目標(biāo)導(dǎo)航
1．通過描述“肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)”的實(shí)驗(yàn)過程和結(jié)果，解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與實(shí)驗(yàn)結(jié)論之間的邏輯關(guān)系。
2．通過艾弗里“肺炎鏈球菌體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)”的學(xué)習(xí)，說明自變量控制中“加法原則”和“減法原則”
知識精講
知識點(diǎn)01 對遺傳物質(zhì)的早起推測
1.對遺傳物質(zhì)的早期推測：20世紀(jì)20年代，大多數(shù)科學(xué)家認(rèn)為蛋白質(zhì)是生物體的遺傳物質(zhì)。20世紀(jì)30年代，人們認(rèn)識到組成DNA的脫氧核苷酸有4種，每一種有一個特定的堿基。這一認(rèn)識本可以使人們意識到DNA的重要性，但是，由于對DNA的結(jié)構(gòu)沒有清晰的了解，認(rèn)為蛋白質(zhì)是遺傳物質(zhì)的觀點(diǎn)仍占主導(dǎo)地位。
2.遺傳物質(zhì)探索的重要事件
①孟德爾提出“遺傳因子”，并總結(jié)遺傳規(guī)律；
②約翰遜把“遺傳因子”命名為基因；
③薩頓提出基因在染色體上的假說；
④摩爾根通過果蠅雜交實(shí)驗(yàn)證明基因位于染色體上；
⑤20世紀(jì)中葉，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)：染色體的主要組成成分是 DNA和蛋白質(zhì)；
⑥艾弗里、赫爾希、蔡斯等科學(xué)家通過實(shí)驗(yàn)證明DNA是遺傳物質(zhì)。
知識點(diǎn)02 肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)
1.肺炎鏈球菌的體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)：
①肺炎鏈球菌
②格里菲斯肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)（肺炎雙球菌體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)）：
2.艾弗里等人肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)（肺炎雙球菌體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)）：
（1）實(shí)驗(yàn)思路：設(shè)法逐步去除S型細(xì)菌的各組分后分別與R型活細(xì)菌混合培養(yǎng)，觀察是否具有轉(zhuǎn)化活性。
（2）實(shí)驗(yàn)過程及現(xiàn)象
③實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)論：
①被轉(zhuǎn)化的R型菌只是少量，在培養(yǎng)后既有R型細(xì)菌又有S型細(xì)菌的培養(yǎng)基中，R型菌的菌落占多數(shù)；
②S型菌的DNA能夠使R型菌轉(zhuǎn)化為S型菌，S型菌的蛋白質(zhì)等不能使R型菌轉(zhuǎn)化為S型菌；
③DNA是使R型細(xì)菌產(chǎn)生穩(wěn)定遺傳變化的物質(zhì)，蛋白質(zhì)不是使R型細(xì)菌產(chǎn)生穩(wěn)定遺傳變化的物質(zhì)，DNA是遺傳物質(zhì)。
（3）減法原理：在對照實(shí)驗(yàn)中，與常態(tài)比較， 的稱為“減法原理”。例如，在艾弗里的肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中，每個實(shí)驗(yàn)組特異性地 ，從而鑒定出DNA是遺傳物質(zhì)。
知識點(diǎn)03 減法原則
在每個實(shí)驗(yàn)組人為去除某個影響因素后，觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果的變化。如：在艾弗里的肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中，每個實(shí)驗(yàn)組特異性地去除了一種物質(zhì)，從而鑒定出DNA是遺傳物質(zhì)。
能力拓展
考法01 肺炎鏈球菌體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)
①實(shí)驗(yàn)材料包括S型和R型肺炎雙球菌、小鼠。
②肺炎雙球菌的培養(yǎng)是在小鼠體內(nèi)進(jìn)行的。首先通過對小鼠單獨(dú)注射S型和R型肺炎球菌，說明S型菌有毒性，使小鼠患敗血癥死亡；R型菌無毒，不能使小鼠患敗血癥死亡。通過用加熱殺死的S型菌注射到小鼠體內(nèi)與加熱殺死的S型菌與活R型菌混合注射的對照，說明加熱殺死的S型菌與活R型菌混合注射導(dǎo)致小鼠死亡的原因是R型菌轉(zhuǎn)化為S型菌導(dǎo)致的。
③小鼠體內(nèi)是否出現(xiàn)S型菌判斷采用了兩種方法，一是通過觀察小鼠是否患敗血癥死亡，推測小鼠體內(nèi)是否有S型菌；二是通過分離小鼠的細(xì)菌確定小鼠體內(nèi)的細(xì)菌類型，第一組小鼠體內(nèi)只有R型菌，第二組小鼠體內(nèi)只有S型菌，第三組小鼠體內(nèi)既沒有S型菌，也沒有R型菌，第四組小鼠體內(nèi)既有S型菌，也有R型菌。
④實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)論：加熱殺死的S型細(xì)菌中含有某種轉(zhuǎn)化因子使R型活細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型活細(xì)菌。
特別提醒：格里菲斯沒有證明遺傳物質(zhì)是什么。
【典例1】S型肺炎雙球菌的莢膜表面具有多種抗原類型(如Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ等)，不同的抗原類型之間不能通過突變而發(fā)生轉(zhuǎn)換；在特殊條件下離體培養(yǎng)S -Ⅱ型肺炎雙球菌可從中分離出R -Ⅱ型菌。格里菲思將加熱殺死的S -Ⅲ型菌與R -Ⅱ型菌混合后同時注入小鼠體內(nèi)，小鼠患病并大量死亡，而且從患病死亡的小鼠體內(nèi)獲得了具有活性的S -Ⅲ型菌；而單獨(dú)注射加熱殺死的S -Ⅲ型菌，小鼠未死亡。此實(shí)驗(yàn)結(jié)果能支持的假設(shè)是( )
A．S -Ⅲ型菌經(jīng)突變形成了耐高溫型菌
B．S -Ⅲ型菌是由R -Ⅱ型菌突變形成的
C．R -Ⅱ型菌經(jīng)過轉(zhuǎn)化形成了S -Ⅲ型菌
D．加熱后S -Ⅲ型菌可能未被完全殺死
【答案】C
【解析】由題意知，不同的抗原類型之間不能通過突變而發(fā)生轉(zhuǎn)換。特殊條件下離體培養(yǎng)的S -Ⅱ中可分離出R -Ⅱ，說明R -Ⅱ是由S -Ⅱ突變而來，R -Ⅱ也可突變?yōu)镾 -Ⅱ，但S -Ⅱ不能突變?yōu)镾 -Ⅲ，故S -Ⅲ不會是由R -Ⅱ突變而來的；加熱殺死的S -Ⅲ型菌與R -Ⅱ型菌混合后同時注入小鼠體內(nèi)，小鼠患病并大量死亡，而且從患病死亡小鼠體內(nèi)獲得了具有活性的S -Ⅲ型菌，而單獨(dú)注射加熱殺死的S -Ⅲ型菌，小鼠未死亡，說明R -Ⅱ型菌經(jīng)過轉(zhuǎn)化形成了S -Ⅲ型菌。
考法02 肺炎鏈球菌體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)
①實(shí)驗(yàn)材料包括S型和R型肺炎雙球菌。
②肺炎雙球菌的培養(yǎng)是在生物體外進(jìn)行的。首先將加熱致死的S型菌破碎制成細(xì)胞提取物，然后將提取物加入有R型菌的培養(yǎng)基培養(yǎng)、將提取物用不同酶加入有R型菌的培養(yǎng)基培養(yǎng)，觀察培養(yǎng)基中出現(xiàn)的菌落類型。提取物不經(jīng)處理就加入有R型菌的培養(yǎng)基培養(yǎng)的有S菌出現(xiàn)，提取物經(jīng)蛋白酶、RNA酶和酯酶處理后加入有
③實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)論：DNA是使R型菌產(chǎn)生穩(wěn)定遺傳變化的物質(zhì)。
規(guī)律總結(jié)：
體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)和體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)的區(qū)別與聯(lián)系
特別提醒]：
①轉(zhuǎn)化的實(shí)質(zhì)是基因重組而非基因突變：肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)是指S型細(xì)菌的DNA片段整合到R型細(xì)菌的DNA中，使受體細(xì)胞獲得了新的遺傳信息，即發(fā)生了基因重組。
②加熱并沒有使DNA完全失去活性：加熱殺死S型細(xì)菌的過程中，其蛋白質(zhì)變性失活，但是內(nèi)部的DNA在加熱結(jié)束后隨溫度的降低又逐漸恢復(fù)活性。
③并非所有的R型細(xì)菌都能被轉(zhuǎn)化，只是小部分R型細(xì)菌被轉(zhuǎn)化成S型細(xì)菌。轉(zhuǎn)化效率與DNA純度有關(guān)，純度越高轉(zhuǎn)化效率越高。
【典例2】艾弗里和同事用R型和S型肺炎雙球菌進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，結(jié)果如下表。從表中可知( )
A.①不能證明S型菌的蛋白質(zhì)不是轉(zhuǎn)化因子
B.②說明S型菌的莢膜多糖有酶活性
C.③和④說明S型菌的DNA是轉(zhuǎn)化因子
D.①～④說明DNA是主要的遺傳物質(zhì)
【答案】C
【解析】①中加入的是S型菌的蛋白質(zhì)，R型菌沒有轉(zhuǎn)化出S型菌，能證明S型菌的蛋白質(zhì)不是轉(zhuǎn)化因子；②說明S型菌的莢膜多糖不是轉(zhuǎn)化因子，不能說明其具有酶活性；③④可組成對照實(shí)驗(yàn)，可證明S型菌的DNA是轉(zhuǎn)化因子；①～④只能說明DNA是遺傳物質(zhì)，而不能說明DNA是主要的遺傳物質(zhì)。
考法03 加法原則和減法原則
①生物學(xué)實(shí)驗(yàn)是通過控制和干預(yù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象而進(jìn)行的探索活動?？刂票旧砭褪窃诜治龅幕A(chǔ)上找出影響現(xiàn)象產(chǎn)生的各種因素，從而以控制或干預(yù)某一需要研究的因素來達(dá)到認(rèn)識事物本質(zhì)的目的。從認(rèn)識論的角度來看，生物學(xué)實(shí)驗(yàn)的控制可分為兩大類：一類是設(shè)法排除對研究對象的干擾，另一類是設(shè)法對研究對象進(jìn)行干擾。這兩個相反方式的控制所依據(jù)的原理是減法原理和加法原理。
②加法原則和減法原則比較
【典例3】艾弗里在探索肺炎雙球菌遺傳物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)中，很好的設(shè)計(jì)了“加法”實(shí)驗(yàn)和“減法”實(shí)驗(yàn)，請回答下列問題：
（1）在“加法”實(shí)驗(yàn)中，艾弗里在培養(yǎng)R型肺炎雙球菌的培養(yǎng)基中分別加入了分離提純的S型肺炎雙球菌的DNA、蛋白質(zhì)等物質(zhì)，結(jié)果，只在加入DNA的培養(yǎng)基上出現(xiàn)了S型肺炎雙球菌，實(shí)驗(yàn)結(jié)論是 。
（2）在“加法”實(shí)驗(yàn)之后，艾弗里又設(shè)計(jì)了“減法”實(shí)驗(yàn)，他在培養(yǎng)R型肺炎雙球菌的培養(yǎng)基中除了加入分離提純的S型肺炎雙球菌的DNA之外，還同時加入了DNA水解酶，結(jié)果培養(yǎng)基上沒有出現(xiàn)S型肺炎雙球菌，該實(shí)驗(yàn)的結(jié)論是 ，從而進(jìn)一步證明DNA是遺傳物質(zhì)。
（3）雖然艾弗里實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)非常巧妙，但是受當(dāng)時技術(shù)限制，他實(shí)驗(yàn)提取的DNA純度最高時也還含有少量蛋白質(zhì)，因此，仍有部分人對實(shí)驗(yàn)結(jié)果表示懷疑，請參考上述艾弗里的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)一組新的實(shí)驗(yàn)加以證明 。（寫出思路即可）
【答案】（1）DNA是肺炎雙球菌的遺傳物質(zhì)，蛋白質(zhì)等其他物質(zhì)不是
（2）DNA只有保持結(jié)構(gòu)完整才能作為遺傳物質(zhì)（或DNA水解產(chǎn)物不是肺炎雙球菌的遺傳物質(zhì)）
（3）將實(shí)驗(yàn)提取的DNA用蛋白酶進(jìn)行處理，然后再加入到培養(yǎng)R型肺炎雙球菌的培養(yǎng)基中，觀察是否出現(xiàn)S型肺炎雙球菌
【解析】S型肺炎雙球菌有莢膜，有毒，會導(dǎo)致小鼠死亡；R型肺炎雙球菌無毒，不會導(dǎo)致小鼠死亡。
（1）艾弗里在培養(yǎng)R型肺炎雙球菌的培養(yǎng)基中分別加入了分離提純的S型肺炎雙球菌的DNA、蛋白質(zhì)等物質(zhì)，只有加入DNA培養(yǎng)基上出現(xiàn)了S型肺炎雙球菌，實(shí)驗(yàn)證明DNA是肺炎雙球菌的遺傳物質(zhì)，蛋白質(zhì)等其他物質(zhì)不是。
（2）培養(yǎng)R型肺炎雙球菌的培養(yǎng)基中加入DNA，可以轉(zhuǎn)化出S型菌，若加入DNA的同時加入了DNA水解酶，結(jié)果培養(yǎng)基上沒有出現(xiàn)S型肺炎雙球菌，說明DNA只有保持結(jié)構(gòu)完整才能作為遺傳物質(zhì)。
（3）由題意可知，部分人對實(shí)驗(yàn)結(jié)果表示懷疑是因?yàn)榘ダ飳?shí)驗(yàn)提取的DNA純度最高時也還含有少量蛋白質(zhì)，所以，參考“減法”實(shí)驗(yàn)，將實(shí)驗(yàn)提取的DNA用蛋白酶進(jìn)行處理，分解蛋白質(zhì)，然后再加入到培養(yǎng)R型肺炎雙球菌的培養(yǎng)基中，觀察是否出現(xiàn)S型細(xì)菌。
分層提分
題組A 基礎(chǔ)過關(guān)練
1.肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中，使R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌的轉(zhuǎn)化因子是 ( )
A.S型細(xì)菌的莢膜多糖B.S型細(xì)菌的蛋白質(zhì)
C.S型細(xì)菌的DNA或蛋白質(zhì)D.S型細(xì)菌的DNA
1.【答案】D
【解析】S型細(xì)菌的莢膜+R型細(xì)菌→小鼠→存活，說明S型細(xì)菌的莢膜多糖不能使R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌的轉(zhuǎn)化因子，A錯誤；S型細(xì)菌的蛋白質(zhì)+R型細(xì)菌→小鼠→存活，說明S型細(xì)菌的蛋白質(zhì)不能使R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌的轉(zhuǎn)化因子，B錯誤；S型細(xì)菌的蛋白質(zhì)+R型細(xì)菌→小鼠→存活，說明S型細(xì)菌的蛋白質(zhì)不能使R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌的轉(zhuǎn)化因子，C錯誤；加熱殺死的S型細(xì)菌+R型細(xì)菌→小鼠→死亡，說明S型細(xì)菌的DNA能使R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌的轉(zhuǎn)化因子，D正確。
2.艾弗里的肺炎鏈球菌體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)證明了遺傳物質(zhì)是（ ）
A.蛋白質(zhì)B.多糖
C.DNAD.RNA
2.【答案】C
【解析】艾弗里的體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)證明蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)，A錯誤；艾弗里的體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)證明多糖不是遺傳物質(zhì)，B錯誤；艾弗里的體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)證明DNA是遺傳物質(zhì)，C正確；艾弗里的體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)證明RNA不是遺傳物質(zhì)，D錯誤。
3.下列有關(guān)“肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)”的結(jié)果中，可獲得活的S型細(xì)菌的是（ ）
A.加入S型細(xì)菌DNA的培養(yǎng)基
B.注射加熱殺死的S型細(xì)菌的小鼠
C.注射R型活細(xì)菌和加熱殺死的S型細(xì)菌混合液的小鼠
D.添加經(jīng)DNA酶處理后的S型細(xì)菌的DNA和R型活細(xì)菌的培養(yǎng)基
3.【答案】C
【解析】培養(yǎng)基中只加入S型細(xì)菌的DNA而沒有加入R型活細(xì)菌，不會產(chǎn)生活的S型細(xì)菌，A項(xiàng)不符合題意；加熱殺死的S型細(xì)菌失去毒性，不會使小鼠死亡，小鼠體內(nèi)不會產(chǎn)生活的S型細(xì)菌，B項(xiàng)不符合題意；將R型活細(xì)菌和加熱殺死的S型細(xì)菌混合液注射給小鼠，部分R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌，引起小鼠死亡，C項(xiàng)符合題意；經(jīng)DNA酶處理后的S型細(xì)菌的DNA已被分解，即使加入了含有R型活細(xì)菌的培養(yǎng)基中也不會產(chǎn)生活的S型細(xì)菌，D項(xiàng)不符合題意。
4.下列關(guān)于肺炎鏈球菌的敘述，正確的是（ ）
A.具有核糖體，其形成與核仁有關(guān)
B.與R型菌相比，S型菌不易受宿主正常防護(hù)機(jī)制的破壞
C.遺傳物質(zhì)是RNA，只位于擬核區(qū)
D.加熱殺死的S型細(xì)菌，其蛋白質(zhì)和DNA都沒有失活
4.【答案】B
【解析】肺炎雙球菌屬于原核生物,不含核仁,錯誤;；S型細(xì)菌含有多糖類莢膜,R型細(xì)菌不含多糖類莢膜,因此與R型菌相比,S型菌不易受宿主正常防護(hù)機(jī)制的破壞,正確；肺炎雙球菌的遺傳物質(zhì)是DNA,錯誤;；加熱殺死的S型細(xì)菌，其蛋白質(zhì)的高級結(jié)構(gòu)被破壞，失活，而DNA沒有失活，錯誤。
5.下列有關(guān)肺炎鏈球菌及其轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)的敘述，正確的是（ ）
A.給小鼠注射S型菌的DNA，小鼠將患敗血癥而死亡
B.S型菌的致病性與其細(xì)胞表面的一層多糖類物質(zhì)有關(guān)
C.實(shí)驗(yàn)中少量R型菌轉(zhuǎn)化為S型菌的現(xiàn)象屬于基因突變
D.S型菌的DNA引起細(xì)菌的轉(zhuǎn)化效率高低與其純度無關(guān)
5.【答案】B
【解析】S型細(xì)菌能使小鼠會患敗血癥死亡，但單獨(dú)給小鼠注射S型細(xì)菌的DNA，小鼠不會患敗血癥死亡，A錯誤；S型肺炎雙球菌有莢膜，菌落表現(xiàn)光滑，能使菌體不易受到宿主正常防護(hù)機(jī)制的破壞，所以S型菌的致病性與其細(xì)胞表面的一層多糖類物質(zhì)有關(guān)，B正確；實(shí)驗(yàn)中少量R型菌轉(zhuǎn)化為S型菌的現(xiàn)象屬于基因重組，C錯誤；S型菌的DNA引起細(xì)菌的轉(zhuǎn)化效率高低與其純度有關(guān)，純度越高，轉(zhuǎn)化效率就越高，D錯誤。
6.用R型和S型肺炎鏈球菌進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，其過程和結(jié)果如圖所示，下列敘述錯誤的是（ ）
A.各組均可以觀察到有表面粗糙的菌落
B.S型菌的莢膜可使菌體不易受到宿主正常防護(hù)機(jī)制的的破壞
C.只有D組有S型菌生成說明DNA是主要的遺傳物質(zhì)
D.R型菌能轉(zhuǎn)化為S型菌的根本原因是發(fā)生了基因重組
6.【答案】C
【解析】A~E組均有R型菌，因此各組均可以觀察到有表面粗糙的菌落，A正確；S型菌的菌體外具有膠狀的莢膜，可使菌體不易受到宿主正常防護(hù)機(jī)制的破壞，B正確；A~E組中只有D組有S型菌生成說明DNA是遺傳物質(zhì)，C錯誤；肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中，S型菌的部分DNA片段進(jìn)入R型菌內(nèi)并整合到R型菌的DNA分子上，使這種R型菌轉(zhuǎn)化為能合成莢膜多糖的S型菌。因此，R型菌能轉(zhuǎn)化為S型菌的實(shí)質(zhì)是基因重組，D正確。
題組B 能力提升練
7.艾弗里和同事用R型和S型肺炎鏈球菌進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，結(jié)果如下表。下列說法正確的是（ ）
A.實(shí)驗(yàn)①說明S型菌的蛋白質(zhì)不是轉(zhuǎn)化因子 B.②說明S型菌的莢膜多糖有酶活性
C.③和④①說明S型菌的DNA是轉(zhuǎn)化因子 D.①～④說明DNA是主要的遺傳物質(zhì)
7.【答案】C
【解析】單獨(dú)①實(shí)驗(yàn)不能說明蛋白質(zhì)不是轉(zhuǎn)化因子，A錯誤；②實(shí)驗(yàn)加入了莢膜多糖，后代培養(yǎng)未出現(xiàn)S型菌，可以說明莢膜多糖不是轉(zhuǎn)化因子，而與其酶活性無關(guān)，B錯誤；③和④實(shí)驗(yàn)中唯一的變量即是否加入DNA酶處理，前者結(jié)果既有R型菌，又有S型菌，直接說明DNA可以使R型菌轉(zhuǎn)化為S型菌；后者結(jié)果僅有R型菌，側(cè)面說明DNA水解物無法使其轉(zhuǎn)化，C正確；四組實(shí)驗(yàn)僅證明了DNA是遺傳轉(zhuǎn)化的因子，并未發(fā)現(xiàn)其他物質(zhì)可以起該作用及其所起作用的大小，所以不能說明DNA是主要的遺傳物質(zhì)，D錯誤。
8.某興趣小組進(jìn)行了肺炎鏈球菌的體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)，如圖表示該轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中的三組實(shí)驗(yàn)，其中高溫和酶處理的時間適宜。下列相關(guān)推測或敘述不合理的是（ ）
A．甲組和乙組的S型菌的蛋白質(zhì)都失去發(fā)揮作用的可能性
B．甲組和乙組的培養(yǎng)基上都會出現(xiàn)光滑型菌落和粗糙型菌落
C．丙組的培養(yǎng)基上只有R型菌落，可間接證明S型菌的DNA是遺傳物質(zhì)
D．該實(shí)驗(yàn)?zāi)茏C明R型菌轉(zhuǎn)化成S型菌主要是由S型菌的DNA引起的
8.【答案】D
【解析】高溫可以使蛋白質(zhì)失去活性，蛋白酶可以使蛋白質(zhì)發(fā)生水解，因此甲組和乙組的S型菌的蛋白質(zhì)都失去發(fā)揮作用的可能性，A正確；甲組和乙組的S型菌的DNA均可發(fā)揮作用，因此兩組培養(yǎng)基上都會出現(xiàn)光滑型菌落和粗糙型菌落，B正確；丙組的S型菌的DNA被破壞，致使S型菌落未能出現(xiàn)，由此可間接證明S型菌的DNA是遺傳物質(zhì)，C正確；該實(shí)驗(yàn)?zāi)茏C明R型菌轉(zhuǎn)化成S型菌是由S型菌的DNA引起的，而不是主要由S型菌的DNA引起的，D錯誤。
9.在艾弗里的肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中有三組實(shí)驗(yàn)：在含有R型菌的培養(yǎng)基中分別加入S型菌的DNA（甲）、S型菌的蛋白質(zhì)（乙）、S型菌的DNA和DNA酶（丙），培養(yǎng)一定時間。下列敘述正確的是（ ）
A.甲組和乙組的培養(yǎng)基中均含有少量的S型菌
B.甲、乙兩組實(shí)驗(yàn)對比可說明DNA能促使S型菌轉(zhuǎn)化為R型菌
C.甲組培養(yǎng)基中含有的S型菌的數(shù)量只與培養(yǎng)基的培養(yǎng)條件有關(guān)
D.甲、丙兩組實(shí)驗(yàn)對比可說明DNA被分解后就不能促使R型菌發(fā)生轉(zhuǎn)化
9.【答案】D
【解析】根據(jù)分析可知，甲組的培養(yǎng)基中可轉(zhuǎn)化形成S型菌，而乙組的培養(yǎng)基中不能轉(zhuǎn)化形成S型菌，A錯誤；甲、乙兩組實(shí)驗(yàn)對比可說明DNA能促使R型菌轉(zhuǎn)化為S型菌，B錯誤；甲組培養(yǎng)基中含有的S型菌的數(shù)量即與加入的S型菌的DNA能使R型菌轉(zhuǎn)化有關(guān)，也與培養(yǎng)基的培養(yǎng)條件有關(guān)，C錯誤；甲組能轉(zhuǎn)化形成S型菌體、丙組不能轉(zhuǎn)化形成S型菌，兩組實(shí)驗(yàn)對比可說明DNA被分解后就不能促使R型菌發(fā)生轉(zhuǎn)化，D正確。
10.某科研人員為了驗(yàn)證格里菲思的肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)，對實(shí)驗(yàn)鼠進(jìn)行了4次注射實(shí)驗(yàn)，如圖所示。下列相關(guān)敘述，正確的是（ ）
A.活菌甲是有莢膜的R型細(xì)菌，而活菌乙是無莢膜的S型細(xì)菌
B.由注射②和④的結(jié)果可知，活或死的S型細(xì)菌都能使小鼠死亡
C.在死鼠2的血液中應(yīng)有活菌甲和活菌乙，后者最初由活菌甲轉(zhuǎn)化而來
D.死菌乙未導(dǎo)致鼠3死亡，由此說明未處理的S型菌不會導(dǎo)致小鼠死亡
10.【答案】C
【解析】活菌甲是無莢膜的R型細(xì)菌，注射到小鼠體內(nèi)，小鼠不死亡；而活菌乙是有莢膜的S型細(xì)菌，注射到小鼠體內(nèi)，小鼠死亡，A錯誤；由注射②和④的結(jié)果可知，在死鼠2的血液中活菌乙，其是由活菌甲轉(zhuǎn)化而來的，活的S型細(xì)菌能使小鼠死亡，但是死的S型細(xì)菌不能使小鼠死亡，B錯誤；在死鼠2的血液中應(yīng)有活菌甲和活菌乙，后者最初由活菌甲轉(zhuǎn)化而來，C正確；死菌乙未導(dǎo)致鼠3死亡，可說明死的S型菌不會導(dǎo)致小鼠死亡，不能說明未處理的S型菌不會導(dǎo)致小鼠死亡，D錯誤。
11.細(xì)菌轉(zhuǎn)化是指某一受體細(xì)菌通過直接吸收來自另一供體細(xì)菌的一些含有特定基因的DNA片段，從而獲得供體細(xì)菌的相應(yīng)遺傳性狀的現(xiàn)象，如肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)。S型肺炎鏈球菌有莢膜，菌落光滑，可致病，對青霉素敏感。在多代培養(yǎng)的S型菌中分離出了兩種突變型：R型，無莢膜，菌落粗糙，不致??；抗青霉素的S型（記為PenrS型）。現(xiàn)用PenrS型菌和R型菌進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn)，對其結(jié)果的分析最合理的是（ ）
A.甲組中部分小鼠患敗血癥，注射青霉素治療后均可康復(fù)
B.乙組中可觀察到兩種菌落，加青霉素后仍有兩種菌落繼續(xù)生長
C.丙組培養(yǎng)基中含有青霉素，所以生長的菌落是PenrS型菌
D.丁組中因?yàn)镈NA被水解而無轉(zhuǎn)化因子，所以無菌落生長
11.【答案】D
【解析】甲實(shí)驗(yàn)中能轉(zhuǎn)化形成抗青霉素的S型細(xì)菌，所以部分小鼠患敗血癥，注射青霉素治療不能恢復(fù)健康，A錯誤；乙實(shí)驗(yàn)中R型菌能轉(zhuǎn)化形成抗青霉素的S型細(xì)菌，因此可觀察到兩種菌落，但是由于R型菌不抗青霉素，加青霉素后只有一種菌落（S型菌）繼續(xù)生長，B錯誤；由于R型菌在含有青霉素的培養(yǎng)基中不能生長，所以不能轉(zhuǎn)化出PenrS型細(xì)菌，C錯誤；丁組中因?yàn)镈NA被水解而無轉(zhuǎn)化因子，所以沒有PenrS型細(xì)菌的生長，且丁組中加入了青霉素，R型菌也不能生長，故丁組中無菌落生長，D正確。
12.下列關(guān)于“肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)”的敘述，正確的是（ ）
A.活體轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中，R型菌轉(zhuǎn)化成的S型菌不能穩(wěn)定遺傳
B.活體轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中，S型菌的莢膜物質(zhì)使R型菌轉(zhuǎn)化成有莢膜的S型菌
C.離體轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中，蛋白質(zhì)也能使部分R型菌轉(zhuǎn)化成S型菌且可實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定遺傳
D.離體轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中，經(jīng)DNA酶處理的S型菌提取物不能使R型菌轉(zhuǎn)化成S型菌
12.【答案】D
【解析】活體轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中，小鼠體內(nèi)有大量 S型菌，說明R型菌轉(zhuǎn)化成的S型菌能穩(wěn)定遺傳，A錯誤；活體轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中，無法說明是哪種物質(zhì)使R型菌轉(zhuǎn)化成有莢膜的S型菌，B錯誤；離體轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中，只有S型菌的DNA才能使部分R型菌轉(zhuǎn)化成S型菌且可實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定遺傳，C錯誤；離體轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中，經(jīng)DNA酶處理的S型菌提取物，其DNA被水解，故不能使R型菌轉(zhuǎn)化成 S型菌，D正確。
題組C 培優(yōu)拔尖練
13.（2020·浙江7月卷，12）下列關(guān)于“肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)”的敘述，正確的是（ ）
A.活體轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中，R型菌轉(zhuǎn)化成的S型菌不能穩(wěn)定遺傳
B.活體轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中，S型菌的莢膜物質(zhì)使R型菌轉(zhuǎn)化成有莢膜的S型菌
C.離體轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中，蛋白質(zhì)也能使部分R型菌轉(zhuǎn)化成S型菌且可實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定遺傳
D.離體轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中，經(jīng)DNA酶處理的S型菌提取物不能使R型菌轉(zhuǎn)化成S型菌
13.【答案】D
【解析】活體轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中，小鼠體內(nèi)有大量 S型菌，說明R型菌轉(zhuǎn)化成的S型菌能穩(wěn)定遺傳，A錯誤；活體轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中，無法說明是哪種物質(zhì)使R型菌轉(zhuǎn)化成有莢膜的S型菌，B錯誤；離體轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中，只有S型菌的DNA才能使部分R型菌轉(zhuǎn)化成S型菌且可實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定遺傳，C錯誤；離體轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中，經(jīng)DNA酶處理的S型菌提取物，其DNA被水解，故不能使R型菌轉(zhuǎn)化成 S型菌，D正確。
14.（2019·浙江4月卷，20）為研究R型肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化為S型肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化物質(zhì)是DNA還是蛋白質(zhì)，進(jìn)行了肺炎雙球菌體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)，其基本過程如圖所示：
下列敘述正確的是（ ）
A.甲組培養(yǎng)皿中只有S型菌落，推測加熱不會破壞轉(zhuǎn)化物質(zhì)的活性
B.乙組培養(yǎng)皿中有R型及S型菌落，推測轉(zhuǎn)化物質(zhì)是蛋白質(zhì)
C.丙組培養(yǎng)皿中只有R型菌落，推測轉(zhuǎn)化物質(zhì)是DNA
D.該實(shí)驗(yàn)?zāi)茏C明肺炎雙球菌的主要遺傳物質(zhì)是DNA
14.【答案】C
【解析】甲組中培養(yǎng)一段 時間后可發(fā)現(xiàn)有極少的R型菌轉(zhuǎn)化成了S型菌，因此甲組培養(yǎng)皿中不僅有S型菌落也有R型菌落，A選項(xiàng)錯誤；乙組培養(yǎng)皿中加入了蛋白質(zhì)酶，故在乙組的轉(zhuǎn)化中已經(jīng)排除了蛋白質(zhì)的干擾，應(yīng)當(dāng)推測轉(zhuǎn)化物質(zhì)是DNA，B選項(xiàng)錯誤；丙組培養(yǎng)皿中加入了DNA酶，DNA被水解后R型菌便不發(fā)生轉(zhuǎn)化，故可推測是DNA參與了R型菌的轉(zhuǎn)化，C選項(xiàng)正確；該實(shí)驗(yàn)只能證明肺炎雙球菌的遺傳物質(zhì)是DNA，無法證明還有其他的物質(zhì)也可做遺傳物質(zhì)，D選項(xiàng)錯誤。
15．（2017·浙江4月卷，20）肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)的部分過程如圖所示。下列敘述正確的是（ ）
A.S型肺炎雙球菌的菌落為粗糙的，R型肺炎雙球菌的菌落是光滑的
B.S型菌的DNA經(jīng)加熱后失活，因而注射S型菌后的小鼠仍存活
C.從病死小鼠中分離得到的肺炎雙球菌只有S型菌而無R型菌
D.該實(shí)驗(yàn)未證明R型菌轉(zhuǎn)化為S型菌是由S型菌的DNA引起的
15.【答案】D
【解析】S型肺炎雙球菌的菌落為光滑的，R型肺炎雙球菌的菌落是粗糙的，A錯誤；S型菌的蛋白質(zhì)經(jīng)過加熱后已經(jīng)失活，但其DNA經(jīng)加熱后沒有失去活性，B錯誤；S型細(xì)菌中的DNA能將部分R性細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌，因此從病死小鼠中分離得到的肺炎雙球菌有S型菌和R型菌，C錯誤；該實(shí)驗(yàn)證明S型細(xì)菌中存在某種轉(zhuǎn)化因子，能將R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌，但不能證明R型菌轉(zhuǎn)化為S型菌是由S型菌的DNA引起的，D正確。
16.（2016·浙江10月卷，11）用R型和S型肺炎雙球菌進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，其過程和結(jié)果如圖所示。據(jù)圖分析可知（ ）
A．RNA是轉(zhuǎn)化因子B．莢膜多糖具有生物活性
C．DNA是轉(zhuǎn)化因子D．DNA是主要的遺傳物質(zhì)
16.【答案】C
【解析】在含有R型細(xì)菌的培養(yǎng)基中加入S型細(xì)菌的RNA，R型細(xì)菌沒有轉(zhuǎn)化成S型細(xì)菌，說明S型菌的RNA不是轉(zhuǎn)化因子，A錯誤；在含有R型細(xì)菌的培養(yǎng)基中加入S型細(xì)菌的莢膜多糖，R型細(xì)菌沒有轉(zhuǎn)化成S型細(xì)菌，說明S型菌的莢膜多糖不是轉(zhuǎn)化因子，B錯誤；四組實(shí)驗(yàn)形成對照，說明DNA是S型菌的轉(zhuǎn)化因子，C正確；整個實(shí)驗(yàn)過程說明DNA是轉(zhuǎn)化因子，不能說明DNA是主要的遺傳物質(zhì)，D錯誤。
17.（2011·廣東卷，2）艾弗里和同事用R型和S型肺炎雙球菌進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，結(jié)果如下表。從表可知（ ）
A．①不能證明S型菌的蛋白質(zhì)不是轉(zhuǎn)化因子
B．②說明S型菌的莢膜多糖有酶活性
C．③和④說明S型菌的DNA是轉(zhuǎn)化因子
D．①~④說明DNA是主要的遺傳物質(zhì)
17.【答案】C
【解析】在含有R型細(xì)菌的培養(yǎng)基中加入S型細(xì)菌的蛋白質(zhì)，R型細(xì)菌沒有轉(zhuǎn)化成S型細(xì)菌，說明S型菌的蛋白質(zhì)不是轉(zhuǎn)化因子，A錯誤；表中實(shí)驗(yàn)結(jié)果不能說明S型菌的莢膜多糖有酶活性，B錯誤；③和④形成對照，說明DNA是S型菌的轉(zhuǎn)化因子，C正確；①～④說明DNA是遺傳物質(zhì)，但不能說明DNA是主要的遺傳物質(zhì)，D錯誤。
18.（2008·江蘇卷，8）某研究人員模擬肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行了以下4個實(shí)驗(yàn)：
①S型菌的DNA＋DNA酶→加入R型菌→注射入小鼠
②R型菌的DNA＋DNA酶→加入S型菌→注射入小鼠
③R型菌＋DNA酶→高溫加熱后冷卻→加入S型菌的DNA→注射入小鼠
④S型菌＋DNA酶→高溫加熱后冷卻→加入R型菌的DNA→注射入小鼠
以上4個實(shí)驗(yàn)中小鼠存活的情況依次是（ ）
A．存活、存活、存活、死亡B．存活、死亡、存活、死亡
C．死亡、死亡、存活、存活D．存活、死亡、存活、存活
18.【答案】D
【詳解】R型菌無毒，不使小鼠致死；S型菌有毒，可使小鼠致死。①S型菌的DNA被DNA酶破壞，單獨(dú)加入的R型菌不轉(zhuǎn)化為S型菌，小鼠不死亡；②加入的S型菌會導(dǎo)致小鼠死亡；③④中高溫加熱后R型菌和S型菌均會死亡，而單獨(dú)的S型菌或R型菌的DNA不會轉(zhuǎn)化為活的S型菌，小鼠不死亡；故選D。
19.如圖為肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)的部分圖解，請據(jù)圖回答下列問題：
（1）該實(shí)驗(yàn)是在格里菲思的肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，其中格里菲思的實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)論是____________________________________________。
（2）依據(jù)上圖所示實(shí)驗(yàn)，可以作出_______________________________的假設(shè)。
（3）為驗(yàn)證（2）的假設(shè)，需設(shè)計(jì)下面甲和乙兩組實(shí)驗(yàn)：________________________________________。
19.【答案】（1）加熱殺死的S型細(xì)菌存在將R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化成S型細(xì)菌的轉(zhuǎn)化因子
（2）DNA是轉(zhuǎn)化因子（遺傳物質(zhì)）
（3）①分解從S型細(xì)菌中提取到的DNA，培養(yǎng)基中只生長R型細(xì)菌 ②培養(yǎng)基中只生長R型細(xì)菌
【解析】（1）格里菲思的肺炎雙球菌體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)的結(jié)論是加熱殺死的S型細(xì)菌存在將R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化成S型細(xì)菌的轉(zhuǎn)化因子。
（2）同時加入R型細(xì)菌和S型細(xì)菌的DNA，培養(yǎng)基中會同時生長R型細(xì)菌和S型細(xì)菌，所以可以作出DNA是使R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌的轉(zhuǎn)化因子的假設(shè)。
（3）①酶具有催化作用，DNA酶能使DNA水解，所以該實(shí)驗(yàn)中加DNA酶的目的是分解從S型細(xì)菌中提取到的DNA；由于S型細(xì)菌的DNA被水解，所以觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是培養(yǎng)基中只生長R型細(xì)菌。
②蛋白質(zhì)、莢膜多糖等不是遺傳物質(zhì)，因此乙組觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是培養(yǎng)基中只生長R型細(xì)菌。
菌落特點(diǎn)
莢膜有無
致病性
R型肺炎鏈球菌
粗糙
無
無
S型肺炎鏈球菌
光滑
有
有
實(shí)驗(yàn)過程
結(jié)果分析
結(jié)論
①R型活細(xì)菌eq \(――→,\s\up7(注射))小鼠不死亡
R型細(xì)菌無毒性
加熱致死的S型細(xì)菌，含有某種促使R型活細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型活細(xì)菌的活性物質(zhì)——轉(zhuǎn)化因子
②S型活細(xì)菌eq \(――→,\s\up7(注射))小鼠死亡
S型細(xì)菌有毒性
③加熱致死的S型細(xì)菌eq \(――→,\s\up7(注射))小鼠不死亡
加熱致死的S型細(xì)菌已失活，毒性消失
eq \b\lc\ \rc\}(\a\vs4\al\c1(④R型活細(xì)菌,加熱致死的S型細(xì)菌))eq \(――→,\s\up11(混合后),\s\d4(注射))小鼠死亡
R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌，且性狀可以遺傳
體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)
體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)
培養(yǎng)細(xì)菌
在小鼠體內(nèi)
體外培養(yǎng)基
實(shí)驗(yàn)對照
R型細(xì)菌與S型細(xì)菌的毒性對照
S型細(xì)菌各組成成分的作用進(jìn)行對照
巧妙構(gòu)思
用加熱殺死的S型細(xì)菌注射到小鼠體內(nèi)作為對照實(shí)驗(yàn)來說明確實(shí)發(fā)生了轉(zhuǎn)化
將物質(zhì)提純分離后，直接地、單獨(dú)地觀察某種物質(zhì)在實(shí)驗(yàn)中所起的作用
實(shí)驗(yàn)結(jié)論
S型細(xì)菌體內(nèi)有“轉(zhuǎn)化因子”
S型細(xì)菌的DNA是遺傳物質(zhì)
聯(lián)系
(1)所用材料相同；
(2)體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)是體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)，體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)是體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)的延伸；
(3)兩實(shí)驗(yàn)都遵循對照原則、單一變量原則
實(shí)驗(yàn)組號
接種菌型
加入S型菌物質(zhì)
培養(yǎng)皿長菌情況
①
R型
蛋白質(zhì)
R型
②
R型
莢膜多糖
R型
③
R型
DNA
R型、S型
④
R型
DNA(經(jīng)DNA
酶處理)
R型
實(shí)驗(yàn)原理
實(shí)驗(yàn)?zāi)康?br>觀察的現(xiàn)象
舉例
加法原則
給研究對象施加自變量進(jìn)行干預(yù)
為了探求某一變量會產(chǎn)生什么結(jié)果
使研究對象在某些因素的作用下反映出某些特征
探究過氧化氫酶的高效性實(shí)驗(yàn)時，實(shí)驗(yàn)組滴加肝臟研磨液
減法原則
設(shè)法排除某種因素對實(shí)驗(yàn)對象的干擾，同時盡量保持被研究對象的穩(wěn)定
為了探求消除某一變量會產(chǎn)生什么結(jié)果
使研究對象在消除某些因素的作用下反映出某些特征
在設(shè)計(jì)某種藥物對動物療效的實(shí)驗(yàn)研究中，選擇純種的某種動物作為實(shí)驗(yàn)材料，以排除個體差異對療效的干擾作用
實(shí)驗(yàn)組號 接種菌型 加入S型菌物質(zhì) 培養(yǎng)皿長菌情況
①
R
蛋白質(zhì)
R型
②
R
莢膜多糖
R型
③
R
DNA
R型、S型
④
R
DNA（經(jīng)DNA酶處理）
R型

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高中生物人教版 (2019)必修2《遺傳與進(jìn)化》電子課本

第1節(jié) DNA是主要的遺傳物質(zhì)

版本： 人教版 (2019)

年級： 必修2《遺傳與進(jìn)化》

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