专题06 遗传的分子基础
【母题来源】2021年高考全国乙卷
【母题题文】在格里菲思所做的肺炎双球菌转化实验中，无毒性的R型活细菌与被加热杀死的S型细菌混合后注射到小鼠体内，从小鼠体内分离出了有毒性的S型活细菌。某同学根据上述实验，结合现有生物学知识所做的下列推测中，不合理的是（ ） B．S型菌的DNA能够进入R型菌细胞指导蛋白质的合成
C．加热杀死S型菌使其蛋白质功能丧失而DNA功能可能不受影响
D．将S型菌的DNA经DNA酶处理后与R型菌混合，可以得到S型菌
【答案】D
【试题解析】【分析】
肺炎双球菌转化实验包括格里菲斯体内转化实验和艾弗里体外转化实验，其中格里菲斯体内转化实验证明S型细菌中存在某种转化因子，能将R型细菌转化为S型细菌，没有证明转化因子是什么物质，而艾弗里体外转化实验，将各种物质分开，单独研究它们在遗传中的作用，并用到了生物实验中的减法原理，最终证明DNA是遗传物质。
【详解】
A、与R型菌相比，S型菌具有荚膜多糖，S型菌有毒，故可推测S型菌的毒性可能与荚膜多糖有关，A正确；
B、S型菌的DNA进入R型菌细胞后使R型菌具有了S型菌的性状，可知S型菌的DNA进入R型菌细胞后指导蛋白质的合成，B正确；
C、加热杀死的S型菌不会使小白鼠死亡，说明加热杀死的S型菌的蛋白质功能丧失，而加
热杀死的S型菌的DNA可以使R型菌发生转化，可知其DNA功能不受影响，C正确；
D、将S型菌的DNA经DNA酶处理后，DNA被水解为小分子物质，故与R型菌混合，不能得到S型菌，D错误。
【命题意图】本专题主要考查遗传物质发现历程、DNA的结构复制、基因表达等知识，主要考查考生的理解能力和综合运用能力。
【命题方向】
本专题涉及的知识点较多，试题一般是多个章节内容的综合考查，试题的每个选项可能覆盖一至二个知识点。对遗传的分子基础的考查包括遗传物质的发现实验、核酸的元素组成、结构、分布、DNA的结构和复制、基因的表达，同时侧重对实验的分析能力、对知识的深化理解和运用能力的考查
平行空间论【得分要点】
一、肺炎双球菌两个转化实验的比较
| 体内转化实验 | 体外转化实验 |
科学家 | 格里菲思 | 艾弗里及其同事 |
细菌培养场所 | 小鼠体内 | 培养基(体外) |
实验原理 | S型细菌可以使人患肺炎或使小鼠患败血症 | 对S型细菌中的物质进行提取、分离，分别单独观察各种物质的作用 |
实验原则 | R型细菌与S型细菌的毒性进行对照 | S型细菌各成分的作用进行对照 |
实验构思 | 用加热杀死的S型细菌注射到小鼠体内作为对照实验来说明确实发生了转化 | 将物质提纯分离后，直接、单独地观察某种物质在实验中所起的作用 |
结果观察 | 小鼠是否死亡 | 培养基中菌落类型 |
实验结论 | S型细菌体内有转化因子 | S型细菌的DNA是遗传物质，蛋白质等不是遗传物质 |
联系 | ①所用的材料相同：都巧妙选用R型和S型两种肺炎双球菌 ②体内转化实验是体外转化实验的基础，仅说明S型细菌体内有“转化因子”，体外转化实验则是前者的延伸，进一步证明了“转化因子”是DNA 可见异物③实验设计都遵循对照原则和单一变量原则 |
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1.实验方法
同位素标记法，用35S、32P分别标记噬菌体的蛋白质和DNA。
2.实验材料：T2噬菌体和大肠杆菌
(1)噬菌体的结构
(2)噬菌体的生活方式：活细胞寄生。
3.实验过程
(1)标记噬菌体
(2)侵染细菌
4.实验结果分析
分组 | 结果 | 结果分析 |
对比实验(相互对照) | 被32P标记的噬菌体＋细菌 | 上清液中几乎无32P，32P主要分布在宿主细胞内 | 32P—DNA进入了宿主细胞内 |
被35S标记的噬菌体＋细菌 | 宿主细胞内无35S,35S主要分布在上清液中 | 35S—蛋白质外壳未进入宿主细胞，留在外面 |
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5.结论：DNA是遗传物质。
三、解读两种DNA结构模型
(1)由图1可解读以下信息
(2)图2是图1的简化形式，其中①是磷酸二酯键，③是氢键。解旋酶作用于③部位，限制性核酸内切酶和DNA连接酶作用于①部位。
2.“归纳法”求解DNA分子中的碱基数量的计算规律
(1)在DNA双链中嘌呤总数与嘧啶总数相同，即A＋G＝T＋C。
(2)互补碱基之和的比例在任意一条链及整个DNA分子中都相同，即若在一条链中＝m，在互补链及整个DNA分子中＝m。
(3)非互补碱基之和的比例在两条互补链中互为倒数，在整个DNA分子中为1，即若在DNA一条链中＝a，则在其互补链中＝，而在整个DNA分子中＝1。
四、DNA分子的复制
(1)概念：以亲代DNA为模板，合成子代DNA的过程。
(2)时间：有丝分裂的间期或减数第一次分裂前的间期。
(3)过程
(4)特点：边解旋边复制。
(5)方式：半保留复制。
(6)结果：形成两个完全相同的DNA分子。
(7)意义：将遗传信息从亲代传给子代，保持了遗传信息的连续性。
五、转录
(1)场所：主要是细胞核，在叶绿体、线粒体中也能发生转录过程。
(2)条件
(3)过程
(4)产物：信使RNA、核糖体RNA、转运RNA。
六、翻译
(1)场所或装配机器：核糖体。
(2)条件
(3)过程
(4)产物：多肽蛋白质
一、单选题邵峰晶
1．（2021·安徽淮北市·高三一模）下列有关人类对遗传物质探索过程中相关实验的叙述，正确的是（ ）
A．肺炎双球菌体内转化实验中，S 型菌利用宿主细胞的核糖体合成自身的蛋白质
B．肺炎双球菌体外转化实验中，经 DNA 酶处理的 S 型菌提取物不能使 R型菌转化成 S 型菌
C．32P 标记的噬菌体侵染细菌实验中，细菌体内含有32P 标记的噬菌体 DNA，但不能产生不含32经济犯罪侦查P的子代噬菌体
D．35 S 标记的噬菌体侵染细菌实验中，细菌体内不含有35 S标记的噬菌体蛋白质，但可产生含35 S的子代噬菌体
【答案】B
藤井瑞希
【分析】
1、作为遗传物质应具备的特点是：分子结构具有相对稳定性；能自我复制，保持上下代连续性；能指导蛋白质合成；能产生可遗传变异。
2、肺炎双球菌转化实验包括格里菲斯体内转化实验和艾弗里体外转化实验，其中格里菲斯体内转化实验证明S型细菌中存在某种转化因子，能将R型细菌转化为S型细菌，而艾弗里体外转化实验证明DNA是遗传物质。
3、T2噬菌体侵染细菌的实验步骤：分别用单列向心球轴承35S或32P标记噬菌体→噬菌体与大肠杆菌混合培养→噬菌体侵染未被标记的细菌→在搅拌器中搅拌，然后离心，检测上清液和沉淀物中的放射性物质。该实验证明噬菌体侵染细菌时只有DNA进入细菌，进而证明DNA是遗传物质。
【详解】
A、S 型菌属于细菌，利用自身的核糖体合成自身的蛋白质，A错误；
B、DNA酶能够分解DNA，故肺炎双球菌体外转化实验中，经 DNA 酶处理的 S 型菌DNA不能使 R型菌转化成 S 型菌，B正确；
C、32P 标记的噬菌体侵染细菌实验中，细菌体内含有32P 标记的噬菌体 DNA，利用细菌体内的原料，经DNA半保留复制后，能产生不含32P的子代噬菌体，C错误；
D、35S 标记的噬菌体侵染细菌实验中，35S 标记的蛋白质不能进入细菌体内，细菌体内不含有35S标记的噬菌体蛋白质，也不可产生含35S的子代噬菌体，D错误。
故选B。
2 ．（2021·福建龙岩市·上杭一中高三其他模拟）格里菲斯在进行肺炎双球菌转化实验时，只有在小鼠体内才能成功，他将高温杀死的S型茵与R型活菌混合物在培养基中培养时，很难得到转化现象。而艾弗里在培养基中加了一定量的抗R型菌的抗体，在体外就比较容易观察到转化现象。下列说法不合理的是（ ）
A．抗R型菌抗体使S型菌的DNA较易进入R型细菌，易发生转化作用
B．R型细菌对小鼠免疫力的抵抗力较S型细菌弱，因此在小鼠体内容易转化成功
C．未加抗R型菌抗体的培养基中R型菌的竞争力较强，很难看到转化现象
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