新高考生物二轮复习核心考点梳理与分层练习专题16-DNA是主要的遗传物质（含解析）

PAGE专题16DNA是主要的遗传物质考点一、肺炎双球菌转化实验【要点速记】1．格里菲思的体内转化实验（1）实验材料：S型肺炎双球菌R型肺炎双球菌菌落______________________菌体有多糖类荚膜无多糖类荚膜毒性______________________（2）实验过程和结论：2．艾弗里的体外转化实验【重难点突破】1．肺炎双球菌体内和体外转化实验的比较项目体内转化实验体外转化实验培养细菌小鼠体内培养培养基体外培养实验原则R型细菌与S型细菌的毒性对照S型细菌体内各成分的相互对照实验结果已经被加热杀死的S型细菌能使R型细菌转化为S型细菌S型细菌的DNA能使R型细菌转化为S型细菌实验结论已经被加热杀死的S型细菌体内含有某种“转化因子”DNA是S型细菌的遗传物质，而蛋白质等其他物质不是遗传物质联系①所用材料相同，都是R型和S型肺炎双球菌；②体内转化实验是基础，仅说明加热后杀死的S型细菌体内含有某种“转化因子”，而体外转化实验则进一步说明“转化因子”就是DNA；③实验设计都遵循对照原则、单一变量原则2．肺炎双球菌体外转化实验的分析（1）实验思路：直接分离S型细菌的DNA、荚膜多糖、蛋白质等，将它们分别与R型细菌混合培养，研究它们各自的遗传功能。（2）S型细菌的DNA加DNA酶处理组的作用：设置该组实验是起对照作用。用DNA酶分解从S型活细菌中提取的DNA，结果不能使R型细菌发生转化，说明DNA才是使R型细菌发生转化的物质。考点二、噬菌体侵染细菌的实验【要点速记】1．实验材料——T2噬菌体2．实验方法_____________________，该实验中用35S、32P分别标记______________。3．实验过程及结果（1）标记T2噬菌体：（2）侵染细菌：（3）实验结果与分析：分组实验（相互对照）结果分析含35S的T2噬菌体＋细菌宿主细胞内无35S，35S主要分布在上清液中_______________未进入宿主细胞，留在外面含32P的T2噬菌体＋细菌上清液中几乎无32P，32P主要分布在__________内32P－DNA进入了宿主细胞内4．实验结论：在T2噬菌体中，保证亲代与子代之间具有连续性的物质是______，即____是遗传物质。5．噬菌体侵染细菌实验和肺炎双球菌体外转化实验的比较比较项目噬菌体侵染细菌实验肺炎双球菌体外转化实验设计思路设法将_______________分开，单独地、直接地去研究它们的作用处理方法放射性同位素标记法：分别标记_____和________的特征元素直接分离法：分离S型细菌的_____________，分别与R型细菌混合培养检测检测__________________观察___________结论DNA是遗传物质DNA是遗传物质【重难点突破】1．T2噬菌体的培养不能用含35S和32P的培养基培养T2噬菌体。T2噬菌体是病毒，只能寄生在活细胞内，不能利用培养基直接培养。2．T2噬菌体的标记不能用35S和32P标记同一T2噬菌体。放射性检测时只能检测到放射性的存在部位，不能确定是何种元素的放射性。3．两次噬菌体侵染该实验涉及两次噬菌体的侵染。标记噬菌体的过程是未标记的噬菌体侵染已标记的大肠杆菌的过程；侵染细菌的实验过程是已标记的噬菌体侵染未标记的大肠杆菌的过程。4．T2噬菌体在大肠杆菌内的增殖过程（1）模板：进入细菌体内的噬菌体的DNA。（2）合成噬菌体的DNA的原料：大肠杆菌提供的四种脱氧核苷酸。（3）合成噬菌体的蛋白质的原料：大肠杆菌提供的氨基酸。（4）场所：大肠杆菌的核糖体。5．噬菌体侵染细菌实验的上清液和沉淀物放射性分析（1）用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌，上清液中含放射性的原因：①保温培养时间过短，有一部分噬菌体还没有侵染到大肠杆菌细胞内，经离心后分布于上清液中，使上清液中出现放射性。②保温培养时间过长，噬菌体在大肠杆菌内增殖后使大肠杆菌裂解释放子代噬菌体，经离心后分布于上清液，也会使上清液中出现放射性。（2）用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌，沉淀物中有放射性的原因：搅拌不充分，有少量含35S的噬菌体外壳吸附在大肠杆菌表面，随大肠杆菌离心到沉淀物中。6．作为遗传物质必须具备的4个条件（1）在生长和繁殖的过程中，能够精确地复制自己，使前后代具有一定的连续性。（2）能够指导蛋白质的合成，从而控制生物的性状和新陈代谢的过程。（3）具有储存大量遗传信息的潜在能力。（4）结构比较稳定，但在特殊情况下又能发生突变，而且突变以后还能继续复制，并能遗传给后代。7．“二看法”判断子代噬菌体标记情况考点三、DNA是主要的遗传物质【要点速记】1．．烟草花叶病毒对烟草叶细胞的感染实验（1）实验过程及现象：（2）实验结论：______是烟草花叶病毒的遗传物质，_______不是烟草花叶病毒的遗传物质。2．探索结论：______是主要的遗传物质，因为___________生物的遗传物质是DNA，只有少部分生物的遗传物质是RNA。【重难点突破】1．不同生物的遗传物质归类生物类型病毒原核生物真核生物体内核酸种类DNA或RNADNA和RNADNA和RNA体内碱基种类4种5种5种体内核苷酸种类4种8种8种遗传物质DNA或RNADNADNA实例噬菌体、烟草花叶病毒乳酸菌、蓝藻玉米、小麦、人2．生物遗传物质的规律总结（1）一种生物的遗传物质只能是DNA、RNA中的一种；（2）一个单独的实验不能证明DNA是主要的遗传物质；（3）细胞生物的遗传物质是DNA。要点速记答案考点一、1．（1）光滑粗糙有毒无毒（2）S型活细菌不死亡R型细菌无毒性，S型细菌有毒性被加热杀死的S型细菌无毒性R型细菌能转化为S型细菌“转化因子”2．R型R型R型、S型蛋白质、荚膜多糖没有转化作用DNA有转化作用DNA考点二、1．蛋白质DNAP寄生2．放射性同位素标记法蛋白质和DNA3．（1）T2噬菌体大肠杆菌（2）高低低高（3）35S－蛋白质外壳宿主细胞4．DNADNA5．DNA和其他物质DNA蛋白质多种组成物质放射性的存在位置菌落的类型考点三、1．（1）出现病斑烟草叶不出现病斑（2）RNA蛋白质2．DNA绝大多数专题16DNA是主要的遗传物质（基础）一、单选题1．从肺炎双球菌的转化实验到噬菌体侵染细菌的实验这一系列过程，最终证明了（）A．DNA是主要的遗传物质 B．DNA是遗传物质C．RNA不是遗传物质 D．蛋白质是遗传物质【答案】B【解析】根据以上分析已知，肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染大肠杆菌的实验都证明了DNA是遗传物质，但是不能证明DNA是主要的遗传物质，A错误、B正确；噬菌体侵染大肠杆菌的实验不能证明RNA不是遗传物质，C错误；肺炎双球菌的体外转化实验证明了蛋白质不是遗传物质，D错误。2．在噬菌体侵染细菌的实验中，下列对噬菌体蛋白质外壳合成的描述，正确的是（）A．氨基酸原料和酶来自噬菌体B．氨基酸原料和酶来自细菌C．氨基酸原料来自细菌，酶来自噬菌体D．氨基酸原料来自噬菌体，酶来自细菌【答案】B【解析】噬菌体侵染细菌时，只有噬菌体的DNA进入细菌并作为模板控制子代噬菌体DNA的合成，而DNA复制和噬菌体蛋白质外壳合成所需的原料（脱氧核苷酸、氨基酸）、能量、酶等条件均由细菌提供。3．下列关于赫尔希和蔡斯的T2噬菌体侵染大肠杆菌实验的叙述，正确的是（）A．实验中可用15N代替32P标记DNAB．噬菌体DNA的合成原料来自大肠杆菌体内的四种核糖核苷酸C．噬菌体外壳蛋白是大肠杆菌DNA编码的D．实验证明了噬菌体的遗传物质是DNA【答案】D【解析】噬菌体的DNA和蛋白质中都含有N元素，用15N会将二者都标记，无法区分，A错误；噬菌体DNA的合成原料是来自大肠杆菌体内的四种脱氧核糖核苷酸，B错误；噬菌体外壳蛋白是由其自身DNA编码的，C错误；本实验证明了噬菌体的遗传物质是DNA，D正确。4．如下图所示，肺炎双球菌转化实验中，在培养有R型细菌的A、B、C、D四支试管中，依次分别加入从S型细菌中提取的DNA、DNA和DNA酶、蛋白质、多糖，经过培养，检查结果发现有R型细菌转化的是（）A． B． C． D．【答案】A【解析】艾弗里将从S型细菌中提取的DNA、蛋白质和多糖等物质分别加入到培养了R型细菌的培养基中，结果发现：只有加入S型细菌的DNA，R型细菌才能够转化为S型细菌，并且DNA的纯度越高，转化越有效；若用DNA酶分解DNA，就不能使R型细菌发生转化。综上所述，A正确，BCD错误。5．赫尔希和蔡斯通过T2噬菌体侵染细菌的实验证明DNA是遗传物质，实验包括六个步骤：①噬菌体侵染细菌②用35S或32P标记噬菌体③上清液和沉淀物的放射性检测④离心分离⑤子代噬菌体的放射性检测⑥噬菌体与大肠杆菌混合培养。最合理的实验步骤顺序为（）A．⑥①②④③⑤ B．②⑥①③④⑤ C．②⑥①④③⑤ D．②⑥①④⑤③【答案】C【解析】T2噬菌体侵染细菌的实验步骤：分别用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。所以最合理的实验步骤顺序为②⑥①④③⑤。6．下列关于肺炎双球菌的转化实验和噬菌体侵染细菌的实验的叙述，正确的是（）A．都选用结构简单的生物作为实验材料，繁殖快、容易观察实验结果B．格里菲思和艾弗里的肺炎双球菌转化实验都是在小鼠体内进行的C．两个实验都运用了同位素示踪法D．两个实验都证明了DNA是主要的遗传物质【答案】A【解析】肺炎双球菌的转化实验用的实验材料是肺炎双球菌，单细胞的原核生物，噬菌体侵染细菌的实验用的是噬菌体，只有蛋白质外壳和内部的DNA，都是结构简单的生物，繁殖快、容易观察实验结果，A正确；格里菲思的肺炎双球菌转化实验是在小鼠体内进行的，属于体内转化实验，而艾弗里是实验是在培养皿中进行的，属于体外转化实验，B错误；噬菌体侵染细菌的实验运用了同位素示踪法，而肺炎双球菌的转化实验没有用到同位素示踪法，C错误；两个实验都证明了DNA是遗传物质，D错误。7．下列关于探索DNA是遗传物质的实验叙述，正确的是（）A．格里菲思实验证明DNA是使R型肺炎双球菌产生稳定遗传变化的物质B．艾弗里提取的S型菌的DNA与R型活菌混合培养后可观察到两种菌落C．赫尔希和蔡斯实验中搅拌的目的是裂解细菌释放出T2噬菌体D．赫尔希和蔡斯实验中细菌裂解后得到的T2噬菌体都带有32P标记【答案】B【解析】格里菲思实验证明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，但没有证明DNA是使R型肺炎双球菌产生稳定遗传变化的物质，A错误；艾弗里提取的S型菌的DNA与R型活菌混合培养后可观察到两种菌落，即S型细菌光滑的菌落和R型细菌粗糙的菌落，B正确；赫尔希和蔡斯实验中搅拌的目的是为了让蛋白质外壳与细菌分开，C错误；噬菌体侵染细菌后是利用细菌的原料来合成自身的物质，再结合DNA分子半保留复制方式可知，细菌裂解后得到的噬菌体只有少量带有32P标记裂解细菌释放出噬菌体，D错误。8．在证明DNA是遗传物质的几个经典实验中，实验设计思路最关键的是（）A．要用同位素标记DNA和蛋白质 B．要分离DNA和蛋白质C．要区分DNA和蛋白质，单独观察它们的作用D．要得到噬菌体和肺炎双球菌【答案】C【解析】艾弗里的肺炎双球菌转化实验和赫尔希的噬菌体侵染细菌实验的关键都是将DNA和蛋白质分开，单独观察它们各自的作用，并最终证明DNA是遗传物质故选C。9．有人试图通过实验来了解H5N1禽流感病毒侵入家禽的一些过程，设计实验如图。一段时间后，检测子代H5N1病毒的放射性及S、P元素，下表中对实验结果的预测中，最可能发生的是（）选项放射性S元素P元素A全部无全部32S全部31PB全部有全部35S多数32P，少数31PC少数有全部32S少数32P，多数31PD全部有全部35S少数32P，多数31PA．A B．B C．C D．D【答案】D【解析】病毒侵染细胞时，蛋白质外壳留在外面，只有核酸注入细胞，由图可知，病毒先在含32P的宿主细胞1中培养（其DNA被32P标记），然后转移到含35S的宿主细胞2中培养。病毒复制自身的遗传物质所用的原料有宿主细胞的31P（不具放射性），也有自身核酸（含32P），故子代病毒的核酸大多含31P，少数含32P；病毒合成的蛋白质外壳所用的原料都是宿主细胞2的，故全被35S标记。故选D。10．下列关于探索DNA是遗传物质的实验，叙述正确的是（）A．格里菲思实验证明DNA可以改变生物体的遗传性状B．艾弗里实验证明从S型肺炎双球菌中提取的DNA可以使小鼠死亡C．赫尔希和蔡斯实验中，培养基中的32P经宿主摄取后可出现在T2噬菌体的核酸中D．赫尔希和蔡斯实验中细菌裂解后得到的噬菌体都带有32P标记【答案】C【解析】格里菲思证明了S型菌中存在转化因子，能够使R型菌转化为S型菌，但没有提出转化因子是什么，A错误；艾弗里没有利用小鼠，是将肺炎双球菌在培养基中培养，根据菌落特征进行判断，证明了DNA是遗传物质，B错误；噬菌体的DNA中含有P，蛋白质外壳不含P，32P经宿主摄取后可出现在T2噬菌体的核酸中，C正确；32P标记亲代噬菌体的DNA，经过多次半保留复制，复制形成的子代噬菌体中有的带有32P标记，有的不带有32P标记，D错误。11．格里菲思和艾弗里所进行的肺炎双球菌的转化实验证实了（）①DNA是遗传物质②RNA是遗传物质③DNA是主要的遗传物质④蛋白质和多糖不是遗传物质⑤S型细菌的性状是由DNA决定的⑥在转化过程中，S型细菌的DNA可能进入了R型细菌的细胞内A．②④⑤⑥ B．①④⑤⑥ C．③④⑤⑥ D．②③⑤⑥【答案】B【解析】格里菲思肺炎双球菌体内转化实验证明加热杀死的S型菌具有转化因子，艾弗里的肺炎双球菌体外转化实验通过往R型菌培养基分别加入S型菌的DNA、糖类、蛋白质和DNA+DNA酶，证明了DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质，糖类不是遗传物质。由于R型细菌向S型细菌转化的内因是S型细菌的DNA进入了R型细菌的细胞，并成功表达了某些性状，所以S型细菌的性状是由DNA决定的，综上所述，B正确，ACD错误。12．病毒的遗传物质是（）A．DNA B．RNA C．DNA或RNA D．DNA和RNA【答案】C【解析】病毒由核酸和蛋白质构成，其遗传物质是DNA或RNA，C正确。13．下列关于遗传物质证据相关实验中，分析正确的是（）A．活的R型菌的培养基中加入S型菌的DNA，可使所有的R型菌产生可遗传变异B．噬菌体侵染细菌实验中离心的目的是使32P标记的噬菌体DNA与含35S的壳体蛋白分离C．单用烟草花叶病毒的RNA就可以使烟草感染D．在众多肺炎双球菌菌株中，S型菌株是唯一能引起小鼠肺炎的类型【答案】C【解析】活的R型菌的培养基中加入S型菌的DNA，只有部分的R型菌产生可遗传变异，转化为S型菌，A错误；噬菌体侵染细菌实验中，离心的目的是使上清液析出噬菌体颗粒，而沉淀物中留下被侵染的大肠杆菌，B错误；烟草花叶病毒的遗传物质为RNA，因此，单用烟草花叶病毒的RNA侵染烟草细胞，就可以使烟草出现感染症状，C正确；S型细菌是众多肺炎双球菌菌株中唯一能引起人类肺炎或小鼠患败血症的病原体，D错误。14．如果用15N、32P、35S标记噬菌体后，让其侵染细菌，在产生的子代噬菌体的组成结构成分中，能够找到的有标记的元素为（）A．可在外壳中找到15N和35S B．可在DNA中找到15N和32PC．可在外壳中找到15N D．可在DNA中找到15N、32P和35S【答案】B【解析】如果用15N、32P、35S标记噬菌体后，噬菌体的蛋白质和核酸均会带上放射性，让其侵染细菌，由于蛋白质外壳未进入细菌细胞内，只有DNA进入细菌体内，以噬菌体的DNA为模板，利用细菌体内的原料合成子代噬菌体的DNA和蛋白质外壳，故子代噬菌体只有部分DNA带有15N、32P放射性，蛋白质外壳不带放射性。综上所述，ACD不符合题意，B符合题意。15．如图所示为T2噬菌体侵染细菌实验中的一组，下列叙述正确的是（）A．本组实验中的细菌先用32P的培养基培养一段时间B．子代噬菌体中具有放射性的个体占大多数C．上清液中放射性较高的原因可能是搅拌不充分D．沉淀中放射性偏低的原因可能是保温时间过长【答案】D【解析】由于亲代噬菌体已用32P标记，所以细菌不能先用32P的培养基培养一段时间，A错误；子代噬菌体中具有放射性的个体只占少数，B错误；悬浮液中放射性较高的原因可能是离心时间短，C错误；如果保温时间过长，子代噬菌体会从大肠杆菌中释放出来，导致上清液中也会出现放射性，沉淀中放射性偏低，D正确。16．人类对遗传物质本质的探索经历了漫长的过程，下列有关叙述不正确的是（）A．噬菌体侵染细菌实验比肺炎双球菌体外转化实验更有说服力B．格里菲思实验证明了DNA是S型肺炎双球菌的遗传物质C．艾弗里实验证明了S型菌的遗传物质是DNAD．烟草花叶病毒感染烟草实验说明该病毒的遗传物质是RNA【答案】B【解析】肺炎双球菌转化实验证明DNA是遗传物质，但由于当时技术水平的限制，艾弗里提纯的DNA中混有少量的蛋白质，因此其实验结论遭到后人的质疑；噬菌体侵染细菌时，只有DNA进入细菌，蛋白质外壳留在细菌外，这样达到了DNA分子和蛋白质的彻底分离，因此其实验结果更具有说服力；格里菲思的肺炎双球菌转化实验中，证明存在某种转化因子，能够使R型细菌转化为S型细菌；艾弗里实验证明从S型肺炎双球菌中提取的DNA与R型细菌混合后，注射进小鼠体内后可以使小鼠死亡，即转化因子是DNA，DNA是遗传物质；烟草花叶病毒感染烟草实验说明烟草花叶病毒的遗传物质是RNA，进而说明生物界中DNA是主要的遗传物质。故A、C、D正确，B错误。17．为研究R型肺炎双球菌转化为S型肺炎双球菌的转化物质是DNA还是蛋白质，进行了肺炎双球菌体外转化实验，其基本过程如图所示：下列叙述正确的是（）A．甲组培养皿中只有S型菌落，推测加热不会破坏转化物质的活性B．乙组培养皿中有R型及S型菌落，推测转化物质是蛋白质C．丙组培养皿中只有R型菌落，推测转化物质是DNAD．该实验能证明肺炎双球菌的主要遗传物质是DNA【答案】C【解析】甲组中培养一段时间后可发现有极少的R型菌转化成了S型菌，因此甲组培养皿中不仅有S型菌落也有R型菌落，A选项错误；乙组培养皿中加入了蛋白质酶，故在乙组的转化中已经排除了蛋白质的干扰，应当推测转化物质是DNA，B选项错误；丙组培养皿中加入了DNA酶，DNA被水解后R型菌便不发生转化，故可推测是DNA参与了R型菌的转化，C选项正确；该实验只能证明肺炎双球菌的遗传物质是DNA，无法证明还有其他的物质也可做遗传物质，D选项错误。18．S型肺炎双球菌具有多糖类的荚膜，R型则不具有。下列叙述错误的是（）A．培养R型活细菌时加S型细菌的多糖类物质，能产生一些具有荚膜的细菌B．培养R型活细菌时加S型细菌的DNA的完全水解产物，不能产生具有荚膜的细菌C．培养R型活细菌时加S型细菌的DNA，能产生具有荚膜的细菌D．培养R型活细菌时加S型细菌的蛋白质，不能产生具有荚膜的细菌【答案】A【解析】S型细菌的蛋白质和多糖类物质都不是“转化因子”，培养R型活细菌时加S型细菌的蛋白质或多糖类物质，都不能使R型肺炎双球菌转化为S型肺炎双球菌，因此都不能产生一些具有荚膜的细菌，A错误，D正确；培养R型活细菌时加S型细菌的DNA的完全水解产物，不能使R型肺炎双球菌转化为S型肺炎双球菌，所以不能产生具有荚膜的细菌，B正确；S型细菌的DNA是“转化因子”，培养R型活细菌时加S型细菌的DNA，能使R型肺炎双球菌转化为S型肺炎双球菌，因此能产生具有荚膜的细菌，C正确。19．下面是噬菌体侵染细菌实验的部分实验步骤示意图，对此有关叙述正确的是（）A．本实验所使用的被标记的噬菌体是接种在含有35S的培养基中获得的B．在新形成的噬菌体中没有检测到35S说明噬菌体的遗传物质是DNA而不是蛋白质C．实验中采用搅拌和离心等手段是为了把DNA和蛋白质分开再分别检测其放射性D．若沉淀物也有少量放射性原因可能是搅拌不充分，噬菌体的蛋白质和细菌没有分离【答案】D【解析】病毒只能寄生在活细胞中，要获得同位素标记的噬菌体时，应先用放射性同位素培养细菌细胞，然后让噬菌体侵染该细菌，A错误；由于噬菌体侵染细菌的过程中，35S标记的蛋白质外壳没有进入细菌中，不能观察到蛋白质在亲子代中的作用，因此该实验能证明DNA是遗传物质，不能证明蛋白质不是遗传物质，B错误；实验中采用搅拌和离心等手段的目的是使吸附在细菌上的噬菌体的蛋白质外壳与细菌分离，C错误；用35S标记的噬菌体侵染细菌，理论上沉淀物中不含放射性，但可能由于搅拌不充分，有少量含35S的噬菌体蛋白质外壳吸附在细菌表面没有分离，随细菌离心到沉淀物中，使沉淀物也有一定放射性，D正确。20．赫尔希和蔡斯完成了T2噬菌体侵染细菌的实验，下列叙述不正确的是（）A．T2噬菌体也可以在肺炎双球菌中复制和增殖B．搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离C．细菌裂解后，32P标记组的子代噬菌体不一定都有放射性D．该实验说明DNA可以自我复制，并能指导蛋白质合成【答案】A【解析】T2噬菌体是一种专门寄生在大肠杆菌体内的病毒，A错误；搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离，B正确；细菌裂解后，由于半保留复制，32P标记的噬菌体的DNA两条链作为模板分别进入了子代噬菌体，只有部分噬菌体带标记，C正确；该实验说明DNA可以自我复制，并能指导蛋白质合成，D正确。21．下列关于探究DNA是遗传物质实验的相关叙述，正确的是（）A．格里菲思发现S型菌与R型菌混合培养，所有R型菌都转化成S型菌B．艾弗里的体外转化实验中，R型菌转化成S型菌的实质是基因突变C．用S型肺炎双球菌的DNA感染小鼠，可以导致小鼠患败血症死亡D．T2噬菌体侵染细菌实验的关键思路是对DNA和蛋白质进行单独研究【答案】D【解析】格里菲思发现S型菌与R型菌混合培养，部分R型菌都转化成了S型菌，A错误；艾弗里的体外转化实验中，R型菌转化成S型菌的实质是基因重组，B错误；用S型肺炎双球菌的DNA和R型菌混合感染小鼠，可以导致小鼠患败血症死亡，但是S型肺炎双球菌的DNA感染小鼠不会使患败血症死亡，C错误；T2噬菌体侵染细菌实验的关键思路是设法将DNA和蛋白质分开，进行单独研究，D正确。22．下列关于“肺炎双球菌的体外转化实验”和“噬菌体侵染细菌的实验”的叙述，错误的是（）A．将S型细菌的DNA与R型活细菌混合培养，一段时间后培养基中会有两种菌落B．在用35S标记的噬菌体侵染实验中，细菌裂解后得到的噬菌体大多数有放射性C．在用32P标记的噬菌体侵染实验中，保温时间太长或太短均可导致上清液放射性升高D．两个实验的设计思路都是设法将DNA与蛋白质分开后单独研究各自的效应【答案】B【解析】加入了S型细菌中的DNA，R型细菌能转化为S型细菌，一段时间后培养基中会有两种菌落，说明肺炎双球菌转化实验中的转化因子是S型细菌中的DNA，A正确；在用35S标记的是噬菌体的蛋白质，在噬菌体侵染实验中，只有DNA进入大肠杆菌中，蛋白质外壳留在外面，细菌裂解后得到的子代噬菌体没有放射性，B错误；在用32P标记的噬菌体侵染实验中，保温时间太长（细菌细胞裂解）或太短（噬菌体没有完全侵入）均可导致上清液放射性升高，C正确；两个实验的设计思路都是设法将DNA与蛋白质区分开后研究各自的效应，D正确。二、综合题23．烟草花叶病毒（TMV）和车前草病毒（HRV）均为能感染烟叶使之出现感染斑的RNA病毒，用石炭酸处理能使蛋白质外壳去掉而只留下RNA，由于两者的亲缘关系较近，能重组其RNA和蛋白质形成类似“杂种”的新品系病毒感染烟叶，请据下图回答问题：a为TMV的蛋白质感染，b为TMV的RNA感染，c为HRV的蛋白质感染，d为HRV的RNA感染，e为HRV的蛋白质与TMV的RNA杂交感染，f为TMV的蛋白质与HRV的RNA杂交感染。（1）a与b，c与d的结果不同，说明__________________。（2）b与d的结果不同，说明__________________。（3）e中的杂交病毒感染后，在繁殖子代病毒的过程中，合成蛋白质的模板来自___________，合成蛋白质的原料氨基酸由_______________提供。（4）f中的杂交病毒感染后，子代病毒具有来自_________的RNA和来自________的蛋白质。【答案】（1）RNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质（2）不同RNA控制合成不同的病毒（3）TMV的RNA烟叶细胞（4）HRVHRV【解析】（1）根据题意可知，a和c均为病毒的蛋白质感染结果，烟叶均未出现病斑，而b和d均为病毒的RNA感染结果，烟叶均出现了相应的病斑，由此可推知对这两种病毒来说，RNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质。（2）b和d均为病毒的RNA感染结果，b与d的结果不同，说明不同的RNA，控制合成不同的蛋白质，表现出不同的性状。（3）e为HRV的蛋白质与TMV的RNA杂交感染，烟叶形成的病斑与b（TMV的RNA感染）形成的病斑相同，说明e中的杂交病毒感染后，在繁殖子代病毒的过程中，合成蛋白质的模板来自TMV的RNA；病毒在宿主细胞中合成蛋白质所用的原料氨基酸由宿主细胞（烟叶细胞）提供。（4）f为TMV的蛋白质与HRV的RNA杂交感染，烟叶形成的病斑与d（HRV的RNA感染）形成的病斑相同，说明f中的子代病毒具有来自HRV的RNA；根据前面分析可知，RNA是病毒的遗传物质，故f中的子代病毒的蛋白质应该是由HRV的遗传物质RNA控制合成的。24．下图是某实验小组重复赫尔希和蔡斯“噬菌体侵染细菌实验”的部分实验过程图解。请据图回答下列问题：（1）选择T2噬菌体作为实验材料，是因为它的结构简单，且化学成分上只含有_____________。（2）获得被32P标记的噬菌体的具体方法是________________________；实验中，进行搅拌的目的是__________________________。（3）按正常实验步骤进行时，试管的上清液中检测到的放射性（32P）很低。若在上清液中检测到的放射性（32P）很高，其原因可能是________________________。（4）据此实验该小组得出DNA是遗传物质的结论，但有人认为上述操作还不足以得出此结论，请根据所学知识补充相应实验内容：________________________________________。【答案】（1）DNA和蛋白质（2）先用含32P的培养基培养大肠杆菌，再用噬菌体侵染被32P标记的大肠杆菌使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离（3）保温时间过短或过长（4）应另设一组对照实验，用35S标记的噬菌体重复上述实验过程，最后检测放射性（35S）的分布位置【解析】（1）选择T2噬菌体作为实验材料，是因为它的结构简单，无细胞结构，且化学成分上只含有DNA和蛋白质。（2）噬菌体是专门寄生在大肠杆菌的病毒，其生命活动离不开活细胞，要获得被32P标记的噬菌体的具体方法应先用含32P的培养基培养大肠杆菌，再用噬菌体侵染被32P标记的大肠杆菌；实验设计的巧妙之处是能将DNA与蛋白质分开，单独的去观察它们的作用，其中进行搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离。（3）由于32P标记的DNA注入了大肠杆菌体内，大肠杆菌比较重，按正常实验步骤进行时，试管的上清液中检测到的放射性（32P）很低，若在上清液中检测到的放射性（32P）很高，其原因可能是保温时间过短噬菌体还未来得及注入或保温时间过长子代噬菌体已经从大肠杆菌内释放出来。（4）据此实验该小组得出DNA是遗传物质的结论，但有人认为上述操作还不足以得出此结论，是因为没有对照实验，故应另设一组对照实验，用35S标记的噬菌体重复上述实验过程，最后检测放射性（35S）的分布位置。25．某科研机构发现了一新型病毒，并对该病毒的遗传物质做了进一步研究。回答下列问题：（1）据研究人员介绍，该病毒的遗传物质相比HIV的遗传物质更加稳定。据此可初步推测，该病毒的遗传物质是DNA，理由是___________________________。（2）若利用染色法对这种新型病毒遗传物质进行粗鉴定，需要的试剂是________________（不考虑观察问题）。染色的原理是______________________________。（3）可用化学分析的方法对该病毒的遗传物质种类进行研究，分析其五碳糖或碱基种类均可做出判断，若________________则为DNA病毒，若__________________则为RNA病毒。（4）还可以用同位素标记技术研究其遗传物质种类，将宿主细胞在含放射性标记核苷酸的培养基中培养，再用该病毒侵染摄取放射性标记核苷酸的宿主细胞；一段时间后收集病毒并检测其放射性。培养基中的各种核苷酸______________（填“是”或“不是”）都需要标记，理由是____________________________________。【答案】（1）DNA是双链而RNA是单链，DNA的结构相比RNA更稳定，不易发生变异（2）甲基绿或吡罗红甲基绿对DNA的亲和力高，DNA病毒呈现绿色比罗红对RNA的亲和力高，RNA病毒呈现红色（3）五碳糖是脱氧核糖或含碱基T五碳糖是核糖或含碱基U（4）不是若各种核苷酸都进行标记，则无论是DNA病毒或RNA病毒，在病毒中均能检测到放射性【解析】（1）HIV的遗传物质是单链RNA，DNA一般是双链的，比RNA更稳定，不容易发生变异，故该病毒的遗传物质可能是DNA。（2）利用染色法对该病毒的遗传物质进行粗鉴定可使用甲基绿或吡罗红染色剂，因甲基绿和吡罗红对DNA和RNA的亲和力不同，甲基绿对DNA亲和力强，使DNA病毒显现出绿色，而吡罗红对RNA的亲和力强，使RNA病毒呈现出红色。（3）DNA和RNA在化学成分上的区别是：DNA的五碳糖是脱氧核糖，碱基有特殊的碱基T，RNA的五碳糖是核糖，碱基有特殊的碱基U。可以据此判断，若含有脱氧核糖或碱基T，则为DNA病毒，若含有核糖或碱基U，则为RNA病毒。（4）用同位素标记技术研究该病毒遗传物质种类，先将宿主细胞在含放射性标记核苷酸的培养基中培养，如果标记脱氧核苷酸，检测子代病毒有放射性，说明是DNA病毒，无放射性则为RNA病毒；如果标记核糖核苷酸，检测子代病毒有放射性，说明是RNA病毒，无放射性则为DNA病毒，如果两种核苷酸都标记那么无论哪种病毒，都会有放射性，无法鉴定。专题16DNA是主要的遗传物质（提高）一、单选题1．材料的选择对实验的成功与否至关重要，赫尔希和蔡斯在探索DNA是遗传物质时就是以噬菌体做为实验材料，在该实验过程中，该病毒所体现出的最突出的特点是（）A．不能在营养丰富的培养基上生存B．遗传物质是DNA，而不是RNAC．侵染细胞时只有核酸进入宿主细胞D．侵染的宿主细胞只能是大肠杆菌【答案】C【解析】噬菌体是一种细菌病毒，只能寄生在活细胞中才能生活，不能单独在营养丰富的培养基上培养，但只要是病毒，都无细胞结构，只有依赖活细胞才能生活，A错误；噬菌体、乙肝病毒等病毒都是以DNA为遗传物质，B错误；赫尔希和蔡斯所选择的T2噬菌体在侵染大肠杆菌时只有DNA进入了大肠杆菌，实现了DNA和蛋白质的完全分离，这样可以单独的研究二者的功能，这是实验成功的关键，C正确；噬菌体是感染细菌、真菌、藻类等微生物的病毒的总称，因部分能引起宿主菌的裂解，故称为噬菌体，T2噬菌体是一种专门寄生在大肠杆菌体内的病毒，但这并不是实验成功的原因，D错误。2．科学家艾弗里和同事花了多年时间研究肺炎双球菌的“转化因子”。他们将S型菌破碎，设法去除糖类、蛋白质和脂质，过滤得到无菌提取液，然后进行实验。下列有关叙述错误的是（）A．上述提取物与R型菌混合培养，不会出现S型菌落B．上述提取物中加入RNA酶后再与R型菌混合培养，会出现S型菌落C．艾弗里实验得出的结论是DNA是肺炎双球菌的“转化因子”D．由于提取物中还含有极少量的蛋白质，其实验结论仍受到质疑【答案】A【解析】S型菌进行破碎，设法去除绝大部分糖类、蛋白质和脂质，过滤得到无菌提取液中含有DNA，与R型菌混合培养，会出现S型菌落，A错误；在提取物中加入RNA酶后，只能将RNA水解，其中的DNA与R型菌混合培养，仍会出现S型菌落，B正确；实验获得的结论是DNA是“转化因子”，即DNA是遗传物质，C正确；设法去除绝大部分糖类、蛋白质和脂质，提取物中混有极少量的蛋白质，其实验结论受到质疑，D正确。3．某研究小组用无放射性的15N和有放射性的35S标记的T2噬菌体去侵染未标记的大肠杆菌。一段时间后，分别进行搅拌、离心，并检测沉淀物和悬浮液中的放射性。下列分析错误的是（）A．子代噬菌体DNA中一定没有放射性B．悬浮液中一定会出现含有35S的蛋白质外壳C．若沉淀物中出现放射性，可能是搅拌不充分导致D．离心的目的是将噬菌体DNA和蛋白质分开【答案】D【解析】用同位素15N、35S标记T2噬菌体，T2噬菌体的DNA有15N，蛋白质有35S、15N，用这样的噬菌体去侵染未标记的大肠杆菌，噬菌体的DNA注入到大肠杆菌体内，利用大肠杆菌的原料（原料不带标记）合成子代噬菌体DNA和蛋白质，因此，子代噬菌体DNA中一定没有放射性，A正确；根据A项可知，一段时间后，分别进行搅拌、离心，并检测沉淀物和悬浮液中的放射性。悬浮液中应该是未进入的亲代噬菌体蛋白质（35S、15N），B正确；若沉淀物中出现放射性，说明亲代噬菌体蛋白质出现在沉淀物中，可能是搅拌不充分，没有使亲代噬菌体和大肠杆菌分离，C正确；离心的目的是将噬菌体和大肠杆菌分层，D错误。4．下图表示模拟格里菲思进行肺炎双球菌转化实验时，注射混合物X前后，小鼠体内S型菌、R型菌含量的变化情况。下列据图所作的分析，正确的是（）A．混合物X一定是R型活菌和被加热杀死的S型菌的DNA的混合物B．实线bc段下降是因为R型菌引发小鼠发生了免疫反应C．虚线ef段不断上升是因为R型菌在不断转化为S型菌D．实验结果证明了导致R型菌发生转化的是S型菌的DNA【答案】B【解析】混合物X可能是R型菌和被加热杀死的S型菌，也可能是R型活菌和S型菌的DNA，A错误；实线bc段下降，原因是R型菌引发小鼠发生免疫反应，形成大量的抗R型菌的抗体，B正确；虚线ef段不断上升，原因是R型菌转化形成的S型菌大量增殖，C错误；肺炎双球菌转化实验的实验结果只能证明转化因子的存在，不能证明什么物质是转化因子，D错误。5．下列关于“DNA是遗传物质”的叙述，正确的是（）A．细胞核内的遗传物质是DNA，细胞质内的遗传物质是RNAB．“噬菌体侵染细菌的实验”比“肺炎双球菌体外转化实验”更具说服力C．真核细胞的遗传物质是DNA，原核细胞和大部分病毒的遗传物质是RNAD．“噬菌体侵染细菌的实验”证明了DNA是主要的遗传物质【答案】B【解析】细胞核内和细胞质内的遗传物质都是DNA，A错误；“噬菌体侵染细菌的实验”中DNA和蛋白质彻底分离，而“肺炎双球菌体外转化实验”中提纯的DNA中仍混有少量的蛋白质，因此“噬菌体侵染细菌的实验”比“肺炎双球菌体外转化实验”更具说服力，B正确；真核细胞和原核细胞的遗传物质都是DNA，只有部分病毒的遗传物质是RNA，C错误；“肺炎双球菌的转化实验”和“噬菌体侵染细菌的实验”都证明了DNA是遗传物质，D错误。6．下列关于遗传物质的说法，错误的是（）①真核生物的遗传物质是DNA②原核生物的遗传物质是RNA③细胞核的遗传物质是DNA④细胞质的遗传物质是RNA⑤甲型H1N1流感病毒的遗传物质是DNA或RNAA．①②③ B．②③④ C．②④⑤ D．③④⑤【答案】C【解析】真核生物和原核生物的遗传物质都是DNA；细胞核和细胞质遗传物质都是DNA；甲型H1N1流感病毒属于RNA病毒，遗传物质是RNA。7．如图为烟草花叶病毒重建实验示意图，下列相关叙述正确的是（）A．在降解过程中需要用到蛋白酶B．该实验不能说明DNA是主要的遗传物质C．该实验的关键思路是将RNA和蛋白质分开D．在烟草花叶病毒侵染烟草的过程中会发生逆转【答案】B【解析】TMV降解得到蛋白质和RNA，用蛋白酶处理将会破坏蛋白质，无法取得预期结果，A错误；该实验说明TMV的遗传物质是RNA，不是蛋白质，但不能说明DNA是主要的遗传物质，B正确；据题图可知：该实验的关键思路是将RNA和蛋白质分开后再重组，C错误；烟草花叶病毒的遗传物质是RNA，在烟草花叶病毒侵染烟草的过程中不会发生逆转，D错误。8．艾弗里等人的肺炎双球菌转化实验和赫尔希与蔡斯的噬菌体侵染细菌实验都证明了DNA是遗传物质。有关这两个实验的叙述中,不正确的是（）A．都选用结构简单的生物作为实验材料,繁殖快、容易观察因遗传物质改变而引起的变异B．设计思路上的共同点是设法把DNA与蛋白质分开研究各自的效应C．肺炎双球菌的转化实验“R型菌+S型菌DNA会得到S型菌”,因此用S型菌+R型菌DNA也会得到R型菌D．赫尔希和蔡斯用32P、35S分别标记DNA和蛋白质,研究DNA是噬菌体的遗传物质【答案】C【解析】细菌、病毒等微生物结构简单、培养容易、容易观察因遗传物质改变而引起的变异，所以两个实验都选择了这类生物做实验材料，A正确；两个实验的设计思路相同，都是设法把DNA与蛋白质分开，研究各自的效应，B正确；用S型菌+R型菌DNA不一定会得到R型菌，因为S型菌的荚膜基因进入R型菌体内，进而进行了表达，产生了荚膜；而用S型菌＋R型菌DNA，得到的菌体内含有荚膜基因，不会得到R型菌，应该还是S型菌，C错误；P是DNA的特征元素，S是蛋白质的特征元素，所以可用32P、35S分别标记DNA和蛋白质，研究DNA是噬菌体的遗传物质，D正确。9．用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌，经培养、搅拌、离心、检测，上清液的放射性占10%，沉淀物的放射性占90%．上清液带有放射性的原因可能是（）A．离心时间过长，上清液中析出较重的大肠杆菌B．搅拌不充分，吸附在大肠杆菌上的噬菌体未与细菌分离C．噬菌体侵染大肠杆菌后，大肠杆菌裂解释放出子代噬菌体D．32P标记了噬菌体蛋白质外壳，离心后存在于上清液中【答案】C【解析】结合分析可知，32P标记的是噬菌体的DNA分子，在噬菌体侵染大肠杆菌的过程中，DNA分子进入大肠杆菌，经离心后处于沉淀物中。由此可知上清液中不应该带有放射性，现测得上清液的放射性占10%，其原因可能是：（1）培养时间过短，部分噬菌体的DNA还没有注入大肠杆菌内；（2）培养时间过长，噬菌体大量繁殖使部分大肠杆菌裂解，释放出子代噬菌体，这样上清液就具有了少量放射性。即C正确。10．噬菌体侵染细菌是研究DNA是遗传物质的经典实验，其中的部分实验如图所示．下列叙述正确的是（）A．①中噬菌体DNA复制的模板、原料、能量、酶均由细菌提供B．适当时间保温后进行②操作，使细菌外的噬菌体与细菌分离C．③后进行放射性检测，悬浮液中有少量放射性属于操作失误D．细菌最终裂解后释放的子代噬菌体中，大多数含有放射性32P【答案】B【解析】①中噬菌体DNA复制的模板由噬菌体自身提供，A错误；适当时间保温后进行②操作，使细菌外的噬菌体与细菌分离，B正确；③的结果是在沉淀物中检测到较强的放射性，但是由于部分噬菌体的DNA可能没有侵入，在上清液中也会有少量的放射性，C错误；细菌最终裂解后释放的子代噬菌体中，大多数不含放射性32P，D错误。11．用32P标记S型肺炎双球菌的DNA，35S标记其蛋白质，将其加热杀死后与未标记的R型活细菌混合并注入小鼠体内。一段时间后，从死亡的小鼠体内提取得到活的S型和R型细菌。下列有关元素分布的分析，最可能的情况是（）A．所有S型细菌都含有32P，不含有35S B．部分R型细菌含有32P和35SC．部分S型细菌含有32P，不含有35S D．所有R型细菌都含有35S，不含有32P【答案】C【解析】由于加热杀死后的S型肺炎双球菌与未标记的R型活细菌混合并注入小鼠体内，能进入R型活细菌起转化作用的是32P标记的DNA，而失去活性的蛋白质不能进入细菌；又因为DNA分子是半保留复制，R活细菌又没有标记，所以从死亡的小鼠体内提取到的活的S型和R型细菌中，只有部分S型细菌含有32P，不含35S。12．如图表示“噬菌体侵染大肠杆菌”实验的过程，图中“亲代噬菌体大肠杆菌”已用32P标记，A、C中的方框代表大肠杆菌，分别来自锥形瓶和试管。下列叙述正确的是（）A．锥形瓶内的培养液要加入含32P的无机盐来培养大肠杆菌B．若A中的少量噬菌体未侵入细菌会导致沉淀物中的放射性强度偏低C．过程②若不充分，将会导致沉淀物中的放射性强度偏高D．噬菌体接种在含32P脱氧核苷酸的培养基中培养，其体内的DNA会被标记上32P【答案】B【解析】图中锥形瓶中的培养液是用来培养大肠杆菌的，由于噬菌体已被标记，所以其内不需要加入32P标记的无机盐，A错误；图中A少量噬菌体未侵入细菌，搅拌离心后出现在上清液中，所以会导致上清液中的放射性强度偏高，而沉淀物中的放射性强度偏低，B正确；32P标记噬菌体的DNA，过程②若不充分，将会导致外壳不能与细菌分离，但不会导致沉淀物中的放射性强度增大，C错误；噬菌体是病毒，没有细胞结构，不能独立生存，因而不能接种在含32P脱氧核苷酸的培养基中培养，D错误。13．为研究R型肺炎双球菌转化为S型的转化因子是DNA还是蛋白质，进行了下图所示的转化实验。对本实验作出的分析，不正确的是（）A．本实验通过酶解去除单一成分进行研究B．甲、乙组培养基中只有S型菌落出现C．蛋白酶处理结果显示提取物仍有转化活性D．本实验结果表明DNA使R型菌发生转化【答案】B【解析】本实验通过加蛋白酶和DNA酶解去相应的物质，将DNA、蛋白质分开，用单一成分进行研究，A正确；甲组是混合培养，乙组是出去蛋白质后再混合培养，均能发生转化，但转化率低，培养皿中有R型及S型菌落，B错误；乙组实验中加蛋白酶处理后，培养皿中有S型菌落，则说明提取物仍有转化活性，C正确；丙组实验中加入DNA酶后，没有S型菌落，说明DNA的结构被破坏了，若是结构完整，则有S型菌落，进一步对照说明DNA使R型菌发生转化，D正确。14．为了进一步检验DNA是遗传物质，赫尔希和蔡斯设计并实施了T2噬菌体侵染细菌的实验，下列叙述正确的是（）A．该实验用到的技术手段有同位素示踪法和差速离心法B．若由于保温时间较短，噬菌体未能全部侵染宿主细胞，也可能得出原结论C．若用15N标记噬菌体时，沉淀中的放射性物质一定都存在于DNA中D．若在实验中用35S和32P分别标记两组细菌，则实验结果与原实验相反【答案】B【解析】该实验用到的技术手段有同位素示踪法和（密度梯度）离心法，不是差速离心法，A错误；若保温时间过短，搅拌时间适宜的情况下，35S标记组放射性仍主要分布在上清液中，说明蛋白质未进入细菌，32P标记组由于保温时间过短，上清液中可能有较多放射性，但与35S组相比，32P组沉淀中所含放射性较多，说明DNA进入但蛋白质不进入，仍能证明DNA是遗传物质，B正确；15N标记噬菌体，沉淀DNA中一定含15N，但15N也可存在于蛋白质中，C错误；35S和32P分别标记两组细菌，前者放射性主要在沉淀，与原实验相反，而32P主要在沉淀中与原实验相同，D错误。15．赫尔希与蔡斯分别用含32P和35S的T2噬菌体与未被标记的大肠杆菌培养液混合，一段时间后经过搅拌、离心得到了上清液和沉淀物。下列有关叙述正确的是（）A．用32P和35S标记的T2噬菌体侵染大肠杆菌需长时间保温培养B．32P主要集中在上清液中，沉淀物中也不排除有少量放射性C．如果离心前混合时间过长，会导致上清液中32P放射性升高D．本实验证明病毒的遗传物质是DNA或RNA【答案】C【解析】用32P和35S标记的T2噬菌体侵染大肠杆菌需短时间保温培养，A错误；32P标记T2噬菌体的DNA，与无标记的细菌培养液混合，一段时间后经过搅拌、离心，32P主要集中在沉淀物中，也有可能有少量噬菌体未侵入到细菌中，导致上清液有少量放射性，B错误；如果离心前混合时间过长，子代噬菌体从大肠杆菌体内释放，会导致上清液中32P放射性升高，C正确；在噬菌体侵染细菌的过程中，噬菌体只将自身的DNA注入到细菌内，而蛋白质外壳留在外面，所以本实验证明病毒的遗传物质是DNA，D错误。二、综合题16．艾弗里在探索肺炎双球菌遗传物质的实验中，很好的设计了“加法”实验和“减法”实验，请回答下列问题：（1）在“加法”实验中，艾弗里在培养R型肺炎双球菌的培养基中分别加入了分离提纯的S型肺炎双球菌的DNA、蛋白质等物质，结果，只在加入DNA的培养基上出现了S型肺炎双球菌，实验结论是________________________。（2）在“加法”实验之后，艾弗里又设计了“减法”实验，他在培养R型肺炎双球菌的培养基中除了加入分离提纯的S型肺炎双球菌的DNA之外，还同时加入了DNA水解酶，结果培养基上没有出现S型肺炎双球菌，该实验的结论是_________________________________，从而进一步证明DNA是遗传物质。（3）虽然艾弗里实验设计非常巧妙，但是受当时技术限制，他实验提取的DNA纯度最高时也还含有少量蛋白质，因此，仍有部分人对实验结果表示怀疑，请参考上述艾弗里的实验设计一组新的实验加以证明____________________________________。（写出思路即可）【答案】（1）DNA是肺炎双球菌的遗传物质，蛋白质等其他物质不是（2）DNA只有保持结构完整才能作为遗传物质（或DNA水解产物不是肺炎双球菌的遗传物质）（3）将实验提取的DNA用蛋白酶进行处理，然后再加入到培养R型肺炎双球菌的培养基中，观察是否出现S型肺炎双球菌【解析】（1）艾弗里在培养R型肺炎双球菌的培养基中分别加人了分离提纯的S型肺炎双球菌的DNA、蛋白质等物质，只有加入DNA培养基上出现了S型肺炎双球菌，实验证明DNA是肺炎双球菌的遗传物质，蛋白质等其他物质不是。（2）培养R型肺炎双球菌的培养基中加入DNA，可以转化出S型菌，若加入DNA的同时加入了DNA水解酶，结果培养基上没有出现S型肺炎双球菌，说明DNA只有保持结构完整才能作为遗传物质。（3）由题意可知，部分人对实验结果表示怀疑是因为艾弗里实验提取的DNA纯度最高时也还含有少量蛋白质，所以，参考“减法”实验，将实验提取的DNA用蛋白酶进行处理，分解蛋白质，然后再加入到培养R型肺炎双球菌的培养基中，观察是否出现S型细菌。17．某科学工作者做“噬菌体侵染细菌的实验”时，分别用同位素32P、35S、18O和14C对噬菌体以及大肠杆菌成分做了如下标记。请回答下列有关问题：第一组第二组第三组噬菌体成分用35S标记未标记用14C标记大肠杆菌成分用32P标记用18O标记未标记（1）“噬菌体侵染细菌的实验”与艾弗里等人的肺炎双球菌转化实验在设计思路上的共同点是：__________________________。（2）第二组实验中，子代噬菌体蛋白质外壳中存在的氧元素有_____________。一般地说，第三组实验中，子代噬菌体的DNA中_________________（填“一定含有”或“一定不含有”或“不一定含有”）14C。（3）假如在第一组实验中，噬菌体DNA在细菌体内复制了三次，那么从细菌体内释放出的子代噬菌体中含有32P的噬菌体和含35S的噬菌体分别占子代噬菌体总数的_____________。（4）第二组与第三组实验经过一段时间培养后离心，检测到放射性的主要部位分别是___________________、_______________________。【答案】（1）设法把DNA与蛋白质分开，单独地、直接地去观察DNA或蛋白质的作用（2）18O不一定含有（3）100%、0（4）沉淀物沉淀物和上清液【解析】（1）“噬菌体侵染细菌的实验”与艾弗里等人的肺炎双球菌转化实验在设计思路上的共同点是：设法把DNA与蛋白质分开，单独地、直接地去观察DNA或蛋白质的作用。（2）合成子代噬菌体蛋白质外壳的原料来自大肠杆菌，故第二组实验中，子代噬菌体蛋白质外壳中存在的氧元素有18O。结合DNA的半保留复制的特点，可得出：第三组实验中，子代噬菌体的DNA中不一定含有14C。（3）根据DNA的半保留复制特点等知识可得出：噬菌体DNA在细菌体内复制了三次，从细菌体内释放出的子代噬菌体中含有32P的噬菌体和含35S的噬菌体分别占子代噬菌体总数的100%、0。（4）用未标记的噬菌体去侵染用18O标记的大肠杆菌，沉淀物的放射性很高。用14C标记的噬菌体（蛋白质与DNA都被标记）去侵染未标记的大肠杆菌，沉淀物和上清液的放射性都很高。18．请利用所给的含有大肠杆菌生长所需各种营养成分的培养基（分别含32P标记的核苷酸和35S标记的氨基酸）、大肠杆菌菌液、T2噬菌体进行实验，证明DNA是遗传物质。实验过程：步骤一：分别取等量含32P标记的核苷酸和含35S标记的氨基酸的培养基装入两个相同培养皿中，并编号为甲、乙。步骤二：在两个培养皿中接入等量的_____________________，在适宜条件下培养一段时间。步骤三：放入等量的___________，培养一段时间，分别获得________和________的噬菌体。步骤四：用上述噬菌体分别侵染________________的大肠杆菌，经短时间保温后，用搅拌器搅拌、放入离心管内离心。步骤五：检测放射性同位素存在的主要位置。预测实验结果：（1）在甲培养皿中获得的噬菌体侵染大肠杆菌，搅拌、离心后结果如_______图。（2）在乙培养皿中获得的噬菌体侵染大肠杆菌，搅拌、离心后结果如_______图。【答案】大肠杆菌菌液T2噬菌体32P标记35S标记未被标记BA【解析】（1）把宿主细菌分别培养在含有35S和32P的培养基中，宿主细菌在生长过程中，就分别被35S和32P所标记。（2）用T2噬菌体分别去侵染被35S和32P标记的宿主细菌。噬菌体在细菌细胞内增殖，裂解后释放出很多子代噬菌体，在这些子代噬菌体中，前者的蛋白质外壳被35S所标记，后者的DNA被32P所标记。预测结果：由于噬菌体的DNA进入了细菌内部，故用甲培养液培养的结果中上清液（蛋白质外壳）放射性低，沉淀物（被感染的大肠杆菌）放射性高，如B图；由于噬菌体的蛋白质并没有进入细菌内部，而是留在细菌外部，故用乙培养液培养的结果上清液（蛋白质外壳）放射性高，沉淀物（被感染的大肠杆菌）放射性低（沉淀物中有标记的噬菌体，噬菌体在细菌表面还没有侵入），如A图。19．朊病毒是一种只含蛋白质而不含核酸的病原微生物。按照图示1→2→3→4进行实验，验证朊病毒侵染因子是蛋白质，题中所用牛脑组织细胞为无任何标记的活体细胞。（1）本实验采用的研究方法是________________________。（2）从理论上讲，经1→2→3→4实验离心后上清液中_____________（填“能大量”或“几乎不能”）检测到32P，沉淀物中_____________（填“能大量”或“几乎不能”）检测到32P，出现上述结果的原因是：_________________。（3）如果添加试管5，从试管2中提取朊病毒后先加入试管5同时添加35S标记的（NH4）235SO4，连续培养一段时间后，再提取朊病毒加入试管3，培养适宜时间后离心，检测放射性应主要位于__________中，少量位于___________中，原因是_______________________。（4）一般病毒的增殖同朊病毒之间的最主要区别是：一般的病毒侵染细胞是向宿主细胞提供____________（物质），利用宿主细胞的__________________________等物质进行增殖。【答案】（1）同位素标记法（2）几乎不能几乎不能朊病毒不含核酸只含蛋白质，蛋白质中磷含量极低，故试管2中提取的朊病毒几乎不含32P（3）沉淀物上清液被35S标记的朊病毒（蛋白质），大部分进入牛脑组织细胞中，只有少量的朊病毒可能没侵入牛脑组织细胞（4）核酸核苷酸和氨基酸【解析】（1）由图可知，本实验采用了同位素标记法。（2）由于朊病毒不含核酸只含蛋白质，蛋白质中磷含量极低，故试管2中提取的朊病毒几乎不含32P。因此，从理论上讲，离心后上清液中几乎不能检测到32P，沉淀物中几乎不能检测到32P。（3）朊病毒的蛋白质中含有S元素，如果添加试管5，从试管2中提取朊病毒后先加入试管5，同时添加35S标记的（NH4）235SO4，连续培养一段时间后，朊病毒的蛋白质中含有35S；再提取朊病毒加入试管3，培养适宜时间后离心，由于朊病毒的蛋白质是侵染因子，被35S标记的朊病毒（蛋白质），大部分进入牛脑组织细胞中，因此检测放射性应主要位于沉淀物中；同时会有少量的朊病毒可能没侵入牛脑组织细胞，因此上清液中含有少量的放射性。（4）一般病毒同朊病毒之间的最主要区别是：病毒侵入细胞是向宿主细胞提供核酸，利用宿主细胞的核苷酸和氨基酸（原料）进行自身核酸的复制和蛋白质的合成。专题16DNA是主要的遗传物质（挑战）一、单选题1．下列关于“核酸是遗传物质的证据”相关实验的叙述，正确的是（）A．R型肺炎双球菌转化为S型肺炎双球菌是基因突变的结果B．32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌，子代噬菌体多数有放射性C．噬菌体侵染细菌实验保温时间的长短不影响实验结果D．烟草花叶病毒侵染烟叶的实验证明RNA也是遗传物质【答案】D【解析】R型肺炎双球菌转化为S型肺炎双球菌是基因重组的结果，A错误；32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌，子代噬菌体少数有放射性，B错误；噬菌体侵染细菌实验保温时间的长短会影响实验结果，C错误；烟草花叶病毒由蛋白质和RNA组成，烟草花叶病毒侵染烟叶的实验证明RNA也是遗传物质，D正确。2．用32P标记的噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌，侵染一段时间后搅拌、离心得到上清液和沉淀物，检测上清液中放射性32P约占初始标记噬菌体放射性的30%。在实验时间内，被侵染细菌的存活率接近100%。下列相关叙述不正确的是（）A．离心后大肠杆菌主要分布在沉淀物中B．沉淀物的放射性来自噬菌体的DNAC．上清液具有放射性的原因是保温时间过长D．本结果尚不能说明噬菌体的遗传物质是DNA【答案】C【解析】由于大肠杆菌质量较大，离心后大肠杆菌主要分布在沉淀物中，A正确；由于32P标记的是噬菌体DNA，所以沉淀物的放射性主要来自噬菌体的DNA，B正确；保温时间长会导致被侵染的大肠杆菌裂解死亡，子代噬菌体释放出来，上清液中放射性增加，但是题目给的信息是被侵染细菌的存活率接近100%，故此种情况没有发生，因此上清液中放射性的出现与保温时间长无关，应该是保温时间短，被标记噬菌体有一部分还未侵染大肠杆菌，导致上清液中出现放射性，C错误；由于上清液具有较高的放射性，所以不能说明DNA是噬菌体的遗传物质，D正确。3．肺炎双球菌有多种类型，其中S型菌可分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型；Ⅲ型荚膜最厚，致病力最强；S型菌在无血清的培养基中传代培养后，荚膜非常容易丢失而变为R型菌。下列有关R型菌和S型菌的说法正确的是（）A．R型菌可以在人体内与人和平共处B．R型菌转化成S型菌，可能发生基因型的改变C．S型菌通过无血清培养得到的R型菌没有致病性D．厚荚膜基因（SⅢ）可突变成薄荚膜基因（SI），则SⅢI和SI互为等位基因【答案】B【解析】R型菌侵入人体后会被免疫系统监控和清除，不会在人体内与人和平共处，A错误；R型菌转化成S型菌的实质是基因重组，可能发生基因型的改变，B正确；S型菌通过无血清培养得到的R型菌仍含有控制荚膜合成的基因，仍有可能合成荚膜，因此具有致病性，C错误；等位基因位于同源染色体上，肺炎双球菌属于原核生物，不含染色体，因此没有等位基因，即SⅢ和SⅠ不是等位基因，D错误。4．如图表示用同位素标记技术完成的“T2噬菌体侵染大肠杆菌”实验的部分操作步骤示意图，下列对此实验的有关叙述正确的是（）A．实验使用的被35S标记的噬菌体是接种在含有35S的培养基中获得的B．若改用32P标记T2噬菌体侵染大肠杆菌，则产生的子代噬菌体大多数具有放射性C．实验中采用搅拌和离心等手段是为了把DNA和蛋白质分开再分别检测其放射性D．若T2噬菌体和大肠杆菌混合后未经过搅拌，则悬浮液中的放射性强度下降【答案】D【解析】T2噬菌体是病毒，没有细胞结构，不能在培养基中独立生活、增殖，A错误；若改用32P标记T2噬菌体侵染大肠杆菌，由于DNA是半保留复制，则产生的子代噬菌体大多数不具有放射性，B错误；实验中采用搅拌和离心等手段是为了把吸附在大肠杆菌上的噬菌体与大肠杆菌分开，C错误；若T2噬菌体和大肠杆菌混合后未经过搅拌，则有放射性的蛋白质外壳随大肠杆菌到沉淀物中，导致悬浮液中的放射性强度下降，D正确。5．如图所示，甲、乙、丙、丁分别表示在“噬菌体侵染细菌”实验（搅拌强度、时长等都合理）和“肺炎双球菌转化”实验中相关强度或数量的变化，下列相关叙述正确的是（）A．图甲表示在“32P标记的噬菌体侵染细菌”实验中，沉淀物放射性强度的变化B．图乙表示在“35S标记的噬菌体侵染细菌”实验中，沉淀物放射性强度的变化C．图丙表示“肺炎双球菌体内转化”实验的R型细菌＋S型细菌DNA组中，R型细菌与S型细菌的数量变化D．图丁表示“肺炎双球菌体内转化”实验的R型细菌＋S型细菌DNA组中，R型细菌与S型细菌的数量变化【答案】D【解析】图甲表示在“32P标记的噬菌体侵染细菌”实验中，上清液放射性强度的变化，A错误；图乙表示在“35S标记的噬菌体侵染细菌”实验中，上清液放射性强度的变化，B错误；在肺炎双球菌的体内转化实验中，加热杀死的S型细菌的DNA能将R型细菌转化为S型细菌，S型细菌通过繁殖，数量增多，故其数量会先增加后稳定，而R型细菌在小鼠体内开始时大部分会被免疫系统消灭，所以曲线在开始时段有所下降，而后随着小鼠免疫系统的破坏，R型细菌数量又开始增加，所以曲线上升。故图丁表示“肺炎双球菌体内转化”实验的R型细菌＋S型细菌DNA组中，R型细菌与S型细菌的数量变化，C错误，D正确。6．某研究人员模拟赫尔希和蔡斯关于噬菌体侵染细菌实验进行了如下实验：①用32P标记的噬菌体侵染未标记的细菌；②用未标记的噬菌体侵染35S标记的细菌；③用15N标记的噬菌体侵染未标记的细菌。一段时间后进行离心，检测到放射性存在的主要部位依次是（）A．沉淀、上清液、沉淀和上清液 B．沉淀、沉淀、沉淀和上清液C．沉淀、上清液、沉淀 D．上清液、上清液、沉淀和上清液【答案】B【解析】①用32P标记的噬菌体侵染未标记的细菌，32P标记的噬菌体DNA，将出现在新的噬菌体中，所以离心后主要在沉淀物中检测到放射性；②用未标记的噬菌体侵染35S标记的细菌，35S将出现在新的噬菌体中，所以离心后主要在沉淀物中检测到放射性；③用15N标记的噬菌体侵染未标记的细菌，由于DNA和蛋白质都含有氮元素，故15N标记噬菌体的DNA和蛋白质，离心后，15N标记蛋白质外壳出现在上清液中，15N标记的噬菌体DNA将出现在新的噬菌体中，所以离心后主要在沉淀物和上清液中检测到放射性；即B正确。7．在“噬菌体侵染细菌的实验”中，如果对S标记的噬菌体一组（甲组）不进行搅拌、P标记的噬菌体一组（乙组）保温时间过长，其结果是（）A．甲组沉淀物中也会出现较强放射性，乙组上清液中也会出现较强放射性B．甲组上清液中也会出现较强放射性，乙组上清液中也会出现较强放射性C．甲组沉淀物中也会出现较强放射性，乙组沉淀物中也会出现较强放射性D．甲组上清液中也会出现较强放射性，乙组沉淀物中也会出现较强放射性【答案】A【解析】用35S标记的噬菌体侵染细菌，外壳吸附在大肠杆菌表面，如果不进行搅拌，外壳很难与噬菌体分离，导致甲组的沉淀物中有较强的放射性，上清液中可能会出现少量的放射性；用32P标记的乙组噬菌体，保温时间过长，导致部分细菌破裂，释放出子代噬菌体，所以乙组的上清液中有较强的放射性，但仍有少量存在于沉淀物中，所以乙组的沉淀物中有少量的放射性。即A正确。8．下图为“噬菌体侵染大肠杆菌的实验”的流程图，有关该实验的表述正确的是（）A．实验中噬菌体是用35S的培养基直接培养标记的B．35S标记的是噬菌体的蛋白质，32P标记的是大肠杆菌的DNAC．35S标记的噬菌体侵染实验中，若搅拌不充分，上清液中的放射性会降低D．32P标记的噬菌体侵染实验中，保温时间过长或过短都会降低上清液的放射性【答案】C【解析】噬菌体是病毒，只能用活细胞培养，不能用培养基直接培养，A错误；32P标记的是噬菌体的DNA，B错误；35S标记的噬菌体侵染实验中，若搅拌不充分，含35S的噬菌体蛋白质外壳会随大肠杆菌进入沉淀物中，从而导致上清液中的放射性降低，C正确；32P标记的噬菌体侵染实验中，保温时间过长或过短都会增强上清液的放射性，D错误。9．下列关于肺炎双球菌转化实验的叙述，正确的是（）A．该实验是证实DNA作为遗传物质的最早证据来源B．多肽类的荚膜使S型菌不易受宿主防护机制的破坏C．活体转化实验证明了转化因子的纯度越高转化效率越高D．S型菌的DNA与活的R型菌混合悬浮培养后可出现两种菌落【答案】A【解析】该实验是证实DNA作为遗传物质的最早证据来源，A正确；荚膜的化学成分是多糖，B错误；离体转化实验证明了转化因子的纯度越高转化效率越高，C错误；从S型菌中抽提的DNA与R型菌混合悬浮培养后，需接种到固体培养基上才可观察到两种菌落，D错误。10．下图为“噬菌体侵染大肠杆菌的实验”的流程图，有关该实验的表述正确的是（）A．实验中噬菌体是用35S的培养基直接培养标记的B．35S标记的是噬菌体的蛋白质，32P标记的是大肠杆菌的DNAC．35S标记的噬菌体侵染实验中，若搅拌不充分，上清液中的放射性会降低D．32P标记的噬菌体侵染实验中，保温时间过长或过短都会降低上清液的放射性【答案】C【解析】噬菌体是病毒，只能用活细胞培养，不能用培养基直接培养，A错误；32P标记的是噬菌体的DNA，B错误；35S标记的噬菌体侵染实验中，若搅拌不充分，含35S的噬菌体蛋白质外壳会随大肠杆菌进入沉淀物中，从而导致上清液中的放射性降低，C正确；32P标记的噬菌体侵染实验中，保温时间过长或过短都会增强上清液的放射性，D错误。11．分别将含有32P和35S的T2噬菌体与不含放射性的大肠杆菌混合，经过保温、搅拌、离心，再将沉淀出的大肠杆菌继续在不含放射性物质的培养基中培养，并对其释放出的子代T2噬菌体进行检测。下列对该实验的过程及结果分析正确的是（）A．选择噬菌体做该实验是因为其结构中头部只含DNA，尾部只含蛋白质B．对噬菌体进行放射性标记，需进行两次细胞培养C．子代T2噬菌体中小部分含35S，大部分含有32PD．使用32P标记后，沉淀物中放射性的强弱与其保温时间成正相关【答案】B【解析】选择噬菌体做该实验是因为其结构成分简单，只含DNA和蛋白质，没有其他化合物干扰，可以直接探究DNA和蛋白质谁是遗传物质，A错误；噬菌体为病毒，无法独立在培养基生存增殖，必须分别用含有32P和35S的培养基培育出分别用含有32P和35S的细菌，在分别用含有32P和35S的细菌培育出分别用含有32P和35S的噬菌体，B正确；亲代噬菌体含35S的蛋白质外壳不进入细菌，不参加子代噬菌体蛋白质外壳的合成，故子代噬菌体检测不到35S，C错误；保温时间过短，亲代噬菌体32P标记的DNA大部分没有进入细菌，保温时间过长，含32P标记的子代噬菌体裂解细菌释放，二者离心后再上清液，导致上清液放射性较高，D错误。12．1944年艾弗里（Avery）等人利用肺炎链球菌的转化实验证明了在不同肺炎链球菌之间传递的转化因素是DNA。该实验的证据之一来自酶降解实验。对S型菌株分别进行如下处理：①利用脱氧核糖核酸酶降解DNA成分；②利用核糖核酸酶降解RNA