高一生物同步讲义：DNA是主要的遗传物质（教师版）

3.1DNA是主要的遗传物质目标导航目标导航教学目标课程标准目标解读总结人类对遗传物质的探索过程。阐明DNA是主要遗传物质的探索过程。说明DNA是主要遗传物质。说明自变量控制中的“加法原理”和“减法原理”。认同人类对遗传物质的认识是不断深化、不断完善的过程，认同实验技术在证明DNA是遗传物质中的作用。教学重点肺炎双球菌转化实验的原理和过程。噬菌体侵染细菌实验的原理和过程。教学难点1.肺炎双球菌转化实验的原理和过程。2.噬菌体侵染细菌实验的原理和过程。知识精讲知识精讲知识点01作为遗传物质应具备的条件1、分子结构具有相对的稳定性2、在细胞生长和繁殖过程中，能够精确地自我复制，使前后代保持一定的连续性3、能够指导蛋白质的合成，从而控制新陈代谢过程和性状4、具有储存巨大数量遗传信息的潜在能力5、能够发生突变，产生可遗传的变异，突变后能够继续复制并遗传给后代。知识点02肺炎双球菌转化实验1、格里菲思转化实验实验材料：S型肺炎双球菌：有多糖类荚膜、菌落光滑、使人患肺炎或使小鼠患败血症死亡R型肺炎双球菌：无多糖类荚膜、菌落粗糙、无毒性小鼠：健康实验过程：原因：肺炎双球菌转化的实质：转化是指S型菌的DNA片段整合到R菌的DNA上，使受体细胞获得了新的遗传信息，实质是基因重组。实验结论：S型细菌中有一种“转化因子”能使R型活细菌转化为S型活细菌。2、艾弗里转化实验“转化因子”是DNA，DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。知识点03噬菌体侵染细菌实验实验材料：T2噬菌体大肠杆菌侵染过程：实验方法：放射性同位素标记法实验过程：第一步：分别标记细菌在分别含有放射性同位素32P和35S的培养基中培养细菌第二步：分别标记噬菌体分别用上述细菌培养T2噬菌体，制备含32P的噬菌体和含35S的噬菌体第三步：标记的噬菌体分别侵染未被标记的细菌第四步：分析实验结果，得出结论DNA是遗传物质知识点04探究烟草花叶病毒（TMV）的遗传物质实验结论：烟草花叶病毒的遗传物质是RNA知识点05生物的遗传物质结论：大多数生物的遗传物质是DNA，少数为RNA。所以，DNA是主要的遗传物质。能力拓展能力拓展考点01经典实验分析一、肺炎双球菌的转化实验1．转化的实质是基因重组而非基因突变肺炎双球菌转化实验是指S型细菌的DNA片段整合到R型细菌的DNA中，使受体细胞获得了新的遗传信息，即发生了基因重组。由于加热后的S型肺炎双球菌的蛋白质外壳结构被破坏，从有秩序而紧密的构造，变为无秩序而松散的构造，导致出现外壳自溶现象，释放出自身的DNA片段（双链结构尚存在，分子量小于1×107，约含15个基因），称为“转化因子”。

①当“转化因子”遇到处于感受态的R型肺炎双球菌时，就有10个左右这样的双链片段被R型肺炎双球菌细胞膜表面的“感受态因子”位点结合。

②在位点上进一步发生酶促分解，形成平均分子量为4-5×106的DNA片段，然后双链拆开，其中一条降解，另一条单链逐步进入细胞。

③进入细胞的单链DNA片段与R型肺炎双球菌DNA的同源区段配对，并使受体DNA的相应单链片段被切除，从而将其替换，于是形成一个杂种DNA区段（它们间不一定互补，故可呈杂合状态）。

④随着R型肺炎双球菌的分裂生殖，DNA进行复制，杂合区段分离成两个，其中之一类似供体菌（S型肺炎双球菌），另一类似受体菌（R型肺炎双球菌）。当细胞分裂后，此DNA发生分离，于是就由R型肺炎双球菌产生出了S型肺炎双球菌的后代。这个过程称为原核生物的转化，其实质是基因重组。

如图所示：2．并非所有的R型细菌都被转化由于转化受到DNA的纯度、两种细菌的亲缘关系、受体菌的状态等因素的影响，转化过程中并不是所有的R型细菌都被转化成S型细菌，而只是小部分R型细菌被转化成S型细菌。3．加热并没有使DNA完全失去活性加热杀死S型细菌的过程中，其蛋白质变性失活，但是其内部的DNA在加热过程中，双螺旋解开，氢键被打开，但缓慢冷却时，其结构可恢复。4．体内转化实验不能简单地说成S型细菌的DNA可使小鼠致死S型细菌与R型细菌混合培养时，S型细菌的DNA进入R型细菌体内。结果在S型细菌DNA的控制下，R型细菌体内的化学成分合成了S型细菌的DNA和蛋白质，从而组装成了具有毒性的S型细菌。二、噬菌体侵染细菌的实验1.探究结果出现异常现象的原因：（1）用35S标记的噬菌体，沉淀物中有放射性的原因：由于搅拌不充分，有少量含35S的噬菌体吸咐在细菌表面，随细菌离心到沉淀物中。（2）用32P标记的噬菌体，上清液中含放射性的原因A保温时间过短，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，上清液中出现放射性。B保温时间过长，噬菌体在大肠杆菌内增殖后，细菌裂解释放出子代噬菌体，经离心后分布于上清液中，也会使上清液中出现放射性。2.噬菌体的复制式增殖过程：（1）模板：进入细菌体内的噬菌体DNA。（2）合成噬菌体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eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(原料：大肠杆菌的氨基酸,场所：大肠杆菌的核糖体))三、肺炎双球菌体外转化实验和噬菌体侵染细菌实验的异同肺炎双球菌体外转化实验噬菌体侵染细菌实验不同点方法不同直接分离：分离S型细菌的DNA、多糖、蛋白质等，分别与R型细菌混合培养同位素标记：分别用32P和35S标记噬菌体的DNA和蛋白质结论不同证明DNA是遗传物质、蛋白质不是遗传物质证明DNA是遗传物质相同点①均使DNA和蛋白质分开，单独处理，观察它们各自的作用；②都遵循了对照原则；③都能证明DNA是遗传物质，但都不能证明DNA是主要的遗传物质【典例1】下列关于“核酸是遗传物质的证据”的经典实验的叙述，正确的是（）A.肺炎双球菌体内转化实验证明了S型菌的DNA能使R型菌转化成S型菌

B.肺炎双球菌体外转化实验证明DNA是主要的遗传物质

C.32P标记的T2噬菌体和大肠杆菌混合后未经过搅拌，则沉淀物中的放射性下降

D.单独使用烟草花叶病毒TMVA的RNA感染烟草细胞，可从烟草细胞中分离出TMVA【答案】D

【解析】解：A、肺炎双球菌体内转化实验证明明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，A错误；

B、肺炎双球菌体外转化实验证明DNA是遗传物质，B错误；

C、搅拌的目的是使吸附在大肠杆菌上的噬菌体外壳与细菌分离，32P标记的是T2噬菌体的DNA，该噬菌体和大肠杆菌混合后，DNA进入细菌，并随着细菌离心到沉淀物中，无论搅拌还是不搅拌都不影响沉淀物中放射性的强弱，C错误；

D、烟草花叶病毒的遗传物质是RNA，故单独使用烟草花叶病毒TMV

A的RNA感染烟草会使烟草感染烟草花叶病毒，最终可从烟草细胞中分离出TMV

A，D正确。

故选：D。

1、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；艾弗里体外转化实验证明DNA是遗传物质。

2、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。

3、烟草花叶病毒的感染和重建实验，证明了RNA是遗传物质。

本题考查人类对遗传物质的探索历程，对于此类试题，需要考生注意的细节较多，如实验的原理、实验采用的方法、实验现象及结论等，需要考生在平时的学习过程中注意积累。

考点02自变量控制中的“加法原理”和“减法原理”对照实验：对照实验指其他条件都相同，只有一个条件不同的实验。往往好多因素对实验结果都有影响，对照实验用来证明某种因素对实验结果的确切影响。通常，一个实验总分为实验组和对照组。实验组，是接受实验变量处理的对象组；对照组，也称控制组，对实验假设而言，是不接受实验变量处理的对象组，至于哪个作为实验组，哪个作为对照组，一般是随机决定的。生物实验设计原则：生物学实验是通过控制和干预实验现象而进行的探索活动。控制本身就是在分析的基础上找出影响现象产生的各种因素，从而以控制或干预某一需要研究的因素来达到认识事物本质的目的。从认识论的角度来看，生物学实验的控制可分为两大类：一类是设法排除对研究对象的干扰，另一类是设法对研究对象进行干扰。这两个相反方式的控制所依据的原理是减法原理和加法原理。1.加法原理加法原理是给研究对象施加自变量进行干预。也就是说，实验的目的是为了探求某一变量会产生什么结果，从而使研究对象在某些因素的作用下反映出某些特征。例如：在探究过氧化氢酶的高效性实验时，实验组滴加肝脏研磨液，对照组加少量FeCl3。又如：探究酸碱度对酶活性的影响实验，加酸或碱对酶活性的影响。2.减法原理实验控制中的减法原理是设法排除某种因素对实验对象的干扰，同时尽量保持被研究对象的稳定。依据减法原理，对实验过程的控制可以消除某种条件的影响。例如：在设计某种药物对动物疗效的实验研究中，动物的个体差异、外部环境等都可能对实验研究产生干扰作用，可选择纯种的某种动物作为实验材料，这就是排除个体差异对疗效的干扰作用。例如：对光合作用中二氧化碳的作用的实验研究就是依据减法原理而设计的。实验中，氢氧化钠的作用是吸收二氧化碳，通过对照，可以确定二氧化碳对光合作用的影响。又如：肺炎双球菌转化实验中，每个实验组通过特异性地去除一种物质。有的实验设计，对某一因素的控制既运用减法原理又运用加法原理。例如：设计“植物对不同矿质元素的需要”的实验，其目的是探讨某种植物对不同矿质元素的需要与否。实验中，先依据减法原理设计出对各种矿质元素的控制，即在完全营养液中人为去掉某种矿质元素，以观察植物生长发育的情况，如果发育正常，说明该矿质元素不是该植物的必需营养元素；如果发育不正常则还要运用加法原理人为补充这种元素，以证明该元素为植物所必需的矿质元素。该实例可以用既有空白对照，又有自身对照实验来理解，也就解释了许多实验同时有多个对照实验。又如：在“激素对高等动物的生长发育影响”的实验设计中也运用了加法原理和减法原理。3.判定原则原则一：针对添加法的对照实验（加法原理、探求结果）：有自变量的一组事物为实验组，无自变量的一组为对照组。原则二：针对排除法的对照实验（减法原理、追踪求源）：无自变量的一组事物为实验组，有自变量的一组为对照组。【典例1】在科学实验中，通常运用“加法原理”或“减法原理”对自变量进行控制。下列实验中对自变量的控制运用“加法原理”的是（）A.艾弗里的肺炎链球菌转化实验 B.探究烟草花叶病毒的遗传物质

C.验证光是植物光合作用的必要条件 D.比较过氧化氢在不同条件下的分解【答案】D

【解析】解：A、艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验中，用蛋白酶、RNA酶、DNA酶等处理细胞提取物，是人为的去除某种因素的影响，运用了“减法原理”，A错误；

B、探究烟草花叶病毒的遗传物质中，单独将病毒的各部分分别感染宿主细胞，单独观察各部分的作用，运用了“减法原理”，B错误；

C、利用绿色植物验证光是光合作用的必要条件时，以生长在正常条件下的绿色植物为对照组，以生长在无光但其他都与对照组相同的条件下的绿色植物作为实验组，即与常态比，实验组人为去除了某种影响因素，运用了“减法原理”，C错误；

D、比较过氧化氢在不同条件下的分解实验时，与对照组相比，实验组添加了肝脏研磨液（含过氧化氢酶），运用了“加法原理”，D正确。

故选：D。

1、加法原理是绐研究对象施加自变量进行干预。也就是说，实验的目的是探求某一变量会产生什么结果，即知道为自变量，不知道为因变量。

2、减法原理是排除自变量对研究对象的干扰，同时尽量保持被研究对象的稳定。具体而言，结果已知，但不知道此结果是由什么原因导致的，实验的目的是探求确切的原因变量。

本题考查课本基础实验的原理和选材，意在考查学生能独立完成“生物知识内容表”所列的生物实验，理解实验目的、原理、方法和操作步骤，掌握相关的操作技能，能将这些实验涉及的方法和技能进行综合运用；并对实验现象和结果进行解释、分析、处理。

分层提分分层提分题组A基础过关练一、单项选择题1.在对照实验中，控制自变量可以采用“加法原理”或“减法原理”。与常态相比，人为增加某种影响因素的称为“加法原理”；与常态相比，人为去除某种影响因素的称为“减法原理”。下列相关说法错误的是（）A.验证Mg是植物必需元素的实验，利用了“加法原理”

B.“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验，利用了“加法原理”

C.验证“光是光合作用的条件”利用了“减法原理”

D.沃泰默切除通向狗小肠的神经，用稀盐酸刺激小肠探究胰液分泌的实验，利用了“减法原理”【答案】A

【解析】【分析】

本题考查了对照实验中，控制自变量的“加法原理”和“减法原理”，考生需正确理解这两个原理的含义。

【解答】

A.研究Mg是合成叶绿素的必需矿质元素时可以人为去除Mg观察现象，因此可以采用“减法原理”，A错误；

B.“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验中，增加了温度、过氧化氢酶、氯化铁等形成相互对照，利用了“加法原理”，B正确；

C.验证“光是光合作用的条件”时，增加黑暗对照组，利用了“减法原理”，C正确；

D.沃泰默切除通向狗小肠的神经，用稀盐酸刺激小肠探究胰液分泌的实验，去除了神经的影响，利用了“减法原理”，D正确。

故选A。

2.对于“DNA是主要的遗传物质”这句话的理解，正确的是（

）A.绝大多数生物的遗传物质是DNA B.DNA的功能主要是作为遗传物质

C.细胞内绝大多数遗传物质是DNA D.细胞核的遗传物质是DNA或RNA【答案】A

【解析】【分析】

本题考查生物的遗传物质，对于此类试题，需要考生理解和掌握几句结论性语句，并能据此准确判断各种生物的遗传物质。

【解答】

A.绝大多数生物的遗传物质是DNA，RNA病毒的遗传物质是RNA，A正确；

B.DNA的功能是作为遗传物质，B错误；

C.细胞内遗传物质是DNA，C错误；

D.细胞核的遗传物质是DNA，D错误。

​故选A。

3.下列有关科学研究的叙述中，错误的是（）实验材料实验过程实验结果与结论AR型和S型肺炎双球菌在S型细菌的细胞提取物中加入DNA水解酶，然后与R型活菌混合只生长R型菌，说明DNA被水解后，就失去遗传效应。B噬菌体、大肠杆菌用含35S标记的噬菌体去感染普通的大肠杆菌离心获得的上清液中的放射性很高，说明DNA是遗传物质。C烟草花叶病毒、烟草用从烟草花叶病毒分离出的RNA侵染烟草烟草感染出现病斑，说明烟草花叶病毒的RNA可能是遗传物质。D大肠杆菌将已用15N标记DNA的大肠杆菌培养在普通(14N)培养基中，提取DNA，离心，记录在离心管中的位置子一代：只有1条带，位置居中；子二代：有2条带，其中一条带位置居中，另一条带位置靠上。说明DNA分子的复制方式是半保留复制。A.A B.B C.C D.D【答案】B

【解析】【分析】

本题考查遗传学实验的相关知识，意在考查学生的实验分析能力和判断能力，运用所学知识综合分析问题和解决问题的能力。

【解答】A.DNA水解酶能够水解DNA分子，从而使其失去遗传效应，A正确；B.由于35S标记的是蛋白质，用含有35S标记的噬菌体去感染普通的大肠杆菌，短时间保温，离心获得的上清液中的放射性很高，该实验不能说明蛋白质不是遗传物质，只能说明蛋白质没有进入细菌，B错误；C.用从烟草花叶病毒分离出的RNA侵染烟草，烟草感染出现病斑，说明烟草花叶病毒的RNA可能是遗传物质，C正确；D.将已用15N标记DNA的大肠杆菌，培养在普通（14N）培养基中，经两次分裂后，形成子代4个，由于半保留复制，含14N-15N的DNA分子是2个，14N-14N的DNA分子是2个，故一半的DNA位于中带，一半DNA位于轻带，D正确。4.在研究核酸是遗传物质的历程中，有如下重要实验：噬菌体侵染细菌试验、肺炎双球菌转化实验、烟草花叶病毒感染和重建试验。下列叙述正确的是（）A.用35S标记的T2噬菌体感染不具放射性的细菌，少量子代噬菌体会含有35S

B.加热杀死的S型菌和活的R型菌混合注入小鼠体内，不会引起小鼠败血症

C.S型菌的DNA经DNA酶处理后，不能使活的R型菌转化成S型菌

D.用烟草花叶病毒的RNA感染烟草，烟草中不会有子代病毒【答案】C

【解析】【分析】

本题考查噬菌体侵染细菌试验、肺炎双球菌转化实验、烟草花叶病毒感染和重建试验，意在考查考生的识记能力和理解所学知识要点，把握知识间内在联系，形成知识网络结构的能力；能运用所学知识，准确判断问题的能力，属于考纲识记和理解层次的考查。

【解答】

A、用35S标记的T2噬菌体感染不具放射性的细菌，由于35S标记的T2噬菌体的蛋白质外壳留在外面，故子代噬菌体不含有35S，A错误；

B、把加热杀死的S型菌和活的R型菌混合后注射到小鼠体内，S型菌体内的转化因子（DNA）能使R型菌转化为S型菌，因此会引起小鼠败血症死亡，B错误；

C、S型菌的DNA经DNA酶处理后，不能使活的R型菌转化成S型菌，C正确；

D、用烟草花叶病毒的RNA感染烟草，由于RNA是烟草花叶病毒的遗传物质，故烟草中会有子代病毒，D错误。

故选：C。

5.下列是遗传物质发现过程中的几个重要实验，其中应用了放射性同位素示踪技术的是（）A.噬菌体侵染细菌的实验 B.肺炎双球菌的活体转化实验

C.肺炎双球菌的离体转化实验 D.烟草花叶病毒的感染和重建实验【答案】A

【解析】【分析】

本题考查人类对遗传物质的探究历程，要求考生了解人类对遗传物质探究的历程，掌握不同时期不同科学家进行的科学实验、采用的实验方法、观察到的实验现象及得出的实验结论等，能根据题干要求作出准确的判断。

【解答】

A.噬菌体侵染细菌实验采用了放射性同位素示踪技术，即分别用35S或32P标记噬菌体，A正确；

B.肺炎双球菌的活体转化实验没有采用放射性同位素示踪技术，而是用R型细菌、S型细菌和小鼠进行实验，B错误；

C.肺炎双球菌的离体转化实验没有采用放射性同位素示踪技术，而是将细菌的成分一一提纯出来进行实验，C错误；

D.烟草花叶病毒感染和重建实验中，用TMVA型病毒的RNA和TMVB型病毒的蛋白质重建的病毒感染烟草叶片细胞后，可检测到TMVA型病毒，说明RNA是TMVA型病毒的遗传物质，没有采用放射性同位素示踪技术，D错误。

​故选A。

6.下列有关遗传物质的说法，正确的是（

）A.细菌的遗传物质是DNA，病毒的遗传物质是RNA

B.细胞核中的遗传物质是DNA，细胞质中的遗传物质是RNA

C.豌豆的遗传物质是DNA，果蝇的遗传物质也是DNA

D.细胞中的遗传物质都与蛋白质结合，组成染色体【答案】C

【解析】【分析】本题考查了不同生物的遗传物质的相关知识。意在考查考生对不同生物遗传物质的判断，理解到所有细胞生物和绝大多数病毒的遗传物质是DNA，少数RNA病毒的遗传物质是RNA是解题的关键，把握知识的内在联系。【解答】A.细菌属于细胞生物，遗传物质是DNA，病毒的遗传物质是DNA或RNA，A错误；B.细胞中不论是细胞核还是细胞质中，遗传物质都是DNA，B错误；C.豌豆和果蝇的遗传物质都是DNA，C正确；D.只有真核细胞的细胞核中的遗传物质与蛋白质结合，组成染色体，D错误。故选C。7.下面对遗传物质化学本质探索的经典实验的描述正确的有几项（）①肺炎链球菌转化实验证明DNA是主要的遗传物质②噬菌体侵染细菌实验比肺炎链球菌体外转化实验更具说服力③分别用含有放射性同位素35S和放射性同位素32P的培养基培养噬菌体④R型肺炎链球菌转化为S型肺炎链球菌的实质是基因突变⑤噬菌体能利用宿主菌DNA为模板合成子代噬菌体的核酸⑥用35S标记噬菌体的侵染实验中，沉淀物放射性增强的原因可能是搅拌不充分所致（）A.1项 B.2项 C.3项 D.4项【答案】B

【解析】【分析】本题主要考查探究遗传物质的科学实验的相关知识，旨在考查学生对知识的识记能力。

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。【解答】①肺炎链球菌转化实验证明DNA是遗传物质，并没有证明DNA是主要的遗传物质，①错误；②噬菌体侵染细菌时，蛋白质和DNA彻底分离，因此该实验比肺炎链球菌体外转化实验更具说服力，②正确；③噬菌体是一种病毒，没有细胞结构，不能独立生存，因此不能用培养基直接培养噬菌体，③错误；④R型肺炎链球菌转化为S型肺炎链球菌的实质是基因重组，④错误；⑤噬菌体能利用自身的DNA为模板，利用细菌体内的原料来合成子代噬菌体的核酸，⑤错误；⑥35S标记的是噬菌体的蛋白质，噬菌体侵染细菌时，蛋白质外壳未进入细菌，被离心到上清液，若用35S标记噬菌体的侵染实验中，沉淀物中存在少量放射性可能是搅拌不充分所致，⑥正确。故正确的有②⑥2项。8.烟草、烟草花叶病毒、T4噬菌体这三种生物中（

）A.含核酸的种类依次为2、2、1 B.含五碳糖的种类依次为2、2、1

C.含碱基的种类依次为8、4、4 D.含核苷酸的种类依次为8、4、4【答案】D

【解析】【分析】本题考查DNA分子的基本单位、RNA分子的组成和种类，首先要求考生能准确判断各生物的遗传物质；其次要求考生识记DNA和RNA的化学组成，再根据题干要求选出正确的答案。【解答】烟草是植物，含有DNA和RNA，故含有2种核酸，2种五碳糖，5种碱基，8种核苷酸；烟草花叶病毒是RNA病毒，只含有RNA，故含有1种核酸，1种五碳糖，4种碱基，4种核苷酸；T4噬菌体是DNA病毒，只含有DNA，故含有1种核酸，1种五碳糖，4种碱基，4种核苷酸。综上所述，D正确，ABC错误。

故选D。9.烟草花叶病毒（TMV）由蛋白质外壳和核酸组成，将TMV变种X的蛋白质外壳和变种Y的核酸组成新病毒，感染烟草后可以得到大量病毒，这些病毒为（）A.变种X B.X蛋白质包裹Y核酸的病毒

C.变种Y D.Y蛋白质外壳包裹X核酸的病毒【答案】C

【解析】解：由题意知，重组病毒的RNA来源变种Y，因此由重组病毒感染烟草后可以得到的病毒是变种Y。

故选：C。

烟草花叶病毒由蛋白质和RNA组成，遗传物质是RNA．

对于病毒的组成成分和遗传物质的理解，并运用相关知识对生物学问题进行解释、推理、判断的能力是本题考查的重点。

10.如图是噬菌体侵染细菌实验的部分步骤示意图，对此过程的有关叙述中正确的是（）

A.选用噬菌体作为实验材料的原因之一是其结构简单，成分只有蛋白质和DNA

B.被35S标记的噬菌体是通过将其置于含有35S的培养基或培养液中直接获得的

C.离心后上清液的放射性很高，原因是被标记的DNA在上清液中

D.上图的实验充分说明了噬菌体的DNA是遗传物质，而蛋白质不是【答案】A

【解析】【分析】

本题结合噬菌体侵染细菌的过程图，考查噬菌体侵染细菌实验，要求考生识记噬菌体侵染细菌的过程，能准确判断图中各过程的名称，特别注意“注入”和“合成”步骤，这也是常考知识点；还要求考生理解和掌握该实验的结论。

【解答】

A、选用噬菌体作为实验材料的原因之一是结构简单，其成分只有蛋白质和DNA，A正确；

B、噬菌体必须寄生在活菌中才能培养，所以被35S标记的噬菌体是接种在用35S的培养基培养的大肠杆菌中获得的，B错误；

C、离心后上清液的放射性很高，原因是被标记的蛋白质外壳在上清液中，C错误；

D、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，由于蛋白质没有进入菌体，没有观察到蛋白质的作用，不能说明蛋白质不是遗传物质，D错误。

故选：A。

二、填空题11.如图1表示“噬菌体侵染大肠杆菌”实验的过程，请回答：

（1）赫尔希和蔡斯分别用35S和32P标记T2噬菌体的蛋白质和DNA，被标记部位分别是图2中的______（填数字编号）。获得被35S标记或32P标记的T2噬菌体的具体操作是______。

（2）若亲代噬菌体被35S标记，则适当保温后，放射性同位素主要分布在______中。

（3）若亲代噬菌体被32P标记，则适当保温后，放射性同位素主要分布在______中。

（4）该实验表明噬菌体侵染细菌时，进入大肠杆菌细胞内的是______。【答案】（1）①②；在分别含有35S和32P的培养基中培养大肠杆菌，再用上述大肠杆菌培养噬菌体

（2）上清液

（3）沉淀物

（4）DNA

【解析】【分析】

本题考查了噬菌体侵染实验的相关内容，意在考查学生对实验原理和实验流程的掌握情况。

【解答】

（1）赫尔希和蔡斯分别用35S和32P标记T2噬菌体的蛋白质和DNA，被标记部位分别是氨基酸的R基和DNA的磷酸基团，分别对应图2中的①②；病毒的生活离不开活细胞，所以获得被35S标记或32P标记的T2噬菌体的具体操作是在分别含有35S和32P的培养基中培养大肠杆菌，再用上述大肠杆菌培养噬菌体。

（2）若亲代噬菌体被35S标记，则适当保温后，放射性同位素主要分布在上清液中，说明蛋白质不进入细菌。

（3）若亲代噬菌体被32P标记，则适当保温后，放射性同位素主要分布在沉淀物中，说明DNA进入了细菌细胞。

（4）结合（2）（3）两问可知，该实验表明噬菌体侵染细菌时，进入大肠杆菌细胞内的是DNA。

故答案为：

（1）①②；在分别含有35S和32P的培养基中培养大肠杆菌，再用上述大肠杆菌培养噬菌体

（2）上清液

（3）沉淀物

（4）DNA

12.1928年，科学家格里菲思为了研究肺炎双球菌是如何使人患肺炎的，利用小鼠进行了一系列体内转化实验，如图甲所示。请回答下列有关问题：

（1）肺炎双球菌的DNA主要分布于_____，DNA的两条链中配对碱基通过_____相连。图甲中实验4死亡的小鼠中能够分离出______型细菌。

（2）用显微镜可以观察肺炎双球菌有无荚膜，在培养基中培养观察菌落特征也能区分菌体类型，据图甲可知，你还可以通过怎样的方法来区分R型和S型细菌？________________________。

（3）肺炎双球菌中的感受态R型细菌与S型细菌之间的转化过程如图乙所示，图乙表示先将S型细菌加热杀死，S型细菌的DNA双链片段与A细胞膜表面的相关蛋白结合，双链中的一条链与感受态特异蛋白结合进入______型细菌细胞内；C细胞经细胞分裂后，产生大量的S型细菌导致小鼠患败血症死亡，S型细菌的致病性与紧贴在细胞壁外侧的______（结构）有关。【答案】（1）拟核；氢键；R型和S型菌

（2）使用注射法，观察注射细菌后小鼠的生活状况区分细菌种类

（3）（感受态）R；荚膜

【解析】【分析】

本题主要考查肺炎双球菌转化实验的相关知识，意在考查学生的识图能力和判断能力，运用所学知识综合分析问题和解决问题的能力。

【解答】

（1）肺炎双球菌的DNA主要分布于拟核，DNA的两条链中配对碱基通过氢键相连。由于自然转化成功率较低，所以图甲中实验4死亡的小鼠中能够分离出R型和S型菌。

（2）根据图甲可知，可以使用注射法，通过观察注射细菌后的小鼠的生活情况来区分S型和R型菌。

（3）分析题图可知，S型细菌的DNA双链片段与A细胞膜表面的相关蛋白结合，双链中的一条链与感受态特异蛋白结合进入R型菌细胞内；S型菌的致病性与紧贴在细胞壁外侧的荚膜有关。

题组B能力提升练一、单项选择题1.为研究使肺炎双球菌发生转化的物质，某学习小组进行了肺炎双球菌体外转化实验，其基本过程如图所示。下列叙述错误的是（）

A.该实验的假设是“使肺炎双球菌发生转化的物质是蛋白质或DNA”

B.该实验控制自变量用到了减少提取物种类的“减法原理”

C.若三组培养皿中都只有一种菌落，则说明使肺炎双球菌发生转化的物质是DNA

D.R型肺炎双球菌发生转化的实质是发生了基因重组【答案】C

【解析】【分析】

本题考查肺炎双球菌转化实验的相关知识，解题关键是对题图的识图分析能力和对实验基本原理及过程的理解分析能力。

【解答】

A.根据题中的操作图解分析可知，乙组和丙组分别加入了蛋白酶和DNA酶，分别水解提取物中的蛋白质和DNA，并与甲组形成对照实验，由此可推测，该实验的假设是使肺炎双球菌发生转化的物质是蛋白质或DNA，A正确；

B.根据图的操作过程可知，乙组和丙组分别加入了蛋白酶和DNA酶，分别去除了蛋白质和DNA，用到了减少提取物种类的“减法原理”，B正确；

C.根据A项分析，该实验的假设是使肺炎双球菌发生转化的物质是蛋白质或DNA，乙组加入的为蛋白酶，去除了提取物中的蛋白质，所以若乙组培养皿中有两种菌落，丙组培养皿中有一种菌落，则说明使肺炎双球菌发生转化的物质是DNA，C错误；

D.R型肺炎双球菌发生转化的实质是发生了基因重组，D正确。

故选C。

2.人类对遗传物质的探索历程中，使用的生物材料有肺炎链球菌、噬菌体等。下列有关叙述正确的是（）A.将R型菌注入小鼠体内一段时间后再注入杀死的S型菌，小鼠可能不死亡

B.将S型菌的RNA与R型菌混合培养，一段时间后会出现少量S型菌的菌落

C.用35S标记的T2噬菌体侵染肺炎链球菌，离心后放射性主要分布在上清液中

D.从烟草花叶病毒中提取出来的RNA能使烟草感染病毒，所以病毒的遗传物质均为RNA【答案】A

【解析】【分析】

本题考查人类对遗传物质的探索历程,对于此类试题,需要考生注意的细节较多,如实验的原理、实验采用的方法、实验现象及结论等,需要考生在平时的学习过程中注意积累。

【解答】

A.将R型菌注入小鼠体内,小鼠的免疫系统可能将R型菌全部杀死,一段时间后,再注入加热杀死的S型菌,小鼠可能不死亡,A正确;

B.将S型菌的RNA与R型菌混合培养,一段时间后不会出现少量S型菌的菌落,B错误;

C.T2噬菌体的宿主是大肠杆菌,不能侵染肺炎链球菌，C错误;

D.从烟草花叶病毒中提取出来的RNA能使烟草感染病毒，所以烟草花叶病毒的遗传物质均为RNA,不是所有病毒的遗传物质均为RNA，D错误。

3.下列实验及结果中，能作为直接证据说明“核糖核酸是遗传物质”的是（）A.红花植株与白花植株杂交，F1为红花，F2中红花：白花=3:1

B.病毒甲的RNA与病毒乙的蛋白质混合后感染烟草只能得到病毒甲

C.加热杀死的S型肺炎双球菌与R型活菌混合培养后可分离出S型活菌

D.用放射性同位素标记T2噬菌体外壳蛋白，在子代噬菌体中检测不到放射性【答案】B

【解析】【分析】

本题主要考查核酸是遗传物质实验的相关知识，旨在考查学生对知识的识记能力。

【解答】

A.红花植株与白花植株杂交，F1为红花，F2中红花∶白花＝3∶1，属于性状分离现象，不能说明RNA是遗传物质，A错误；

B.病毒甲的RNA与病毒乙的蛋白质混合后感染烟草只能得到病毒甲，说明病毒甲的RNA是遗传物质，B正确；

C.加热杀死的S型肺炎双球菌与R型活菌混合培养后可分离出S型活菌，只能说明加入杀死的S型菌存在转化因子，不能说明RNA是遗传物质，C错误；

D.用放射性同位素标记T2噬菌体外壳蛋白，在子代噬菌体中检测不到放射性，说明蛋白质未进入大肠杆菌，不能证明RNA是遗传物质，D错误。

​​​​​​​故选B。

4.经查阅1944年和1946年艾弗里等人所发表论文发现,艾弗里的原始实验并没有逐一分析S型细菌中的各种成分,原论文也没有提及蛋白质和多糖的分离、提纯工作,而且在论文的预处理方法部分采取了“去除蛋白质和荚膜多糖”步骤,后续实验是在去除了S型细菌的蛋白质和多糖的基础上进行的。通过不断地去除各种成分,从而得到相对纯净的“转化因子”。得到纯化的“转化因子”后,艾弗里对其进行了肺炎双球菌转化实验,确认转化因子就是DNA。根据以上实验信息,下列说法正确的是()A.该实验只能证明DNA是遗传物质,不能证明蛋白质和多糖不是遗传物质

B.该实验思路是将DNA、蛋白质和多糖等物质分离,单独研究其作用

C.该实验证明了蛋白质不是遗传物质,而赫尔希和蔡斯实验无法证明这一点

D.该实验可以证明DNA是主要的遗传物质,不能证明RNA是遗传物质【答案】A

【解析】【解析】依题意可知:艾弗里是通过不断地去除S型细菌的各种成分,从而得到相对纯净的“转化因子”后,对其进行了肺炎双球菌转化实验,因此,该实验只能证明DNA是遗传物质,不能证明蛋白质和多糖不是遗传物质,A正确;艾弗里只研究了DNA的作用,没有单独研究蛋白质和多糖等物质的作用,B错误;该实验没有证明蛋白质不是遗传物质,C错误;该实验确认转化因子就是DNA,即证明了DNA是遗传物质,但不能证明RNA是遗传物质,D错误。

5.下列有关叙述正确的是（）A.格里菲思将活R型菌与加热杀死的S型菌混合注入小鼠体内，最终在死亡的小鼠体内只分离出S型菌

B.艾弗里的肺炎双球菌实验通过同位素标记法将蛋白质与DNA区分开，从而证明了DNA是遗传物质

C.T2噬菌体侵染大肠杆菌实验中，T2噬菌体的增殖需要大肠杆菌为其提供模板、原料、能量和酶等

D.烟草花叶病毒感染烟草实验说明了RNA是该病毒的遗传物质，蛋白质不是该病毒的遗传物质【答案】D

【解析】【分析】

本题主要考查肺炎双球菌转化实验，噬菌体侵染细菌实验，意在考查学生的识记和理解能力。

【解答】

A.格里菲思将活R型菌与加热杀死的S型菌混合注入小鼠体内，最终在死亡的小鼠体内R型菌和S型菌都存在，A错误。

B.噬菌体侵染大肠杆菌实验通过同位素标记法将蛋白质与DNA区分开，从而证明了DNA是遗传物质，B错误。

C.T2噬菌体侵染大肠杆菌实验中，T2噬菌体的增殖需要大肠杆菌为其提供原料、能量和酶等，子代噬菌体蛋白质外壳合成时，需要噬菌体的DNA为模板，进行转录和翻译，C错误；

D.烟草花叶病毒感染烟草实验说明了RNA是该病毒的遗传物质，蛋白质不是该病毒的遗传物质，D正确。

故答案选D。

6.下列关于肺炎链球菌的体内和体外转化实验以及T2噬菌体侵染大肠肝菌实验的叙述，正确的是（）A.三个实验的设计思路是一致的

B.三个实验都用到了同位素标记法

C.三个实验都不能得出蛋白质不是遗传物质的结论

D.三个实验所涉及生物的遗传物质都是DNA【答案】D

【解析】A、三个实验中，只有肺炎链球菌的体外转化实验和噬菌体侵染细菌实验的设计思路相同，A错误；

B、肺炎链球菌的体内和体外转化实验都没有用到放射性同位素标记法，B错误；

C、肺炎链球菌的体外转化实验能得出蛋白质不是遗传物质的结论，C错误；

D、三个实验所涉及生物有噬菌体、小鼠、细菌，它们的遗传物质都是DNA，D正确。

故选：D。

1、肺炎链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；艾弗里体外转化实验证明DNA是遗传物质。

2、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。结论：DNA是遗传物质。

本题考查肺炎链球菌转化实验和噬菌体侵染细菌的实验，对于此类试题，需要考生注意的细节较多，如实验的原理、实验采用的方法、实验现象及结论等，需要考生在平时的学习过程中注意积累。

7.图甲是将加热杀死的S型细菌与R型活菌混合注射到小鼠体内后两种细菌的含量变化，图乙是利用同位素标记技术完成噬菌体侵染细菌实验的部分操作步骤。下列相关叙述中，不正确的是（）A.图甲中ab对应的时间段内，小鼠体内还没形成大量的抗R型细菌的抗体

B.图甲中，后期出现的大量S型细菌是由R型细菌转化并增殖而来

C.图乙沉淀物中新形成的子代噬菌体完全没有放射性

D.图乙中若用32P标记亲代噬菌体，裂解后子代噬菌体中大部分具有放射性【答案】D

【解析】【分析】

本题考查肺炎链球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验的相关知识，意在考查学生的识记能力和判断能力，运用所学知识综合分析问题和解决问题的能力。

根据题意和图示分析可知：甲图中ab段由于细菌刚进入小鼠体内，小鼠还没有产生相应的抗体，所以R型细菌会增多，该实验中部分R型菌转化成了S型菌，然后大量增殖。从理论上讲，乙图中的放射性只会出现在上清液中，但在实际操作中沉淀物中也会出现部分放射性。乙图中的实验如果没经过搅拌过程，则很多噬菌体会附着在细菌表面，经过离心后会进入沉淀物中，使得沉淀物中的放射性增强。

【解答】

A.小鼠产生抗体需要经过体液免疫过程，要一定的时间，所以甲图中ab时间段内，小鼠体内还没形成大量的抗R型细菌的抗体，导致R型细菌数目增多，A正确；

B.由于是将杀死的S型细菌与R型活菌混合注射到小鼠体内，所以甲图中最初的S型细菌是由R型细菌转化来的，但之后产生的S型细菌有的是由转化形成的S型细菌增殖而来，B正确；

C.乙图中噬菌体被标记的成分是蛋白质，蛋白质不能进入细菌，所以新形成的子代噬菌体完全没有放射性，C正确；

D.由于DNA分子的半保留复制，所以用32P标记亲代噬菌体，裂解后子代噬菌体中少部分具有放射性，D错误。

8.艾弗里实验小组与赫尔希和蔡斯小组利用不同实验材料做了一系列实验，图1、图2是其部分实验步骤。下列叙述正确的是()

A.图1中a组得到的都是S型细菌，b组得到的都是R型细菌

B.图2中步骤①为32P标记的噬菌体与未被标记的细菌混合

C.图2经步骤②③后在新形成的噬菌体中不能检测到32P

D.综合图1和图2可以得出DNA是主要的遗传物质的结论【答案】B

【解析】【分析】

本题考查肺炎双球菌转化实验、噬菌体侵染细菌实验，对于此类试题，需要考生注意的细节较多，如实验的原理、实验采用的方法、实验现象及结论等，需要考生在平时的学习过程中注意积累。

【解答】

A.图1中a组得到的不都是S型细菌，因为R型细菌的发生转化的效率不是百分之百，b组DNA被完全水解，不会发生转化得到的都是R型细菌，A错误；

B.图2中步骤①为32P标记的噬菌体与未被标记的细菌混合，B正确；

C.图2经步骤②③后在新形成的噬菌体中可以检测到32P，C错误；

D.综合图1和图2不能得出DNA是主要的遗传物质的结论，D错误。

故选B。

9.下图为用含32P的T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验。下列有关叙述错误的是（）

A.该实验的设计思路与艾弗里的肺炎双球菌转化实验设计思路相同

B.图中表示的噬菌体侵染过程中，进入大肠杆菌的是噬菌体DNA

C.若培养时间过长，则离心后的上清液中出现放射性

D.图中锥形瓶中的培养液是用来培养噬菌体的【答案】D

【解析】【分析】

本题主要考查T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验，考查学生对知识的理解和对实验过程的掌握。

【解答】

A.该实验的设计思路与艾弗里的肺炎双球菌转化实验设计思路相同，都是把组成生物体的物质分离开，单独观察各种物质的作用效果，A正确；

B.图中表示的噬菌体侵染过程中，从图中可以看出进入大肠杆菌的是噬菌体DNA，B正确；

C.进入细菌的噬菌体的DNA分子繁殖出来的子代噬菌体部分具有放射性，若培养时间过长，细菌破裂，子代噬菌体释放出来，则离心后的上清液中出现放射性，C正确；

D.图中锥形瓶中的培养液是用来培养细菌的，D错误。

故选D。

10.某兴趣小组以肺炎双球菌为材料进行如图所示实验，其中细胞提取物是加热致死的S型菌破碎后去除绝大部分糖类、蛋白质和脂质制成的。下列叙述错误的是（）A.混合培养后4组的平板培养基上均会有表面粗糙的菌落

B.该实验与噬菌体侵染细菌实验的实验思路和实验方法相同

C.混合培养后出现的S型菌与原S型菌遗传信息不完全相同

D.混合培养后①②③组的平板培养基上均会有表面光滑的菌落【答案】B

【解析】【分析】

本题着重考查了艾弗里的肺炎双球菌转化的实验的设计思路及结论等知识，意在考查考生的识记能力和理解能力，解题关键是考生能够识记实验思路、过程和实验结果。

【解答】

A.R型菌菌落表面粗糙，混合培养后4组的平板培养基上均会有R型菌，A正确；

B.噬菌体侵染细菌实验的实验思路是设法将DNA和蛋白质分开，分别观察它们的作用，采用了同位素标记法，该实验中未采用该方法，B错误；

C.混合培养后出现的S型菌是由R型菌吸收S型菌DNA转化而来，故与原S型菌的遗传物质不完全相同，C正确；

D.混合培养后①②③组的平板培养基上均会有由R型菌转化而来的S型菌，S型菌菌落表面光滑，D正确。

​​​​​​​故选B。

11.为了验证朊病毒侵染因子是蛋白质按照图示1→2→3→4进行实验，题中所用牛脑组织细胞为无任何标记的活体细胞。下列叙述不正确的是（）A.本实验采用的研究方法是放射性同位素标记法

B.从理论上讲，经1→2→3→4实验离心后，沉淀物中几乎不能检测到32P。

C.如果再添加一个试管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沉淀物中。

D.绝大多数生物以DNA而不是RNA作为遗传物质的原因是：DNA分子结构简单且碱基种类多，而RNA结构相对稳定且复制的准确性高【答案】D

【解析】【分析】

本题考查探究朊病毒是蛋白质侵染因子相关知识，意在考查基础知识的理解和实验探究和分析问题的能力。

“朊病毒是蛋白质侵染因子，它是一种只含蛋白质而不含核酸的病原微生物”，再将噬菌体侵染细菌实验的相关知识进行迁移应用。

【解答】

A.由题意及图可知，本实验采用的方法是放射性同位素标记法，A正确；

B.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，经1→2→3→4实验离心后，沉淀物中几乎不能检测到32P，B正确；

C.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，因此检测放射性应主要位于沉淀物中，少量位于上清液中，C正确；

D.绝大多数生物以DNA而不是RNA作为遗传物质的原因是：自然界的具有细胞结构的生物的遗传物质为DNA，只有少数RNA病毒的遗传物质是RNA，D错误。

故选D。

12.艾弗里的肺炎双球菌转化实验和赫尔希、蔡斯的噬菌体侵染细菌实验，都能证明DNA是遗传物质，对这两个实验的研究方法可能有：①设法把DNA与蛋白质分开，研究各自的效应；②放射性同位素标记法。下列有关叙述正确的是（）A.两者都运用了①和② B.前者运用了①，后者运用了②

C.前者只运用了②，后者运用了①和② D.前者只运用了①，后者运用了①和②【答案】B

【解析】【分析】

本题考查DNA是遗传物质相关的实验，熟知实验思路、方法和过程是解题的关键，题目难度适中。

【解答】

艾弗里和赫尔希、蔡斯的实验的设计思路是一样的，都用是将S型细菌体内的物质分开单独观察其作用。艾弗里是把S型细菌体内的物质提取出来单独观察其作用，赫尔西和蔡斯是用同位素标记法分别标记DNA和蛋白质。综上所述，ACD错误，B正确。

故选B。

二、填空题13.人类对遗传物质的探索经历了漫长的过程。回答下列问题：(1)在格里菲斯所做的肺炎链球菌体内转化实验中，S型菌有SⅠ、SⅡ、SⅢ等多种类型，R型菌由S型菌突变产生。利用加热杀死的SⅢ型菌与R型菌混合培养，出现了S型菌，有人认为出现S型菌是由于R型菌产生突变，但该实验中出现的S型菌全为SⅢ型菌，因此可否定这种说法，理由是如果S型菌的出现是由于R型菌突变产生，则出现的S型菌应为_______(填“一种”或“多种”)类型，作出这一判断的依据是________________________。(2)艾弗里所做的肺炎双球菌体外转化实验如下：①S型菌的蛋白质或多糖＋R型菌→只有R型菌；②S型菌的DNA＋R型菌→R型菌＋S型菌；③S型菌的DNA＋DNA酶＋R型菌→只有R型菌。增设实验③的目的是证明_____________________________________________________。(3)在噬菌体侵染细菌的实验中，用35S标记的噬菌体侵染细菌时，离心后的沉淀物中有少量放射性的原因可能是____________不充分，少量35S标记的噬菌体蛋白质外壳__________________________，没有分离；用32P标记的噬菌体侵染细菌时，在子代噬菌体中检测到被32P标记的DNA，说明DNA分子在亲子代之间具有连续性，证明了________________________________________________。(4)研究表明，烟草花叶病毒的遗传物质是RNA，遗传学家无法推测出其RNA分子中四种碱基的比例关系，原因是________________________________________________________。【答案】(1)多种

基因突变是不定向的

(2)DNA是使R型菌发生转化的唯一物质(或无DNA则转化一定不能发生)

(3)搅拌

吸附在细菌表面

DNA是遗传物质

(4)RNA是单链，无碱基之间的配对

【解析】(1)在格里菲斯所做的肺炎链球菌体内转化实验中，S型菌有SⅠ、SⅡ、SⅢ等多种类型，R型菌由S型菌突变产生。利用加热杀死的SⅢ型菌与R型菌混合培养，出现了S型菌，如果S型菌的出现是因为R型菌的突变，那么由于基因突变是不定向的，出现的S型菌应为多种类型。

(2)实验①②说明S型菌的DNA能将R型菌转化为S型菌，S型菌的蛋白质或多糖不能将R型菌转化为S型菌，实验③中的DNA酶能将DNA水解，因此增设实验③的目的是证明无DNA则转化一定不能发生。

(3)由于35S标记的是噬菌体的蛋白质外壳，故搅拌后含放射性的35S应当存在于上清液中。若搅拌不充分，则会有少量35S标记的噬菌体蛋白质外壳吸附在细菌表面进入沉淀物中。32P标记的是噬菌体DNA，在子代噬菌体中能找到32P，说明DNA分子在亲子代之间具有连续性，从而证明了DNA是遗传物质。

(4)研究表明，烟草花叶病毒的遗传物质是RNA，由于RNA是单链，无碱基之间的配对，因此遗传学家无法推测出RNA分子中四种碱基的比例关系。

14.回答下列与噬菌体侵染细菌实验有关的问题：I．1952年，赫尔希和蔡斯利用放射性同位素标记的新技术，完成了著名的噬菌体侵染细菌的实验，下面是实验的部分步骤：（1）实验的第一步用“S标记噬菌体的蛋白质外壳”；第二步把“S标记的噬菌体与细菌混合”。如上图所示，第四步离心后的实验结果说明：_________________________。（2）若要大量制备用S标记的噬菌体，需先用含S的培养基培养________________，再用噬菌体去侵染__________________。Ⅱ．在赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌实验中，用P标记的噬菌体侵染大肠杆菌，在理论上，上清液中不含放射性，下层沉淀物中具有很高的放射性；而实验的实际最终结果显示：在离心后的上清液中，也具有一定的放射性，而下层的沉淀物放射性强度比理论值略低。（1）在理论上，上清液放射性应该为0，其原因是________________________________。（2）由于实验数据和理论数据之间有较大的误差，由此对实验过程进行误差分析：a．在实验中，从噬菌体和大肠杆菌混合培养到用离心机分离，这一段时间如果过长，会使上清液的放射性含量升高，其原因是______________________________。b．在实验中，如果有一部分噬菌体没有侵染到大肠杆菌细胞内，将是误差的来源，理由是___________________。（3）噬菌体侵染细菌实验证明了_____________________________________________。（4）上述实验中，______________（填“能”或“不能”）用“N来标记噬菌体的DNA，理由是____________________________________________________________。【答案】Ⅰ（1）T2噬菌体的蛋白质外壳没有进入细菌体内

（2）大肠杆菌（或细菌）;被35S标记的大肠杆菌（或细菌）

Ⅱ（1）理论上，噬菌体已将含32P的DNA全部注入大肠杆菌内，上清液中只含蛋白质外壳

（2）a.噬菌体在大肠杆菌内增殖后释放出来，经离心后分布于上清液中

b.没有侵入大肠杆菌的噬菌体经离心后分布于上清液中，使上清液出现放射性

（3）DNA是遗传物质

（4）不能；在DNA和蛋白质中都含有N元素

【解析】【分析】

本题考查噬菌体侵染细菌实验，对于此类试题，需要考生注意的细节较多，如实验的原理、实验采用的方法、实验现象及结论等，需要考生在平时的学习过程中注意积累。

1、噬菌体侵染细菌的过程：吸附→注入（注入噬菌体的DNA）→合成（控制者：噬菌体的DNA；原料：细菌的化学成分）→组装→释放。

2、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。

本题考查噬菌体侵染细菌实验，对于此类试题，需要考生注意的细节较多，如实验的原理、实验采用的方法、实验现象及结论等，需要考生在平时的学习过程中注意积累。

【解答】

（1）实验的第一步用“S标记噬菌体的蛋白质外壳；第二步把“S标记的噬菌体与细菌混合。离心后的实验结果是上清液的放射性很强，这说明：T2噬菌体的蛋白质外壳没有进入细菌体内。

（2）噬菌体是病毒，没有细胞结构，不能独立生存，因此若要大量制备用35S标记的噬菌体，需先用含35S的培养基培养大肠杆菌（或细菌），再用噬菌体去侵染被35S标记的大肠杆菌（或细菌）。

Ⅱ．

【分析】

在赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌实验中，用”P标记的噬菌体侵染大肠杆菌，在理论上，上清液中不含放射性，下层沉淀物中具有很高的放射性；而实验的实际最终结果显示：在离心后的上清液中，也具有一定的放射性，而下层的沉淀物放射性强度比理论值略低。

【解答】

（1）32P标记的是噬菌体的DNA，在理论上，噬菌体已将含32P的DNA全部注入大肠杆菌内，上清液中只含噬菌体蛋白质外壳，因此上清液放射性应该为0。

（2）由于实验数据和理论数据之间有较大的误差，由此对实验过程进行误差分析：

a．在实验中，从噬菌体和大肠杆菌混合培养到用离心机分离，这一段时间如果过长，噬菌体在大肠杆菌内增殖后释放出来，经离心后分布于上清液中，会使上清液的放射性含量升高。

b．在实验中，如果有一部分噬菌体没有侵染到大肠杆菌细胞内，没有侵入大肠杆菌的噬菌体经离心后分布于上清液中，使上清液出现放射性，因此这将是误差的来源。

（3）噬菌体侵染细菌实验证明了DNA是遗传物质。

（4）在DNA和蛋白质中都含有N元素，因此上述实验中，不能用15N来标记噬菌体的DNA。

故答案为：

Ⅰ（1）T2噬菌体的蛋白质外壳没有进入细菌体内

（2）大肠杆菌（或细菌）;被35S标记的大肠杆菌（或细菌）

Ⅱ（1）理论上，噬菌体已将含32P的DNA全部注入大肠杆菌内，上清液中只含蛋白质外壳

（2）a.噬菌体在大肠杆菌内增殖后释放出来，经离心后分布于上清液中

b.没有侵入大肠杆菌的噬菌体经离心后分布于上清液中，使上清液出现放射性

（3）DNA是遗传物质

（4）不能；在DNA和蛋白质中都含有N元素

题组C培优拔尖练一、单项选择题1.艾弗里及其同事用R型和S型肺炎链球菌进行培养实验，结果如表。下列叙述正确的是（）实验组号接种菌型对要加入的S型细菌的细胞提取物所进行的处理培养基长菌情况一R型-R型、S型二R型蛋白酶R型、S型三R型RNA酶R型、S型四R型脂酶R型、S型五R型DNA酶R型①实验采用了自变量控制中的“加法原理”

②第一、第二组说明蛋白质不是转化因子

③加入DNA酶后细胞提取物失去转化活性

④该实验说明DNA是生物主要的遗传物质A.①② B.③④ C.①④ D.②③【答案】D

【解析】解：①在艾弗里证明遗传物质是DNA的实验中，艾弗里将S型细菌的DNA、蛋白质、糖类等物质分离开，单独的、直接的观察它们各自的作用。另外还增加了一组对照实验，即DNA酶和S型活菌中提取的DNA与R型菌混合培养。艾弗里的转化实验利用了自变量控制中的“减法原理”，①错误；

②第一、第二组对照，加入蛋白酶后仍出现S型菌，说明蛋白质不是转化因子，②正确；

③加入DNA酶后，不出现S型细菌，说明细胞提取物失去转化活性，③正确；

④该实验只能说明DNA是生物的遗传物质，但不能说明DNA是生物主要的遗传物质，④错误。

故选：D。

艾弗里证明DNA是遗传物质的实验（肺炎双球菌体外转化实验）：

（1）研究者：1944年，美国科学家艾弗里等人。

（2）实验材料：S型和R型肺炎双球菌、细菌培养基等。

（3）实验设计思路：把DNA与其他物质分开，单独直接研究各自的遗传功能。

（4）实验过程：

（5）实验分析：①只有S型细菌的DNA能使R型细菌发生转化。②DNA被水解后不能使R型细菌发生转化。

（6）实验结论：①S型细菌的DNA是“转化因子”，即DNA是遗传物质。②同时还直接证明蛋白质等其他物质不是遗传物质。

本题结合实验表格，考查肺炎双球菌转化实验，意在考查考生理解所学知识要点的能力；能对实验现象和结果进行解释、分析和处理的能力。

2.图甲是加热杀死的S型细菌与R型活菌混合后注射到小鼠体内两种细菌的含量变化；图乙是噬菌体侵染细菌实验的部分操作步骤。下列有关叙述错误的是（）

A.图甲中，后期出现的大量S型细菌是由R型细菌转化并增殖而来的

B.图甲中，AB对应时间段内，小鼠体内还没有形成大量抗R型细菌的抗体

C.图乙经离心的试管中，沉淀物中新形成的子代噬菌体具有放射性

D.图乙若用32P标记亲代噬菌体，则子代噬菌体中只有少部分具有放射性【答案】C

【解析】【分析】

分析甲图：甲图中AB段由于细菌刚进入小鼠体内，小鼠还没有产生相应的抗体，所以R型细菌会增多，该实验中部分R型菌转化成了S型菌，然后大量增殖。

分析乙图：从理论上讲，乙图中的放射性只会出现在上清液中，但在实际操作中沉淀物中也会出现部分放射性。乙图中的实验如果没经过搅拌过程，则很多噬菌体会附着在细菌表面，经过离心后会进入沉淀物中，使得沉淀物中的放射性增强。

本题考查肺炎双球菌转化实验、噬菌体侵染细菌实验，对于此类试题，需要考生注意的细节较多，如实验的原理、实验采用的方法、实验现象及结论等，需要考生在平时的学习过程中注意积累。

【解答】

A、加热杀死的S型细菌中存在转化因子能将R型细菌转化为S型细菌，所以图甲中，后期出现的大量S型细菌是由R型细菌转化并增殖而来的，A正确；

B、小鼠产生抗体需要经过体液免疫过程，要一定的时间，所以甲图AB时间段内，小鼠体内还没形成大量的免疫R型细菌的抗体，该阶段R型细菌数目增多，B正确；

C、35S标记的是噬菌体的蛋白质外壳，而噬菌体侵染细菌时蛋白质外壳没有进入细菌，且合成子代噬菌体的原料来自细菌，因此新形成的子代噬菌体没有放射性，C错误；

D、由于DNA分子的半保留复制，所以用32P标记亲代噬菌体，子代噬菌体中只有少部分具有放射性，D正确。

故选：C。

3.下列关于探索DNA是遗传物质的实验，叙述正确的是（）A.格里非思的肺炎双球菌转化实验证明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可直接使小鼠死亡

C.用含32P标记的噬菌体侵染未被标记的细菌，子代噬菌体均含放射性

D.用含35S标记的噬菌体侵染未被标记的细菌，子代噬菌体不含放射性【答案】D

【解析】【分析】

本题考查肺炎双球菌转录实验、噬菌体侵染细菌实验，对于此类试题，需要考生注意的细节较多，如实验的原理、实验采用的方法、实验现象及结论等，需考生在平时的学习过程中注意积累。

【解答】

A、格里菲斯证明S型细菌中存在某种转化因子，能将S型细菌转化为R型细菌，A错误；

B、艾弗里实验证明从S

型肺炎双球菌中提取的DNA可以使R型细菌转化为S型细菌，而不是S型细菌的DNA直接使小鼠死亡，B错误；

C、用含32P标记的噬菌体侵染未被标记的细菌，子代噬菌体只有少量带有32P标记，C错误；

D、用含35S标记的噬菌体的蛋白质外壳侵染未被标记的细菌，由于噬菌体外壳没有进入细菌，因此子代噬菌体不含放射性，D正确。

故选：D。

4.某研究人员模拟赫尔希和蔡斯关于噬菌体侵染细菌的实验，进行了以下4个实验：

①用未标记的噬菌体侵染35S标记的细菌

②用32P标记的噬菌体侵染未标记的细菌

③用未标记的噬菌体侵染18O标记的细菌

④用15N标记的噬菌体侵染未标记的细菌。以上4个实验，经过一段时间后离心，检测到放射性的主要部位是（）A.沉淀、沉淀、沉淀和上清液、沉淀和上清液

B.沉淀、沉淀、沉淀、沉淀和上清液

C.上清液、上清液、沉淀和上清液、上清液

D.沉淀、上清液、沉淀、沉淀和上清液【答案】B

【解析】解：①用未标记的噬菌体侵染35S标记的细菌，细菌离心后分布在沉淀物中，所以离心后主要在沉淀物中检测到放射性；

②用32P标记的噬菌体侵染未标记的细菌，32P标记噬菌体的DNA，将进入细菌体内并随着细菌离心到沉淀物中，所以离心后主要在沉淀物中检测到放射性；

③用未标记的噬菌体侵染18O标记的细菌，细菌离心后分布在沉淀物中，所以离心后主要在沉淀物中检测到放射性；

④用15N标记的噬菌体侵染未标记的细菌，由于15N标记噬菌体的DNA和蛋白质，蛋白质外壳不进入细菌，将出现在上清液中；15N标记的噬菌体DNA将进入细菌体内，并作为模板合成子代DNA，因而出现在子代的噬菌体中，所以离心后主要在沉淀物和上清液中检测到放射性。

故选：B。

T2噬菌体侵染细菌的实验：

①研究者：1952年，赫尔希和蔡斯。

②实验材料：T2噬菌体和大肠杆菌等。

③实验方法：放射性同位素标记法。

④实验思路：S是蛋白质的特有元素，DNA分子中含有P，蛋白质中几乎不含有，用放射性同位素32P和放射性同位素35S分别标记DNA和蛋白质，直接单独去观察它们的作用。

⑤实验过程：吸附→注入（注入噬菌体的DNA）→合成（控制者：噬菌体的DNA；原料：细菌的化学成分）→组装→释放。

⑥实验结论：DNA是遗传物质。

本题考查噬菌体侵染细菌实验的相关知识，意在考查学生的识记能力和判断能力，运用所学知识综合分析问题和解决问题的能力。5.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DNA

D.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】【分析】

本题考查肺炎链球菌转化实验的知识点，熟知实验过程、方法和结论是解题的关键。

【解答】

A.甲组培养皿中有S型菌落，推测加热通常不会破坏转化物质的活性，但培养皿中也有未转化的R型菌，A错误；

B.乙组培养皿中有R型及S型菌落，由于加入了蛋白酶，所以可推测转化物质不是蛋白质，B错误；

C.丙组培养皿中只有R型菌落，由于加入了DNA酶，可推测转化物质是DNA，C正确；

D.该实验能证明肺炎链球菌的遗传物质是DNA，而不是主要遗传物质是DNA，D错误。

​​​​​​​故选C。

6.下列四图表示了在“肺炎双球菌的转化实验”和“噬菌体侵染大肠杆菌的实验”（搅拌强度、时长等都合理）中相关含量的变化，下列相关叙述正确的是（）

A.图甲表示在“32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌实验”中，沉淀物放射性含量的变化

B.图乙表示在“35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌实验”中，上清液放射性含量的变化

C.图丙可表示“艾弗里的肺炎双球菌体外转化实验”中R型细菌+S型细菌蛋白质组的R型细菌与S型细菌的数量变化

D.图丁可表示“艾弗里的肺炎双球菌体外转化实验”中S型细菌+R型细菌DNA组的R型细菌与S型细菌的数量变化【答案】B

【解析】解：A、“32P标记的噬菌体侵染细菌实验”中，随着时间的推移，亲代噬菌体逐渐侵染大肠杆菌，因此沉淀物中放射性先增强；随着时间的进一步推移，细菌被裂解，子代噬菌体释放，导致沉淀物放射性含量不断降低，因此沉淀物中放射性含量先增强后减弱，A错误；

B、“35S标记的噬菌体侵染细菌实验”中，沉淀物放射性含量低，上清液放射性强，这不会随着时间的推移而发生改变，B正确；

C、S型细菌的蛋白质不能使R型细菌转化为S型细菌，因此R型细菌+S型细菌蛋白质组不会出现S型细菌，C错误；

D、S型细菌的DNA可使R型细菌转化为S型细菌，因此“肺炎双球菌体外转化实验中R型细菌+S型细菌DNA组”中，会出现R型和S型细菌，随着培养时间的增加，R型和S型细菌均会增多，与题图不符，D错误。

故选：B。

1、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；艾弗里体外转化实验证明DNA是遗传物质。

2、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。

本题结合曲线图，考查肺炎双球菌转化实验、噬菌体侵染细菌实验，对于此类试题，需要考生注意的细节较多，如实验的原理、实验采用的方法、实验现象及结论等，需要考生在平时的学习过程中注意积累。

7.噬菌体侵染大肠杆菌的实验中，若甲组用3H标记的噬菌体侵染35S标记的大肠杆菌，乙组用14C标记的噬菌体侵染32P标记的大肠杆菌，有关叙述正确的是（）A.甲组的大肠杆菌由含35S的培养基直接培养获得

B.甲组子代噬菌体的蛋白质外壳均含3H、35S

C.乙组子代噬菌体的DNA均含14C、32P

D.由甲乙两组实验可说明DNA是噬菌体的遗传物质【答案】A

【解析】解：A、大肠杆菌能在培养基中独立生活，所以甲组的大肠杆菌由含35S的培养基直接培养获得，A正确；

B、甲组子代噬菌体的蛋白质外壳不含3H、含35S，子代噬菌体的DNA有少部分含3H，B错误；

C、乙组子代噬菌体的DNA均含32P，只有少部分含14C，C错误；

D、由于H、C两元素在蛋白质和DNA中都含有，所以由甲乙两组实验不能说明DNA是噬菌体的遗传物质，D错误。

故选：A。

1、噬菌体的结构：蛋白质外壳（C、H、O、N、S）+DNA（C、H、O、N、P）；

2、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。

3、噬菌体在大肠杆菌内以自身遗传物质为模板，以大肠杆菌内的物质为原料合成新的DNA和蛋白质，其中DNA分子为半保留复制。

本题考查噬菌体侵染细菌的实验，要求考生识记噬菌体的结构，明确噬菌体没有细胞结构；识记噬菌体繁殖过程，明确噬菌体侵染细菌时只有DNA进入细菌；识记噬菌体侵染细菌实验步骤，能结合所学的知识准确判断各选项，属于考纲识记和理解层次的考查。

8.艾弗里和同事用R型和S型肺炎双球菌进行实验,结果如表。正确的是()

A.①不能证明S型细菌的蛋白质不是转化因子

B.②说明S型细菌的荚膜多糖有酶活性

C.③和④说明S型细菌的DNA是转化因子

D.①～④说明DNA是主要的遗传物质【答案】C

【解析】【分析】本题主要考查肺炎双球菌的转化实验，意在考查考生能独立完成“生物知识内容表”所列的生物实验，包括理解实验目的、原理、方法和操作步骤，掌握相关的操作技能，并能将这些实验涉及的方法和技能进行综合运用的能力。【解答】A.在含有R型细菌的培养基中加入S型细菌的蛋白质，R型细菌没有转化成S型细菌，说明S型菌的蛋白质不是转化因子，A错误；B.表中实验结果不能说明S型菌的荚膜多糖有酶活性，B错误；C.③和④形成对照，说明DNA是S型菌的转化因子，C正确；D.①～④说明DNA是遗传物质，但不能说明DNA是主要的遗传物质，D错误。

故选C。9.某研究小组用放射性同位素32P、35S分别标记T2噬菌体，然后将大肠杆菌和被标记的噬菌体置于培养液中培养，如图所示。一段时间后