1、第 1 课时 DNA 是主要的遗传物质 课标要求 概述多数生物的基因是 DNA 分子的功能片段，有些病毒的基因在 RNA 分子上。考点一 肺炎链球菌转化实验的分析 1格里菲思的肺炎链球菌体内转化实验 延伸思考 (1)体内转化实验中“加热”是否已导致 DNA 和蛋白质变性？提示 加热杀死的 S 型细菌，其蛋白质变性失活，DNA 在加热过程中，双螺旋解开，氢键断裂，但缓慢冷却时，其结构可恢复。(2)资料：R 型细菌生长到一定阶段时，就会分泌感受态因子，这种因子会诱导感受态特异蛋白质(如自溶素)的表达，它的表达使 R 型细菌具有与 DNA 结合的活性。加热致死的 S 型细菌遗留下来的 DNA 片段会
2、与感受态的 R 型活细菌结合，从而进入细胞，并通过同源重组置换的方式整合到 R 型细菌的基因组中，使 R 型细菌转化为 S 型细菌。请结合资料，思考：R 型细菌转化为 S 型细菌的实质是什么？提示 转化的实质是 S 型细菌的 DNA 片段整合到 R 型细菌的 DNA 中，即基因重组。(3)(源于必修 2P43图 32)格里菲思第四组实验中，小鼠体内 S 型细菌、R 型细菌含量的变化情况如图所示，则：ab 段 R 型细菌数量减少的原因是小鼠体内形成大量的抗 R 型细菌的抗体，致使 R 型细菌数量减少。bc 段 R 型细菌数量增多的原因是 b 之前，已有少量 R 型细菌转化为 S 型细菌，S 型细
3、菌能降低小鼠的免疫力，造成 R 型细菌大量繁殖。后期出现的大量 S 型细菌是由 R 型细菌转化成的 S 型细菌繁殖而来的。(4)上述实验中格里菲思是通过观察小鼠的生活情况来判断 R 型和 S 型细菌，除此之外，你还可以通过怎样的方法区别 R 型和 S 型细菌？提示 菌落形态。2艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验(1)实验过程及结果 (2)结论：DNA 才是使 R 型细菌产生稳定遗传变化的物质。(3)减法原理：在对照实验中，与常态比较，人为去除某种影响因素称为“减法原理”。例如，在艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验中，每个实验组特异性地去除了一种物质，从而鉴定出DNA 是使 R 型细菌产生稳定遗传变化的
4、物质。考向 肺炎链球菌转化实验的分析 1将含有 R 型肺炎链球菌的培养液加入试管甲，将加热致死的 S 型肺炎链球菌破碎后得到细胞提取物放入试管乙，并在试管乙中加入一定量的 RNA 酶；将试管甲、乙中的液体混合后得到试管丙。下列关于该实验的分析，正确的是()A加热致死的 S 型肺炎链球菌中蛋白质和核酸均失去功能 B试管乙中加入 RNA 酶的目的是催化转录过程合成 mRNA C此实验并不能证明何种物质是 S 型肺炎链球菌的遗传物质 D试管甲、乙中的液体混合后，试管丙中 S 型肺炎链球菌的数量多于 R 型 答案 C 解析 加热致死的 S 型肺炎链球菌中蛋白质变性失活，失去功能，核酸变性后在低温条件下
5、可复性，A 错误；试管乙中加入 RNA 酶的目的是水解 RNA，B 错误；试管甲、乙中的液体混合后，试管丙中有一部分 R 型细菌转化成 S 型细菌，但转化率较低，故 S 型肺炎链球菌的数量少于 R 型，D 错误。2某科研小组在格里菲思实验的基础上增加了相关实验，实验过程如图所示，下列叙述正确的是()A该实验证明了 DNA 是遗传物质，蛋白质不是遗传物质 B从鼠 2 血液中分离出来的活菌都能使小鼠死亡 C活菌甲与死菌乙混合后能转化产生活菌乙的原理是基因突变 D从鼠 5 体内分离出活菌在培养基上培养，都会产生光滑菌落 答案 D 解析 由图可知，活菌乙能导致小鼠死亡，为 S 型细菌，活菌甲不能使小鼠
6、死亡，为 R 型细菌。该实验能体现 S 型死细菌的某种物质能让 R 型细菌转化为 S 型活细菌，但不能证明 DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质，A 错误；实验过程中 R 型细菌与加热杀死的 S 型细菌混合后注射到小鼠体内，少数 R 型细菌能转化为 S 型活细菌，小鼠体内仍存在 R 型细菌，所以从小鼠血液中能分离出两种菌，其中 R 型细菌不能使小鼠死亡，B 错误；活菌甲与死菌乙混合后能转化产生活菌乙的原理是基因重组，C 错误；实验过程中，R 型死细菌与 S 型活细菌混合后注射到小鼠体内，鼠 5 体内只能分离出 S 型活细菌，S 型细菌的菌体有多糖类的荚膜，在培养基上形成的菌落表面光滑，D 正确
7、。考点二 噬菌体侵染细菌实验的分析 1实验材料：T2 噬菌体和大肠杆菌。(1)T2 噬菌体的模式图 (2)噬菌体的增殖 增殖需要的条件 内容 模板 噬菌体的 DNA 合成 T2 噬菌体 DNA 原料 大肠杆菌提供的 4 种脱氧核苷酸 合成 T2 噬菌体蛋白质 原料 大肠杆菌的氨基酸 场所 大肠杆菌的核糖体 2实验过程 延伸思考 (1)本实验采用的对照方法是什么？提示 对比实验(相互对照)。(2)让已标记的噬菌体侵染大肠杆菌要经过短时间的保温，保温的时间有什么要求？提示 全部噬菌体侵染细菌且未释放。(3)用35S 标记的噬菌体侵染大肠杆菌时，沉淀物有较高放射性的原因是什么？提示 可能由于搅拌不充
8、分，有含35S 的噬菌体外壳仍吸附在细菌表面，随细菌离心到沉淀物中。(4)实验过程中，两次涉及大肠杆菌，这两次涉及的大肠杆菌有什么区别？提示 第一次是有标记的大肠杆菌，第二次是未被标记的大肠杆菌。(5)用32P 标记的噬菌体侵染大肠杆菌，上清液中有较高放射性的原因有哪些？提示 培养时间过短，部分噬菌体还未侵染大肠杆菌；培养时间过长或搅拌过于剧烈，部分子代噬菌体已经释放。(6)能否用3H、14C 标记噬菌体？提示 不能，因为 C、H 是 DNA 和蛋白质的共有元素，无法确认被标记的是何种物质。(7)能否同时用32P 和35S 标记噬菌体去侵染大肠杆菌？提示 不能，因为放射性检测时，只能检测到放射
9、性的存在部位，不能区分是何种元素发生的放射性。(8)尽管艾弗里、赫尔希等人的实验方法不同，但其最关键的实验设计思路却有共同之处，你能否具体指出关键之处？提示 最关键的实验设计思路是设法把 DNA 与蛋白质分开，单独地、直接地去观察 DNA 和蛋白质的作用。热图分析 某科研小组搅拌、离心后的实验数据如图所示，则：图中被侵染的细菌的存活率基本保持在 100%，本组数据的意义是作为对照组，以证明细菌未裂解。细胞外的32P 含量有 30%，原因是有部分标记的噬菌体还没有侵染细菌。上清液中的35S 先增大后保持在 80%左右，原因是大约有 20%的噬菌体没有与细菌分离。(1)源于必修 2P46“思考讨论
10、”：选用细菌或病毒作为探索遗传物质的实验材料的优点有(填序号，下同)。个体很小，结构简单，容易看出因遗传物质改变导致的结构和功能的变化 繁殖快(2)源于必修 2P47“练习与应用拓展应用”：结合肺炎链球菌的转化实验和噬菌体侵染细菌的实验，分析 DNA 作为遗传物质所具备的特点是。具有相对的稳定性 能够精确地自我复制，使亲代与子代间保持遗传的连续性 能够指导蛋白质合成，控制新陈代谢过程和性状发育 在特定条件下产生可遗传的变异 考向一 噬菌体侵染细菌实验过程及延伸 3为研究搅拌时间对实验结果的影响，科研人员用35S 和32P 分别标记的 T2 噬菌体与未标记的大肠杆菌混合保温，一段时间后搅拌并离心
11、，得到上清液和沉淀物并检测放射性，实验结果如表所示。下列叙述正确的是()搅拌时间(min)1 2 3 4 5 上清液35S 百分比(%)50 70 75 80 80 上清液32P 百分比(%)21 25 28 30 30 被侵染细菌成活率(%)100 100 100 100 100 A.通过搅拌可使吸附在细菌上的噬菌体与细菌完全分离 B进行噬菌体侵染细菌实验时，搅拌时间不能短于 3min C搅拌 5min 时，上清液含32P 的原因是大肠杆菌裂解释放噬菌体 D32P 标记的 T2 噬菌体侵染大肠杆菌后产生的子代噬菌体都含32P 答案 B 解析 噬菌体的蛋白质外壳不进入大肠杆菌，由表可知，标记噬
12、菌体蛋白质外壳后，上清液的放射性稳定在 80%，而不是 100%，说明搅拌并不能使吸附在细菌上的噬菌体与细菌完全分离，A 错误；搅拌 5min 时，被侵染细菌成活率依然是 100%，说明大肠杆菌没有裂解释放噬菌体，C 错误；DNA 复制方式是半保留复制，32P 标记的 T2 噬菌体侵染大肠杆菌后产生的子代噬菌体只有少部分含有32P，D 错误。4用 DNA 双链均被32P 标记的一个 T2 噬菌体侵染被35S 标记的大肠杆菌，一段时间后释放出了 M 个子代 T2 噬菌体。下列有关叙述正确的是()A用32P 标记 T2 噬菌体的方法与用35S 标记大肠杆菌的方法相同 B这 M 个子代 T2 噬菌体
13、中，含32P 的 T2 噬菌体所占的比例为12 C若子代 T2 噬菌体均同时含32P 和35S，则该 T2 噬菌体只繁殖了一代 D经过培养，得到的 M 个子代 T2 噬菌体中有34含有35S 答案 C 解析 T2 噬菌体为病毒，没有细胞结构，不能用培养基直接培养，而大肠杆菌属于原核生物，能用培养基直接培养，A 错误；由于 DNA 的复制为半保留复制，若子代 T2 噬菌体均同时含32P和35S，则该 T2 噬菌体只繁殖了一代，C 正确；培养过程中原料都来自大肠杆菌，所以得到的 M 个子代 T2 噬菌体中都有35S，D 错误。方法技巧 “二看法”判断子代噬菌体标记情况 考向二 肺炎链球菌转化实验和
14、噬菌体侵染细菌实验的比较 5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肺炎链球菌体内转化实验中，S 型细菌利用宿主细胞的核糖体合成自身的蛋白质 B肺炎链球菌体外转化实验中，经 DNA 酶处理的 S 型细菌提取物不能使 R 型细菌转化成 S型细菌 C32P 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32P 的子代噬菌体 D35S 标记的噬菌体侵染细菌实验中，细菌体内不含有35S 标记的噬菌体蛋白质，但可产生含35S 的子代噬菌体 答案 B 解析 S 型细菌属于原核生物，利用自身的核糖体合成自身的蛋白质，A 错误；DNA 酶能够分解 D
15、NA，故肺炎链球菌体外转化实验中，经 DNA 酶处理的 S 型细菌 DNA 不能使 R 型细菌转化成 S 型细菌，B 正确；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；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，也不可能产生含35S 的子代噬菌体，D 错误。6(2022林芝市第二高级中学高三模拟)下列有关科学研究的叙述中，错误的是()选项 实验生物 实验过程 实验结果与推测 A R型和S型肺炎链球菌 将
16、 R 型活菌与 S 型菌的 DNA(经DNA 酶处理)混合培养并观察 只生长 R 型菌；可推测 DNA被水解，失去遗传效应 B 噬菌体、大肠杆菌 用35S 标记的噬菌体感染普通的大肠杆菌，短时间保温，离心获得上清液并检测 上清液放射性很高；可推测 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侵染烟草并观察 烟草出现病斑；可推测烟草花叶病毒的 RNA 是遗传物质 D 大肠杆菌 将15N 标记 DNA 的大肠杆菌培养在14N 培养基中，经三次分裂后检测 含15N 的 DNA 占 DNA 总数1/4；可推测 DNA 进行半保留复制 答案 B 解析 用含有35S 标记的
17、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，这说明噬菌体侵染细菌时蛋白质外壳未进入细菌，不能说明 DNA 是遗传物质，B 错误。考点三 烟草花叶病毒感染实验及遗传物质 1烟草花叶病毒感染烟草的实验(1)实验过程及现象 (2)实验结论：RNA 是烟草花叶病毒的遗传物质，蛋白质不是烟草花叶病毒的遗传物质。2生物体内的核酸种类及遗传物质 考向 探索遗传物质的思路和方法 7已知烟草花叶病毒(TMV)和车前草病毒(HRV)都能侵染烟草叶片，且两者都由蛋白质和 RNA组成，如图是探索 HRV 的遗传物质是蛋白质还是 RNA 的操作流程图。请据图分析下列说法错误的是()A本实验运
18、用了对照原则，无空白对照组 B实验过程中重组病毒的后代是 HRV C该实验只能说明 HRV 的遗传物质是 RNA D若运用同位素标记法，不能选择15N 标记 答案 A 8研究发现，一种病毒只含一种核酸(DNA 或 RNA)，病毒的核酸可能是单链结构也可能是双链结构。以下是探究新病毒的核酸种类和结构类型的实验方法。(1)酶解法：通过分离提纯技术，提取新病毒的核酸，加入_酶混合培养一段时间，再侵染其宿主细胞，若在宿主细胞内检测不到子代病毒，则病毒为 DNA 病毒。(2)侵染法：将_培养在含有放射性标记的尿嘧啶的培养基中繁殖数代，之后接种_，培养一段时间后收集子代病毒并检测其放射性，若检测到子代病毒
19、有放射性，则说明该病毒为_病毒。(3)碱基测定法：为确定新病毒的核酸是单链结构还是双链结构，可对此新病毒核酸的碱基组成和 A、U、T 碱基比例进行测定分析。若含有 T，且_，则说明是单链 DNA。若含有 T，且_，则最可能是双链 DNA。若含有 U，且_，则说明是单链 RNA。若含有 U，且 A 的比例等于 U 的比例，则最可能是双链 RNA。答案(1)DNA(DNA 水解)(2)该病毒的宿主细胞 该病毒 RNA(3)A 的比例不等于 T 的比例 A 的比例等于 T 的比例 A 的比例不等于 U 的比例 方法规律 “遗传物质”探索的 3 种方法 重温高考 真题演练 1(2021全国乙，5)在格
20、里菲思所做的肺炎链球菌转化实验中，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()A与 R 型细菌相比，S 型细菌的毒性可能与荚膜多糖有关 BS 型细菌的 DNA 能够进入 R 型细菌细胞指导蛋白质的合成 C加热杀死 S 型细菌使其蛋白质功能丧失而 DNA 功能可能不受影响 D将 S 型细菌的 DNA 经 DNA 酶处理后与 R 型细菌混合，可以得到 S 型细菌 答案 D 解析 与 R 型细菌相比，S 型细菌具有荚膜多糖，S 型细菌有毒，故可推测 S 型细菌的毒
21、性可能与荚膜多糖有关，A 正确；S 型细菌的 DNA 进入 R 型细菌细胞后使 R 型细菌具有了 S 型细菌的性状，可知 S 型细菌的 DNA 进入 R 型细菌细胞后指导蛋白质的合成，B 正确；加热杀死的 S型细菌不会使小鼠死亡，说明加热杀死的 S 型细菌的蛋白质功能丧失，而加热杀死的 S 型细菌的 DNA 可以使 R 型细菌发生转化，可知其 DNA 功能不受影响，C 正确；将 S 型细菌的 DNA经 DNA 酶处理后，DNA 被水解为小分子物质，故与 R 型细菌混合，不能得到 S 型细菌，D 错误。2(2020浙江 7 月选考改编)下列关于“肺炎链球菌转化实验”的叙述，正确的是()A格里菲思
22、的肺炎链球菌转化实验中，R 型细菌转化成的 S 型细菌不能稳定遗传 B格里菲思的肺炎链球菌转化实验中，S 型细菌的荚膜物质使 R 型细菌转化成有荚膜的 S 型细菌 C艾弗里的肺炎链球菌转化实验中，蛋白质也能使部分 R 型细菌转化成 S 型细菌且可实现稳定遗传 D艾弗里的肺炎链球菌转化实验中，经 DNA 酶处理的 S 型细菌提取物不能使 R 型细菌转化成S 型细菌 答案 D 解析 格里菲思的肺炎链球菌转化实验中，由 R 型细菌转化成的 S 型细菌能稳定遗传，A 项错误；格里菲思的肺炎链球菌转化实验中，S 型细菌的 DNA 使 R 型细菌转化成有荚膜的 S 型细菌，B 项错误；艾弗里的肺炎链球菌转
23、化实验中，蛋白质不能使 R 型细菌转化成 S 型细菌，C 项错误；艾弗里的肺炎链球菌转化实验中，经 DNA 酶处理的 S 型细菌提取物中的 DNA 被水解，因此其不能使 R 型细菌转化成 S 型细菌，D 项正确。3(2020浙江 1 月选考，23)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，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甲组的悬浮液含极少量32P 标记的噬菌体 DNA，但不产生含32P 的子代噬菌体 B甲组被感染的细菌内含有32P 标记的噬菌体 DNA，也可产生
24、不含32P 的子代噬菌体 C乙组的悬浮液含极少量35S 标记的噬菌体蛋白质，也可产生含35S 的子代噬菌体 D乙组被感染的细菌内不含35S 标记的噬菌体蛋白质，也不产生含35S 的子代噬菌体 答案 C 解析 甲组标记的为噬菌体的 DNA，由于噬菌体侵染大肠杆菌并非高度同步，因此混合培养适宜时间后搅拌、离心，甲组的悬浮液可含极少量32P，但不产生含32P 的子代噬菌体，A 正确；DNA 复制为半保留复制，由于大肠杆菌不能提供32P，因此经若干代复制后，大多数子代噬菌体的 DNA 不含32P，B 正确；乙组标记的是噬菌体的蛋白质外壳，而在侵染过程中蛋白质外壳不能进入宿主细胞，且宿主细胞不提供35S
25、，因此子代噬菌体均不含35S，C 错误、D 正确。4(2019海南，21)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31 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 型肺炎链球菌与 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 红花植株与白花植株杂交，F1 为红花，F2 中红花白花31，这是性状分离现象，不能说明 RNA 是遗传物质，A 错误；病毒甲的 RNA 与病毒乙的蛋白质混合后感染烟草只能
26、得到病毒甲，说明病毒甲的 RNA 是遗传物质，B 正确；加热杀死的 S 型肺炎链球菌与 R 型活菌混合培养后可分离出 S 型活菌，只能说明加热杀死的 S 型细菌中存在转化因子，不能说明 RNA是遗传物质，C 错误；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。5(2017全国，29)根据遗传物质的化学组成，可将病毒分为 RNA 病毒和 DNA 病毒两种类型，有些病毒对人类健康会造成很大危害，通常，一种新病毒出现后需要确定该病毒的类型。假设在宿主细胞内不发生碱基之间的相互转换，请利用放射性同位素标记的方法
27、，以体外培养的宿主细胞等为材料，设计实验以确定一种新病毒的类型，简要写出：(1)实验思路；(2)预期实验结果及结论即可。(要求：实验包含可相互印证的甲、乙两个组)答案(1)实验思路：甲组：将宿主细胞培养在含有放射性标记尿嘧啶的培养基中，之后接种新病毒，培养一段时间后收集病毒并检测其放射性。乙组：将宿主细胞培养在含有放射性标记胸腺嘧啶的培养基中，之后接种新病毒，培养一段时间后收集病毒并检测其放射性。(2)预期结果及结论：若甲组收集的病毒有放射性，乙组无，即为 RNA 病毒；反之为 DNA 病毒。解析(1)DNA 和 RNA 的化学组成存在差异，如 DNA 特有的碱基是 T，而 RNA 特有的碱基
28、是 U，因此可用放射性同位素分别标记碱基 T 和碱基 U，通过检测子代的放射性可知该病毒的类型。根据分析，本实验思路为：甲组：将宿主细胞培养在含有放射性标记尿嘧啶的培养基中，之后接种新病毒。培养一段时间后收集病毒并检测其放射性。乙组：将宿主细胞培养在含有放射性标记胸腺嘧啶的培养基中，之后接种新病毒。培养一段时间后收集病毒并检测其放射性。(2)若甲组收集的病毒有放射性，乙组无，即为 RNA 病毒；反之为 DNA 病毒。一、易错辨析 1从格里菲思第四组实验中的病死小鼠体内分离得到的肺炎链球菌只有 S 型细菌而无 R 型细菌()2S 型细菌与 R 型细菌致病性差异的根本原因是发生了细胞分化()3在艾
29、弗里的实验中，实验组分别加入了相应的水解酶，这是利用了自变量控制中的加法原理()4艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验证明了 DNA 是主要的遗传物质()5为研究噬菌体侵染细菌的详细过程，同时用32P 和35S 分别标记噬菌体的 DNA 和蛋白质外壳()6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()7赫尔希和蔡斯分别用35S 和32P 标记 T2 噬菌体的蛋白质和 DNA，下列被标记的部位组合为()8用 1 个含32P 标记的 T2 噬菌体去侵染大肠杆菌，裂解释放的子代噬菌体中只有 2 个含32P()9T2 噬菌体可感染肺炎链球菌导致其裂解()10噬菌体侵染细菌的实验能
30、够证明 DNA 控制蛋白质的合成()11细胞核内的遗传物质是 DNA，细胞质内的遗传物质是 RNA()12细菌的遗传物质主要是 DNA()二、填空默写 1(必修 2 P43)格里菲思实验中的加热致死的 S 型细菌与 R 型活细菌混合能转化产生 S 型活细菌的原理是基因重组；实验结论是：在加热致死的 S 型细菌中存在转化因子可以使 R 型细菌转化为 S 型细菌。2(必修 2 P44)肺炎链球菌体外转化实验中用到了自变量控制中的减法原理，实验结论是 DNA才是使 R 型细菌产生稳定遗传变化的物质。3(必修 2 P45)赫尔希和蔡斯利用了放射性同位素标记技术，设计并完成了噬菌体侵染细菌的实验，因噬菌
31、体只有头部的 DNA 进入大肠杆菌中，而蛋白质外壳留在外面，因而更具说服力。4实验误差分析：(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是保温时间过短或过长。(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是搅拌不充分，有少量含35S的噬菌体外壳吸附在细菌表面，随细菌离心到沉淀物中。5(必修 2 P45)搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离，离心的目的是让上清液中析出重量较轻的 T2 噬菌体颗粒，而离心管的沉淀物中留下被感染的大肠杆菌。6(必修 2 P46)因为绝大多数生物的遗传物质是 DNA，所以说 DNA 是主要的遗传物质；原核生物(如细菌)的遗
32、传物质是 DNA，真核生物的遗传物质是 DNA，病毒的遗传物质是 DNA 或 RNA。课时精练 一、选择题 1S 型肺炎链球菌菌株是人类肺炎和小鼠败血症的病原体，而 R 型菌株却无毒性。下列有关叙述正确的是()A加热致死的 S 型细菌与 R 型细菌混合使 R 型细菌转化成 S 型细菌属于基因突变 BS 型细菌与 R 型细菌在结构上最大的不同是 S 型细菌的菌体有多糖类的荚膜 C肺炎链球菌利用人体细胞的核糖体合成蛋白质 D高温处理过的 S 型细菌蛋白质因变性而不能与双缩脲试剂发生紫色反应 答案 B 解析 加热致死的 S 型细菌与 R 型细菌混合使 R 型细菌转化成 S 型细菌属于基因重组，A 项
33、错误；S 型细菌与 R 型细菌在结构上最大的不同是 S 型细菌的菌体有多糖类的荚膜，可以形成光滑的菌落，B 项正确；肺炎链球菌利用自身的核糖体合成蛋白质，C 项错误；高温处理过的 S 型细菌蛋白质变性时肽键不断裂，能与双缩脲试剂发生紫色反应，D 项错误。2艾弗里完成肺炎链球菌的转化实验后，持反对观点者认为：“DNA 可能只是在细胞表面起化学作用形成荚膜，而不是起遗传作用”。已知 S 型肺炎链球菌中存在能抗青霉素的突变型(这种青霉素的抗性不是荚膜产生的)。下列实验设计思路能反驳上述观点的是()AR 型细菌抗青霉素的 S 型细菌 DNA预期出现抗青霉素的 S 型细菌 BR 型细菌抗青霉素的 S 型
34、细菌 DNA预期出现 S 型细菌 CR 型细菌S 型细菌 DNA预期出现 S 型细菌 DR 型细菌S 型细菌 DNA预期出现抗青霉素的 R 型细菌 答案 A 3(2022山东高三模拟)生物技术中常用到同位素示踪的方法，下列有关叙述正确的是()A用14C 标记 CO2，卡尔文循环中14C 的转移路径为14CO214C314C5(14CH2O)B用3H 标记亮氨酸研究雄激素的分泌过程，证明了生物膜具有流动性 C在噬菌体浸染细菌实验中保温时间过短或过长，32P 标记的上清液的放射性均会增强 D用35S 标记的 T2 噬菌体侵染大肠杆菌，35S 的传递路径为亲代 T2 噬菌体子代 T2 噬菌体 答案
35、C 4下列关于噬菌体侵染细菌的实验叙述错误的是()A图中离心前通常需要搅拌，搅拌的目的是使大肠杆菌外的 T2 噬菌体外壳和大肠杆菌分离 B用35S 标记的 T2 噬菌体侵染大肠杆菌，如果培养时间过长，将导致 B 的放射性增加 C在锥形瓶中连续培养 T2 噬菌体 n 代后，子代中含亲代 T2 噬菌体 DNA 的个体占总数的 1/2n1 D用32P 标记的 T2 噬菌体侵染大肠杆菌，离心后发现 B 有较弱的放射性，可能是因为少量T2 噬菌体未侵染大肠杆菌 答案 B 解析 用35S 标记的 T2 噬菌体侵染大肠杆菌，由于35S 标记的是蛋白质外壳，而蛋白质外壳未进入细菌细胞内，所以培养时间过长对实验
36、无影响，B 错误；DNA 复制是半保留复制，合成子代噬菌体需利用细菌提供的原料，所以一个亲代噬菌体产生的子代的噬菌体 DNA 组成是只有两个 DNA 分子含有亲代 DNA 分子的各一条链，n 代后 DNA 分子总数为 2n，含亲代噬菌体 DNA的个体应占总数的 22n1/2n1，C 正确；用32P 标记的 T2 噬菌体侵染大肠杆菌，离心后发现 B 有较弱的放射性，可能是因为培养时间过短，少量 T2 噬菌体未侵染大肠杆菌，D 正确。5“T2 噬菌体侵染大肠杆菌实验”，若赫尔希和蔡斯的假设是：噬菌体的蛋白质进入大肠杆菌而 DNA 未进入，蛋白质是噬菌体的遗传物质。则支持该假设的预期结果是()选项
37、第一组的放射性(35S 标记噬菌体)第二组的放射性(32P 标记噬菌体)上清液 沉淀物 子代噬菌体 上清液 沉淀物 子代噬菌体 A 高 低 有 低 高 无 B 低 高 有 高 低 无 C 高 低 无 低 高 有 D 低 高 无 高 低 有 答案 B 6在证明 DNA 是遗传物质的过程中，T2 噬菌体侵染大肠杆菌的实验发挥了重要作用。下列与该噬菌体相关的叙述，正确的是()AT2 噬菌体也可以在肺炎链球菌中复制和增殖 B培养基中的32P 经宿主摄取后可出现在 T2 噬菌体的核酸中 CT2 噬菌体病毒颗粒内可以合成 mRNA 和蛋白质 DHIV 病毒与 T2 噬菌体的核酸类型和增殖过程相同 答案 B
38、 解析 T2 噬菌体是一种专门寄生在大肠杆菌体内的病毒，不能侵染肺炎链球菌，所以不可以在肺炎链球菌中复制和增殖，A 错误；噬菌体侵染细菌时，其 DNA 进入细菌并作为模板控制子代噬菌体的合成，DNA 复制及表达需大肠杆菌提供原料、酶和 ATP，因此培养基中的32P 经宿主摄取后可出现在 T2 噬菌体的核酸中，B 正确；病毒没有细胞结构，不能独立生活，因此在 T2 噬菌体病毒颗粒内不能合成自身的组成成分，需要借助宿主细胞来合成 mRNA 和蛋白质，C 错误；HIV 病毒与 T2 噬菌体的核酸类型不相同，前者是 RNA 病毒，后者是 DNA 病毒，增殖过程也不同，D 错误。7(2022四川阆中中学
39、高三模拟)设置两个或两个以上的实验组，通过对结果的比较分析，来探究某种因素对实验对象的影响，这样的实验叫对比实验，也叫相互对照实验。下列不是对比实验的是()A探究酵母菌在有氧、无氧条件下细胞呼吸方式时，细胞呼吸都产生了 CO2 B赫尔希和蔡斯用32P、35S 分别标记噬菌体的 DNA、蛋白质，揭示噬菌体的遗传物质是 DNA C鲁宾和卡门利用18O 分别标记 H2O 和 CO2，再分别供给植物，揭示光合作用产生的 O2来自H2O D萨克斯将天竺葵的绿叶一半曝光、一半遮光，证明光合作用的产物有淀粉 答案 D 解析 探究酵母菌在有氧、无氧条件下细胞呼吸方式时，设置了有氧和无氧两组实验，根据两组实验的
40、结果，得出酵母菌的细胞呼吸方式，两组都属于实验组，属于对比实验，A 不符合题意；赫尔希和蔡斯用32P、35S 分别标记噬菌体的 DNA、蛋白质，探究噬菌体的遗传物质，属于对比实验，B 不符合题意；鲁宾和卡门利用18O 分别标记 H2O 和 CO2，再分别供给植物，探究光合作用产生的氧气来自水还是 CO2，两组实验都属于实验组，这是对比实验，C 不符合题意；萨克斯将天竺葵的绿叶一半曝光、一半遮光，证明光合作用的产物有淀粉，曝光组是对照组，这不属于对比实验，D 符合题意。8对烟草花叶病发病机理的研究导致了病毒这一种新的生物类型的发现。细菌滤器是一种孔径小于细菌的过滤装置，细菌及比细菌大的细胞都不能
41、通过。下面是科学家所做的一系列相关实验。实验一：将患病叶片研磨液注入到正常烟草叶脉中，正常烟草患病。实验二：将患病叶片研磨液高温处理后，则不能使正常烟草患病。实验三：将患病叶片研磨液经过细菌滤器后得到滤液，能使正常烟草患病(这种滤液被称为感染性滤液)。实验四：在感染性滤液中加入大量蒸馏水稀释，也能使正常烟草患病。实验五：将正常叶片研磨液经过细菌滤器得到无感染性滤液；在感染性滤液中加入与实验四所加蒸馏水同体积的无感染性滤液，能使正常烟草患病，且患病程度与实验四相同。下列分析正确的是()A实验一、二的结果说明烟草花叶病可能由非生物因素引起 B根据实验三的结果不能排除由细菌本身引起烟草花叶病的可能性
42、 C实验四的结果说明烟草花叶病很可能由细菌产生的毒素分子所引起 D实验五的结果说明烟草花叶病的病原体在无细胞的滤液中不能增殖 答案 D 解析 若为非生物因素引起的，则高温处理患病叶片研磨液后，应该仍能使正常烟草患病，A错误；细菌滤器是一种孔径小于细菌的过滤装置，细菌及比细菌大的细胞都不能通过。所以将患病叶片研磨液经过细菌滤器后得到的滤液中不含细菌，故实验三正常烟草患病不可能由细菌直接引起，B 错误；将患病叶片研磨液经过细菌滤器后得到的滤液中不含细胞和细菌，但仍能使烟草患病，若为细菌产生的毒素引起烟草患病，则加入大量蒸馏水稀释感染性滤液后可能不会引起烟草患病，但在感染性滤液中加入大量蒸馏水稀释，
43、也能使正常烟草患病，所以可能是比细菌小的病毒引起的烟草患病，C 错误。9在肺炎链球菌的转化实验中，下列叙述正确的是()A在艾弗里证明 DNA 是遗传物质的实验中，未使用 S 型细菌的 RNA 进行转化实验是因其不含RNA B在格里菲思的实验中，在将 R 型细菌与加热杀死的 S 型细菌混合后所得到的 S 型细菌不全由 R 型细菌转化而来 C在艾弗里的实验中涉及了放射性同位素标记技术 D在肺炎链球菌的转化实验中，R 型细菌转化为 S 型细菌的实质是发生了基因突变 答案 B 解析 S 型细菌中含 RNA，A 错误；艾弗里实验利用了减法原理，单独观察没有某种物质时的现象，没有涉及放射性同位素标记技术，
44、C 错误。10格里菲思在进行肺炎链球菌转化实验时，只有在小鼠体内才能转化成功，他将高温杀死的 S 型细菌与 R 型活细菌混合物在培养基中体外培养时，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 型菌株的抗体在体外就比较容易观察到转化现象。下列相关解释不合理的是()A未加抗 R 型菌株抗体的混合物培养基中 S 型细菌的 DNA 不易进入 R 型细菌，很难发生转化 BS 型细菌对小鼠免疫力的抵抗力可能更强，因此在小鼠体内容易大量繁殖 C在培养基中 R 型细菌的竞争力可能更强，因此很难观察到转化现象 D加入的抗 R 型菌株的抗体抑制了 R 型菌株的增殖，从而在体外容易观察到转化现象 答案
45、A 解析 未加抗 R 型菌株抗体的混合物培养基中 S 型细菌的 DNA 会进入 R 型细菌，可以转化形成 S 型细菌，但是由于在体外培养条件下，R 型细菌在竞争中处于优势，转化形成的 S 型细菌被淘汰了，A 不合理；根据题意，格里菲思在进行肺炎链球菌转化实验时只有在小鼠体内才能转化成功，而艾弗里在培养基中加了一定量的抗 R 型菌株的抗体就在体外成功观察到了转化现象，说明 S 型细菌对小鼠免疫力的抵抗力更强，转化生成的 S 型细菌在与 R 型细菌的竞争中占优势，而在体外条件下，R 型细菌在竞争中处于优势，B 合理。11图甲是将加热杀死的 S 型细菌与 R 型活细菌混合注射到小鼠体内后两种细菌的含
46、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，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 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的 C图乙中，沉淀物中可能含有放射性 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 小鼠产生抗体需要经过体液免疫过程，要一定的时间，所以图甲中 AB 时间段内，小鼠体内还没有形成大量的免疫 R 型细菌的抗体，导致 R 型细菌数目增多，A 正确；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，所以图甲中最初的 S 型细菌是由 R 型
47、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；图乙中噬菌体被标记的成分是蛋白质，若离心前搅拌不充分，沉淀物中会有放射性，C 正确；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。二、非选择题 12(2022湖北高三模拟)在肺炎链球菌的转化实验中，S 型细菌有 S、S、S等多种类型。R 型细菌由 S突变产生。S 型细菌有荚膜，菌落光滑，对青霉素敏感。R 型细菌无荚膜，菌落粗糙，对青霉素敏感。(1)甲、乙、丙、丁四个培养基中既无 S 型菌落又无 R 型菌落出现的是_。(2)甲培养基中用加热杀死 S型细
48、菌和 R 型细菌混合培养，菌落中出现 S 型菌落，有人认为S 型细菌的出现是由于 R 型菌发生了基因突变。但该培养基中出现的 S 型细菌全为_型，否定了这种说法。因此，可以确定甲培养基中出现 S 型菌的变异类型为_。(3)细菌转化的供体 DNA 片段中，往往可以携带多个基因，转化的多个基因可能位于同一 DNA片段中，也可能位于不同的 DNA 片段上。转化的频率与 DNA 的浓度有关，DNA 的浓度越高转化频率越高。为了区别同时转化进受体细胞的 A、B 两基因是位于同一 DNA 片段上还是位于不同的 DNA 片段上，可靠的证据是观察 DNA 浓度降低时的转化频率的改变。预期结果及结论如下：当 D
49、NA 浓度下降时，A、B 两基因同时转化频率下降的程度_A 基因或 B 基因转化频率下降的程度，则 A、B 两基因位于同一 DNA 片段上。A、B 两基因同时转化频率下降的程度_A 基因或 B 基因转化频率下降的程度，则 A、B 两基因位于不同 DNA 片段上。答案(1)丙、丁(2)S 基因重组(3)等于 大于 解析(1)甲中既有 S 型菌落又有 R 型菌落，乙中只有 R 型菌落，丙、丁中由于含有青霉素，所以既无 S 型菌落又无 R 型菌落出现。(2)由于基因突变具有不定向性。若培养基中出现的 S型菌全为 S型菌，则转化的变异类型为基因重组。13如图为 T2 噬菌体侵染细菌实验的部分步骤和结果
50、，请据图回答下列问题：(1)T2 噬菌 体的 化学成分 是 _，用 放射性32P 标 记的是 T2 噬菌 体的_。(2)要获得32P 标记的 T2 噬菌体，必须用含32P 的大肠杆菌培养，而不能用含32P 的培养基直接培养，原因是_ _。(3)实验过程中搅拌的目的是_，离心后放射性较高的是_(填“上清液”或“沉淀物”)。(4)接 种 噬 菌 体 后 培 养 时 间 过 长，发 现 上 清 液 中 放 射 性 增 强，最 可 能 的 原 因 是_ _。(5)赫尔希和蔡斯还设计了一组实验，请简述对照实验设计：_。预期的实验结果是_ _。答案(1)蛋白质和 DNA DNA(2)噬菌体是细菌病毒，不能
51、独立生活，必须寄生在活细胞中(其他答案合理亦可)(3)使细菌表面的 T2 噬菌体外壳与细菌分离 沉淀物(4)培养时间过长，增殖形成的子代噬菌体从细菌体内释放出来(5)用35S 标记的 T2 噬菌体重复上述实验 上清液放射性很高，沉淀物放射性很低 解析(1)T2 噬菌体由蛋白质外壳和 DNA 组成，其中有磷元素的是 DNA。(3)实验过程中，通过搅拌可以使细菌表面的 T2 噬菌体外壳与细菌分离。由于32P 存在于噬菌体 DNA 中，噬菌体侵染细菌时 DNA 进入细菌体内，所以沉淀物中放射性很高。(5)赫尔希和蔡斯还设计用35S 标记的 T2 噬菌体重复上述实验，由于 S 元素标记的蛋白质没有进入细菌，所以上清液放射性很高，沉淀物放射性很低。