【备考2024】一轮新人教版生物学学案：必修2 第6单元 第1讲 DNA是主要的遗传物质（含解析）
文档属性
| 名称 | 【备考2024】一轮新人教版生物学学案：必修2 第6单元 第1讲 DNA是主要的遗传物质（含解析） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 2.5MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2023-12-13 17:23:56 | ||
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文档简介
【备考2024】一轮新人教版生物学学案
第六单元 遗传的分子基础
第1讲 DNA是主要的遗传物质
考点1 肺炎链球菌的转化实验
一、对遗传物质的早期推测
1．20世纪20年代，大多数科学家认为，蛋白质是生物体的遗传物质。
2．20世纪30年代，人们认识到DNA的重要性，但是，由于对DNA的结构没有清晰的了解，认为蛋白质是遗传物质的观点仍占主导地位。
二、两种肺炎链球菌的比较
项目 种类
S型细菌 R型细菌
菌落 表面光滑 表面粗糙
菌体
毒性 有毒性 无毒性
三、格里菲思的体内转化实验
1．实验a、b对比说明R型细菌无致病性，S型细菌有致病性。
2．实验b、c对比说明加热致死的S型细菌无致病性。
3．实验b、c、d对比说明R型细菌转化为S型细菌。
4．综合以上实验得出的结论是已经加热致死的S型细菌，含有某种促使R型活细菌转化为S型活细菌的活性物质——转化因子。
四、艾弗里的体外转化实验
1．为什么无荚膜的R型肺炎链球菌无毒性，有荚膜的S型肺炎链球菌有毒性？(必修2 P43“相关信息”)
提示：无荚膜的R型肺炎链球菌，感染人体或动物体后，容易被吞噬细胞吞噬并杀灭；有荚膜的S型肺炎链球菌可以抵抗吞噬细胞的吞噬，而在宿主体内存活并繁殖。
2．格里菲思的体内转化实验中，“加热”是否已导致DNA和蛋白质变性？请说明理由。(必修2 P43“图3－2”)
提示：加热杀死S型细菌的过程中，其蛋白质变性失活，但DNA在加热过程中，双螺旋解开，氢键断裂，缓慢冷却时，其结构可恢复。
3．肺炎链球菌转化的实质是什么？(必修2 P44“图3－3”)
提示：转化的实质是基因重组。S型细菌的DNA进入R型细菌中，整合到R型细菌的DNA中，即发生了基因重组。
4．从控制自变量的角度，艾弗里实验的基本思路是什么？在实际操作过程中最大的困难是什么？(必修2 P46“思考·讨论”)
提示：从控制自变量的角度，艾弗里在每个实验组中特异性地去除了一种物质，然后观察在没有这种物质的情况下，实验结果会有什么变化。最大的困难是如何彻底去除细胞中含有的某种物质(如糖类、脂质、蛋白质等)。
1．格里菲思认为加热杀死的S型细菌的DNA是转化因子。 (×)
提示：格里菲思的肺炎链球菌转化实验只是证明了S型细菌中存在“转化因子”，使无毒的R型细菌转化为有毒的S型细菌。
2．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。 (×)
提示：艾弗里的肺炎链球菌转化实验证明DNA是遗传物质，不能证明DNA是主要的遗传物质。
3．从格里菲思的第四组死亡小鼠身上分离得到的S型活细菌是由S型死细菌转化而来的。 (×)
提示：S型活细菌是由R型细菌转化而来的。
4．艾弗里的实验中加蛋白酶的作用是使蛋白质失去活性，但其他物质如RNA、DNA等仍具有生物活性。 (√)
5．肺炎链球菌属于寄生细菌，其蛋白质在寄主细胞的核糖体上合成。 (×)
提示：肺炎链球菌是原核生物，其蛋白质在自身核糖体上合成。
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。
1．ab段R型细菌数量减少的原因是___________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
提示：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
2．bc段R型细菌数量增多的原因是____________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
提示：b之前，已有少量R型细菌转化为S型细菌，S型细菌的繁殖降低了小鼠的免疫力，造成R型细菌大量繁殖
肺炎链球菌体内和体外转化实验的比较
比较项目 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)
实验构思 将加热致死的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 利用不同的酶，每一实验组特异性地去除一种物质，从而观察这种物质对转化的影响
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型两种肺炎链球菌。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。③实验设计都遵循对照原则和单一变量原则
如图是艾弗里体外转化实验的一个操作步骤，下列四组实验是对该实验的延伸实验，请判断下列四组实验中小鼠的存活情况。
①S型细菌的DNA＋DNA酶→加入R型细菌→注射入小鼠；
②R型细菌的DNA＋DNA酶→加入S型细菌→注射入小鼠；
③R型细菌＋DNA酶→高温加热后冷却→加入S型细菌的DNA→注射入小鼠；
④S型细菌＋DNA酶→高温加热后冷却→加入R型细菌的DNA→注射入小鼠。
(1)小鼠存活的是________，小鼠死亡的是________。(均填序号)
(2)请解释各组小鼠存活与死亡的原因。
提示：(1)①③④ ②
(2)DNA酶能将DNA水解，因此不能使R型细菌转化为S型细菌，①中小鼠存活。②加入的是S型细菌，小鼠死亡。③中高温能使R型细菌死亡，使酶失去活性，高温后加入S型细菌的DNA，不能实现转化；④中S型细菌＋DNA酶会使S型细菌的DNA分解，失去作用，高温冷却后加入R型细菌的DNA，也不会再发生转化，因此③④中小鼠都存活。
考查肺炎链球菌转化实验
1．为研究使肺炎链球菌发生转化的物质，某学习小组进行了肺炎链球菌体外转化实验，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“使肺炎链球菌发生转化的物质是蛋白质或DNA”
B．甲组实验作对照，培养皿中应当有两种菌落
C．该实验控制自变量用到了“加法原理”
D．若乙组培养皿中有两种菌落，丙组培养皿中有一种菌落，则说明使肺炎链球菌发生转化的物质是DNA
C [由乙、丙两组实验中分别加入了蛋白酶和DNA酶可知，该实验的假设是“使肺炎链球菌发生转化的物质是蛋白质或DNA”，A正确；甲组实验只加了S型细菌的提取物，未加蛋白酶或DNA酶，因此甲组作对照，培养皿中应当有R型和S型两种菌落，B正确；该实验控制自变量的方法用到了“减法原理”，C错误；乙组加入了蛋白酶，水解了S型细菌的蛋白质，排除了蛋白质的干扰，丙组加入了DNA酶，S型细菌的DNA被水解，若乙组培养皿中有两种菌落，丙组培养皿中有一种菌落，则说明乙组肺炎链球菌发生了转化，而丙组未发生转化，从而说明使肺炎链球菌发生转化的物质是DNA，D正确。]
肺炎链球菌转化实验的拓展分析
2．(2022·山东潍坊临朐一中检测)艾弗里将 S型肺炎链球菌的含DNA的提取物与R型肺炎链球菌混合培养后，S型细菌的部分DNA片段进入R型细菌内并整合到其DNA分子上，使R型细菌转化为能合成多糖荚膜的S型细菌，从而培养基上出现两种菌落。下列有关叙述正确的是( )
A．分离转化得到的S型细菌单独培养，可得到S型和R型两种细菌
B．若将S型细菌的蛋白质与R型活细菌混合培养，也能得到两种菌落
C．S型细菌转录产生的mRNA上，可由多个核糖体共同合成一条肽链
D．进入R型细菌的DNA片段上，可能有多个RNA聚合酶结合位点
D [R型细菌转化为S型细菌是稳定性转化的过程，挑取转化得到的S型细菌单独培养，只可得到S型细菌，A错误；若将S型细菌的蛋白质与R型活菌混合培养，不能发生转化，只能得到R型细菌，即一种菌落，B错误；转录产生的mRNA可结合多个核糖体，合成多条相同肽链，C错误；基因是有遗传效应的DNA片段，即一个DNA分子中有多个基因，每个基因都具有RNA聚合酶的结合位点，因此进入R型细菌的DNA片段上，可能有多个RNA聚合酶结合位点，D正确。]
3．(2022·湖南常德模拟)肺炎链球菌S型与R型菌株，都对青霉素敏感(青霉素能抑制细菌细胞壁的形成，从而抑制其增殖)。在多代培养的S型细菌中分离出一种抗青霉素的S型，记为PenrS型。现用PenrS型细菌和R型细菌进行下图所示的实验。下列分析错误的是( )
A．组1甲中部分小鼠患败血症，通过注射青霉素治疗后可康复
B．组2培养基中可能会出现R型和S型两种菌落
C．组3培养基中出现菌落是因为PenrS型细菌的DNA转移到了R型细菌中
D．组4培养基中观察不到R型菌落和S型菌落
A [抗青霉素的S型(PenrS型)细菌的DNA是转化因子。在组1中，将加热杀死的PenrS型细菌与活的R型活细菌混合注射到小鼠体内，部分活的R型细菌会转化为PenrS型细菌，PenrS型细菌会使小鼠患败血症，注射青霉素治疗后，体内有抗青霉素的S型细菌存在的小鼠不能康复，A错误；在组2中，将PenrS型细菌的DNA与活的R型活细菌混合注射到小鼠体内，部分活的R型细菌会转化为PenrS型细菌，在普通培养基上，PenrS型细菌和R型细菌均可以生长，因此组2培养基中可能会出现R型和S型两种菌落，B正确；PenrS型细菌的DNA与活的R型活细菌混合注射到小鼠体内，部分活的R型细菌会转化为PenrS型细菌，在组3含青霉素的培养基上R型细菌不能存活，只有PenrS型细菌能存活，C正确；组4中因为PenrS型细菌的DNA被DNA酶催化水解而无转化功能，且活的R型细菌不抗青霉素，因此培养基中无菌落生长，D正确。]
考点2 噬菌体侵染细菌的实验
一、实验材料：T2噬菌体和大肠杆菌
1．T2噬菌体的结构
2．T2噬菌体的复制式增殖
增殖需要的条件 内容
模板 T2噬菌体的DNA
合成T2噬菌体DNA的原料 大肠杆菌提供的四种脱氧核苷酸
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
3．实验方法
放射性同位素标记技术，用35S、32P分别标记T2噬菌体的蛋白质和DNA，再用标记的噬菌体侵染大肠杆菌。
二、实验过程
1．标记T2噬菌体
2．侵染大肠杆菌
3．实验结果及结论
亲代噬菌体 寄主细胞内 子代噬菌体 实验结论
32P标记DNA 有 有 DNA是遗传物质
35S标记蛋白质 无 无
三、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
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。
3．探索结论
DNA是主要的遗传物质，因为实验证明绝大多数生物的遗传物质是DNA，只有少部分生物的遗传物质是RNA。
1．用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌，理论上沉淀物中不含放射性，但实际上含有少量放射性的原因是什么？(必修2 P45“图3－6”) ___________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
提示：可能由于搅拌不充分，有少量含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，使沉淀物中出现了少量的放射性
2．在生物实验设计中，实验材料是实验成功的关键。在证明哪类物质是遗传物质的实验中，艾弗里和赫尔希选用细菌或病毒作实验材料的优点是___________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。(必修2 P46“思考·讨论”)
提示：(1)个体很小，结构简单，细菌是单细胞生物，病毒无细胞结构，只有核酸和蛋白质外壳，易于观察因遗传物质改变导致的结构和功能的变化。(2)繁殖快，细菌20～30 min就可繁殖一代，病毒短时间内可大量繁殖
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，下列被标记的部位组合为①②。 (√)
2．噬菌体侵染细菌的实验获得成功的原因之一是噬菌体只将DNA注入大肠杆菌细胞中。 (√)
3．用1个含35S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35S。 (×)
提示：子代噬菌体都不含35S。
4．只有细胞内的核酸才是携带遗传信息的物质。 (×)
提示：病毒的核酸也是携带遗传信息的物质。
5．细胞核内的遗传物质是DNA，细胞质内的遗传物质是RNA。 (×)
提示：细胞生物的遗传物质是DNA。
1．获得32P标记的T2噬菌体的步骤是___________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
提示：用含32P的培养基培养大肠杆菌，获得被32P标记的大肠杆菌，再用被标记的大肠杆菌培养T2噬菌体，得到DNA中含有32P标记的噬菌体
2．把有烟草花叶病毒感染病斑的烟叶榨汁，用细菌过滤器过滤后的汁液去感染正常烟叶，烟叶会得病的原因是________________________________________
_____________________________________________________________________。
提示：烟草花叶病毒很小，能通过细菌过滤器
1．噬菌体侵染细菌实验结果分析
组别 现象 分析原因
35S标记T2噬菌体→细菌 上清液放射性高 蛋白质外壳没有进入大肠杆菌，离心后存在于上清液中
沉淀物放射性比正常实验偏高 搅拌不充分，有少量含35S的T2噬菌体蛋白质外壳吸附在细菌表面，随细菌离心到沉淀物中
32P标记T2噬菌体→细菌 沉淀物放射性高 DNA进入大肠杆菌，离心后存在于沉淀物中
上清液放射性比正常实验偏高 ①保温时间过短，有一部分T2噬菌体还没有侵染到大肠杆菌细胞内；②保温时间过长，T2噬菌体在大肠杆菌内增殖后释放出子代T2噬菌体
2．探究生物遗传物质的三种方法
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，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)。
提示：(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的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)预期实验结果及结论：若甲组收集的病毒有放射性，而乙组无，则该新病毒为RNA病毒；反之，则为DNA病毒。
考查噬菌体侵染细菌实验
1．(2023·广东广州月考)如图是噬菌体侵染细菌实验的部分操作步骤，有关叙述正确的是( )
A．实验中离心的目的是让上清液中析出较轻的噬菌体颗粒
B．该实验证明了DNA是遗传物质，而蛋白质不是遗传物质
C．用35S标记亲代噬菌体，则上清液的放射性较低
D．用32P标记亲代噬菌体，若上清液的放射性较高一定是由于培养时间过长
A [实验中搅拌的目的是让噬菌体的蛋白质外壳与大肠杆菌分开，离心的目的是让上清液中析出较轻的噬菌体颗粒，A正确；该实验证明了DNA是遗传物质，但并未证明蛋白质不是遗传物质，B错误；35S标记的噬菌体的蛋白质外壳，噬菌体侵染细菌时蛋白质外壳没有进入细菌，搅拌离心后分布在上清液中，因此用35S标记亲代噬菌体，则上清液的放射性较高，C错误；用32P标记亲代噬菌体，若上清液的放射性较高可能是培养时间过长(部分细菌裂解，子代噬菌体释放)或培养时间过短(部分亲代噬菌体还未侵染大肠杆菌)，D错误。]
2．(2023·广东惠州联考)如图表示赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌的实验过程，下列有关分析错误的是( )
实验1
实验2
A．实验1中检测子代噬菌体会出现一定量放射性
B．若实验1搅拌不充分，沉淀物的放射性会增强
C．若实验2保温时间太长，上清液的放射性会增强
D．结合实验1和实验2的结果，说明DNA能指导蛋白质的合成
A [据图可知，实验1用35S标记的是噬菌体的蛋白质，噬菌体侵染大肠杆菌时蛋白质未进入大肠杆菌，故子代噬菌体不含放射性，A错误；搅拌的目的是使吸附在大肠杆菌上的噬菌体与大肠杆菌分离，若实验1搅拌不充分，部分含35S的蛋白质外壳会黏附在大肠杆菌上，沉淀物的放射性会增强，B正确；若实验2保温时间太长，大肠杆菌会裂解，释放出含32P的子代噬菌体，使上清液的放射性增强，C正确；实验1和实验2分别标记的是噬菌体的蛋白质和DNA，实验过程中噬菌体的DNA注入大肠杆菌中，在大肠杆菌中繁殖出子代噬菌体，故实验1和实验2能说明DNA能指导蛋白质合成，D正确。]
“二看法”判断子代噬菌体标记情况
噬菌体侵染实验的拓展考查
3．(2022·广东六校联考)T2噬菌体展示技术是将编码蛋白质的基因导入T2噬菌体的基因中，使外源蛋白和T2噬菌体蛋白融合表达，融合蛋白随子代T2噬菌体的重新组装而展示在T2噬菌体表面的一项技术，具体过程如图所示。下列相关叙述正确的是( )
A．该实验中将大肠杆菌换成乳酸菌，实验结果无明显变化
B．外源蛋白和T2噬菌体蛋白融合，依赖宿主细胞高尔基体的加工
C．若用32P标记外源蛋白基因，在任一子代噬菌体中均能检测到放射性
D．若用35S标记大肠杆菌，则可在子代噬菌体表面融合蛋白上检测到35S
D [T2噬菌体是一种专门寄生在大肠杆菌体内的病毒，该实验中将大肠杆菌换成乳酸菌，不能完成实验，A项错误；大肠杆菌没有高尔基体，B项错误；32P 标记外源蛋白基因，应在部分子代噬菌体中能检测到放射性，C项错误；噬菌体利用大肠杆菌的氨基酸合成噬菌体的蛋白质，因此若用35S 标记大肠杆菌，则可在子代噬菌体表面融合蛋白上检测到35 S，D项正确。]
4．如图为T4噬菌体感染大肠杆菌后，大肠杆菌体内放射性RNA与T4噬菌体DNA及大肠杆菌DNA的杂交结果。下列叙述错误的是( )
A．可在培养基中加入3H 尿嘧啶用以标记RNA
B．参与分子杂交的放射性RNA为相应DNA的转录产物
C．第0 min时，与DNA杂交的RNA来自T4噬菌体及大肠杆菌的转录
D．随着感染时间增加，噬菌体DNA的转录增加，细菌基因活动受到抑制
C [尿嘧啶是RNA特有的碱基，可以用3H 尿嘧啶标记RNA，A正确；能与DNA杂交的RNA为相应DNA的转录产物，B正确；在第0 min时，大肠杆菌还没有被T4噬菌体感染，所以在大肠杆菌体内不存在T4噬菌体的DNA，C错误；从图中可以看出，随着感染时间增加，和T4噬菌体DNA杂交的放射性RNA所占百分比越来越高，说明噬菌体DNA的转录增加，而和大肠杆菌DNA杂交的放射性RNA所占百分比越来越低，说明细菌基因活动受到抑制，D正确。]
考查烟草花叶病毒侵染烟草叶实验
5．(2022·广东佛山质检)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。细菌过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。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过滤器后得到滤液，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蒸馏水大量稀释，也能使正常烟草患病。
实验五：将正常叶片研磨液经过细菌过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
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
D [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。细菌过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过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过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的，则加入蒸馏水大量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蒸馏水大量稀释，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。将正常叶片研磨液经过细菌过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，说明烟草花叶病的病原体在无细胞的滤液中不能增殖，D正确。]
1．核心概念
(必修2 P46)“加法原理”和“减法原理”：与常态比较，人为增加某种影响因素的称为“加法原理”，人为去除某种影响因素的称为“减法原理”。
2．结论语句
(1)(必修2 P43)已经加热致死的S型细菌，含有某种促使R型活细菌转化为S型活细菌的活性物质——转化因子。
(2)(必修2 P44)DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。
(3)(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。
1．(2022·海南等级考)某团队从下表①～④实验组中选择两组，模拟T2噬菌体侵染大肠杆菌实验，验证DNA是遗传物质。结果显示：第一组实验检测到放射性物质主要分布在沉淀物中，第二组实验检测到放射性物质主要分布在上清液中。该团队选择的第一、二组实验分别是( )
材料及标记 实验组 T2噬菌体 大肠杆菌
① 未标记 15N标记
② 32P标记 35S标记
③ 3H标记 未标记
④ 35S标记 af未标记
A．①和④ B．②和③
C．②和④ D．④和③
C [噬菌体侵染细菌时，只有DNA进入细菌，蛋白质外壳没有进入，为了区分DNA和蛋白质，可用32P标记噬菌体的DNA，用35S标记噬菌体的蛋白质外壳，根据第一组实验检测到放射性物质主要分布在沉淀物中，说明亲代噬菌体的DNA被32P标记，根据第二组实验检测到放射性物质主要分布在上清液中，说明第二组噬菌体的蛋白质被35S标记，C正确，A、B、D错误。]
2．(2022·湖南选择性考试)T2噬菌体侵染大肠杆菌的过程中，下列哪一项不会发生( )
A．新的噬菌体DNA合成
B．新的噬菌体蛋白质外壳合成
C．噬菌体在自身RNA聚合酶作用下转录出RNA
D．合成的噬菌体RNA与大肠杆菌的核糖体结合
C [T2噬菌体侵染大肠杆菌后，其DNA会在大肠杆菌体内复制，合成新的噬菌体DNA，A正确；T2噬菌体侵染大肠杆菌的过程中，只有DNA进入大肠杆菌，T2噬菌体会用自身的DNA和大肠杆菌的氨基酸等来合成新的噬菌体蛋白质外壳，B正确；噬菌体在大肠杆菌RNA聚合酶作用下转录出RNA，C错误；合成的噬菌体RNA与大肠杆菌的核糖体结合，合成蛋白质，D正确。]
3．(2021·全国乙卷)在格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
B．S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
D [在格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，S型细菌与R型细菌最主要的区别是前者具有多糖类的荚膜，后者不具有多糖类的荚膜，故S型细菌的毒性可能与荚膜多糖有关，A推测合理；加热杀死的S型细菌其蛋白质已经被破坏，而分离出的S型细菌有毒性，即具备活性蛋白，可推出S型细菌的DNA能够进入R型细菌细胞指导蛋白质的合成，B推测合理；加热可使蛋白质变性，由实验结果R型活细菌转化为有毒性的S型活细菌可知，S型细菌的遗传物质未受影响，即加热杀死S型细菌使其蛋白质功能丧失而其DNA功能可能不受影响，C推测合理；S型细菌的DNA经DNA酶处理后，无法完成DNA的复制、转录及翻译等过程，故与R型细菌混合后，无法得到S型细菌，D推测不合理。]
课时分层作业(十七) DNA是主要的遗传物质
1．格里菲思的肺炎链球菌转化实验过程和结果如图所示。下列说法正确的是( )
实验1：R型细菌＋小鼠→存活
实验2：S型细菌＋小鼠→死亡
实验3：S型细菌＋加热＋小鼠→存活
实验4：S型细菌＋加热＋R型细菌＋小鼠→死亡
A．实验1为空白对照组，实验2、3和4均为实验组
B．能从实验2和实验4中死亡的小鼠体内分离出S型活细菌和R型活细菌
C．该实验证明了S型细菌的DNA可在R型活细菌内表达出相应的蛋白质
D．对比实验2、3的结果，说明加热能使有毒性的S型活细菌失去毒性
D [四组实验相互对照，均为实验组，A项错误；实验2中小鼠体内只存在S型细菌，B项错误；该实验只能证明“转化因子”的存在，但不能证明其化学成分，C项错误。]
2．(2022·河北衡水中学检测)为探究格里菲思提出的“转化因子”的化学本质，艾弗里做了以下相关实验：
①先用苯酚氯仿法去除S型细菌中的绝大部分蛋白质，发现其仍然可以发生转化； ②用催化多糖分解的酶处理S型细菌后，其仍然具有转化活性；③不断去除各种成分，最终得到纯化的转化因子，将其与DNA的化学性质进行比较，发现两者几乎一致，据此推断转化因子就是DNA；④用DNA酶处理后，转化因子的转化能力丧失，确认了转化因子就是DNA。下列分析不合理的是( )
A．①的实验结果说明蛋白质不是转化因子
B．②的实验结果说明多糖不是转化因子
C．③中去除的各种成分中包括脂质、RNA等
D．④的实验结果是对③中实验推断的证明
A [①的实验用苯酚氯仿法去除掉的是S型细菌中的绝大部分蛋白质，不是所有蛋白质，因此并不能说明蛋白质不是转化因子，只能说明去除掉的蛋白质不是转化因子。]
3．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”
A [验证Mg是植物必需元素的实验应让缺Mg的营养液与完全营养液进行对照实验，因此，验证Mg是植物必需元素的实验，应利用了“减法原理”。]
4．(2022·江苏南通调研)赫尔希和蔡斯于1952年所做的噬菌体侵染细菌的著名实验进一步证实了DNA是遗传物质。这项实验获得成功的原因之一是噬菌体( )
A．侵染大肠杆菌后会裂解宿主细胞
B．只将其DNA注入大肠杆菌细胞中
C．DNA可用15N同位素标记
D．蛋白质可用32P放射性同位素标记
B [噬菌体侵染大肠杆菌后确实会裂解宿主细胞，但这并不是实验成功的原因，A错误；噬菌体侵染细菌的过程中实现了DNA和蛋白质的完全分离，这样可以单独的研究二者的功能，B正确；DNA和蛋白质外壳都含有N元素，因此不能用15N标记DNA，C错误；蛋白质外壳不含P元素，不能用32P标记蛋白质外壳，D错误。]
5．(2022·江苏南通检测)如图是用32P标记噬菌体并侵染细菌的过程，有关叙述正确的是( )
①用32P标记噬菌体―→―→③搅拌、离心―→
A．过程①32P标记的是噬菌体外壳的磷脂分子和内部的DNA分子
B．过程②应短时保温，有利于吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离
C．过程③离心的目的是析出噬菌体外壳，使被感染的大肠杆菌沉淀
D．过程④沉淀物的放射性很高，说明噬菌体的DNA是遗传物质
C [过程①32P标记的是噬菌体内部的DNA分子，A项错误；过程②应短时保温的目的是让噬菌体侵入细菌细胞，B项错误；过程③离心的目的是析出噬菌体外壳，使被感染的大肠杆菌沉淀，C项正确；过程④沉淀物的放射性很高，说明噬菌体的DNA进入了细菌细胞中，但缺少35S标记噬菌体蛋白质外壳的对照组，因此不能说明噬菌体的DNA是遗传物质，D项错误。]
6．如图表示“T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验”中保温时间与物质放射性强度的变化，下列叙述正确的是( )
甲 乙
A．甲表示在“32P标记的T2噬菌体侵染大肠杆菌实验”中，沉淀物放射性含量的变化
B．甲表示在“35S标记的T2噬菌体侵染大肠杆菌实验”中，沉淀物放射性含量的变化
C．乙表示在“32P标记的T2噬菌体侵染大肠杆菌实验”中，上清液放射性含量的变化
D．乙表示在“35S标记的T2噬菌体侵染大肠杆菌实验”中，上清液放射性含量的变化
D [在“32P标记的T2噬菌体侵染大肠杆菌实验”中，沉淀物放射性含量随保温时间的变化应该是先增加再降低，不能用甲表示，A错误；在“35S标记的T2噬菌体侵染大肠杆菌实验”中，沉淀物放射性含量较低，且与保温时间没有关系，不能用甲表示，B错误；在“32P标记的T2噬菌体侵染大肠杆菌实验”中，上清液放射性含量的变化应该用甲表示，C错误；在“35S标记的T2噬菌体侵染大肠杆菌实验”中，上清液放射性含量较高，且与保温时间没有关系，可用乙表示，D正确。]
7．(2022·江苏南通联考)在探索遗传物质的道路上，格里菲思、艾弗里、赫尔希和蔡斯等人做出了巨大贡献。相关叙述不正确的是( )
A．格里菲思通过观察小鼠存活情况判断S型细菌的DNA是否导致R型细菌的遗传物质发生改变
B．艾弗里体外转化实验中通过观察菌落的特征判断R型细菌是否向S型细菌转化
C．赫尔希和蔡斯通过检测离心后试管中上清液和沉淀物的放射性差异推测侵入细菌的物质
D．格里菲思、艾弗里、赫尔希和蔡斯等人通过一系列的实验最终证明了 DNA是遗传物质
A [格里菲思通过观察小鼠存活情况判断加热杀死的S型细菌中存在“转化因子”，能将R型细菌转化成S型细菌，A错误；艾弗里体外转化实验中，分别将S型细菌的DNA、蛋白质和多糖等与R型细菌混合培养，观察菌落的特征判断R型细菌是否转化为S型细菌，从而确定谁是遗传物质，B正确；赫尔希和蔡斯通过同位素标记技术，以离心后试管中上清液和沉淀物的放射性差异推测侵入细菌的物质，从而确定遗传物质，C正确；格里菲思、艾弗里、赫尔希和蔡斯等人通过一系列的实验，一步步排除实验中可能存在的干扰，最终证明了DNA是遗传物质，D正确。]
8．如图为肺炎链球菌转化实验的部分图解，请据图回答：
(1)该实验是__________________所做的肺炎链球菌转化实验的部分图解。
(2)该实验是在________实验的基础上进行的。
(3)S型细菌的细胞提取物中，使R型细菌发生转化的物质最可能是________。
(4)为进一步探究细胞提取物中使R型细菌发生转化的化学物质成分，他们又设计了下面的实验。
实验中加入DNA酶的目的是__________________________，当细胞提取物中加入DNA酶时，他们观察到的实验现象是__________________。
(5)该实验能够说明__________________________________________________
_____________________________________________________________________。
[答案] (1)艾弗里及其同事(艾弗里) (2)格里菲思 (3)核酸 (4)催化细胞提取物中的DNA水解 培养基中只出现R型细菌 (5)蛋白质、RNA和脂质不是遗传物质，DNA是遗传物质
9．如图为用32P标记的T2噬菌体侵染大肠杆菌(T2噬菌体专性寄生在大肠杆菌细胞内)的实验，据图回答下列问题：
(1)锥形瓶中的培养液是用来培养________的，其营养成分中是否含32P？________。
(2)对下列可能出现的实验误差进行分析：
①测定发现在搅拌后的上清液中含有0.8%的放射性，最可能的原因是培养时间较短，有部分噬菌体___________，仍存在于__________________________。
②当接种噬菌体后培养时间过长，发现在搅拌后的上清液中也有放射性，最可能的原因是增殖后的噬菌体____________。
(3)请你设计一个给T2噬菌体标记32P的实验：
①配制适合培养大肠杆菌的培养基，在培养基中加入______________，作为合成DNA的原料，将________培养在该培养基中；
②________________________；
③培养一段时间后获得所需要的T2噬菌体，其体内的________被标记上32P。
[答案] (1)大肠杆菌 不含有 (2)①没有侵入大肠杆菌 培养液中(上清液中) ②从大肠杆菌体内释放出来 (3)①32P标记的脱氧核苷酸 大肠杆菌 ②用上述大肠杆菌培养噬菌体 ③DNA
10．(2022·广东肇庆一中高三月考)探究噬菌体的遗传物质过程中，研究人员提出了三种假说：①仅蛋白质是遗传物质；②仅DNA是遗传物质；③蛋白质和DNA都是遗传物质，并据此推断噬菌体侵染大肠杆菌的过程如图甲所示。若用32P标记噬菌体，使其侵染未标记的大肠杆菌，经搅拌、离心后结果如图乙所示，下列分析不正确的是( )
图甲 图乙
A．若假说①成立，则放射性主要集中在上清液中
B．若假说②成立，则放射性主要集中在沉淀物中
C．利用该实验无法区分开假说②③
D．若用32P和35S同时标记噬菌体，则通过该实验可以确定假说②是否正确
D [若假说①成立，蛋白质进入大肠杆菌，DNA未进入，则放射性集中在上清液中，A正确；若假说②成立，DNA进入大肠杆菌，蛋白质未进入，则放射性集中在沉淀物中，B正确；假说③的DNA和蛋白质都进入大肠杆菌，因此利用该实验无法区分开假说②③，C正确；若用32P和35S同时标记噬菌体，则假说②的上清液和沉淀物都有放射性，无法确定假说②是否正确，D错误。故选D。]
11．(2022·广东珠海高三模拟)用等体积的缓冲液、感染复数依次为0.1、1.0、10.0的噬菌体与等量的肺炎克雷伯氏菌悬液混合培养(感染复数指侵染时噬菌体与细菌个数之比，感染复数越高，细菌裂解越快)，定时测定各组的细菌数量，结果如下图所示。下列叙述错误的是( )
A．该研究所用裂解性噬菌体不可能是T2噬菌体
B．a组是缓冲液组，b组是感染复数为0.1的噬菌体组
C．用感染复数相对较高的噬菌体治疗小鼠肺炎会更有效
D．b组噬菌体与细菌混合约4 h后，被感染细菌开始裂解
D [T2噬菌体专一性侵染大肠杆菌，不侵染肺炎克雷伯氏菌，A正确；a组细菌数量不下降，对应缓冲液组，b组细菌数量减少最晚，对应感染复数为0.1的噬菌体组，B正确；用感染复数相对较高的噬菌体治疗小鼠肺炎，可使细菌数量快速下降，效果会更好，C正确；b组噬菌体与细菌混合约4 h时，细菌数量达到最大值，此时细菌增殖速率等于裂解速率，在此之前被感染细菌即开始裂解，D错误。]
12．(2021·湖南怀化联考)肺炎链球菌转化时，加热杀死的S型细菌的DNA进入R型细菌的前提是R型细菌处于感受态(细胞的通透性变大，便于外源基因进入的状态)。感受态的R型细菌会分泌细胞壁自溶素溶解自身细胞壁，暴露出细胞膜上的DNA结合蛋白等，最终得到转化菌和原型菌(R型细菌)。转化过程如图所示。下列说法不正确的是( )
A．可通过肉眼观察或显微镜观察区分S型细菌和R型细菌
B．加热杀死的S型细菌的其中一条DNA单链是被自身的DNA酶降解
C．肺炎链球菌转化实验的实质是基因重组
D．转化菌的性状与S型细菌不完全相同
B [S型细菌有多糖荚膜，菌落光滑，R型细菌没有多糖荚膜，菌落粗糙，因此可肉眼观察或显微镜观察细菌区分两种细菌，A正确；加热杀死的S型细菌中，DNA酶会变性失活，因此加热后DNA酶不能发挥催化作用，所以其中一条DNA单链不是自身的DNA酶降解的，B错误；由R型细菌转化成S型细菌，实质上是S型细菌的DNA片段进入了R型细菌的细胞内进行表达，肺炎链球菌转化实验的实质是基因重组，C正确；转化后的S型细菌中含有R型细菌的基因，因此转化菌与S型细菌性状不完全相同，D正确。]
13．科研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作了如下标记。请回答下列问题：
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)第二组实验中，子代噬菌体蛋白质外壳中存在的氧元素是________。一般来说，第三组实验中，子代噬菌体的DNA中________(填“一定含有”“一定不含有”或“不一定含有”)14C。
(2)假设在第一组实验中，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35S的噬菌体分别占子代噬菌体总数的________。
(3)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__________、________________。
(4)若第一组和第三组的噬菌体标签脱落，无法辨别，请设计实验进行鉴别，写出实验设计思路：
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
[解析] (1)第二组实验中，子代噬菌体的原料来自大肠杆菌，所以蛋白质外壳中存在的氧元素是18O。一般来说，第三组实验中，子代噬菌体的DNA中不一定含有14C，只有少量子代噬菌体含有原噬菌体DNA的一条链。(2)假设在第一组实验中，噬菌体DNA在细菌体内复制了三次，由于大肠杆菌用32P标记，而用35S标记的噬菌体蛋白质外壳没有进入大肠杆菌，所以从细菌体内释放出的子代噬菌体中含有32P的噬菌体和35S的噬菌体分别占子代噬菌体总数的100%、0。(3)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沉淀物、沉淀物和上清液。(4)若第一组和第三组的噬菌体标签脱落，无法辨别，可设计如下实验进行鉴别：让两组的噬菌体分别侵染未标记的大肠杆菌，保温、离心，比较沉淀物中放射性强度大小，放射性强度很低的是第一组噬菌体，放射性强度较高的是第三组噬菌体。
[答案] (1)18O 不一定含有 (2)100%、0
(3)沉淀物 沉淀物和上清液 (4)让两组的噬菌体分别侵染未标记的大肠杆菌，保温、离心，比较沉淀物中放射性强度大小，放射性强度很低的是第一组噬菌体，放射性强度较高的是第三组噬菌体
(教师用书独具)
烟草花叶病毒(TMV)和车前草病毒(HRV)都能感染烟叶，但二者的病斑不同，如图所示。下列说法中不正确的是 ( )
A．a过程表示用TMV的蛋白质外壳感染烟叶，结果说明TMV的蛋白质外壳没有侵染作用
B．b过程表示用HRV的RNA单独接种烟叶，结果说明其有侵染作用
C．c、d过程表示用TMV的外壳和HRV的RNA合成的“杂种病毒”接种烟叶，结果说明该“杂种病毒”有侵染作用，表现病症为感染车前草病毒症状，并能从中分离出车前草病毒
D．该实验证明只有车前草病毒的RNA是遗传物质，蛋白质外壳和烟草花叶病毒的RNA不是遗传物质
D [a过程表示用TMV的蛋白质外壳感染烟叶，烟叶没有出现病斑，说明TMV的蛋白质外壳没有侵染作用，A正确；b过程中烟叶出现病斑，表示用HRV的RNA单独接种烟叶，其有侵染作用，B正确；c、d过程表示用TMV外壳和HRV的RNA合成的“杂种病毒”接种烟叶，结果出现病斑，并能从中分离出车前草病毒，说明该“杂种病毒”有侵染作用，表现病症为感染车前草病毒症状，C正确；该实验证明了车前草病毒的RNA是遗传物质，蛋白质外壳不是遗传物质，但未证明烟草花叶病毒的RNA不是遗传物质，D错误。]
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第六单元 遗传的分子基础
第1讲 DNA是主要的遗传物质
考点1 肺炎链球菌的转化实验
一、对遗传物质的早期推测
1．20世纪20年代，大多数科学家认为，蛋白质是生物体的遗传物质。
2．20世纪30年代，人们认识到DNA的重要性，但是，由于对DNA的结构没有清晰的了解，认为蛋白质是遗传物质的观点仍占主导地位。
二、两种肺炎链球菌的比较
项目 种类
S型细菌 R型细菌
菌落 表面光滑 表面粗糙
菌体
毒性 有毒性 无毒性
三、格里菲思的体内转化实验
1．实验a、b对比说明R型细菌无致病性，S型细菌有致病性。
2．实验b、c对比说明加热致死的S型细菌无致病性。
3．实验b、c、d对比说明R型细菌转化为S型细菌。
4．综合以上实验得出的结论是已经加热致死的S型细菌，含有某种促使R型活细菌转化为S型活细菌的活性物质——转化因子。
四、艾弗里的体外转化实验
1．为什么无荚膜的R型肺炎链球菌无毒性，有荚膜的S型肺炎链球菌有毒性？(必修2 P43“相关信息”)
提示：无荚膜的R型肺炎链球菌，感染人体或动物体后，容易被吞噬细胞吞噬并杀灭；有荚膜的S型肺炎链球菌可以抵抗吞噬细胞的吞噬，而在宿主体内存活并繁殖。
2．格里菲思的体内转化实验中，“加热”是否已导致DNA和蛋白质变性？请说明理由。(必修2 P43“图3－2”)
提示：加热杀死S型细菌的过程中，其蛋白质变性失活，但DNA在加热过程中，双螺旋解开，氢键断裂，缓慢冷却时，其结构可恢复。
3．肺炎链球菌转化的实质是什么？(必修2 P44“图3－3”)
提示：转化的实质是基因重组。S型细菌的DNA进入R型细菌中，整合到R型细菌的DNA中，即发生了基因重组。
4．从控制自变量的角度，艾弗里实验的基本思路是什么？在实际操作过程中最大的困难是什么？(必修2 P46“思考·讨论”)
提示：从控制自变量的角度，艾弗里在每个实验组中特异性地去除了一种物质，然后观察在没有这种物质的情况下，实验结果会有什么变化。最大的困难是如何彻底去除细胞中含有的某种物质(如糖类、脂质、蛋白质等)。
1．格里菲思认为加热杀死的S型细菌的DNA是转化因子。 (×)
提示：格里菲思的肺炎链球菌转化实验只是证明了S型细菌中存在“转化因子”，使无毒的R型细菌转化为有毒的S型细菌。
2．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。 (×)
提示：艾弗里的肺炎链球菌转化实验证明DNA是遗传物质，不能证明DNA是主要的遗传物质。
3．从格里菲思的第四组死亡小鼠身上分离得到的S型活细菌是由S型死细菌转化而来的。 (×)
提示：S型活细菌是由R型细菌转化而来的。
4．艾弗里的实验中加蛋白酶的作用是使蛋白质失去活性，但其他物质如RNA、DNA等仍具有生物活性。 (√)
5．肺炎链球菌属于寄生细菌，其蛋白质在寄主细胞的核糖体上合成。 (×)
提示：肺炎链球菌是原核生物，其蛋白质在自身核糖体上合成。
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。
1．ab段R型细菌数量减少的原因是___________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
提示：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
2．bc段R型细菌数量增多的原因是____________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
提示：b之前，已有少量R型细菌转化为S型细菌，S型细菌的繁殖降低了小鼠的免疫力，造成R型细菌大量繁殖
肺炎链球菌体内和体外转化实验的比较
比较项目 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)
实验构思 将加热致死的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 利用不同的酶，每一实验组特异性地去除一种物质，从而观察这种物质对转化的影响
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型两种肺炎链球菌。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。③实验设计都遵循对照原则和单一变量原则
如图是艾弗里体外转化实验的一个操作步骤，下列四组实验是对该实验的延伸实验，请判断下列四组实验中小鼠的存活情况。
①S型细菌的DNA＋DNA酶→加入R型细菌→注射入小鼠；
②R型细菌的DNA＋DNA酶→加入S型细菌→注射入小鼠；
③R型细菌＋DNA酶→高温加热后冷却→加入S型细菌的DNA→注射入小鼠；
④S型细菌＋DNA酶→高温加热后冷却→加入R型细菌的DNA→注射入小鼠。
(1)小鼠存活的是________，小鼠死亡的是________。(均填序号)
(2)请解释各组小鼠存活与死亡的原因。
提示：(1)①③④ ②
(2)DNA酶能将DNA水解，因此不能使R型细菌转化为S型细菌，①中小鼠存活。②加入的是S型细菌，小鼠死亡。③中高温能使R型细菌死亡，使酶失去活性，高温后加入S型细菌的DNA，不能实现转化；④中S型细菌＋DNA酶会使S型细菌的DNA分解，失去作用，高温冷却后加入R型细菌的DNA，也不会再发生转化，因此③④中小鼠都存活。
考查肺炎链球菌转化实验
1．为研究使肺炎链球菌发生转化的物质，某学习小组进行了肺炎链球菌体外转化实验，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“使肺炎链球菌发生转化的物质是蛋白质或DNA”
B．甲组实验作对照，培养皿中应当有两种菌落
C．该实验控制自变量用到了“加法原理”
D．若乙组培养皿中有两种菌落，丙组培养皿中有一种菌落，则说明使肺炎链球菌发生转化的物质是DNA
C [由乙、丙两组实验中分别加入了蛋白酶和DNA酶可知，该实验的假设是“使肺炎链球菌发生转化的物质是蛋白质或DNA”，A正确；甲组实验只加了S型细菌的提取物，未加蛋白酶或DNA酶，因此甲组作对照，培养皿中应当有R型和S型两种菌落，B正确；该实验控制自变量的方法用到了“减法原理”，C错误；乙组加入了蛋白酶，水解了S型细菌的蛋白质，排除了蛋白质的干扰，丙组加入了DNA酶，S型细菌的DNA被水解，若乙组培养皿中有两种菌落，丙组培养皿中有一种菌落，则说明乙组肺炎链球菌发生了转化，而丙组未发生转化，从而说明使肺炎链球菌发生转化的物质是DNA，D正确。]
肺炎链球菌转化实验的拓展分析
2．(2022·山东潍坊临朐一中检测)艾弗里将 S型肺炎链球菌的含DNA的提取物与R型肺炎链球菌混合培养后，S型细菌的部分DNA片段进入R型细菌内并整合到其DNA分子上，使R型细菌转化为能合成多糖荚膜的S型细菌，从而培养基上出现两种菌落。下列有关叙述正确的是( )
A．分离转化得到的S型细菌单独培养，可得到S型和R型两种细菌
B．若将S型细菌的蛋白质与R型活细菌混合培养，也能得到两种菌落
C．S型细菌转录产生的mRNA上，可由多个核糖体共同合成一条肽链
D．进入R型细菌的DNA片段上，可能有多个RNA聚合酶结合位点
D [R型细菌转化为S型细菌是稳定性转化的过程，挑取转化得到的S型细菌单独培养，只可得到S型细菌，A错误；若将S型细菌的蛋白质与R型活菌混合培养，不能发生转化，只能得到R型细菌，即一种菌落，B错误；转录产生的mRNA可结合多个核糖体，合成多条相同肽链，C错误；基因是有遗传效应的DNA片段，即一个DNA分子中有多个基因，每个基因都具有RNA聚合酶的结合位点，因此进入R型细菌的DNA片段上，可能有多个RNA聚合酶结合位点，D正确。]
3．(2022·湖南常德模拟)肺炎链球菌S型与R型菌株，都对青霉素敏感(青霉素能抑制细菌细胞壁的形成，从而抑制其增殖)。在多代培养的S型细菌中分离出一种抗青霉素的S型，记为PenrS型。现用PenrS型细菌和R型细菌进行下图所示的实验。下列分析错误的是( )
A．组1甲中部分小鼠患败血症，通过注射青霉素治疗后可康复
B．组2培养基中可能会出现R型和S型两种菌落
C．组3培养基中出现菌落是因为PenrS型细菌的DNA转移到了R型细菌中
D．组4培养基中观察不到R型菌落和S型菌落
A [抗青霉素的S型(PenrS型)细菌的DNA是转化因子。在组1中，将加热杀死的PenrS型细菌与活的R型活细菌混合注射到小鼠体内，部分活的R型细菌会转化为PenrS型细菌，PenrS型细菌会使小鼠患败血症，注射青霉素治疗后，体内有抗青霉素的S型细菌存在的小鼠不能康复，A错误；在组2中，将PenrS型细菌的DNA与活的R型活细菌混合注射到小鼠体内，部分活的R型细菌会转化为PenrS型细菌，在普通培养基上，PenrS型细菌和R型细菌均可以生长，因此组2培养基中可能会出现R型和S型两种菌落，B正确；PenrS型细菌的DNA与活的R型活细菌混合注射到小鼠体内，部分活的R型细菌会转化为PenrS型细菌，在组3含青霉素的培养基上R型细菌不能存活，只有PenrS型细菌能存活，C正确；组4中因为PenrS型细菌的DNA被DNA酶催化水解而无转化功能，且活的R型细菌不抗青霉素，因此培养基中无菌落生长，D正确。]
考点2 噬菌体侵染细菌的实验
一、实验材料：T2噬菌体和大肠杆菌
1．T2噬菌体的结构
2．T2噬菌体的复制式增殖
增殖需要的条件 内容
模板 T2噬菌体的DNA
合成T2噬菌体DNA的原料 大肠杆菌提供的四种脱氧核苷酸
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
3．实验方法
放射性同位素标记技术，用35S、32P分别标记T2噬菌体的蛋白质和DNA，再用标记的噬菌体侵染大肠杆菌。
二、实验过程
1．标记T2噬菌体
2．侵染大肠杆菌
3．实验结果及结论
亲代噬菌体 寄主细胞内 子代噬菌体 实验结论
32P标记DNA 有 有 DNA是遗传物质
35S标记蛋白质 无 无
三、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
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。
3．探索结论
DNA是主要的遗传物质，因为实验证明绝大多数生物的遗传物质是DNA，只有少部分生物的遗传物质是RNA。
1．用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌，理论上沉淀物中不含放射性，但实际上含有少量放射性的原因是什么？(必修2 P45“图3－6”) ___________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
提示：可能由于搅拌不充分，有少量含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，使沉淀物中出现了少量的放射性
2．在生物实验设计中，实验材料是实验成功的关键。在证明哪类物质是遗传物质的实验中，艾弗里和赫尔希选用细菌或病毒作实验材料的优点是___________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。(必修2 P46“思考·讨论”)
提示：(1)个体很小，结构简单，细菌是单细胞生物，病毒无细胞结构，只有核酸和蛋白质外壳，易于观察因遗传物质改变导致的结构和功能的变化。(2)繁殖快，细菌20～30 min就可繁殖一代，病毒短时间内可大量繁殖
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，下列被标记的部位组合为①②。 (√)
2．噬菌体侵染细菌的实验获得成功的原因之一是噬菌体只将DNA注入大肠杆菌细胞中。 (√)
3．用1个含35S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35S。 (×)
提示：子代噬菌体都不含35S。
4．只有细胞内的核酸才是携带遗传信息的物质。 (×)
提示：病毒的核酸也是携带遗传信息的物质。
5．细胞核内的遗传物质是DNA，细胞质内的遗传物质是RNA。 (×)
提示：细胞生物的遗传物质是DNA。
1．获得32P标记的T2噬菌体的步骤是___________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
提示：用含32P的培养基培养大肠杆菌，获得被32P标记的大肠杆菌，再用被标记的大肠杆菌培养T2噬菌体，得到DNA中含有32P标记的噬菌体
2．把有烟草花叶病毒感染病斑的烟叶榨汁，用细菌过滤器过滤后的汁液去感染正常烟叶，烟叶会得病的原因是________________________________________
_____________________________________________________________________。
提示：烟草花叶病毒很小，能通过细菌过滤器
1．噬菌体侵染细菌实验结果分析
组别 现象 分析原因
35S标记T2噬菌体→细菌 上清液放射性高 蛋白质外壳没有进入大肠杆菌，离心后存在于上清液中
沉淀物放射性比正常实验偏高 搅拌不充分，有少量含35S的T2噬菌体蛋白质外壳吸附在细菌表面，随细菌离心到沉淀物中
32P标记T2噬菌体→细菌 沉淀物放射性高 DNA进入大肠杆菌，离心后存在于沉淀物中
上清液放射性比正常实验偏高 ①保温时间过短，有一部分T2噬菌体还没有侵染到大肠杆菌细胞内；②保温时间过长，T2噬菌体在大肠杆菌内增殖后释放出子代T2噬菌体
2．探究生物遗传物质的三种方法
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，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)。
提示：(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的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)预期实验结果及结论：若甲组收集的病毒有放射性，而乙组无，则该新病毒为RNA病毒；反之，则为DNA病毒。
考查噬菌体侵染细菌实验
1．(2023·广东广州月考)如图是噬菌体侵染细菌实验的部分操作步骤，有关叙述正确的是( )
A．实验中离心的目的是让上清液中析出较轻的噬菌体颗粒
B．该实验证明了DNA是遗传物质，而蛋白质不是遗传物质
C．用35S标记亲代噬菌体，则上清液的放射性较低
D．用32P标记亲代噬菌体，若上清液的放射性较高一定是由于培养时间过长
A [实验中搅拌的目的是让噬菌体的蛋白质外壳与大肠杆菌分开，离心的目的是让上清液中析出较轻的噬菌体颗粒，A正确；该实验证明了DNA是遗传物质，但并未证明蛋白质不是遗传物质，B错误；35S标记的噬菌体的蛋白质外壳，噬菌体侵染细菌时蛋白质外壳没有进入细菌，搅拌离心后分布在上清液中，因此用35S标记亲代噬菌体，则上清液的放射性较高，C错误；用32P标记亲代噬菌体，若上清液的放射性较高可能是培养时间过长(部分细菌裂解，子代噬菌体释放)或培养时间过短(部分亲代噬菌体还未侵染大肠杆菌)，D错误。]
2．(2023·广东惠州联考)如图表示赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌的实验过程，下列有关分析错误的是( )
实验1
实验2
A．实验1中检测子代噬菌体会出现一定量放射性
B．若实验1搅拌不充分，沉淀物的放射性会增强
C．若实验2保温时间太长，上清液的放射性会增强
D．结合实验1和实验2的结果，说明DNA能指导蛋白质的合成
A [据图可知，实验1用35S标记的是噬菌体的蛋白质，噬菌体侵染大肠杆菌时蛋白质未进入大肠杆菌，故子代噬菌体不含放射性，A错误；搅拌的目的是使吸附在大肠杆菌上的噬菌体与大肠杆菌分离，若实验1搅拌不充分，部分含35S的蛋白质外壳会黏附在大肠杆菌上，沉淀物的放射性会增强，B正确；若实验2保温时间太长，大肠杆菌会裂解，释放出含32P的子代噬菌体，使上清液的放射性增强，C正确；实验1和实验2分别标记的是噬菌体的蛋白质和DNA，实验过程中噬菌体的DNA注入大肠杆菌中，在大肠杆菌中繁殖出子代噬菌体，故实验1和实验2能说明DNA能指导蛋白质合成，D正确。]
“二看法”判断子代噬菌体标记情况
噬菌体侵染实验的拓展考查
3．(2022·广东六校联考)T2噬菌体展示技术是将编码蛋白质的基因导入T2噬菌体的基因中，使外源蛋白和T2噬菌体蛋白融合表达，融合蛋白随子代T2噬菌体的重新组装而展示在T2噬菌体表面的一项技术，具体过程如图所示。下列相关叙述正确的是( )
A．该实验中将大肠杆菌换成乳酸菌，实验结果无明显变化
B．外源蛋白和T2噬菌体蛋白融合，依赖宿主细胞高尔基体的加工
C．若用32P标记外源蛋白基因，在任一子代噬菌体中均能检测到放射性
D．若用35S标记大肠杆菌，则可在子代噬菌体表面融合蛋白上检测到35S
D [T2噬菌体是一种专门寄生在大肠杆菌体内的病毒，该实验中将大肠杆菌换成乳酸菌，不能完成实验，A项错误；大肠杆菌没有高尔基体，B项错误；32P 标记外源蛋白基因，应在部分子代噬菌体中能检测到放射性，C项错误；噬菌体利用大肠杆菌的氨基酸合成噬菌体的蛋白质，因此若用35S 标记大肠杆菌，则可在子代噬菌体表面融合蛋白上检测到35 S，D项正确。]
4．如图为T4噬菌体感染大肠杆菌后，大肠杆菌体内放射性RNA与T4噬菌体DNA及大肠杆菌DNA的杂交结果。下列叙述错误的是( )
A．可在培养基中加入3H 尿嘧啶用以标记RNA
B．参与分子杂交的放射性RNA为相应DNA的转录产物
C．第0 min时，与DNA杂交的RNA来自T4噬菌体及大肠杆菌的转录
D．随着感染时间增加，噬菌体DNA的转录增加，细菌基因活动受到抑制
C [尿嘧啶是RNA特有的碱基，可以用3H 尿嘧啶标记RNA，A正确；能与DNA杂交的RNA为相应DNA的转录产物，B正确；在第0 min时，大肠杆菌还没有被T4噬菌体感染，所以在大肠杆菌体内不存在T4噬菌体的DNA，C错误；从图中可以看出，随着感染时间增加，和T4噬菌体DNA杂交的放射性RNA所占百分比越来越高，说明噬菌体DNA的转录增加，而和大肠杆菌DNA杂交的放射性RNA所占百分比越来越低，说明细菌基因活动受到抑制，D正确。]
考查烟草花叶病毒侵染烟草叶实验
5．(2022·广东佛山质检)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。细菌过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。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过滤器后得到滤液，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蒸馏水大量稀释，也能使正常烟草患病。
实验五：将正常叶片研磨液经过细菌过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
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
D [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。细菌过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过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过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的，则加入蒸馏水大量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蒸馏水大量稀释，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。将正常叶片研磨液经过细菌过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，说明烟草花叶病的病原体在无细胞的滤液中不能增殖，D正确。]
1．核心概念
(必修2 P46)“加法原理”和“减法原理”：与常态比较，人为增加某种影响因素的称为“加法原理”，人为去除某种影响因素的称为“减法原理”。
2．结论语句
(1)(必修2 P43)已经加热致死的S型细菌，含有某种促使R型活细菌转化为S型活细菌的活性物质——转化因子。
(2)(必修2 P44)DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。
(3)(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。
1．(2022·海南等级考)某团队从下表①～④实验组中选择两组，模拟T2噬菌体侵染大肠杆菌实验，验证DNA是遗传物质。结果显示：第一组实验检测到放射性物质主要分布在沉淀物中，第二组实验检测到放射性物质主要分布在上清液中。该团队选择的第一、二组实验分别是( )
材料及标记 实验组 T2噬菌体 大肠杆菌
① 未标记 15N标记
② 32P标记 35S标记
③ 3H标记 未标记
④ 35S标记 af未标记
A．①和④ B．②和③
C．②和④ D．④和③
C [噬菌体侵染细菌时，只有DNA进入细菌，蛋白质外壳没有进入，为了区分DNA和蛋白质，可用32P标记噬菌体的DNA，用35S标记噬菌体的蛋白质外壳，根据第一组实验检测到放射性物质主要分布在沉淀物中，说明亲代噬菌体的DNA被32P标记，根据第二组实验检测到放射性物质主要分布在上清液中，说明第二组噬菌体的蛋白质被35S标记，C正确，A、B、D错误。]
2．(2022·湖南选择性考试)T2噬菌体侵染大肠杆菌的过程中，下列哪一项不会发生( )
A．新的噬菌体DNA合成
B．新的噬菌体蛋白质外壳合成
C．噬菌体在自身RNA聚合酶作用下转录出RNA
D．合成的噬菌体RNA与大肠杆菌的核糖体结合
C [T2噬菌体侵染大肠杆菌后，其DNA会在大肠杆菌体内复制，合成新的噬菌体DNA，A正确；T2噬菌体侵染大肠杆菌的过程中，只有DNA进入大肠杆菌，T2噬菌体会用自身的DNA和大肠杆菌的氨基酸等来合成新的噬菌体蛋白质外壳，B正确；噬菌体在大肠杆菌RNA聚合酶作用下转录出RNA，C错误；合成的噬菌体RNA与大肠杆菌的核糖体结合，合成蛋白质，D正确。]
3．(2021·全国乙卷)在格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
B．S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
D [在格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，S型细菌与R型细菌最主要的区别是前者具有多糖类的荚膜，后者不具有多糖类的荚膜，故S型细菌的毒性可能与荚膜多糖有关，A推测合理；加热杀死的S型细菌其蛋白质已经被破坏，而分离出的S型细菌有毒性，即具备活性蛋白，可推出S型细菌的DNA能够进入R型细菌细胞指导蛋白质的合成，B推测合理；加热可使蛋白质变性，由实验结果R型活细菌转化为有毒性的S型活细菌可知，S型细菌的遗传物质未受影响，即加热杀死S型细菌使其蛋白质功能丧失而其DNA功能可能不受影响，C推测合理；S型细菌的DNA经DNA酶处理后，无法完成DNA的复制、转录及翻译等过程，故与R型细菌混合后，无法得到S型细菌，D推测不合理。]
课时分层作业(十七) DNA是主要的遗传物质
1．格里菲思的肺炎链球菌转化实验过程和结果如图所示。下列说法正确的是( )
实验1：R型细菌＋小鼠→存活
实验2：S型细菌＋小鼠→死亡
实验3：S型细菌＋加热＋小鼠→存活
实验4：S型细菌＋加热＋R型细菌＋小鼠→死亡
A．实验1为空白对照组，实验2、3和4均为实验组
B．能从实验2和实验4中死亡的小鼠体内分离出S型活细菌和R型活细菌
C．该实验证明了S型细菌的DNA可在R型活细菌内表达出相应的蛋白质
D．对比实验2、3的结果，说明加热能使有毒性的S型活细菌失去毒性
D [四组实验相互对照，均为实验组，A项错误；实验2中小鼠体内只存在S型细菌，B项错误；该实验只能证明“转化因子”的存在，但不能证明其化学成分，C项错误。]
2．(2022·河北衡水中学检测)为探究格里菲思提出的“转化因子”的化学本质，艾弗里做了以下相关实验：
①先用苯酚氯仿法去除S型细菌中的绝大部分蛋白质，发现其仍然可以发生转化； ②用催化多糖分解的酶处理S型细菌后，其仍然具有转化活性；③不断去除各种成分，最终得到纯化的转化因子，将其与DNA的化学性质进行比较，发现两者几乎一致，据此推断转化因子就是DNA；④用DNA酶处理后，转化因子的转化能力丧失，确认了转化因子就是DNA。下列分析不合理的是( )
A．①的实验结果说明蛋白质不是转化因子
B．②的实验结果说明多糖不是转化因子
C．③中去除的各种成分中包括脂质、RNA等
D．④的实验结果是对③中实验推断的证明
A [①的实验用苯酚氯仿法去除掉的是S型细菌中的绝大部分蛋白质，不是所有蛋白质，因此并不能说明蛋白质不是转化因子，只能说明去除掉的蛋白质不是转化因子。]
3．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”
A [验证Mg是植物必需元素的实验应让缺Mg的营养液与完全营养液进行对照实验，因此，验证Mg是植物必需元素的实验，应利用了“减法原理”。]
4．(2022·江苏南通调研)赫尔希和蔡斯于1952年所做的噬菌体侵染细菌的著名实验进一步证实了DNA是遗传物质。这项实验获得成功的原因之一是噬菌体( )
A．侵染大肠杆菌后会裂解宿主细胞
B．只将其DNA注入大肠杆菌细胞中
C．DNA可用15N同位素标记
D．蛋白质可用32P放射性同位素标记
B [噬菌体侵染大肠杆菌后确实会裂解宿主细胞，但这并不是实验成功的原因，A错误；噬菌体侵染细菌的过程中实现了DNA和蛋白质的完全分离，这样可以单独的研究二者的功能，B正确；DNA和蛋白质外壳都含有N元素，因此不能用15N标记DNA，C错误；蛋白质外壳不含P元素，不能用32P标记蛋白质外壳，D错误。]
5．(2022·江苏南通检测)如图是用32P标记噬菌体并侵染细菌的过程，有关叙述正确的是( )
①用32P标记噬菌体―→―→③搅拌、离心―→
A．过程①32P标记的是噬菌体外壳的磷脂分子和内部的DNA分子
B．过程②应短时保温，有利于吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离
C．过程③离心的目的是析出噬菌体外壳，使被感染的大肠杆菌沉淀
D．过程④沉淀物的放射性很高，说明噬菌体的DNA是遗传物质
C [过程①32P标记的是噬菌体内部的DNA分子，A项错误；过程②应短时保温的目的是让噬菌体侵入细菌细胞，B项错误；过程③离心的目的是析出噬菌体外壳，使被感染的大肠杆菌沉淀，C项正确；过程④沉淀物的放射性很高，说明噬菌体的DNA进入了细菌细胞中，但缺少35S标记噬菌体蛋白质外壳的对照组，因此不能说明噬菌体的DNA是遗传物质，D项错误。]
6．如图表示“T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验”中保温时间与物质放射性强度的变化，下列叙述正确的是( )
甲 乙
A．甲表示在“32P标记的T2噬菌体侵染大肠杆菌实验”中，沉淀物放射性含量的变化
B．甲表示在“35S标记的T2噬菌体侵染大肠杆菌实验”中，沉淀物放射性含量的变化
C．乙表示在“32P标记的T2噬菌体侵染大肠杆菌实验”中，上清液放射性含量的变化
D．乙表示在“35S标记的T2噬菌体侵染大肠杆菌实验”中，上清液放射性含量的变化
D [在“32P标记的T2噬菌体侵染大肠杆菌实验”中，沉淀物放射性含量随保温时间的变化应该是先增加再降低，不能用甲表示，A错误；在“35S标记的T2噬菌体侵染大肠杆菌实验”中，沉淀物放射性含量较低，且与保温时间没有关系，不能用甲表示，B错误；在“32P标记的T2噬菌体侵染大肠杆菌实验”中，上清液放射性含量的变化应该用甲表示，C错误；在“35S标记的T2噬菌体侵染大肠杆菌实验”中，上清液放射性含量较高，且与保温时间没有关系，可用乙表示，D正确。]
7．(2022·江苏南通联考)在探索遗传物质的道路上，格里菲思、艾弗里、赫尔希和蔡斯等人做出了巨大贡献。相关叙述不正确的是( )
A．格里菲思通过观察小鼠存活情况判断S型细菌的DNA是否导致R型细菌的遗传物质发生改变
B．艾弗里体外转化实验中通过观察菌落的特征判断R型细菌是否向S型细菌转化
C．赫尔希和蔡斯通过检测离心后试管中上清液和沉淀物的放射性差异推测侵入细菌的物质
D．格里菲思、艾弗里、赫尔希和蔡斯等人通过一系列的实验最终证明了 DNA是遗传物质
A [格里菲思通过观察小鼠存活情况判断加热杀死的S型细菌中存在“转化因子”，能将R型细菌转化成S型细菌，A错误；艾弗里体外转化实验中，分别将S型细菌的DNA、蛋白质和多糖等与R型细菌混合培养，观察菌落的特征判断R型细菌是否转化为S型细菌，从而确定谁是遗传物质，B正确；赫尔希和蔡斯通过同位素标记技术，以离心后试管中上清液和沉淀物的放射性差异推测侵入细菌的物质，从而确定遗传物质，C正确；格里菲思、艾弗里、赫尔希和蔡斯等人通过一系列的实验，一步步排除实验中可能存在的干扰，最终证明了DNA是遗传物质，D正确。]
8．如图为肺炎链球菌转化实验的部分图解，请据图回答：
(1)该实验是__________________所做的肺炎链球菌转化实验的部分图解。
(2)该实验是在________实验的基础上进行的。
(3)S型细菌的细胞提取物中，使R型细菌发生转化的物质最可能是________。
(4)为进一步探究细胞提取物中使R型细菌发生转化的化学物质成分，他们又设计了下面的实验。
实验中加入DNA酶的目的是__________________________，当细胞提取物中加入DNA酶时，他们观察到的实验现象是__________________。
(5)该实验能够说明__________________________________________________
_____________________________________________________________________。
[答案] (1)艾弗里及其同事(艾弗里) (2)格里菲思 (3)核酸 (4)催化细胞提取物中的DNA水解 培养基中只出现R型细菌 (5)蛋白质、RNA和脂质不是遗传物质，DNA是遗传物质
9．如图为用32P标记的T2噬菌体侵染大肠杆菌(T2噬菌体专性寄生在大肠杆菌细胞内)的实验，据图回答下列问题：
(1)锥形瓶中的培养液是用来培养________的，其营养成分中是否含32P？________。
(2)对下列可能出现的实验误差进行分析：
①测定发现在搅拌后的上清液中含有0.8%的放射性，最可能的原因是培养时间较短，有部分噬菌体___________，仍存在于__________________________。
②当接种噬菌体后培养时间过长，发现在搅拌后的上清液中也有放射性，最可能的原因是增殖后的噬菌体____________。
(3)请你设计一个给T2噬菌体标记32P的实验：
①配制适合培养大肠杆菌的培养基，在培养基中加入______________，作为合成DNA的原料，将________培养在该培养基中；
②________________________；
③培养一段时间后获得所需要的T2噬菌体，其体内的________被标记上32P。
[答案] (1)大肠杆菌 不含有 (2)①没有侵入大肠杆菌 培养液中(上清液中) ②从大肠杆菌体内释放出来 (3)①32P标记的脱氧核苷酸 大肠杆菌 ②用上述大肠杆菌培养噬菌体 ③DNA
10．(2022·广东肇庆一中高三月考)探究噬菌体的遗传物质过程中，研究人员提出了三种假说：①仅蛋白质是遗传物质；②仅DNA是遗传物质；③蛋白质和DNA都是遗传物质，并据此推断噬菌体侵染大肠杆菌的过程如图甲所示。若用32P标记噬菌体，使其侵染未标记的大肠杆菌，经搅拌、离心后结果如图乙所示，下列分析不正确的是( )
图甲 图乙
A．若假说①成立，则放射性主要集中在上清液中
B．若假说②成立，则放射性主要集中在沉淀物中
C．利用该实验无法区分开假说②③
D．若用32P和35S同时标记噬菌体，则通过该实验可以确定假说②是否正确
D [若假说①成立，蛋白质进入大肠杆菌，DNA未进入，则放射性集中在上清液中，A正确；若假说②成立，DNA进入大肠杆菌，蛋白质未进入，则放射性集中在沉淀物中，B正确；假说③的DNA和蛋白质都进入大肠杆菌，因此利用该实验无法区分开假说②③，C正确；若用32P和35S同时标记噬菌体，则假说②的上清液和沉淀物都有放射性，无法确定假说②是否正确，D错误。故选D。]
11．(2022·广东珠海高三模拟)用等体积的缓冲液、感染复数依次为0.1、1.0、10.0的噬菌体与等量的肺炎克雷伯氏菌悬液混合培养(感染复数指侵染时噬菌体与细菌个数之比，感染复数越高，细菌裂解越快)，定时测定各组的细菌数量，结果如下图所示。下列叙述错误的是( )
A．该研究所用裂解性噬菌体不可能是T2噬菌体
B．a组是缓冲液组，b组是感染复数为0.1的噬菌体组
C．用感染复数相对较高的噬菌体治疗小鼠肺炎会更有效
D．b组噬菌体与细菌混合约4 h后，被感染细菌开始裂解
D [T2噬菌体专一性侵染大肠杆菌，不侵染肺炎克雷伯氏菌，A正确；a组细菌数量不下降，对应缓冲液组，b组细菌数量减少最晚，对应感染复数为0.1的噬菌体组，B正确；用感染复数相对较高的噬菌体治疗小鼠肺炎，可使细菌数量快速下降，效果会更好，C正确；b组噬菌体与细菌混合约4 h时，细菌数量达到最大值，此时细菌增殖速率等于裂解速率，在此之前被感染细菌即开始裂解，D错误。]
12．(2021·湖南怀化联考)肺炎链球菌转化时，加热杀死的S型细菌的DNA进入R型细菌的前提是R型细菌处于感受态(细胞的通透性变大，便于外源基因进入的状态)。感受态的R型细菌会分泌细胞壁自溶素溶解自身细胞壁，暴露出细胞膜上的DNA结合蛋白等，最终得到转化菌和原型菌(R型细菌)。转化过程如图所示。下列说法不正确的是( )
A．可通过肉眼观察或显微镜观察区分S型细菌和R型细菌
B．加热杀死的S型细菌的其中一条DNA单链是被自身的DNA酶降解
C．肺炎链球菌转化实验的实质是基因重组
D．转化菌的性状与S型细菌不完全相同
B [S型细菌有多糖荚膜，菌落光滑，R型细菌没有多糖荚膜，菌落粗糙，因此可肉眼观察或显微镜观察细菌区分两种细菌，A正确；加热杀死的S型细菌中，DNA酶会变性失活，因此加热后DNA酶不能发挥催化作用，所以其中一条DNA单链不是自身的DNA酶降解的，B错误；由R型细菌转化成S型细菌，实质上是S型细菌的DNA片段进入了R型细菌的细胞内进行表达，肺炎链球菌转化实验的实质是基因重组，C正确；转化后的S型细菌中含有R型细菌的基因，因此转化菌与S型细菌性状不完全相同，D正确。]
13．科研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作了如下标记。请回答下列问题：
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)第二组实验中，子代噬菌体蛋白质外壳中存在的氧元素是________。一般来说，第三组实验中，子代噬菌体的DNA中________(填“一定含有”“一定不含有”或“不一定含有”)14C。
(2)假设在第一组实验中，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35S的噬菌体分别占子代噬菌体总数的________。
(3)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__________、________________。
(4)若第一组和第三组的噬菌体标签脱落，无法辨别，请设计实验进行鉴别，写出实验设计思路：
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
[解析] (1)第二组实验中，子代噬菌体的原料来自大肠杆菌，所以蛋白质外壳中存在的氧元素是18O。一般来说，第三组实验中，子代噬菌体的DNA中不一定含有14C，只有少量子代噬菌体含有原噬菌体DNA的一条链。(2)假设在第一组实验中，噬菌体DNA在细菌体内复制了三次，由于大肠杆菌用32P标记，而用35S标记的噬菌体蛋白质外壳没有进入大肠杆菌，所以从细菌体内释放出的子代噬菌体中含有32P的噬菌体和35S的噬菌体分别占子代噬菌体总数的100%、0。(3)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沉淀物、沉淀物和上清液。(4)若第一组和第三组的噬菌体标签脱落，无法辨别，可设计如下实验进行鉴别：让两组的噬菌体分别侵染未标记的大肠杆菌，保温、离心，比较沉淀物中放射性强度大小，放射性强度很低的是第一组噬菌体，放射性强度较高的是第三组噬菌体。
[答案] (1)18O 不一定含有 (2)100%、0
(3)沉淀物 沉淀物和上清液 (4)让两组的噬菌体分别侵染未标记的大肠杆菌，保温、离心，比较沉淀物中放射性强度大小，放射性强度很低的是第一组噬菌体，放射性强度较高的是第三组噬菌体
(教师用书独具)
烟草花叶病毒(TMV)和车前草病毒(HRV)都能感染烟叶，但二者的病斑不同，如图所示。下列说法中不正确的是 ( )
A．a过程表示用TMV的蛋白质外壳感染烟叶，结果说明TMV的蛋白质外壳没有侵染作用
B．b过程表示用HRV的RNA单独接种烟叶，结果说明其有侵染作用
C．c、d过程表示用TMV的外壳和HRV的RNA合成的“杂种病毒”接种烟叶，结果说明该“杂种病毒”有侵染作用，表现病症为感染车前草病毒症状，并能从中分离出车前草病毒
D．该实验证明只有车前草病毒的RNA是遗传物质，蛋白质外壳和烟草花叶病毒的RNA不是遗传物质
D [a过程表示用TMV的蛋白质外壳感染烟叶，烟叶没有出现病斑，说明TMV的蛋白质外壳没有侵染作用，A正确；b过程中烟叶出现病斑，表示用HRV的RNA单独接种烟叶，其有侵染作用，B正确；c、d过程表示用TMV外壳和HRV的RNA合成的“杂种病毒”接种烟叶，结果出现病斑，并能从中分离出车前草病毒，说明该“杂种病毒”有侵染作用，表现病症为感染车前草病毒症状，C正确；该实验证明了车前草病毒的RNA是遗传物质，蛋白质外壳不是遗传物质，但未证明烟草花叶病毒的RNA不是遗传物质，D错误。]
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