第3章 基因的本质
第1节 DNA是主要的遗传物质
必会知识一 肺炎链球菌的转化实验
1．对遗传物质的早期推测
(1)主导观点
①观点：________是生物体的遗传物质。
②理由：氨基酸______________的排列顺序，可能蕴含着__________。
(2)对DNA的认识
①DNA是由许多____________聚合而成的生物大分子，脱氧核苷酸的化学组成包括磷酸、碱基和脱氧核糖。
②组成DNA的脱氧核苷酸有____种，每一种有一个特定的碱基。
③对DNA的结构没有清晰的了解。
2．肺炎链球菌的类型
项目 S型细菌 R型细菌
菌落 表面______ 表面______
菌体
有无致病性
3.格里菲思的肺炎链球菌转化实验
组别 实验过程及结果 结论
第一组 R型活细菌小鼠________ 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——________
第二组 S型活细菌小鼠______S型活细菌
第三组 加热致死的S型细菌小鼠________
第四组 小鼠____S型活细菌
4.艾弗里的肺炎链球菌转化实验
(1)实验过程及结果
(2)结论：________才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。
(3)“加法原理”和“减法原理”
①与常态比较，人为________某种影响因素的称为“加法原理”。例如：“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验。
②与常态比较，人为________某种影响因素的称为“减法原理”。例如：艾弗里的肺炎链球菌转化实验。
[例1]将S型肺炎链球菌注入小鼠体内，会引起小鼠患败血症死亡。下列有关肺炎链球菌的转化实验的叙述，正确的是（ ）
A．S型细菌利用小鼠细胞的核糖体合成细菌的蛋白质
B．无毒的R型细菌转化为有毒的S型细菌属于基因重组
C．在培养R型细菌的培养基中添加S型细菌的DNA酶后出现的只有S型细菌
D．艾弗里的实验证实加热致死的S型细菌体内存在的转化因子是RNA
[例2]肺炎链球菌体内转化实验的部分过程如图所示。下列有关叙述正确的是（ ）
A．S型肺炎链球菌的菌落表面是粗糙的，R型肺炎链球菌的菌落表面是光滑的
B．与R型菌相比，S型菌的毒性可能与荚膜多糖有关
C．从图中病死小鼠中分离得到的肺炎链球菌只有S型细菌而无R型细菌
D．该实验证明了R型细菌转化为S型细菌是由S型细菌的DNA引起的
必会知识二 噬菌体侵染细菌的实验
1．实验者：________________。
2．实验方法：________________________技术。
3．实验材料：T2噬菌体和大肠杆菌。
(1)T2噬菌体的模式图
(2)生活方式：专门寄生在____________体内。
(3)增殖特点：在__________________________________________________________的作用下，利用____________________________________体内的物质来合成自身的组成成分，进行大量增殖。当噬菌体增殖到一定数量后，大肠杆菌裂解，释放出大量的噬菌体。
4．实验过程
(1)用标记的噬菌体侵染大肠杆菌时，需要____________保温，然后搅拌、离心。
(2)搅拌的目的是_______________________________________________________________。
(3)离心的目的是_______________________________________________________________
_____________________________________________________________________________。
5．实验结果及分析
(1)放射性同位素在试管中的分布情况表明：噬菌体侵染细菌时，________进入细菌的细胞中，而____________仍留在细胞外。
(2)子代噬菌体的标记情况表明：子代噬菌体的各种性状，是通过________________遗传的。
6．实验结论：____________才是噬菌体的遗传物质。
[例1]赫尔希与蔡斯用32P标记T2噬菌体与无标记的细菌培养液混合，一段时间后经过搅拌、离心得到了上清液和沉淀物。与此有关的叙述正确的是（ ）
A．搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离
B．离心前混合时间长短不会影响实验结论的研究
C．可用酵母菌代替大肠杆菌
D．用32P标记的是T2噬菌体的碱基腺嘌呤
[例2]下图为探究 DNA 是遗传物质的两个实验的示意图，图甲表示肺炎链球菌的转化实验，图乙表示噬菌体侵染细菌的实验。下列叙述正确的是（ ）
A．图甲实验中的 R 型细菌来自 S 型细菌的转化
B．艾弗里的实验证明了 DNA 是主要的遗传物质
C．若仅延长图乙中的培养时间，则在充分搅拌和离心后，上清液中的放射性强度不变
D．若图乙实验改用32P标记，则培养时间过短或过长均会导致上清液中的放射性强度下降
必会知识三 生物的遗传物质
1．RNA是遗传物质的实验证据
(1)实验材料：烟草花叶病毒(只含有蛋白质和________)、烟草。
(2)实验过程
(3)结论：烟草花叶病毒的遗传物质是____________________________________________。
2．DNA是主要的遗传物质：绝大多数生物的遗传物质是________，只有极少数生物的遗传物质是________。因此，________是主要的遗传物质。
[例1]某种烟草花叶病毒（TMV）能够侵染烟草，使烟草患花叶病。从TMV中提取出物质X和物质W，再将这两种物质分别感染烟草，结果发现，只有物质X能使烟草感染病毒患花叶病。结合所学知识判断，物质X和物质W可能是（ ）
A．RNA、蛋白质 B．DNA、多糖
C．DNA、蛋白质 D．RNA、多糖
[例2]不同品种烟草对病毒的抗性不同，已知烟草花叶病毒（TMV）和车前草花叶病毒（PLAMV）均为RNA病毒。甲品种烟草受TMV感染后可表现出敏感症状，受PLAMV感染后无症状，而乙品种烟草与甲品种烟草的表现恰好相反。下表所示的实验中（＋代表加入，－代表未加入），烟草可表现出敏感症状的是（ ）
组别 Ⅰ（甲品种） Ⅱ（甲品种） Ⅲ（乙品种） Ⅳ（乙品种）
TMV的蛋白质外壳＋PLAMV的RNA ＋ － ＋ －
PLAMV的蛋白质外壳＋TMV的RNA － ＋ － ＋
A．Ⅰ、Ⅲ B．Ⅱ、Ⅳ C．Ⅰ、Ⅳ D．Ⅱ、Ⅲ
难点知识一 DNA是主要遗传物质经典实验分析
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
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
命题角度1 肺炎双球菌的转化实验
如图为“DNA是主要的遗传物质”论证模型。下列叙述正确的是（ ）
A．艾弗里实验的检测指标是观察培养基中菌落的种类
B．肺炎链球菌体内转化实验能证明DNA是遗传物质
C．赫尔希和蔡斯实验中可用14C代替32P标记DNA
D．烟草花叶病毒（TMV）侵染烟草的实验证明了RNA是TMV的主要遗传物质
命题角度2 噬菌体侵染细菌的实验
下图为“噬菌体侵染大肠杆菌”的实验示意图。假定在以下实验条件下，不考虑大肠杆菌的裂解。下列叙述正确的是（ ）
A．本实验属于空白对照实验，其中A组是实验组，B组是对照组
B．A组和B组试管Ⅲ上清液中的放射性强度均与搅拌是否充分密切相关
C．若B组用15N代替35S标记大肠杆菌，则试管Ⅲ沉淀中的子代噬菌体含有15N
D．若A组用15N代替32P标记大肠杆菌，则试管Ⅲ的上清液中会出现很高的放射性
难点知识二 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。
命题角度1 加法原理
在探索DNA是遗传物质的过程中，艾弗里及其同事进行了肺炎链球菌（S型细菌）的体外转化实验。下列相关叙述正确的是（ ）
A．实验证明了DNA是肺炎链球菌的主要遗传物质
B．实验中可通过观察菌落的形态来判断是否发生转化
C．实验中利用了酶的专一性，DNA酶的作用是水解R型细菌的DNA
D．艾弗里在进行该实验的过程中运用了加法原理
命题角度2 减法原理
下列有关遗传物质探究实验的叙述错误的是（ ）
A．在肺炎链球菌体内转化实验中，实验检测指标仅有一个是小鼠的存活情况
B．在肺炎链球菌体外转化实验中，向细胞提取物中添加酶，运用了减法原理
C．在标记的噬菌体组，保温后，搅拌离心，沉淀物中有少量放射性是因为搅拌不充分
D．从烟草花叶病毒中提取的RNA能使烟草染病，而提取的蛋白质则不能，所以该病毒的遗传物质是RNA
一、单选题
1．科学技术和科学方法推动了生物学的研究与发展，下列叙述正确的是（ ）
A．赫尔希和蔡斯用32P、35S分别标记T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验证明了DNA是主要的遗传物质
B．艾弗里实验中向细胞提取物中加入不同的酶利用了“加法原理”
C．萨顿提出“基因位于染色体上”这一结论运用了假说-演绎法
D．摩尔根通过果蝇杂交实验证明了基因位于染色体上
2．在探索遗传本质的过程中，科学发现与使用的研究方法配对正确的是（ ）
①1866年孟德尔根据豌豆杂交实验，提出遗传定律
②1910年摩尔根进行果蝇杂交实验，证明基因位于染色体上
③20世纪40年代，艾弗里和他的同事们证明DNA是遗传物质的实验
A．①假说—演绎法、②假说—演绎法、③减法原理
B．①假说—演绎法、②减法原理、③假说—演绎法
C．①假说—演绎法、②假说—演绎法、③加法原理
D．①加法原理、②假说—演绎法、③假说—演绎法
3．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．图乙中用含放射性同位素35S的培养基标记噬菌体蛋白质
C．图乙中噬菌体增殖需要细菌提供原料、能量、酶等
D．图乙实验中沉淀物中新形成的子代噬菌体无放射性
4．下图是用35S或32P标记的T2噬菌体侵染未标记大肠杆菌的实验示意图。下列分析正确的是（ ）
A．应分别用含35S或32P的培养基培养噬菌体，得到含35S或32P标记的噬菌体
B．放射性检测的结果是a、d中放射性很高，b、c中放射性很低
C．若实验二中c的放射性偏高，与④过程中搅拌不充分有关
D．实验一和实验二的部分子代噬菌体均含有放射性
5．现有新发现的一种感染A细菌的病毒B，科研人员设计了如图所示的两种方法，来探究该病毒的遗传物质是DNA还是RNA。一段时间后，检测甲、乙两组子代病毒B的放射性和丙、丁两组子代病毒B的产生情况。下列相关说法错误的是（ ）
A．酶解法中，向丙、丁两组分别加入DNA酶和RNA酶，应用了减法原理
B．若甲组产生的子代病毒B有放射性而乙组没有，则说明该病毒的遗传物质是RNA
C．同位素标记法中，若换用3H标记上述两种核苷酸，也能实现实验目的
D．若丙组能产生子代病毒B而丁组不能产生，则说明该病毒的遗传物质是RNA
6．赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染大肠杆菌实验，证实了DNA是噬菌体的遗传物质。下列关于该实验的叙述，正确的是（ ）
A．利用32P标记的噬菌体实验中，只有少量的子代噬菌体具有放射性
B．实验中，可以用肺炎链球菌替代大肠杆菌进行实验，来探究噬菌体的遗传物质
C．利用32P标记的噬菌体实验中，上清液放射性很高可能是搅拌不充分导致的
D．利用35S标记的噬菌体实验中，沉淀物放射性很高可能是保温时间过长导致的
7．某科研小组对“噬菌体侵染细菌实验”过程中搅拌时间与放射性强弱关系进行了研究，结果如图所示。下列分析错误的是（ ）
A．搅拌6min时被侵染的细菌放射性保持在100%，说明细菌基本未发生裂解
B．上清液中35S先增大后保持在80%左右，搅拌4min后仍有20%左右的噬菌体没有与细菌脱离
C．上清液中32P的标记有30%，原因是有部分标记的噬菌体还没有侵染细菌
D．若用3H、32P、35S同时标记噬菌体，侵染细菌后产生的子代噬菌体DNA中也能找到3H、32P和35S
8．TM4是一种双链DNA噬菌体，其侵染耻垢分枝杆菌的过程与T2噬菌体侵染大肠杆菌相似。实验小组用35S标记的TM4噬菌体分别侵染含有stpK7基因（甲组）和不含有stpK7基因（乙组）的耻垢分枝杆菌，结果发现：乙组沉淀物的放射性强度显著低于甲组，据此推测耻垢分枝杆菌内stpK7基因的作用可能是（ ）
A．增强TM4噬菌体对细菌的吸附能力
B．促进耻垢分枝杆菌发生细胞裂解
C．促进TM4噬菌体的DNA侵入细胞
D．抑制TM4噬菌体的蛋白质进入细胞
二、多选题
9．某兴趣小组模拟“T2噬菌体侵染大肠杆菌实验”，实验过程如下图所示。在实验操作正确的情况下，下列相关叙述错误的是（ ）
A．沉淀放射性很高，证明亲代T2噬菌体32P标记的DNA进入大肠杆菌
B．子代T2噬菌体均会被32P标记
C．子代T2噬菌体的蛋白质带有35S标记
D．T2噬菌体的蛋白质是在大肠杆菌DNA的控制下合成的
10．下图为T2噬菌体侵染细菌实验中部分实验过程和结果示意图，下列叙述错误的是（ ）
A．本实验前需要用含32P的培养基培养T2噬菌体
B．离心的目的是让上清液中析出质量较轻的T2噬菌体颗粒
C．保温时间越长，则沉淀物的放射性强度越高
D．该实验说明T2噬菌体的遗传物质主要是DNA
11．下图为肺炎链球菌的三组转化实验的示意图，相关叙述正确的有（ ）
A．甲组实验出现S型细菌，说明S型细菌中存在能使R型细菌转化为S型细菌的物质
B．乙组实验中R型细菌可以发生转化，培养后全部为S型细菌
C．丙组实验结果说明肺炎链球菌的主要遗传物质是DNA，蛋白质不是遗传物质
D．上述实验运用了细菌培养技术进行体外转化实验，减少了体内无关变量的干扰
12．在如图R型细菌转化为S型细菌的基础上,某同学增加了一组实验,将加热致死的R型细菌与S型活细菌混合注入小鼠甲获得小鼠乙。下列分析正确的有（ ）
A．该实验证明了荚膜是格里菲思所说的转化因子
B．加热杀死S型菌过程中破坏了部分磷酸二酯键
C．X基因与R型菌DNA重组的结构基础是两者都是双螺旋结构
D．从小鼠乙中提取肺炎链球菌培养,培养基上一定是光滑的菌落
三、解答题
13．1952年赫尔希和蔡斯完成了著名的噬菌体侵染大肠杆菌实验，下图1是噬菌体结构模式图；图2是他们所做实验中的一组。请回答下列问题：
(1)图1中，噬菌体的核酸位于 （填图中字母）中。
(2)在图2实验过程中，搅拌的目的是 ，离心的目的是 。
(3)噬菌体利用来自 的氨基酸合成蛋白质外壳，合成的场所是 。
(4)图2实验利用了同位素标记法，由实验结果可知，此次实验标记的元素是 ，根据该组实验结果可以说明 进入了细菌。
(5)上述实验中， （填“能”或“不能”）用15N来标记噬菌体的DNA，理由是 。该实验的结论是 。
14．1928年，格里菲思用肺炎链球菌在小鼠体内进行著名的转化实验如图1所示；紧接着艾弗里团队在体外证明DNA是遗传物质的实验过程如图2所示：继格里菲思和艾弗里之后，1952年美国遗传学家赫尔希和助手蔡斯完成了另一个有说服力的实验—T2噬菌体侵染细菌实验如图3所示，请回答下列有关问题：
(1)由图1的四组实验结果可以得出什么实验结论？ 。
(2)图2实验中， 组（填序号）对照可以证明S型活细菌DNA是转化因子。
(3)图3实验过程中被标记的噬菌体与未标记的细菌混合过后还要保温一段时间，然后再进行搅拌和离心处理，最后再检测上清液和沉淀物中的放射性。上述操作中如果保温时间过短，被标记的噬菌体 （填“能”或“不能”）全部侵染到细菌体内，若保温时间过长，会使上清液中放射性含量 ，其可能的原因是 。图3实验能检测到放射性是因为利用了 技术，能否直接用35S或32P标记的培养基来培养T2噬菌体，为什么？ 。
2 / 2第3章 基因的本质
第1节 DNA是主要的遗传物质
必会知识一 肺炎链球菌的转化实验
1．对遗传物质的早期推测
(1)主导观点
①观点：蛋白质是生物体的遗传物质。
②理由：氨基酸多种多样的排列顺序，可能蕴含着遗传信息。
(2)对DNA的认识
①DNA是由许多脱氧核苷酸聚合而成的生物大分子，脱氧核苷酸的化学组成包括磷酸、碱基和脱氧核糖。
②组成DNA的脱氧核苷酸有4种，每一种有一个特定的碱基。
③对DNA的结构没有清晰的了解。
2．肺炎链球菌的类型
项目 S型细菌 R型细菌
菌落 表面光滑 表面粗糙
菌体
有无致病性 有 无
3.格里菲思的肺炎链球菌转化实验
组别 实验过程及结果 结论
第一组 R型活细菌小鼠不死亡 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
第二组 S型活细菌小鼠死亡S型活细菌
第三组 加热致死的S型细菌小鼠不死亡
第四组 小鼠死亡S型活细菌
4.艾弗里的肺炎链球菌转化实验
(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)“加法原理”和“减法原理”
①与常态比较，人为增加某种影响因素的称为“加法原理”。例如：“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验。
②与常态比较，人为去除某种影响因素的称为“减法原理”。例如：艾弗里的肺炎链球菌转化实验。
[例1]将S型肺炎链球菌注入小鼠体内，会引起小鼠患败血症死亡。下列有关肺炎链球菌的转化实验的叙述，正确的是（ ）
A．S型细菌利用小鼠细胞的核糖体合成细菌的蛋白质
B．无毒的R型细菌转化为有毒的S型细菌属于基因重组
C．在培养R型细菌的培养基中添加S型细菌的DNA酶后出现的只有S型细菌
D．艾弗里的实验证实加热致死的S型细菌体内存在的转化因子是RNA
【答案】B
【详解】A、S型细菌是原核生物，自身含有核糖体，可直接合成蛋白质，无需依赖小鼠细胞的核糖体，A错误；
B、R型细菌转化为S型细菌是由于其吸收了S型细菌的DNA，并整合到自身基因组中，该过程属于基因重组（水平基因转移），B正确；
C、DNA酶会分解S型细菌的DNA，导致R型细菌无法获取转化所需的遗传物质，培养基中仍为R型细菌，C错误；
D、艾弗里的实验证明DNA是转化因子，而非RNA，D错误。
故选B。
[例2]肺炎链球菌体内转化实验的部分过程如图所示。下列有关叙述正确的是（ ）
A．S型肺炎链球菌的菌落表面是粗糙的，R型肺炎链球菌的菌落表面是光滑的
B．与R型菌相比，S型菌的毒性可能与荚膜多糖有关
C．从图中病死小鼠中分离得到的肺炎链球菌只有S型细菌而无R型细菌
D．该实验证明了R型细菌转化为S型细菌是由S型细菌的DNA引起的
【答案】B
【详解】A、有荚膜的S型肺炎链球菌的菌落光滑，无荚膜的R型肺炎链球菌的菌落粗糙，A错误；
B、S型菌有荚膜，R型菌无荚膜，S型菌毒性更强，推测S型菌的毒性可能与荚膜多糖有关，B正确；
C、加热致死的S型菌与R型菌混合后注入小鼠体内，部分R型菌可转化为S型菌，但并非所有R型菌都转化，所以从病死小鼠中分离得到的肺炎链球菌有S型也有R型，C错误；
D、该实验证明加热杀死的S型菌中，一定有一种物质能把某些R型菌转化为S型菌，并未证明R型菌转化为S型菌是由S型菌的DNA引起的，D错误。
故选B。
必会知识二 噬菌体侵染细菌的实验
1．实验者：赫尔希和蔡斯。
2．实验方法：放射性同位素标记技术。
3．实验材料：T2噬菌体和大肠杆菌。
(1)T2噬菌体的模式图
(2)生活方式：专门寄生在大肠杆菌体内。
(3)增殖特点：在自身遗传物质的作用下，利用大肠杆菌体内的物质来合成自身的组成成分，进行大量增殖。当噬菌体增殖到一定数量后，大肠杆菌裂解，释放出大量的噬菌体。
4．实验过程
(1)用标记的噬菌体侵染大肠杆菌时，需要短时间保温，然后搅拌、离心。
(2)搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离。
(3)离心的目的是让上清液中析出质量较轻的T2噬菌体颗粒，而离心管的沉淀物中留下被侵染的大肠杆菌。
5．实验结果及分析
(1)放射性同位素在试管中的分布情况表明：噬菌体侵染细菌时，DNA进入细菌的细胞中，而蛋白质外壳仍留在细胞外。
(2)子代噬菌体的标记情况表明：子代噬菌体的各种性状，是通过亲代的DNA遗传的。
6．实验结论：DNA才是噬菌体的遗传物质。
[例1]赫尔希与蔡斯用32P标记T2噬菌体与无标记的细菌培养液混合，一段时间后经过搅拌、离心得到了上清液和沉淀物。与此有关的叙述正确的是（ ）
A．搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离
B．离心前混合时间长短不会影响实验结论的研究
C．可用酵母菌代替大肠杆菌
D．用32P标记的是T2噬菌体的碱基腺嘌呤
【答案】A
【详解】A、搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体外壳蛋白与细菌分离，A正确；
B、如果离心前混合时间过长，可能使一些含32P的子代噬菌体就会从细菌中释放出来，会导致上清液中放射性升高，如果离心前混合时间过短，则噬菌体没有完全侵入，会导致上清液中放射性升高，B错误；
C、T2噬菌体是专门寄生在大肠杆菌内部的病毒，不能用酵母菌替代大肠杆菌，C错误；
D、32P标记的是T2噬菌体DNA中的磷酸基团，腺嘌呤不含P元素，D错误。
故选A。
[例2]下图为探究 DNA 是遗传物质的两个实验的示意图，图甲表示肺炎链球菌的转化实验，图乙表示噬菌体侵染细菌的实验。下列叙述正确的是（ ）
A．图甲实验中的 R 型细菌来自 S 型细菌的转化
B．艾弗里的实验证明了 DNA 是主要的遗传物质
C．若仅延长图乙中的培养时间，则在充分搅拌和离心后，上清液中的放射性强度不变
D．若图乙实验改用32P标记，则培养时间过短或过长均会导致上清液中的放射性强度下降
【答案】C
【详解】A、在图甲（肺炎链球菌转化实验）中，R型细菌是原本就存在的，并非来自S型细菌的转化。S型细菌的DNA能使部分R型细菌转化为S型细菌，A错误；
B、艾弗里的实验通过对S型细菌的DNA、蛋白质等物质分别进行研究，证明了DNA是遗传物质，而 “DNA是主要的遗传物质” 是综合多个生物（如部分病毒以RNA为遗传物质）的研究后得出的结论，B错误；
C、图乙中用35S标记噬菌体的蛋白质外壳。噬菌体侵染细菌时，蛋白质外壳留在细菌外面，不进入细菌内部。充分搅拌可使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离，离心后蛋白质外壳主要分布在上清液中。延长培养时间，对蛋白质外壳的分布（上清液中放射性强度）无影响，C正确；
D、培养时间过短，部分噬菌体还未侵染细菌，离心后这些噬菌体（含32P）会进入上清液，导致上清液放射性强度上升。培养时间过长，细菌裂解，子代噬菌体释放出来，离心后子代噬菌体（含32P）会进入上清液，也会导致上清液放射性强度上升，D错误。
故选C。
必会知识三 生物的遗传物质
1．RNA是遗传物质的实验证据
(1)实验材料：烟草花叶病毒(只含有蛋白质和RNA)、烟草。
(2)实验过程
(3)结论：烟草花叶病毒的遗传物质是RNA。
2．DNA是主要的遗传物质：绝大多数生物的遗传物质是DNA，只有极少数生物的遗传物质是RNA。因此，DNA是主要的遗传物质。
[例1]某种烟草花叶病毒（TMV）能够侵染烟草，使烟草患花叶病。从TMV中提取出物质X和物质W，再将这两种物质分别感染烟草，结果发现，只有物质X能使烟草感染病毒患花叶病。结合所学知识判断，物质X和物质W可能是（ ）
A．RNA、蛋白质 B．DNA、多糖
C．DNA、蛋白质 D．RNA、多糖
【答案】A
【分析】TMV由蛋白质外壳和RNA组成，其遗传物质为RNA。病毒侵染宿主时，遗传物质需进入宿主细胞才能完成复制，而单独的蛋白质无法引发感染。
【详解】A、RNA是TMV的遗传物质，能够指导病毒复制，使烟草患病；蛋白质仅构成病毒外壳，单独感染时无法复制，A正确；
B、TMV不含DNA，且多糖并非其组成成分，B错误；
C、TMV的遗传物质是RNA而非DNA，C错误；
D、TMV不含多糖，W应为蛋白质而非多糖，D错误；
故选A。
[例2]不同品种烟草对病毒的抗性不同，已知烟草花叶病毒（TMV）和车前草花叶病毒（PLAMV）均为RNA病毒。甲品种烟草受TMV感染后可表现出敏感症状，受PLAMV感染后无症状，而乙品种烟草与甲品种烟草的表现恰好相反。下表所示的实验中（＋代表加入，－代表未加入），烟草可表现出敏感症状的是（ ）
组别 Ⅰ（甲品种） Ⅱ（甲品种） Ⅲ（乙品种） Ⅳ（乙品种）
TMV的蛋白质外壳＋PLAMV的RNA ＋ － ＋ －
PLAMV的蛋白质外壳＋TMV的RNA － ＋ － ＋
A．Ⅰ、Ⅲ B．Ⅱ、Ⅳ C．Ⅰ、Ⅳ D．Ⅱ、Ⅲ
【答案】D
【详解】A、组Ⅰ（甲品种）含TMV蛋白质和PLAMV的RNA，RNA为PLAMV的遗传物质，甲品种对PLAMV有抗性，无症状，A错误；
B、组Ⅳ（乙品种）含PLAMV蛋白质和TMV的RNA，RNA为TMV的遗传物质，乙品种对TMV有抗性，无症状，B错误；
C、组Ⅳ（乙品种）含PLAMV蛋白质和TMV的RNA，RNA为TMV的遗传物质，乙品种对TMV有抗性，无症状，C错误；
D、组Ⅱ（甲品种）含PLAMV蛋白质和TMV的RNA，RNA为TMV的遗传物质，甲品种对MV敏感，组Ⅲ同理，D正确
故选D。
难点知识一 DNA是主要遗传物质经典实验分析
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
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
命题角度1 肺炎双球菌的转化实验
如图为“DNA是主要的遗传物质”论证模型。下列叙述正确的是（ ）
A．艾弗里实验的检测指标是观察培养基中菌落的种类
B．肺炎链球菌体内转化实验能证明DNA是遗传物质
C．赫尔希和蔡斯实验中可用14C代替32P标记DNA
D．烟草花叶病毒（TMV）侵染烟草的实验证明了RNA是TMV的主要遗传物质
【答案】A
【详解】A、艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验，通过观察培养基中菌落的种类数（R型菌和S型菌的菌落不同）来判断转化是否成功，以此作为检查指标，A正确；
B、肺炎链球菌体内转化实验只能证明S型菌中存在“转化因子”，不能直接证明DNA是遗传物质，B错误；
C、DNA和蛋白质均含有C元素，无法区分，所以不可以用14C代替32P标记DNA，C错误；
D、烟草花叶病毒（TMV）侵染烟草的实验证明了RNA是TMV的遗传物质，而非“主要”遗传物质（该实验仅说明TMV自身的遗传物质是RNA），D错误。
故选A。
命题角度2 噬菌体侵染细菌的实验
下图为“噬菌体侵染大肠杆菌”的实验示意图。假定在以下实验条件下，不考虑大肠杆菌的裂解。下列叙述正确的是（ ）
A．本实验属于空白对照实验，其中A组是实验组，B组是对照组
B．A组和B组试管Ⅲ上清液中的放射性强度均与搅拌是否充分密切相关
C．若B组用15N代替35S标记大肠杆菌，则试管Ⅲ沉淀中的子代噬菌体含有15N
D．若A组用15N代替32P标记大肠杆菌，则试管Ⅲ的上清液中会出现很高的放射性
【答案】C
【详解】A、本实验属于对比实验，其中A组和B组均为实验组，通过它们之间的相互对照得出结论，A错误；
B、搅拌的目的是使吸附在大肠杆菌上的噬菌体、蛋白质外壳与大肠杆菌分离；搅拌不充分，35S标记的噬菌体（即B组）及蛋白质外壳没有和大肠杆菌分离而随大肠杆菌到了沉淀物中，这样会造成沉淀物放射性偏高，而A组实验的结果是沉淀物中放射性偏高，则搅拌是否充分对本组实验结果影响不大，B错误；
C、蛋白质和核酸中都含有15N，若B组用15N代替35S标记大肠杆菌，则亲代噬菌体的DNA和蛋白质外壳均带有15N，侵染未标记的大肠杆菌后，则试管Ⅲ沉淀中存在含有15N子代噬菌体，C正确；
D、若A组用15N代替32P标记大肠杆菌，则亲代噬菌体的DNA和蛋白质外壳均带有15N，侵染未标记的大肠杆菌后，则试管Ⅲ的上清液中不会出现很高的放射性，D错误。
故选C。
难点知识二 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。
命题角度1 加法原理
在探索DNA是遗传物质的过程中，艾弗里及其同事进行了肺炎链球菌（S型细菌）的体外转化实验。下列相关叙述正确的是（ ）
A．实验证明了DNA是肺炎链球菌的主要遗传物质
B．实验中可通过观察菌落的形态来判断是否发生转化
C．实验中利用了酶的专一性，DNA酶的作用是水解R型细菌的DNA
D．艾弗里在进行该实验的过程中运用了加法原理
【答案】B
【详解】A、艾弗里的实验证明了DNA是转化因子，即遗传物质，但未提及“主要”，A错误；
B、实验中R型细菌菌落粗糙，S型细菌菌落光滑，通过观察菌落形态可判断是否发生转化，B正确；
C、DNA酶的作用是水解S型细菌的DNA，而非R型细菌的DNA，C错误；
D、艾弗里实验通过分离并去除不同成分（如用酶分解特定物质），属于“减法原理”，而非加法原理，D错误。
故选B。
命题角度2 减法原理
下列有关遗传物质探究实验的叙述错误的是（ ）
A．在肺炎链球菌体内转化实验中，实验检测指标仅有一个是小鼠的存活情况
B．在肺炎链球菌体外转化实验中，向细胞提取物中添加酶，运用了减法原理
C．在标记的噬菌体组，保温后，搅拌离心，沉淀物中有少量放射性是因为搅拌不充分
D．从烟草花叶病毒中提取的RNA能使烟草染病，而提取的蛋白质则不能，所以该病毒的遗传物质是RNA
【答案】A
【详解】A、在肺炎链球菌体内转化实验中，格里菲思不仅观察小鼠存活情况，还通过细菌培养检测小鼠体内是否出现S型菌，A错误；
B、艾弗里体外转化实验中，通过添加酶去除相应成分，观察转化是否发生，属于“减法原理”，B正确；
C、 S标记的噬菌体实验中，沉淀物中少量放射性是因搅拌不充分，部分蛋白质外壳未与细菌分离，进入沉淀物中，C正确；
D、烟草花叶病毒实验中，RNA感染烟草后能致病，而蛋白质不能，直接证明其遗传物质是RNA，D正确。
故选A。
一、单选题
1．科学技术和科学方法推动了生物学的研究与发展，下列叙述正确的是（ ）
A．赫尔希和蔡斯用32P、35S分别标记T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验证明了DNA是主要的遗传物质
B．艾弗里实验中向细胞提取物中加入不同的酶利用了“加法原理”
C．萨顿提出“基因位于染色体上”这一结论运用了假说-演绎法
D．摩尔根通过果蝇杂交实验证明了基因位于染色体上
【答案】D
【详解】A、赫尔希和蔡斯的实验通过同位素标记法，证明DNA是遗传物质，但结论是“DNA是遗传物质”而非“主要”，因“主要”指大多数生物的遗传物质是DNA，而该实验仅证明噬菌体的遗传物质是DNA，A错误；
B、艾弗里实验通过去除不同成分（如DNA酶处理）来观察DNA的作用，属于“减法原理”，而非“加法原理”（添加物质），B错误；
C、萨顿通过观察蝗虫细胞中染色体和基因行为的平行关系，提出“基因在染色体上”的假说，没有使用假说-演绎法，C错误；
D、摩尔根通过果蝇红眼与白眼性状的杂交实验，发现性状遗传与性别相关，进而用假说-演绎法证明基因位于染色体上，D正确。
故选D。
2．在探索遗传本质的过程中，科学发现与使用的研究方法配对正确的是（ ）
①1866年孟德尔根据豌豆杂交实验，提出遗传定律
②1910年摩尔根进行果蝇杂交实验，证明基因位于染色体上
③20世纪40年代，艾弗里和他的同事们证明DNA是遗传物质的实验
A．①假说—演绎法、②假说—演绎法、③减法原理
B．①假说—演绎法、②减法原理、③假说—演绎法
C．①假说—演绎法、②假说—演绎法、③加法原理
D．①加法原理、②假说—演绎法、③假说—演绎法
【答案】A
【详解】①孟德尔通过豌豆杂交实验，提出遗传定律，采用的是假说-演绎法，即先提出假说，然后通过演绎推理，再进行实验验证；
②摩尔根进行果蝇杂交实验，证明基因位于染色体上，同样运用了假说-演绎法，通过提出假说，演绎推理并实验验证，得出基因在染色体上的结论；
③艾弗里和他的同事们证明DNA是遗传物质的实验，采用的是减法原理，他们通过逐步去除S型细菌细胞提取物中的各种成分，观察剩余成分对R型细菌转化的影响，从而确定DNA是遗传物质。
故选A。
3．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．图乙中用含放射性同位素35S的培养基标记噬菌体蛋白质
C．图乙中噬菌体增殖需要细菌提供原料、能量、酶等
D．图乙实验中沉淀物中新形成的子代噬菌体无放射性
【答案】B
【详解】A、图甲中AB段部分R型细菌转化成了S型细菌，然后大量增殖，故后期出现的大量S型细菌，A正确；
B、噬菌体是病毒，不能用培养基培养，B错误；
C、噬菌体必须寄生在活细胞内，增殖需要细菌提供原料、能量、酶等，C正确；
D、蛋白质不进入细菌，所以新形成的子代噬菌体无放射性，D正确。
故选B。
4．下图是用35S或32P标记的T2噬菌体侵染未标记大肠杆菌的实验示意图。下列分析正确的是（ ）
A．应分别用含35S或32P的培养基培养噬菌体，得到含35S或32P标记的噬菌体
B．放射性检测的结果是a、d中放射性很高，b、c中放射性很低
C．若实验二中c的放射性偏高，与④过程中搅拌不充分有关
D．实验一和实验二的部分子代噬菌体均含有放射性
【答案】B
【详解】A、噬菌体为病毒，属于寄生生活的微生物，不能直接用培养液培养，A错误；
B、实验一中用35S标记的是蛋白质，蛋白质不能进入大肠杆菌，分离后出现在上清液中，故a的放射性很高，b的放射性很低；实验二中用32P标记的是DNA，分离后出现在沉淀物中，故d的放射性很高，c的放射性很低，B正确；
C、用含32P标记的噬菌体侵染细菌时，c部分放射性含量偏高的原因是混合培养时间过短导致DNA还来不及注入细菌，或混合培养时间过长导致细菌裂解后释放出了子代噬菌体，C错误；
D、实验一的子代噬菌体不含有放射性，D错误。
故选B。
5．现有新发现的一种感染A细菌的病毒B，科研人员设计了如图所示的两种方法，来探究该病毒的遗传物质是DNA还是RNA。一段时间后，检测甲、乙两组子代病毒B的放射性和丙、丁两组子代病毒B的产生情况。下列相关说法错误的是（ ）
A．酶解法中，向丙、丁两组分别加入DNA酶和RNA酶，应用了减法原理
B．若甲组产生的子代病毒B有放射性而乙组没有，则说明该病毒的遗传物质是RNA
C．同位素标记法中，若换用3H标记上述两种核苷酸，也能实现实验目的
D．若丙组能产生子代病毒B而丁组不能产生，则说明该病毒的遗传物质是RNA
【答案】B
【详解】A、酶解法中，向丙、丁两组分别加入DNA酶和RNA酶是将相应的核酸物质去除，这是减法原理（即去除某种物质来观察实验结果的变化），A正确；
B、若甲组产生的子代病毒B有放射性而乙组没有，说明子代病毒中含有32P标记的胸腺嘧啶，说明该病毒的遗传物质是DNA，B错误；
C、在同位素标记法中，32P标记的核苷酸用于追踪DNA或RNA（因为DNA或RNA中含有磷酸基团）。若换用3H也能标记上述两种核苷酸，因为核苷酸含有氢元素，这样还是可以通过检测甲、乙两组子代病毒的放射性来判断出病毒B的遗传物质是DNA还是RNA，能实现实验目的，C正确；
D、若丙组能产生子代病毒B而丁组不能产生，说明丁组的RNA被RNA酶水解后病毒无法增殖产生子代，所以该病毒的遗传物质是RNA，D正确。
故选B。
6．赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染大肠杆菌实验，证实了DNA是噬菌体的遗传物质。下列关于该实验的叙述，正确的是（ ）
A．利用32P标记的噬菌体实验中，只有少量的子代噬菌体具有放射性
B．实验中，可以用肺炎链球菌替代大肠杆菌进行实验，来探究噬菌体的遗传物质
C．利用32P标记的噬菌体实验中，上清液放射性很高可能是搅拌不充分导致的
D．利用35S标记的噬菌体实验中，沉淀物放射性很高可能是保温时间过长导致的
【答案】A
【详解】A、在32P标记的噬菌体实验中，噬菌体的DNA进入细菌，而子代噬菌体的DNA合成原料来自未标记的大肠杆菌，由于DNA的半保留复制，所以只有少量的子代噬菌体具有放射性，A正确；
B、噬菌体具有严格的宿主特异性，只能侵染大肠杆菌，无法感染肺炎链球菌，因此不能用肺炎链球菌替代大肠杆菌，B错误；
C、32P标记的是噬菌体的DNA，离心后应主要存在于沉淀物中，若上清液放射性高，可能是保温时间不足导致噬菌体未侵入细菌，而非搅拌不充分（搅拌影响的是蛋白质外壳的分离），C错误；
D、35S标记的是噬菌体的蛋白质外壳，离心后应主要存在于上清液中，若沉淀物放射性高，可能是搅拌不充分导致部分蛋白质未与细菌分离，而非保温时间过长（保温时间不影响35S的分布），D错误。
故选A。
7．某科研小组对“噬菌体侵染细菌实验”过程中搅拌时间与放射性强弱关系进行了研究，结果如图所示。下列分析错误的是（ ）
A．搅拌6min时被侵染的细菌放射性保持在100%，说明细菌基本未发生裂解
B．上清液中35S先增大后保持在80%左右，搅拌4min后仍有20%左右的噬菌体没有与细菌脱离
C．上清液中32P的标记有30%，原因是有部分标记的噬菌体还没有侵染细菌
D．若用3H、32P、35S同时标记噬菌体，侵染细菌后产生的子代噬菌体DNA中也能找到3H、32P和35S
【答案】D
【详解】A、分析图可知，图中被侵染的细菌一直保持100%，说明细菌未发生裂解，A正确；
B、上清液中35S 先增大后保持在 80%左右原因是有 20%左右的噬菌体没有与细菌分离，B正确；
C、随着搅拌时间延长，上清液中的35S 放射性增加到 80%，说明大多数蛋白质外壳没有进入细菌，存在于上清液中；上清液中的32P放射性增加到30%，说明有部分DNA可能由于搅拌等原因没有进入细菌而存在于上清液中，同时也有70%的在沉淀物中，说明DNA进入了细菌，C正确；
D、3H标记了噬菌体的DNA和蛋白质外壳，32P标记了噬菌体的DNA，35S标记了噬菌体的蛋白质外壳。噬菌体侵染细菌过程中，蛋白质外壳留在细菌外面，DNA进入细菌内部，在细菌中以噬菌体DNA为模板，利用细菌的原料合成子代噬菌体的外壳蛋白质和DNA；又由于DNA复制具有半保留复制的特点，所以在子代噬菌体中能找到3H和32P标记的DNA，不能找到35S标记的蛋白质，D错误。
故选D。
8．TM4是一种双链DNA噬菌体，其侵染耻垢分枝杆菌的过程与T2噬菌体侵染大肠杆菌相似。实验小组用35S标记的TM4噬菌体分别侵染含有stpK7基因（甲组）和不含有stpK7基因（乙组）的耻垢分枝杆菌，结果发现：乙组沉淀物的放射性强度显著低于甲组，据此推测耻垢分枝杆菌内stpK7基因的作用可能是（ ）
A．增强TM4噬菌体对细菌的吸附能力
B．促进耻垢分枝杆菌发生细胞裂解
C．促进TM4噬菌体的DNA侵入细胞
D．抑制TM4噬菌体的蛋白质进入细胞
【答案】A
【详解】A、甲组（含stpK7基因）沉淀物放射性高，乙组（不含该基因）放射性低，说明stpK7基因可能增强TM4噬菌体对细菌的吸附能力，吸附能力强的噬菌体在离心时更易与细菌一起沉淀，导致甲组沉淀物放射性较高，A符合题意；
B、细胞裂解发生在噬菌体增殖后释放阶段，而实验中观察的是侵染后离心结果，与放射性分布无关，B不符合题意；
C、35S标记的是蛋白质，若DNA侵入能力增强，不会影响蛋白质的分布，C不符合题意；
D、噬菌体侵染时蛋白质外壳留在细胞外，若抑制其进入细胞，甲组沉淀物放射性应更低，与实验结果矛盾，D不符合题意。
故选A。
二、多选题
9．某兴趣小组模拟“T2噬菌体侵染大肠杆菌实验”，实验过程如下图所示。在实验操作正确的情况下，下列相关叙述错误的是（ ）
A．沉淀放射性很高，证明亲代T2噬菌体32P标记的DNA进入大肠杆菌
B．子代T2噬菌体均会被32P标记
C．子代T2噬菌体的蛋白质带有35S标记
D．T2噬菌体的蛋白质是在大肠杆菌DNA的控制下合成的
【答案】ABD
【分析】噬菌体侵染大肠杆菌时，DNA注入大肠杆菌，随大肠杆菌分布于沉淀物中，蛋白质外壳留在大肠杆菌外面，经搅拌离心后分布于上清液中。
【详解】ABC、用32P标记噬菌体的DNA，噬菌体将含32P的DNA全部注入大肠杆菌中，而蛋白质外壳留在外面，大肠杆菌中的T2噬菌体由于利用大肠杆菌中的原料和能量合成自身的蛋白质和DNA，且DNA的复制方式为半保留复制，大肠杆菌中含有35S，所以子代噬菌体的蛋白质外壳均含35S，少部分子代噬菌体的DNA中含32P，搅拌离心后的沉淀物中既含有35S标记，又含有32P标记，不能确定放射性来自那种元素，因此也不能证明亲代T2噬菌体32P标记的DNA进入大肠杆菌，AB错误，C正确；
D、T2噬菌体的蛋白质是在自身遗传物质（T2噬菌体DNA）的控制下合成的，D错误。
故选ABD。
10．下图为T2噬菌体侵染细菌实验中部分实验过程和结果示意图，下列叙述错误的是（ ）
A．本实验前需要用含32P的培养基培养T2噬菌体
B．离心的目的是让上清液中析出质量较轻的T2噬菌体颗粒
C．保温时间越长，则沉淀物的放射性强度越高
D．该实验说明T2噬菌体的遗传物质主要是DNA
【答案】ACD
【详解】A、T2噬菌体是病毒，无细胞结构，不能直接用含32P的培养基培养，需先培养大肠杆菌，再用大肠杆菌培养噬菌体，A错误；
B、离心是为了分离质量不同的组分，让上清液析出质量轻的T2噬菌体颗粒，沉淀物是质量重的细菌等，B正确；
C、保温时间过长，子代噬菌体释放，会使上清液放射性升高，沉淀物放射性降低，C错误；
D、该实验说明T2噬菌体的遗传物质是DNA，不能说明主要，D错误。
故选ACD。
11．下图为肺炎链球菌的三组转化实验的示意图，相关叙述正确的有（ ）
A．甲组实验出现S型细菌，说明S型细菌中存在能使R型细菌转化为S型细菌的物质
B．乙组实验中R型细菌可以发生转化，培养后全部为S型细菌
C．丙组实验结果说明肺炎链球菌的主要遗传物质是DNA，蛋白质不是遗传物质
D．上述实验运用了细菌培养技术进行体外转化实验，减少了体内无关变量的干扰
【答案】AD
【分析】肺炎链球菌转化实验包括格里菲思体内转化实验和艾弗里体外转化实验，其中格里菲思体内转化实验证明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。
【详解】A、甲组实验中，高温会使蛋白质失活，但不会使DNA完全失活，所以将高温加热的S型细菌的提取物加入到有R型细菌的培养液中，会出现S型细菌，说明S型细菌中存在能使R型细菌转化为S型细菌的物质，A正确；
B、乙组实验中，加入蛋白酶，会使蛋白质失去活性，然后将S型细菌的提取物加入到R型细菌的培养液中进行培养，会出现S型细菌的菌落，但不是全部为S型，仍然有R型存在，B错误；
C、丙组实验中，加入DNA酶，会使DNA失去活性，然后将S型细菌的提取物加入到R型细菌的培养液中进行培养，则不会出现S型细菌的菌落，说明了肺炎链球菌的遗传物质是DNA，但该组实验不能证明蛋白质不是遗传物质，C错误；
D、上述实验运用了细菌培养技术进行体外转化实验，减少了体内无关变量（如温度等）的干扰，D正确。
故选AD。
12．在如图R型细菌转化为S型细菌的基础上,某同学增加了一组实验,将加热致死的R型细菌与S型活细菌混合注入小鼠甲获得小鼠乙。下列分析正确的有（ ）
A．该实验证明了荚膜是格里菲思所说的转化因子
B．加热杀死S型菌过程中破坏了部分磷酸二酯键
C．X基因与R型菌DNA重组的结构基础是两者都是双螺旋结构
D．从小鼠乙中提取肺炎链球菌培养,培养基上一定是光滑的菌落
【答案】BCD
【分析】R型和S型肺炎链球菌的区别是前者没有荚膜（菌落表现粗糙），后者有荚膜（菌落表现光滑）。由肺炎链球菌转化实验可知，只有S型菌有毒，会导致小鼠死亡，S型菌的DNA才会使R型菌转化为S型菌。
肺炎链球菌体内转化实验：R型细菌→小鼠→存活；S型细菌→小鼠→死亡；加热杀死的S型细菌→小鼠→存活；加热杀死的S型细菌+R型细菌→小鼠→死亡，该实验的结论是S型菌有转化因子的存在。
【详解】A、荚膜不是转化因子，A错误；
B、加热杀死的S型细菌出现很多DNA片段，说明该过程中破坏了部分磷酸二酯键，B正确；
C、X基因与R型细菌DNA重组的结构基础是两者都是由脱氧核苷酸组成的双螺旋结构，同时也具有相同的基本单位，C正确；
D、将加热致死的R型细菌与S型活细菌混合注入小鼠甲获得小鼠乙，只有S型活细菌能存活，加热致死的R型细菌不能存活，因此从小鼠乙中提取的为S型活细菌，即培养基上一定是光滑的菌落，D正确。
故选BCD。
三、解答题
13．1952年赫尔希和蔡斯完成了著名的噬菌体侵染大肠杆菌实验，下图1是噬菌体结构模式图；图2是他们所做实验中的一组。请回答下列问题：
(1)图1中，噬菌体的核酸位于 （填图中字母）中。
(2)在图2实验过程中，搅拌的目的是 ，离心的目的是 。
(3)噬菌体利用来自 的氨基酸合成蛋白质外壳，合成的场所是 。
(4)图2实验利用了同位素标记法，由实验结果可知，此次实验标记的元素是 ，根据该组实验结果可以说明 进入了细菌。
(5)上述实验中， （填“能”或“不能”）用15N来标记噬菌体的DNA，理由是 。该实验的结论是 。
【答案】(1)A
(2) 使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离 让上清液中析出质量较轻的噬菌体颗粒，而离心管的沉淀物中留下被侵染的大肠杆菌
(3) 大肠杆菌 大肠杆菌的核糖体
(4) 32P 噬菌体DNA
(5) 不能 蛋白质和DNA中都含有N DNA是遗传物质
【分析】分别在含有放射性同位素35S和32P的培养基培养大肠杆菌，再用上述大肠杆菌培养T2噬菌体，得到蛋白质含有35S标记和DNA含有32P标记的噬菌体。然后用两种噬菌体分别侵染未被标记的大肠杆菌，经过短时间的保温后，用搅拌器搅拌、离心，检查上清液和沉淀物中的放射性物质发现：用35S标记的侵染实验中，放射性主要分布在上清液中；用32P标记的实验，放射性同位素主要分布在离心管的沉淀物中。
【详解】（1）图1中，含有噬菌体的核酸部分是图中的A，为头部，其由蛋白质外壳包被着。
（2）在图2实验过程中，搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体蛋白质外壳与大肠杆菌分离，此后离心的目的让上清液中析出重量较轻的噬菌体颗粒（其中主要是蛋白质外壳），沉淀物中留下被感染的细菌，实现分层。最终通过放射性的分布确定进入细菌的是噬菌体DNA，蛋白质外壳没有进入到细菌中。
（3）噬菌体是专性寄生物，没有独立代谢能力，需要利用来自大肠杆菌的氨基酸合成蛋白质外壳，合成蛋白质的场所是大肠杆菌的核糖体。
（4）图2实验利用了同位素标记法，实验结果显示在适当时间保温后，经过离心分离发现放射性主要分布在沉淀物中，且进入细菌中的是DNA，因此该实验的标记元素是32P，根据该组实验结果可以说明噬菌体DNA进入了细菌，因为P是DNA的特征元素。
（5）上述实验中不能用15N来标记噬菌体的DNA，这是因为N元素是DNA和蛋白质的共有元素，无法区分DNA和蛋白质所处的位置，因而也无法得出相应的结论。通过该实验后续子代放射性的研究说明DNA可以实现亲子代噬菌体之间的连续性，因而证明DNA是噬菌体的遗传物质。
14．1928年，格里菲思用肺炎链球菌在小鼠体内进行著名的转化实验如图1所示；紧接着艾弗里团队在体外证明DNA是遗传物质的实验过程如图2所示：继格里菲思和艾弗里之后，1952年美国遗传学家赫尔希和助手蔡斯完成了另一个有说服力的实验—T2噬菌体侵染细菌实验如图3所示，请回答下列有关问题：
(1)由图1的四组实验结果可以得出什么实验结论？ 。
(2)图2实验中， 组（填序号）对照可以证明S型活细菌DNA是转化因子。
(3)图3实验过程中被标记的噬菌体与未标记的细菌混合过后还要保温一段时间，然后再进行搅拌和离心处理，最后再检测上清液和沉淀物中的放射性。上述操作中如果保温时间过短，被标记的噬菌体 （填“能”或“不能”）全部侵染到细菌体内，若保温时间过长，会使上清液中放射性含量 ，其可能的原因是 。图3实验能检测到放射性是因为利用了 技术，能否直接用35S或32P标记的培养基来培养T2噬菌体，为什么？ 。
【答案】(1)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)①和⑤
(3) 不能 升高 部分噬菌体在细菌体内增殖后释放出来，经离心后分布于上清液中 放射性同位素标记 不能，因为噬菌体是病毒，只能寄生在活细胞中，不能直接用培养基培养
【分析】DNA是遗传物质的证据总结：
格里菲思肺炎链球菌转化实验的结论是：加热杀死的S型细菌中含有某种促成R型细菌转化成S型细菌的活性物质--转化因子。
艾弗里肺炎链球菌转化实验的结论是：DNA才是R型细菌产生稳定遗传变化的物质，即DNA是遗传物质。
噬菌体侵染实验的结论是： DNA是遗传物质；烟草花叶病毒的侵染实验的结论是： RNA是遗传物质。
【详解】（1）S型肺炎链球菌的转化因子并不能将所有的R型活细菌都转化为S型活细菌，转化只是其中的一部分。根据实验对比可知加热致死的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）图2实验中，①的实验结果是出现了S型细菌，这说明加热杀死的S型活细菌裂解产物中有可以将R型活细菌转化为S型活细菌的转化因子。⑤在加热杀死的S型活细菌裂解产物中加入DNA酶，实验结果是没有出现S型细菌，则说明转化因子不存在，通过两组实验结果说明DNA是转化因子。
（3）图3实验过程中被标记的噬菌体与未标记的细菌混合过后还要保温一段时间，然后再进行搅拌和离心处理，最后再检测上清液和沉淀物中的放射性。实验过程中，若保温时间过短，大部分噬菌体还没来得及侵染全部细菌就进行离心，离心后这些噬菌体分布于上清液中，所以被标记的噬菌体不能全部侵染到细菌体内。若保温时间过长，细菌内的子代噬菌体进行增殖，细菌被裂解释放出来，离心后这些噬菌体分布于上清液中，故上清液的放射性升高。本实验利用了放射性同位素标记技术所以能检测到放射性，不能直接用35S或32P标记的培养基来培养T2噬菌体，因为噬菌体是病毒，只能寄生在活细胞里面，不能直接用培养基培养，为了获得放射性标记的噬菌体，则应该先用培养基培养出含有放射性标记的细菌，而后再用细菌培养病毒。
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