高中生物人教版 (2019)必修2《遗传与进化》第1节 DNA是主要的遗传物质优秀练习

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3.1 DNA是主要的遗传物质

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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。
1. 阐明DNA是主要遗传物质的探索过程。
2. 说明DNA是主要遗传物质。
3. 说明自变量控制中的“加法原理”和“减法原理”。
4. 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
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。
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

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
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

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

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”
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
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
A
R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
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
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
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
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
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
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
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
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______。
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。

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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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________________________________________________________。
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____________________________________________________________。

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
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
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
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
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
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
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
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
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，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
10. 肺炎双球菌有许多类型，其中有荚膜的S型菌有毒性，能引起人患肺炎或使小鼠患败血症而死亡；无荚膜的R型菌无毒性。如图为研究人员所做的细菌转化实验示意图，下列相关说法正确的是（　　）

A. C组为对照组，实验结果为小鼠死亡
B. 能导致小鼠患败血症死亡的有A、B、D三组
C. E组实验表明，加入S型菌的蛋白质后试管中长出的还是无毒性的R型菌
D. D组产生的有毒性的肺炎双球菌不能将有毒性性状遗传给后代
11. 下图为T4噬菌体感染大肠杆菌后，大肠杆菌内放射性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
二、填空题
12. 1952年，赫尔希和蔡斯利用同位素标记法，完成了著名的噬菌体侵染细菌的实验，实验包括4个步骤：①标记的噬菌体与细菌混合②35S和32P分别标记噬菌体③放射性检测④离心分离。

（1）该实验步骤的正确顺序是 ______。
A．①②④③B．④②①③C．②①④③D．②①③④
（2）下图中锥形瓶内的培养液是用来培养 ______，其内的营养成分中能否含有32P？______。
（3）如果让放射性同位素主要分布在图中离心管的上清液中，则获得该实验中的噬菌体的培养方法是 ______。
A．用含35S的培养基直接培养噬菌体B．用含32P培养基直接培养噬菌体
C．用含35S的培养基培养细菌，再用此细菌培养噬菌体
D．用含32P的培养基培养细菌，再用此细菌培养噬菌体
（4）用被32P标记的噬菌体去侵染未被标记的大肠杆菌，离心后，发现上清液中有放射性物质存在，这些放射性物质的来源可能是（两种可能） ______。
13. 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）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。
（4）青霉素是一种常用的广谱抗菌素，可以通过抑制肺炎双球菌细胞壁的合成起杀菌作用，无青霉素抗性的细菌与青霉素接触，易死亡的原因最可能是______。
（5）很多细菌对青霉素等多种抗生素有抗性，为了更好的抵御细菌对人类健康的影响，科学家做了大量的研究。为研究人母乳中新发现的蛋白质H与青霉素组合使用对肺炎双球菌生长的影响，某兴趣小组的实验设计及结果如表，下列说法正确的是______。
组别
培养基中的添加物
肺炎双球菌
1
100μg/mL蛋白质H
生长正常
2
20μg/mL青霉素
生长正常
3
2μg/mL青霉素+100μg/mL蛋白质H
死亡
A．细菌死亡与否是通过光学显微镜观察其细胞核的有无来确定的
B．第2组和第3组对比表明，使用低浓度的青霉素即可杀死细菌
C．实验还需设计用2μg/mL 青霉素做处理的对照组
D．蛋白质 H 有很强的杀菌作用，是一种新型抗生素