新高考生物一轮复习考点梳理讲义 第6单元　第1课时　DNA是主要的遗传物质（含解析）

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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
(1)实验材料：S型和R型肺炎链球菌、小鼠。
注：有荚膜的肺炎链球菌可抵抗小鼠体内吞噬细胞的吞噬，有利于细菌在小鼠体内生活并繁殖。
(2)实验过程与结果
(3)实验分析
a．实验①②对比说明R型细菌无致病性，S型细菌有致病性。
b．实验②③对比说明加热致死的S型细菌无致病性。
c．实验②③④对比说明R型细菌能转化为S型细菌。
d．如果没有实验③，能否得出格里菲思的结论？为什么？
提示 否。因为无对照实验，不能说明加热致死后的S型细菌中含有促成R型活细菌转化成S型活菌的转化因子。
e．在实验④中是否所有的R型细菌都转化成了S型细菌？
提示 不是，发生转化的只是少部分R型细菌。
(4)实验结论
加热致死的S型细菌中含有某种转化因子，使R型活细菌转化为S型活细菌。
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)结果分析
a．第①组实验表明S型细菌的细胞提取物可以促进R型细菌转化为S型细菌。
b．第②③④组实验表明S型细菌的细胞提取物用蛋白酶、酯酶或RNA酶处理后仍然具有转化活性。
c．第⑤组实验表明S型细菌的细胞提取物经DNA酶处理后失去转化活性。
(3)实验结论：细胞提取物中含有转化因子，其很可能是DNA。
(4)后续研究：艾弗里等人分析了细胞提取物的理化性质，发现这些特性都与DNA极为相似，于是艾弗里提出：DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。
在格里菲思第④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：
(1)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。
(2)bc段R型细菌数量增多的原因是b点之前，已有少量R型细菌转化为S型细菌，S型细菌能降低小鼠的免疫力，造成R型细菌大量繁殖。
(3)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)在上述转化实验中导致R型细菌转化为S型细菌时所需转化因子、原料、能量分别由哪方提供？
提示 所需转化因子来自S型细菌，而原料和能量均来自R型细菌。
1．(2023·天津红桥区高三模拟)如图表示肺炎链球菌不同品系间的转化，在R型细菌转化为S型细菌的过程中，下列有关叙述错误的是( )
A．加热致死的S型细菌中的拟核DNA降解为多个较短的DNA片段
B．转化产生的S型细菌中的capS是由R型细菌中的capR发生基因突变产生的
C．S型细菌因有荚膜的保护，所以小鼠的免疫系统不易将其清除
D．若将R型细菌的DNA与S型细菌混合，荚膜的存在不利于S型细菌转化为R型细菌
答案 B
解析 据图分析可知，加热致死的S型细菌中的拟核DNA降解为多个较短的DNA片段，与R型细菌混合后，其中一个片段与R型细菌DNA重组，A正确；转化产生的S型细菌中的capS是与R型细菌中的capR发生基因重组产生的，B错误；S型细菌外有荚膜的保护，若将R型细菌的DNA与S型细菌混合，荚膜的存在不利于S型细菌转化为R型细菌，D正确。
2.(2023·江苏苏州高三调研)为研究R型肺炎链球菌转化为S型肺炎链球菌的转化物质是DNA还是蛋白质，某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．该实验能证明肺炎链球菌的主要遗传物质是DNA
答案 C
解析 甲组中培养一段时间后可发现有极少的R型细菌转化成了S型细菌，因此甲组培养皿中不仅有S型菌落，也有R型菌落，A错误；乙组培养皿中加入了蛋白酶，故在乙组的转化中已经排除了蛋白质的干扰，推测转化物质不是蛋白质，B错误；丙组培养皿中加入了DNA酶，DNA被水解后R型细菌便不发生转化，故可推测转化物质是DNA，C正确；该实验能证明肺炎链球菌的遗传物质是DNA，D错误。
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
2.实验方法
放射性同位素标记技术，用35S、32P分别标记噬菌体的蛋白质和DNA。
3．实验过程
4．实验结论
(1)直接证明：DNA是噬菌体的遗传物质。
(2)间接证明：DNA能够自我复制，使生物体前后代保持一定的连续性，维持遗传性状的稳定性；DNA能够控制蛋白质的合成，从而控制生物体的代谢和性状。
(3)上述实验能否证明蛋白质不是遗传物质呢？
提示 不能，因为蛋白质没有进入细菌体内，不能明确其是否有遗传效应。
某科研小组在利用噬菌体侵染细菌的实验中，经搅拌、离心后的实验数据如图所示。
(1)分别用35S和32P标记T2噬菌体的蛋白质和DNA，参照如图被标记的部位分别是①②(填字母编号)。
(2)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。
(3)能否同时用32P和35S标记噬菌体去侵染大肠杆菌？为什么？
提示 不能，因为放射性检测时，只能检测到放射性的存在部位，不能区分是何种元素发生的放射性。
(4)实验过程中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)在用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌时，若保温时间过短或过长，会对实验结果造成什么影响呢？
提示 保温时间过短，部分噬菌体没有侵染到大肠杆菌细胞内，经离心后分布于上清液中；保温时间过长，噬菌体在大肠杆菌内增殖后释放出子代，经离心后分布于上清液中，造成上清液放射性也较高。
(6)在用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌时，若搅拌不充分，会对实验结果造成什么影响呢？
提示 搅拌不充分，有少量含35S的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。
归纳总结 比较肺炎链球菌体外转化实验和噬菌体侵染细菌实验
3．(2023·南京名校高三学情调研)在探索遗传物质的过程中，赫尔希和蔡斯做了T2噬菌体侵染细菌的实验，其中一组实验如图所示(用32P标记的噬菌体侵染普通大肠杆菌培养物)，下列有关叙述正确的是( )
A．若不经过步骤②操作，对该组实验结果无显著影响
B．若继续分离出子代噬菌体，其中大部分会含有32P放射性
C．若沉淀物中含有较强放射性、上清液中几乎不含放射性，即证明遗传物质是DNA
D．若①中培养液里含有32P，则子代噬菌体的DNA、RNA分子中均会带有放射性
答案 A
解析 用32P标记的噬菌体做侵染实验，放射性主要在沉淀中，搅拌是否充分对该组实验结果(沉淀中的放射性)无显著影响，A正确；合成子代噬菌体原料来自大肠杆菌，子代噬菌体中只有少部分含有32P放射性，B错误；分别用被32P、35S标记的两组噬菌体分别侵染未被标记的大肠杆菌，证明DNA是遗传物质，C错误；子代噬菌体合成DNA、RNA的原料来自大肠杆菌，大肠杆菌不含有放射性，因此子代噬菌体的DNA、RNA分子中不会均有放射性，D错误。
4．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，并检测沉淀物和上清液中的放射性。下列分析错误的是( )
A．甲组的上清液含极少量32P标记的噬菌体DNA，但不产生只含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．乙组的上清液含极少量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 35S标记的是噬菌体的蛋白质，噬菌体侵染细菌的时候，蛋白质外壳留在外面，只有DNA注入细菌中，因此乙组的上清液含大量35S标记的噬菌体蛋白质，不会产生含35S的子代噬菌体，C错误。
考点三 DNA是主要的遗传物质
1．烟草花叶病毒对烟草叶细胞的感染实验
(1)实验材料：烟草花叶病毒(只由蛋白质和RNA组成)、烟草(高等植物)。
(2)实验过程：
(3)结论：烟草花叶病毒的遗传物质是RNA，不是蛋白质。
2．DNA是主要的遗传物质
真核生物与原核生物的遗传物质是DNA，病毒的遗传物质是DNA或RNA，生物界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，因而DNA是主要的遗传物质。就生物个体而言，其遗传物质是唯一的。
3．生物体内的核酸种类及遗传物质
4.“遗传物质”探索的3种方法
最近某科研小组在某动物体内发现一种新型病毒，为了确定该病毒的分类，科研工作者们进行了不同研究，得出不同结论。根据实际情况，分析结论是否正确，并说明理由。
(1)甲方法是检测病毒增殖时产生酶的种类，若有DNA聚合酶，则为DNA病毒。
提示 错误；对于逆转录病毒，在其增殖的过程中，先进行逆转录，形成DNA，再进行DNA复制、转录和翻译过程，因此，若增殖过程中产生了DNA聚合酶，只能说明该病毒在增殖过程中，进行了DNA复制过程，并不能判定其遗传物质为DNA。
(2)乙方法是检测病毒核酸中嘌呤碱基和嘧啶碱基的数量，若嘌呤数≠嘧啶数，则一定为RNA病毒。
提示 错误；病毒的遗传物质是DNA或RNA，而DNA通常为双链，RNA通常为单链，但在少数病毒体内也发现了单链DNA和双链RNA，根据嘌呤数≠嘧啶数，不能判定该病毒的遗传物质为RNA。
(3)丁方法是分析该病毒的变异频率，若病毒的变异频率较低，则该病毒为DNA病毒。
提示 错误；双链DNA或RNA的变异频率低于单链DNA或RNA的变异频率，因此，变异频率只能作为判定核酸是双链或单链的证据之一，不足以确定核酸的类型。
(4)若该科研小组计划利用放射性同位素标记技术探究该新型病毒的遗传物质是DNA还是RNA，请简述该实验的设计思路：用含同位素标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸和尿嘧啶核糖核苷酸为原料分别培养活细胞，再用上述标记的两种细胞培养该病毒，一段时间后分别检测子代病毒中是否出现放射性。
5．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。据图分析，下列叙述正确的是( )
A．该实验的自变量是烟草叶片上出现的不同病斑
B．杂交病毒1和杂交病毒2产生的原理是基因重组
C．该实验只能说明TMV、HRV的遗传物质是RNA
D．若实验运用同位素标记技术，则可以选择15N进行标记
答案 C
解析 该实验的自变量是不同病毒，因变量是烟草叶片上出现的不同病斑，A错误；杂交病毒是蛋白质外壳和核酸重组形成的，不是基因的重组，B错误；题述实验只能证明HRV和TMV的遗传物质是RNA，C正确；病毒的蛋白质外壳和RNA均含有N，故无法用15N将蛋白质外壳和RNA区分开，因此不能选择15N进行标记，D错误。
6．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。
①若含有T，且_______________________________________________，则说明是单链DNA。
②若含有T，且___________________________________________，则最可能是双链DNA。
③若含有U，且_________________________________________，则说明是单链RNA。
④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)①A的比例不等于T的比例 ②A的比例等于T的比例 ③A的比例不等于U的比例
1．(2022·浙江1月选考，20)S型肺炎链球菌的某种“转化因子”可使R型细菌转化为S型细菌。研究“转化因子”化学本质的部分实验流程如图所示。下列叙述正确的是( )
A．步骤①中，酶处理时间不宜过长，以免底物完全水解
B．步骤②中，甲或乙的加入量不影响实验结果
C．步骤④中，固体培养基比液体培养基更有利于细菌转化
D．步骤⑤中，通过涂布分离后观察菌落或鉴定细胞形态得到实验结果
答案 D
解析 步骤①中，酶处理时间要足够长，以使底物完全水解，A错误；步骤②中，甲或乙的加入量属于无关变量，应相同且适宜，否则会影响实验结果，B错误；步骤④中，液体培养基比固体培养基更有利于细菌转化，C错误；S型细菌有荚膜，菌落光滑，R型细菌无荚膜，菌落粗糙。步骤⑤中，通过涂布分离后观察菌落或鉴定细胞形态，判断是否出现S型细菌，D正确。
2．(2019·江苏，3)赫尔希和蔡斯的T2噬菌体侵染大肠杆菌实验证实了DNA是遗传物质，下列关于该实验的叙述正确的是( )
A．实验中可用15N代替32P标记DNA
B．噬菌体外壳蛋白是大肠杆菌编码的
C．噬菌体DNA的合成原料来自大肠杆菌
D．实验证明了大肠杆菌的遗传物质是DNA
答案 C
解析 N是蛋白质和DNA共有的元素，若用15N代替32P标记噬菌体的DNA，则其蛋白质也会被标记，不能区分噬菌体的蛋白质和DNA，A错误；噬菌体的蛋白质外壳是以噬菌体的DNA为模板，利用大肠杆菌体内的原料编码合成，B错误；子代噬菌体DNA合成的模板来自亲代噬菌体自身的DNA，而合成的原料来自大肠杆菌，C正确；该实验证明了噬菌体的遗传物质是DNA，D错误。
3．(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＝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．加热致死的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＝3∶1，属于性状分离现象，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得到病毒甲，说明病毒甲的RNA是遗传物质，B正确；加热致死的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，只能说明加热致死的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。
4．(2017·全国Ⅰ，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，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。
1．判断关于肺炎链球菌转化实验的叙述
(1)S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( × )
(2)在艾弗里的实验中，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( × )
(3)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( × )
2．判断关于噬菌体侵染细菌实验的叙述
(1)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
( √ )
(2)噬菌体侵染细菌的实验能够证明DNA控制蛋白质的合成( √ )
(3)噬菌体侵染细菌实验比肺炎链球菌转化实验更具说服力( √ )
(4)噬菌体侵染细菌实验中，用32P标记的噬菌体侵染细菌后的子代噬菌体多数具有放射性
( × )
3．判断关于主要遗传物质的叙述
(1)细胞生物的遗传物质的基本组成单位是脱氧核糖核苷酸或核糖核苷酸( × )
(2)细胞核内的遗传物质是DNA，细胞质内的遗传物质是RNA( × )
(3)烟草花叶病毒感染烟草实验说明所有病毒的遗传物质是 RNA( × )
4．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，上清液中含较高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质量较轻的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
1．在格里菲思所做的肺炎链球菌转化实验中，无毒性的R型活细菌与加热致死的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．加热致死S型细菌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
2．(2023·江苏南京中华中学高三检测)某研究人员模拟赫尔希和蔡斯关于T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验，进行了以下四组实验。一段时间后，经过搅拌、离心，检测到子代噬菌体全部都有放射性的实验有( )
①用未标记的噬菌体侵染35S标记的细菌
②用3H标记的噬菌体侵染未标记的细菌
③用32P标记的噬菌体侵染未标记的细菌
④用未标记的噬菌体侵染3H标记的细菌
A．①③ B．②③ C．①④ D．②④
答案 C
解析 用未标记的噬菌体侵染35S标记的细菌，由于子代蛋白质的原料来自细菌，故子代噬菌体均有放射性，①正确；由于噬菌体的蛋白质外壳和DNA均含有H元素，故用3H标记的噬菌体中DNA和蛋白质均含有标记，用其侵染未标记的细菌，由于DNA分子是半保留复制 ，且蛋白质不进入细菌，故子代噬菌体只有少数被标记，②错误；用32P标记的噬菌体只标记噬菌体的DNA，侵染未标记的细菌，由于DNA的半保留复制，子代只有少数噬菌体被标记，③错误；用未标记的噬菌体侵染3H标记的细菌，由于子代噬菌体的原料来自细菌，故子代中均有标记，④正确。
3．(2023·北京朝阳区高三质检)赫尔希和蔡斯完成的噬菌体侵染细菌的实验进一步证实了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
答案 B
解析 噬菌体侵染大肠杆菌后会裂解宿主细胞，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，这样可以单独地研究二者的功能，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。
4．下列有关噬菌体侵染细菌实验的叙述，正确的是( )
A．用乳酸菌替代大肠杆菌进行实验，可获得相同的实验结果
B．32P标记的噬菌体侵染细菌，保温时间的长短会影响实验结果
C．子代噬菌体的DNA全部来自亲代，蛋白质全部来自大肠杆菌
D．35S标记的噬菌体侵染细菌，沉淀物中出现放射性可能是基因突变造成的
答案 B
解析 噬菌体专一性侵染大肠杆菌，若本实验用乳酸菌替代大肠杆菌，则不能得到相同的实验结果，A错误；子代噬菌体的DNA部分来自亲代，部分为新合成的，蛋白质全部是新合成的，C错误；35S标记的噬菌体侵染细菌时，沉淀物中存在少量放射性，可能是搅拌不充分所致，D错误。
5．(2023·江苏南通高三期中)赫尔希和蔡斯以T2噬菌体为实验材料，利用放射性同位素标记技术进行了相关实验，为生物遗传物质探索提供了有力的证据。图示为实验的部分过程，下列相关叙述正确的是( )
A．培养获得含32P的细菌是标记噬菌体DNA的前提
B．过程①时间越长，噬菌体侵染细菌越充分，结果更可靠
C．过程②的目的是使噬菌体的蛋白质与DNA彼此分离
D．过程③沉淀物中放射性高，证明DNA是遗传物质
答案 A
解析 因为T2噬菌体是一种专门寄生在大肠杆菌体内的病毒，故培养获得含32P的细菌是标记噬菌体DNA的前提，A正确；过程①保温时间过长，大肠杆菌会裂解，使其释放子代噬菌体所在的上清液中带有放射性，结果不可靠，B错误；过程②搅拌的目的是使吸附在大肠杆菌上的噬菌体与其分离，C错误；过程③沉淀物中放射性高，说明噬菌体的DNA进入了细菌，但不能据此证明DNA是遗传物质，D错误。
6．科研人员将感染了烟草花叶病毒的烟草叶片的提取液分成甲、乙、丙、丁四组，甲组不做处理，乙组加入蛋白酶，丙组加入RNA酶，丁组加入DNA酶。然后分别接种到正常烟草叶片上一段时间，观察并记录烟草叶片上病斑的数量。能正确表示结果的图示是( )
答案 B
解析 感染了烟草花叶病毒的叶片提取液中含有烟草花叶病毒，烟草花叶病毒的遗传物质是RNA，在甲、乙、丙、丁四组实验中，只有丙组加入了RNA酶，破坏了其遗传物质，故其接种后的子代病斑数量最少，甲、乙、丁三组实验均未破坏烟草花叶病毒的遗传物质RNA，故这三组实验病斑数量多且数量应一致，B正确。
7. (2023·湖北黄石高三检测)艾弗里肺炎链球菌体外转化实验的主要过程如下图。下列相关叙述正确的是( )
A．步骤①破碎细胞的目的是释放核内遗传物质
B．步骤②去除蛋白质的原理是氯仿催化蛋白质水解
C．步骤③用多糖水解酶去除多糖利用了酶的专一性
D．步骤④转化成功后培养基上仅出现S型细菌菌落
答案 C
解析 肺炎链球菌为原核生物，没有细胞核，A错误；步骤②中氯仿的作用是使蛋白质变性，而不是催化蛋白质水解，B错误；酶的专一性是指每一种酶只能催化一种或者一类化学反应，用多糖水解酶去除多糖，利用了酶的专一性，C正确；处理后得到的沉淀物为DNA，与R型细菌混合后只有少量转化为S型细菌，因此步骤④转化成功后培养基上既出现S型细菌菌落又出现R型细菌菌落，D错误。
8．1952年，赫尔希和蔡斯以T2噬菌体为实验材料，利用放射性同位素标记技术，证明了DNA是遗传物质，他们所做的两组实验结果如表所示。下列说法错误的是( )
A.上述实验方法与艾弗里的不同，但二者最关键的设计思路相同
B．甲、乙两组相互对照可以得出DNA是大多数生物的遗传物质的结论
C．甲组沉淀物中有25%的放射性，可能是搅拌不充分所致
D．将甲组沉淀物中的噬菌体进一步培养，得到的子代噬菌体都不含放射性
答案 B
解析 甲、乙两组相互对照只能证明DNA是T2噬菌体的遗传物质，不能得出DNA是大多数生物的遗传物质的结论，B错误；乙组用32P标记的是噬菌体的DNA，上清液中含有15%的放射性，可能是有一些噬菌体还未来得及将其DNA注入大肠杆菌，经过搅拌离心后，到了上清液中，而甲组35S标记的是噬菌体的蛋白质外壳，沉淀物中含有25%的放射性，可能是搅拌不充分所致，C正确；甲组用35S标记的是噬菌体的蛋白质外壳，噬菌体侵染细菌时，只将DNA注入大肠杆菌，蛋白质外壳留在外面，所以将甲组沉淀物中的噬菌体进一步培养，得到的子代噬菌体都不含有放射性，D正确。
9．噬菌体是一类细菌病毒，下列关于噬菌体侵染细菌实验的叙述，不正确的是( )
A．侵染过程的“合成”阶段，噬菌体DNA作为模板，而原料、ATP、酶、场所等条件均由细菌提供
B．为确认何种物质注入细菌体内，可用32P、35S分别标记噬菌体的DNA和蛋白质
C．用35S标记的噬菌体侵染未标记的大肠杆菌，由于保温时间过长所以上清液中会出现少量的放射性
D．若用32P对噬菌体双链DNA进行标记，再转入未被标记的培养有细菌的普通培养基中，让其连续复制n次，则含32P的DNA应占子代DNA总数的1/2n－1
答案 C
解析 用35S标记的噬菌体侵染未标记的大肠杆菌，由于35S标记的是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，离心后分布在上清液中，保温时间过长会导致子代噬菌体释放，而子代噬菌体不含放射性，因此这不影响上清液中的放射性，C错误。
10．(2023·江苏泰州高三调研)DNA是主要的遗传物质，下列相关叙述正确的是( )
A．格里菲思通过体外转化实验证明了DNA是遗传物质
B．沃森和克里克通过模型构建证明了DNA具有双螺旋结构
C．梅塞尔森和斯塔尔运用同位素标记技术证明了DNA的半保留复制
D．赫尔希和蔡斯通过噬菌体侵染细菌实验证明了DNA是主要的遗传物质
答案 C
解析 格里菲思通过体内转化实验提出了转化因子的概念，但没有提出DNA是遗传物质，A错误；模型构建不能证明DNA是双螺旋结构，沃森和克里克发现了DNA的双螺旋结构并构建了模型，模型是将他们的发现更好地呈现出来，B错误；赫尔希和蔡斯通过噬菌体侵染细菌实验证明了DNA是遗传物质，D错误。
二、非选择题
11．(2023·河北唐山高三模拟)科学家用去污剂裂解加热致死的S型肺炎链球菌细胞，然后抽取裂解产物依次进行如图所示的肺炎链球菌转化实验(S型细菌有荚膜且具有毒性，能使小鼠患败血症，R型细菌无荚膜也无毒性)。请回答下列问题：
(1)上述实验中，____________(填序号)对照能说明S型细菌的DNA是转化因子。
(2)除了通过观察注射后小鼠的存活情况来判断R型和S型细菌外，还可以通过什么方法区别R型细菌和S型细菌？________________________________________________________。
(3)上述实验利用了酶具有____________的特点。与“设法将物质分开，单独、直接地观察它们各自作用”的实验思路相比，本实验的优势在于_________________________________。
答案 (1)①和⑤ (2)电子显微镜下观察细菌有无荚膜(或在固体培养基中培养，观察菌落特征，若菌落表面光滑，则为S型；若菌落表面粗糙，则为R型) (3)专一性 避免物质纯度不足带来的干扰
解析 (1)实验①和⑤形成对照，说明DNA水解后失去作用，R型活细菌不能再转化为S型细菌，从而证明了DNA是遗传物质。(2)R型细菌和S型细菌结构是不同的，在电子显微镜下观察细菌有无荚膜可区分R型细菌和S型细菌，或观察菌落特征，菌落表面光滑的是有荚膜的S型细菌，菌落表面粗糙的是无荚膜的R型细菌。
12．如图为T2噬菌体侵染细菌实验的部分步骤和结果，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，不能独立生活，必须寄生在活细胞中(其他答案合理亦可) (3)使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离 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，通过搅拌可以使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离。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35S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。
13．某研究小组在南极冰层中发现一种全新的病毒，为探究该病毒的遗传物质是DNA还是RNA，做了如下实验。请回答下列问题：
(1)材料用具：该病毒核酸提取物，DNA酶，RNA酶，小白鼠，等渗生理盐水，注射器等。
(2)实验步骤：
①取健康且生长状况基本一致的小白鼠若干，随机均分成四组，编号分别为A、B、C、D。
②将下表补充完整，并将配制溶液分别注射入小白鼠体内。
③相同条件下培养一段时间后，观察比较各组小白鼠的发病情况。
(3)结果预测及结论：
①A、C组发病，____________________，说明DNA是该病毒的遗传物质。
②______________________________，说明_________________________________________。
(4)从注射的物质看，该探究实验所依据的生物学原理是____________________；从实验现象预测和相关判断看，该实验依据的生物学原理是___________________________________。
(5)若该病毒的遗物物质为DNA，则其彻底水解产物有____________种。
答案 (2)②DNA酶 生理盐水 (3)①B、D组未发病 ②B、C组发病，A、D组未发病 RNA是该病毒的遗传物质 (4)酶具有专一性 核酸控制生物的性状 (5)6
解析 (2)因为探究病毒的遗传物质是DNA还是RNA。相应的酶能水解核酸，故应在B处加入该病毒的核酸提取物和DNA酶，而D组作空白对照，应加入等量的生理盐水。(3)如果A、C组发病，B、D组未发病，说明DNA是该病毒的遗传物质，因为DNA酶可将DNA水解。如果B、C组发病，A、D组未发病，说明RNA是该病毒的遗传物质，因为RNA酶可将RNA水解。(5)若该病毒的遗传物质为DNA，则其彻底水解产物有脱氧核糖、磷酸和4种含氮碱基，共6种。项目
S型细菌
R型细菌
菌落
光滑
粗糙
菌体
有多糖类荚膜
无多糖类荚膜
致病性
有，可使人和小鼠患肺炎，小鼠并发败血症死亡
无
增殖需要的条件
内容
合成T2噬菌体DNA
模板
噬菌体的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
项目
肺炎链球菌体外转化实验
噬菌体侵染细菌实验
设计思路
设法将DNA与其他物质分开，单独、直接地研究它们各自不同的遗传功能
处理方法
酶解法：将细胞提取物分别用蛋白酶、酯酶、DNA酶、RNA酶等处理后再与R型细菌混合培养
同位素标记法：分别用同位素35S、32P标记噬菌体蛋白质和DNA
检测方式
观察菌落类型
检测放射性同位素存在位置
结论
证明DNA是遗传物质，而蛋白质不是遗传物质
证明DNA是遗传物质，但不能直接证明蛋白质不是遗传物质
生物类型
所含核酸
遗传物质
举例
细胞
生物
真核生物
DNA和RNA
DNA
动物、植物、真菌
原核生物
DNA
细菌
非细胞生物
DNA病毒
仅有DNA
DNA
T2噬菌体、乙肝病毒
RNA病毒
仅有RNA
RNA
烟草花叶病毒、HIV病毒
噬菌体不同标记组别
放射性检测结果
上清液中
沉淀物中
甲
35S标记
75%
25%
乙
32P标记
15%
85%
组别
A
B
C
D
注射溶液
该病毒核酸提取物和RNA酶
该病毒核酸提取物和________
该病毒核酸提取物
_________________________________________________