【寒假衔接讲义】人教版 高中生物 高一寒假 第09讲 DNA是主要的遗传物质（教师版+学生版）.zip

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1.总结“DNA是主要的遗传物质”的探索过程。
2.分析证明DNA是主要的遗传物质的实验设计思路。
3.探讨实验技术在证明DNA是主要遗传物质。
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。
新知预习
对遗传物质的早期推测
1.染色体主要是由 DNA 和 蛋白质 组成的。
2.对遗传物质早期推测主导观点： 蛋白质 是生物体的遗传物质。
3.对DNA的认识：
（1）生物大分子：有许多 单体 聚合而成。
（2）基本组成单位 脱氧核苷酸 。
（3）化学组成： 磷酸 、 脱氧核糖 和 含氮碱基 三部分。
（4）基本组成单位的种类： 4 种，差别在于 含氮碱基 的不同，即 A腺嘌呤、T胸腺嘧啶、G鸟嘌呤、C胞嘧啶 四种碱基（写出名称和符号）。
二、肺炎链球菌的转化实验
（一）实验材料：
（二）肺炎链球菌转化实验的两个阶段
1、格里菲斯的体内转化实验
（1）实验过程及现象
① R型活菌 小鼠体内———→小鼠不死亡。
② S型活菌 小鼠体内———→小鼠 死亡 ，且小鼠体内分离出 S型活菌 。
③加热杀死的S型细菌小鼠体内———→ 小鼠不死亡 。
④R型细菌
小鼠体内—→小鼠 死亡 ，且小鼠体内分离出 S型活菌 。
加热杀死的S型细菌
实验过程分析
①对比分析第一、二组说明什么？ R型活菌无毒性，不会导致小鼠死亡；S型活菌有毒性，会导致小鼠死亡 。
②在第三组中被加热杀死的S型细菌还有没有毒性？ 没有 。
③对比分析第二、三组说明什么？ 只有活的S型活菌才有毒性，会导致小鼠死亡，加热杀死后，S型菌没有毒性，不会导致小鼠死亡
④在第四组中是谁导致小鼠死亡? S型活菌
⑤第四组小鼠体内能分离出S型活细菌，它是开始注射进去的，还是混合后重新出现的？
混合后重新出现
⑥对比分析第三、四组又说明什么？ 加热杀死的S型细菌可以使R型活菌转化成S型活菌
⑦实验先进行第一、二组，与第三、四组相比，起 对照 作用。
（3）实验结论：加热杀死的S型细菌中含有“ 某种活性物质 ”，其作用是将 R型活菌 转化为 S型活菌
2、艾弗里的体外转化实验
（1）实验过程及现象
加热致死的S型细菌

破碎、去除绝大部分
糖类、蛋白质和脂质
细胞提取物

细胞提 细胞提 细胞提 细胞提 细胞提
取物 取物+蛋 取物+RNA 取物+酯 取物+DNA
白酶 酶 酶 酶
S活菌+ S活菌+ S活菌+ S活菌+ R活菌
R活菌 R活菌 R活菌 R活菌
（2）实验分析
①艾弗里为了分别研究蛋白质、DNA在遗传中的作用,利用了酶的什么特性？
利用了酶的专一性
②加入DNA酶的实验组的实验结果是什么？
DNA酶将DNA分解，R型细菌无法转化成S型细菌，说明DNA是使R型细菌发生稳定遗传变化的物质
实验结论：S型细菌的 DNA 是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质，因此， DNA 是肺炎链球菌的遗传物质。
三、噬菌体侵染细菌的实验
知识链接--病毒
病毒是没有细胞结构的生物，其唯一的生命特征是借助活的宿主细胞提供的原料、酶、能量和场所进行增殖。核酸和蛋白质是病毒的基本化学组成，一种病毒只含有一种核酸。
根据宿主不同，病毒分为动物病毒、植物病毒和细菌病毒（噬菌体）。绝大多数病毒的复制可分为下列五步：吸附→侵入→合成→组装→释放。
（一）实验材料： 噬菌体
1、结构：头部和尾部的外壳由 蛋白质 构成，头部内含有 DNA 。
2、与大肠杆菌的关系是 噬菌体需要寄生在大肠杆菌中
3、增殖特点：在自身遗传物质的作用下，利用 大肠杆菌 体内的物质合成自身成分，进行增殖。
4、噬菌体侵染细菌的过程：
吸附 注入 DNA 合成核酸和蛋白质 装配 释放
（二）实验方法： 同位素标记法
设计思路: S 是蛋白质特有元素， P 是DNA特有元素，用不同的放射性同位素分别标记DNA和蛋白质，直接单独地去观察它们的作用
（三）实验过程及现象
1、标记大肠杆菌
大肠杆菌+35S的培养基→含 35S 的大肠杆菌
大肠杆菌+32P的培养基→含 32P 的大肠杆菌
2、标记T2噬菌体
T2噬菌体+35S的大肠杆菌→含 35S 的T2噬菌体
T2噬菌体+32P的大肠杆菌→含 32P 的T2噬菌体
3、标记的T2噬菌体侵染侵染为未标记的大肠杆菌
用 35S 标记噬菌体的蛋白质外壳

细菌
侵染 侵染 培养 上清液 放射性 强

搅拌、离心 沉淀物 放射性 弱
用 32P标记噬菌体的DNA

细菌
侵染 培养 上清液 放射性 弱

搅拌、离心 沉淀物 放射性 强
4、实验过程分析
（1）为什么要强调短时间保温？目的是什么？
保温时间短：一部分噬菌体未侵染大肠杆菌，离心后分布于上清液，上清液会出现放射性
保温时间长：噬菌体在大肠杆菌中增值后的子代释放出来，经离心后分布于上清液，也会使上清液中出现放射性。
（2）搅拌、离心的目的是什么？
搅拌：使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离
离心：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
（3）第一组离心管的哪里放射性高？说明了什么？第二组离心管哪里放射性高？说明了什么?
第一组上清液中放射性高，说明蛋白质外壳没有注入大肠杆菌中
第二组沉淀物中放射性高，说明DNA注入大肠杆菌中，指导形成新的噬菌体
（4）子代噬菌体在哪里？是在上清液中还是在沉淀物中？
子代噬菌体在沉淀物中
5、实验结论
（1）噬菌体侵染细菌时， DNA 进入到细菌的细胞中， 蛋白质 留在外面。子代噬菌体的各种形状是通过亲代的 DNA 遗传的。
（2）结论： DNA 才是真正的遗传物质。
四、DNA是主要的遗传物质
（一）RNA是遗传物质的实验证据
知识链接--RNA病毒
RNA病毒是生物病毒的一种，它们的遗传物质是核糖核酸（RNA）。常见的RNA病毒有艾滋病病毒，烟草花叶病毒，SARS 病毒,流感病毒。其中，烟草花叶病毒（TMV)是一种单链RNA病毒，专门感染植物，尤其是烟草及其他茄科植物，能使受感染的叶片看来斑驳污损。
实验材料： 烟草花叶病毒
此病毒的成分： 蛋白质 和 RNA 。
3、实验过程及现象
4、实验结论：只有RNA而没有DNA的病毒中，RNA是 遗传物质
（二）DNA是主要的遗传物质
1、生物体内核酸种类及遗传物质
（2）结论：因为绝大多数生物的遗传物质是____DNA_____，只有少数病毒的遗传物质是___RNA_____，因此说_____DNA是主要的遗传物质_______。

问题提升
1、在实验中，为什么选择35S和32P这两种同位素分别对蛋白质和DNA标记？用14C和18同位素标记可行吗？
T2噬菌体仅蛋白质中含有S，P几乎都存在于DNA中。
C、是DNA和蛋白质共有的元素，用14C和18做标记无法实现分别观察DNA与蛋白质的作用效果。
同时标记T2噬菌体DNA中的32P和蛋白质外壳中的35S；还是分为两组：第一组标记DNA中的32P，第二组标记蛋白质外壳中的35S？原因是什么？
分两组。如果同时标记，离心后上清液和沉淀物中都具有将强的放射性，无法判断具体是哪种物质进入大肠杆菌中作为模板进行子代的增殖。
3、用32P或35S标记的T2噬菌体分别侵染未被标记的大肠杆菌后，怎样将没有作为遗传物质进入到大肠杆菌的噬菌体颗粒与被吸附的大肠杆菌相分离？
搅拌和离心
4、用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌实验中沉淀物出现了少量的放射性原因是什么？
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，但可能由于搅拌不充分，有少量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，使沉淀物也有一定放射性
考点剖析
考点一：格里菲斯的肺炎链球菌转化实验
1、已知R型、S型肺炎链球菌均对青霉素敏感。在多代培养的S型菌中分离出了两种突变型：R型、抗青霉素的S型（记为PenrS型）。现用PenrS型菌与R型菌进行如图实验。下列相关分析不合理的是（ ）
A．甲实验中部分小鼠患败血症，患病小鼠注射青霉素治疗一定能恢复健康
B．乙可观察到两种菌落且整合了相关DNA片段的R型菌可能有荚膜多糖
C．丙培养基上可能没有菌落出现，原因是青霉素导致R型细菌不能正常繁殖
D．若丁组R型菌、DNA酶经高温加热后冷却再加入PenrS型菌的DNA，则无菌落生长
【答案】A
【分析】S型肺炎链球菌：菌落表面光滑，有毒，表面有多糖荚膜；R型肺炎链球菌：菌落表面粗糙，无毒，表面无多糖荚膜。
【详解】A、加热PenrS型与R型混合，会导致部分小鼠患败血症，注射青霉素后，体内有抗青霉素的S型，所以不能康复，不合理，A错误；
B、乙可观察到两种菌落R型、S型，发生基因重组，转化出少量S型菌，所以少量菌株是荚膜多糖，合，B正确；
C、青霉素导致R型细菌不能正常繁殖，所以不会发生转化出具有抗青霉素的S型菌，合理，C正确；
D、丁培养基上加入青霉素，所以R型细菌不能正常繁殖，也不会发生转化，不会有菌落，合理，D正确。
。
3、自然界中有两种不同类型的肺炎链球菌：S型肺炎链球菌有荚膜，菌落大而光滑；R型肺炎链球菌没有荚膜，菌落小而粗糙。S型肺炎链球菌有致病性，侵染小鼠会使小鼠患病死亡；R型肺炎链球菌无致病性，不会导致小鼠患病。请回答下列问题：
(1)在肺炎链球菌的转化实验中，为了寻找遗传物质，科学家将细胞内的主要生物大分子分离出来，分别验证它们的作用。请分析其中的科学依据是什么。_______
(2)简要分析肺炎链球菌转化实验出现相关实验结果的原因。
①将有生物活性的R型肺炎链球菌注入小鼠体内，小鼠正常，说明_____________。
②将有生物活性的S型肺炎链球菌注入小鼠体内，小鼠死亡，说明________________。
③将没有生物活性的S型肺炎链球菌注入小鼠体内，小鼠正常，说明_______________________。
④将有生物活性的R型肺炎链球菌和没有生物活性的S型肺炎链球菌同时注入小鼠体内，小鼠死亡，说明_________________。
(3)肺炎链球菌的转化实验分为两个部分：第一个部分是格里菲斯的细菌转化实验，结论是____________；第二个部分是艾弗里的细菌转化实验，结论是_________________。
(4)肺炎链球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验都证明DNA是遗传物质，这些实验的设计思想对你有哪些启示_____________？
【答案】(1)设法把DNA与蛋白质分开，研究各自的效应
(2) R型肺炎链球菌没有毒性 S型肺炎链球菌有毒性 加热杀死的S型细菌没有毒性 加热杀死的S型细菌将部分无毒性的R型肺炎链球菌转化成有毒性的型肺炎链球菌
(3) 加热杀死的S型细菌中存在转化因子，将部分无毒性的R型肺炎链球菌转化成有毒性的型肺炎链球菌 DNA是遗传物质
(4)科学成果的取得必须有技术手段作保证，技术的发展需要以科学原理为基础，因此，科学与技术是相互支持、相互促进的
【分析】1、肺炎双球菌 实验的设计思路是想办法区分DNA和蛋白质，并单独观察它们各自的作用，从而探究生物的遗传物质。2、肺炎双球菌体内转化实验：（1）格里菲斯的实验：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。（2）艾弗里的实验：将S型细菌的DNA、蛋白质、糖类等物质分离开，单独的、直接的观察它们各自的作用。另外还减少了一组对照实验，即DNA酶和S型活菌中提取的DNA与R型菌混合培养。结论：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。物质提纯和微生物的实验室培养。
【详解】（1）在肺炎链球菌的转化实验中，为了寻找遗传物质，实验设计思想最关键在于设法把DNA与蛋白质分开，研究各自的效应。
（2）①将有生物活性的R型肺炎链球菌注入小鼠体内，小鼠正常，说明R型肺炎链球菌没有毒性。
②将有生物活性的S型肺炎链球菌注入小鼠体内，小鼠死亡，说明S型肺炎链球菌有毒性。
③将没有生物活性的S型肺炎链球菌注入小鼠体内，小鼠正常，说明加热杀死的S型细菌没有毒性。
④将有生物活性的R型肺炎链球菌和没有生物活性的S型肺炎链球菌同时注入小鼠体内，小鼠死亡，说明加热杀死的S型细菌将部分无毒性的R型肺炎链球菌转化成有毒性的型肺炎链球菌。
（3）格里菲斯的细菌转化实验，结论是加热杀死的S型细菌中存在转化因子，将部分无毒性的R型肺炎链球菌转化成有毒性的型肺炎链球菌；艾弗里的细菌转化实验，结论是DNA是遗传物质。
（4）肺炎链球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验都证明DNA是遗传物质，这些实验的设计思想证明科学成果的取得必须有技术手段作保证，技术的发展需要以科学原理为基础，因此，科学与技术是相互支持、相互促进的。
考点二：艾弗里的肺炎链球菌转化实验
1．科学家从活的S型肺炎链球菌中提取DNA、蛋白质和多糖等物质，分别与活的R型菌混合，并进行悬浮培养。实验结果表明，只有其中的DNA组分能够把R型菌转化为S型菌。下列有关叙述正确的是（ ）
A．该实验不能证明蛋白质不是遗传物质
B．实验提取的DNA需要用32P进行标记
C．从加热杀死的S型菌中提取的DNA不能使R型菌转化为S型菌
D．该实验过程中，R型菌发生基因重组后转化为有荚膜的S型菌
【答案】A
【分析】将S型细菌的DNA、蛋白质、糖类等物质分离开，分别与活的R型菌混合，单独的、直接的观察它们各自的作用，可分析各种成分的作用。
【详解】A、该实验中蛋白质组别不能将R型菌转化为S型菌，说明蛋白质不是遗传物质，A错误；
B、本实验中DNA不需要用32P进行标记，可通过培养基上菌落类型推断其作用，B错误；
C、从加热杀死的S型菌中提取的DNA仍有生物活性，能使R型菌转化为S型菌，C错误；
D、该实验过程中，R型菌可转化为有荚膜的S型菌，该过程属于基因重组，D正确。
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3、DNA和蛋白质都是生物体内重要的大分子物质，究竟哪种物质是遗传物质的问题曾引起生物学界激烈的争论。1928年，格里菲斯提出转化因子，转化因子究竟是什么物质呢?1944年艾弗里和他的同事完成了以下实验。他们将S型细菌提取物分别进行不同的处理后，加入到含有R型活菌的培养基中，处理方法及实验结果如下表所示：
注：○代表R型菌落，●代表s型菌落。
(1)推测第一组培养基中活菌类型为_________，推测第五组菌落生长情况是_________。
(2)实验表明细胞提取物中含有转化因子，而转化因子很可能就是DNA。艾弗里等人进一步分析了细胞提取物的理化特性，发现这些特性都与DNA的极为相似。请你推测艾弗里最终提出的结论是：__________________。
(3)从控制自变量的角度分析，艾弗里等人实验的基本思路是_________。
(4)从你现有的知识分析，“R型细菌变成S型细菌”这一变异类型属于_________。
【答案】(1) R型和S型 仅有R型菌
(2)DNA是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质
(3)在每个实验组S型细菌提取物中特异性地去除了一种物质
(4)基因重组
【分析】1、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才会是R型菌转化为S型菌。
2、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。
3、在艾弗里证明遗传物质是DNA的实验中，艾弗里将S型细菌的DNA、蛋白质、糖类等物质分离开，单独的、直接的观察它们各自的作用。另外还减少了一组对照实验，即DNA酶和S型活菌中提取的DNA与R型菌混合培养。
【详解】（1）由于第一组未处理，作为对照组，则第一组培养基中活菌类型为R型和S型；第五组加入了DNA酶，导致DNA被分解，则S型菌不能被转化，所以第五组培养皿中菌落都是R型菌。
（2）分析题意，艾弗里等人进一步分析了细胞提取物的理化特性，发现这些特性都与DNA的极为相似，据以上五组实验可以得出，DNA是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质(DNA是遗传物质)。
（3）从控制自变量的角度，实验的基本思路是：依据自变量控制中的“减法原理”，在每个实验组S型细菌的细胞提取物中特异性地去除了一种物质。
（4）根据现有的知识分析，可知“R型菌变成S型菌”这一变异属于基因重组，因为加热杀死的S型菌中DNA使得R型细菌转化成S型细菌。
考点三：噬菌体侵染实验
实验小组用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。下列分析正确的是（ ）
A．甲组上清液的放射性来自子代噬菌体，沉淀物的放射性来自亲代噬菌体
B．甲组被侵染的大肠杆菌内含32P的噬菌体产生的子代噬菌体都含有32P
C．乙组沉淀物的放射性低于上清液的，甲组的则相反
D．乙组的上清液中由35S标记的噬菌体产生的子代噬菌体少数含有35S
【答案】D
【分析】实验中用32P、35S分别标记T2噬菌体的DNA，蛋白质。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】A、甲组标记噬菌体DNA，上清液中的放射性来自于亲代噬菌体未注入大肠杆菌的DNA，沉淀物中的放射性来自于子代噬菌体，A错误；
B、根据半保留复制可知，甲组被侵染的大肠杆菌内含32P的噬菌体经增殖产生的子代噬菌体不都含有32P，B错误；
C、乙组沉淀物的放射性来自于搅拌时未正常与大肠杆菌分离的亲代噬菌体，其放射性低于上清液，甲组则相反，C正确；
D、35S标记的噬菌体蛋白质外壳，子代噬菌体不会被35S标记，D错误。
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2、证明DNA是遗传物质的经典实验中，赫尔希和蔡斯设计的T2噬菌体侵染大肠杆菌实验最具有说服力。如图表示利用32P标记的T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验流程图，下列相关叙述正确的是（ ）
A．图中保温阶段，锥形瓶内盛放的是被32P标记的大肠杆菌培养液
B．图中搅拌阶段，若搅拌不充分，则检测阶段的结果不会受明显影响
C．图中离心阶段，目的是使吸附在大肠杆菌上的噬菌体与大肠杆菌分离
D．图中检测阶段，32P主要在沉淀物中，说明T2噬菌体的遗传物质主要是DNA
【答案】C
【分析】噬菌体侵染细菌的过程：吸附→注入（注入噬菌体的DNA）→合成（控制者：噬菌体的DNA；原料：细菌的化学成分）→组装→释放。噬菌体侵染细菌的实验步骤：分别用35S或32P标记噬菌体→噬菌体与大肠杆菌混合培养→噬菌体侵染未被标记的细菌→在搅拌器中搅拌，然后离心，检测上清液和沉淀物中的放射性物质。
【详解】A、由于亲代T2噬菌体已用32P标记，要研究该标记物的出现的部位，因此培养大肠杆菌不应含有32P标记，A错误；
B、由于被标记的T2噬菌体的DNA侵入到大肠杆菌细胞内，所以搅拌不充分，则检测阶段的结果不会受明显影响，B正确；
C、图中离心阶段，目的是使大肠杆菌内的T2噬菌体DNA与T2噬菌体蛋白质外壳分离，C错误；
D、用32P标记的T2噬菌体侵染未标记的大肠杆菌，经过保温、搅拌、离心等步骤后，发现离心管的上清液中放射性很低，而沉淀物中的放射性很高，该实验结果说明噬菌体的DNA进入了细菌，但不能证明T2噬菌体的遗传物质主要是DNA，D错误。
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考点四：DNA是主要的遗传物质
1、下图表示科研人员研究烟草花叶病毒（TMV）遗传物质的实验过程。下列叙述正确的是（ ）
A．降解目的是将RNA和蛋白质氺解为小分子
B．该实验说明RNA也能控制生物性状
C．该实验证明了RNA是TMV的主要遗传物质
D．烟草细胞为TMV的复制提供模板、原料等所需的条件
【答案】C
【分析】1、烟草花叶病毒为RNA病毒，无细胞结构，主要由蛋白质外壳和遗传物质RNA构成，需要寄生于活细胞。
2、由图分析可知，将烟草花叶病毒TMV的蛋白质和RNA分开，分别感染烟草，接种RNA烟叶会感染病毒，接种蛋白质烟草未感染病毒，这说明烟草花叶病毒的遗传物质是RNA，不是蛋白质。
【详解】A、由图观察可知，降解目的是将烟草花叶病毒TMV的蛋白质和RNA分开，A错误；
B、接种RNA烟叶会感染病毒，也就是说RNA也能控制生物性状，B正确；
C、该实验得目的是证明烟草花叶病毒TMV的遗传物质是RNA，C错误；
D、烟草细胞为TMV的复制提供原料、酶等所需的条件，模板是由烟草花叶病毒（TMV）提供的，D错误。
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2、氺华是淡氺氺体富营养化而引起其中的蓝细菌，绿藻等微生物异常增殖的一种现象，这些生物的细胞内含有藻蓝素和叶绿素，因此它们大量繁殖后一般会使氺体呈现绿色或蓝色。下列有关说法正确的是（ ）
A．氺华现象的出现减少了氺中植食性动物的食物，有利于它们的生存
B．蓝细菌的遗传物质是RNA，绿藻的遗传物质是DNA
C．藻蓝素和叶绿素存在于蓝细菌、绿藻的叶绿体类囊体上
D．细菌与蓝细菌、绿藻都具有细胞壁、细胞膜，核糖体，体现了它们结构上的统一性
【答案】A
【分析】1、蓝细菌是原核细胞，没有以核膜为界限的细胞核，绿藻是真核细胞，有以植膜为界限的细胞核。
2、氺华的成因是氺体中氦、磷等营养物质含量过高，在一定的温度、光照等条件下，造成以蓝细菌为主的原核生物的大量繁殖。
【详解】A、氺华现象的出现会造成氺体缺氧，不利于植食性动物的生存，A错误；
B、蓝细菌和绿藻都具有细胞结构，遗传物质都是DNA，B错误；
C、蓝细菌是原核细胞，没有叶绿体，C错误；
D、蓝细菌是原核细胞，绿藻是真核细胞，都具有细胞壁、细胞膜，核糖体，体现了它们结构上的统一性，D正确。
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3、下列有关生物体遗传物质及相关实验的叙述，不正确的是（ ）
A．用噬菌体侵染细菌的实验中，要标记T2噬菌体的蛋白质外壳，需要先标记T2噬菌体的宿主细胞
B．烟草花叶病毒（TMV）和HIV的遗传物质彻底氺解后的产物相同
C．艾弗里实验成功证明了DNA是肺炎链球菌主要的遗传物质
D．T2噬菌体的遗传信息储存在脱氧核苷酸的排列顺序中
【答案】D
【分析】T2噬菌体侵染细菌的实验步骤：分别用35S或32P标记噬菌体→噬菌体与大肠杆菌混合培养→噬菌体侵染未被标记的细菌→在搅拌器中搅拌，然后离心，检测上清液和沉淀物中的放射性物质。
【详解】A、噬菌体没有细胞结构，不能独立生活，所以标记T2噬菌体的蛋白质外壳需要先标记T2噬菌体的宿主细胞，A正确；
B、烟草花叶病毒（TMV）和HIV均属于RNA病毒，体内均只含RNA一种核酸，RNA彻底氺解后的产物是磷酸、核糖和含氮碱基（A、U、G、C），B正确；
C、艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验证明了DNA是肺炎链球菌的遗传物质，没有证明DNA是肺炎链球菌主要的遗传物质，C错误；
D、T2噬菌体的遗传物质是DNA，其基本组成单位是脱氧核苷酸，所以T2噬菌体的遗传信息储存在脱氧核苷酸的排列顺序中，D正确。
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达标检测
一、单选题
1．1944年美国细菌学家艾弗里等人进行肺炎链球菌体外转化实验，以下是实验中的部分实验组，相关叙述正确的是（ ）
A．培养皿中S型菌菌落的数量远多于R型菌菌落的数量
B．经过一段时间的培养，锥形瓶中出现了表面光滑的S型菌
C．该实验证明一种细菌的DNA掺入另一种细菌中，能够引起遗传变化
D．S型菌的DNA中含有荚膜产生的相关基因，这些基因使R型菌突变为S型菌
【答案】D
【分析】S型肺炎链球菌表面有多糖类荚膜，在培养技术形成的菌落表面光滑，R型细菌菌体没有多糖类的荚膜，在培养基上形成的菌落表面粗糙；R型菌不会使人或小鼠患病，无致病性。当存在S型的完整DNA和活的R型菌时，可发生基因重组，使R型菌转化成S型菌而具有致病性。
【详解】A、R型细菌发生转化的概率不高，在体外离体培养时S型细菌菌落的数量远少于R型细菌菌落的数量，A错误；
B、锥形瓶中进行的是液体悬浮培养，会出现S型细菌，但是细菌菌体并不是光滑的，S型菌落才是光滑菌落，B错误；
C、一种细菌的DNA掺入另一种细菌中，能够引起遗传变化，发生了可遗传的变异，C正确；
D、R型菌转化成S细菌的变异是基因重组，而非基因突变，D错误。
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2．艾弗里等科学家研究S型肺炎链球菌中的“转化因子”实验过程如下表：
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．处理步骤中，使用液体培养基比固体培养基更有利于细菌转化
B．用加热杀死S型细菌的提取物进行组2、3、5实验，实验结果①②③相同
C．在实验结果可通过鉴定细胞形态或涂布分离后观察菌落进行检测
D．加入的R型活菌的数量和生理状态会影响细菌转化效率
【答案】C
【分析】1、S型细菌有荚膜，菌落光滑，R型细菌无荚膜，菌落粗糙。
2、蛋白酶氺解提取物中的蛋白质，RNA酶氺解提取物中的RNA，DNA酶氺解提取物中的DNA。
【详解】A、液体培养基有利于S型细菌的成分与R型细菌的混合，更有利于转化，A正确；
B、组2、3中含有S型细菌的DNA，会发生转化，会出现R型和S型细菌，组5中DNA被DNA酶氺解，不会发生转化，结果中只有R型细菌，B错误；
C、S型细菌有荚膜，菌落光滑，R型细菌无荚膜，菌落粗糙，在实验结果可通过鉴定细胞形态或涂布分离后观察菌落进行检测，C正确；
D、细菌转化的过程是一个 DNA 导入和表达的过程，受体菌的数量和生理状态是转化率的影响因素，D正确。
。
3．M13噬菌体是一种丝状噬菌体，内有一个环状单链DNA分子，它只侵染某些特定的大肠杆菌，且增殖过程与T2噬菌体类似。研究人员用M13噬菌体代替T2噬菌体进行“噬菌体侵染细菌”的实验，下列有关叙述正确的是（ ）
A．与烟草花叶病毒相比，M13噬菌体的遗传物质特有成分只有脱氧核糖
B．用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌，沉淀物的放射性与保温时间的长短无关
C．搅拌和离心是为了将噬菌体的蛋白质和DNA分子分开，便于分别检测其放射性
D．一个含32P的M13噬菌体在大肠杆菌中增殖n代，子代中含32P的噬菌体占2/2n
【答案】C
【分析】1、噬菌体的结构：蛋白质外壳(C、H、、N、 S)+DNA(C、H、、N、P)。
2、噬菌体的繁殖过程：吸附→注入(注入噬菌体的DNA)→合成(控制者：噬菌体的DNA；原料：细菌的化学成分)→组装→释放。
3、T2噬菌体侵染细菌的实验步骤：分别用35S或32P标记噬菌体→噬菌体与大肠杆菌混合培养→噬菌体侵染未被标记的细菌→在搅拌器中搅拌，然后离心，检测上清液和沉淀物中的放射性物质。
【详解】A、烟草花叶病毒的遗传物质为RNA，与烟草花叶病毒相比，M13噬菌体的遗传物质特有成分是脱氧核糖和胸腺嘧啶，A错误；
B、由于35S标记的是噬菌体的蛋白质外壳，且蛋白质外壳不进入大肠杆菌，所以用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌，沉淀物的放射性与保温时间的长短无关，B正确；
C、搅拌的目的是使噬菌体和细菌分开，离心的目的是使细菌出现在沉淀物中，噬菌体出现在上层清液中，C错误；
D、由于M13噬菌体的遗传物质是一个环状单链 DNA分子，一个含32P的M13噬菌体在大肠杆菌中增殖n代，子代中含32P的噬菌体占1/2n，D错误。
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4．下图表示科研人员探究烟草花叶病毒（TMW）遗传物质的实验过程，由此可以判断（ ）
A．侵入烟草细胞的RNA含有A、T、G、C，4种碱基
B．TMW的蛋白质没有进入烟草细胞中
C．氺和苯酚的作用是分离病毒的蛋白质和RNA
D．RNA是TMV的主要遗传物质
【答案】D
【分析】根据题意和图示分析可知：烟草花叶病毒由RNA和蛋白质组成，RNA接种到正常烟草中能使其感染病毒，而蛋白质接种到正常烟草中不能使其感染病毒，说明RNA是遗传物质，蛋白质不是。
【详解】A、RNA不含碱基T，RNA中含有A、U、G、C四种碱基，A错误；
B、分析题意，烟草花叶病毒由RNA和蛋白质组成，RNA接种到正常烟草中能使其感染病毒，而蛋白质接种到正常烟草中不能使其感染病毒，实验能证明RNA能进入烟草细胞，但不能证明蛋白质不能进入烟草细胞，B错误；
C、分析图解可知，氺和苯酚的作用是分离病毒的蛋白质和RNA，C正确；
D、本实验表明RNA是TMV的遗传物质，而不能表明RNA是TMV的主要遗传物质，D错误。
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5．下列有关遗传物质的探究相关实验的叙述，不正确的是（ ）
A．艾弗里的肺炎链球菌转化实验的结论是：DNA是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质
B．噬菌体侵染细菌的实验结果表明：子代噬菌体的各种性状，是通过亲代的DNA遗传的
C．烟草花叶病毒侵染烟草实验可得到的实验结论：RNA是遗传物质
D．格里菲思的肺炎链球菌转化实验的实验思路是将各种物质分开，单独直接研究其作用
【答案】A
【分析】1、肺炎双球菌转化实验包括格里菲斯体内转化实验和艾弗里体外转化实验，其中格里菲斯体内转化实验证明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。
2、T2噬菌体侵染细菌的实验步骤：分别用35S或32P标记噬菌体→噬菌体与大肠杆菌混合培养→噬菌体侵染未被标记的细菌→在搅拌器中搅拌，然后离心，检测上清液和沉淀物中的放射性物质。
【详解】A、艾弗里的肺炎链球菌转化实验的结论是：DNA是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质，加入S型细菌的DNA与R型细菌混合，能产生S型细菌，A正确；
B、噬菌体侵染细菌的实验结果表明：在噬菌体的亲子代之间，只有DNA有连续性，子代噬菌体的性状是通过DNA遗传的，DNA是噬菌体的遗传物质，B正确；
C、烟草花叶病毒的感染和重建实验，证明了RNA是遗传物质，C正确；
D、艾弗里肺炎链球菌体外转化实验的实验思路是将各种物质分开，单独直接研究其作用，格里菲思的肺炎链球菌转化实验中，没有将各种物质完全分开，去观察其作用，D错误。
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6．下表为T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验设计方案。下列说法正确的是（ ）
A．通过搅拌可使吸附在细菌上的所有噬菌体与细菌分离
B．甲、乙组的子代中，均仅有部分T2噬菌体出现放射性
C．乙组含放射性的子代T2噬菌体个数与培养时间成正比
D．该实验的结果不能证明DNA是T2噬菌体的遗传物质
【答案】A
【分析】T2噬菌体侵染细菌的实验步骤：分别用35S或32P标记噬菌体→噬菌体与大肠杆菌混合培养→噬菌体侵染未被标记的细菌→在搅拌器中搅拌，然后离心，检测上清液和沉淀物中的放射性物质。
【详解】A、题干中没有信息指明搅拌时间与上清液（或沉淀物）中放射性的关系，若搅拌力度不够，吸附在细菌上的噬菌体与细菌可能没有完全分离，A错误；
B、甲组中的子代噬菌体以细菌的物质为原料合成，所以都含有放射性，32P标记的是乙组的DNA分子，由于DNA分子的复制方式是半保留复制，所以乙组中的子代噬菌体只有少部分含有放射性，B错误；
C、乙组中32P标记的是T2噬菌体，子代含放射性的噬菌体的DNA来自亲代，所以子代中含有放射性的噬菌体个体数目是一定的，与培养时间无关，C错误；
D、由于子代噬菌体中均含有标记元素，通过放射性的结果不能证明DNA是T2噬菌体的遗传物质，D正确。
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7．下列有关实验及实验结论的叙述中，错误的是（ ）
A．AB．BC．CD．D
【答案】D
【分析】R型和S型肺炎双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）。由肺炎双球菌转化实验可知，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。
【详解】A、将R型和S型肺炎双球菌分别注射到健康的小鼠体内，实验的变量是注入的细菌类型，实验结果是被注射R型菌的小鼠不死亡，被注射S型菌的小鼠死亡，则说明R型菌无毒性，S型菌有毒性，A正确；
B、DNA氺解酶可氺解DNA，将R型活菌与S型菌的DNA和DNA氺解酶混合培养，结果只生长R型菌，说明DNA被氺解后失去了遗传效应，B正确；
C、35S标记的是噬菌体的蛋白质，用35S标记的噬菌体去感染普通的大肠杆菌，短时间保温离心后获得的上清液的放射性很高，因为缺乏DNA标记组的实验，故无法说明DNA是遗传物质，C错误；
D、用从烟草花叶病毒中分离出的RNA侵染烟草，烟草出现病斑，说明烟草花叶病毒的RNA可能是遗传物质，D正确。
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8．当把DNA和蛋白质分开研究时，DNA是遗传物质的确切证据，就逐渐被揭示出来了，下列关于DNA是遗传物质直接证据的叙述正确的是（ ）
A．从加热杀死的S型菌中提取DNA、蛋白质等物质，分离后与活的R型菌悬浮培养，观察子代菌落性状
B．同位素标记S型菌的DNA、蛋白质和荚膜等物质与活的R型菌混合，观察子代放射性情况
C．噬菌体感染细菌后，用离心的方法使亲代的DNA和蛋白质分离，便于子代观察
D．用32P标记噬菌体的DNA，与细菌混合培养较长时间，离心后上清液的放射性较高
【答案】A
【分析】1、肺炎链球菌转化实验包括格里菲斯体内转化实验和艾弗里体外转化实验，其中格里菲斯体内转化实验证明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。
2、T2噬菌体侵染细菌的实验步骤：分别用35S或32P标记噬菌体→噬菌体与大肠杆菌混合培养→噬菌体侵染未被标记的细菌→在搅拌器中搅拌，然后离心，检测上清液和沉淀物中的放射性物质。
3、烟草花叶病毒的感染和重建实验，证明了RNA是遗传物质。
【详解】A、R型菌悬浮培养，不能形成菌落，则不能观察子代菌落性状，A错误；
B、肺炎链球菌转化实验没有用到同位素标记法，B错误；
C、噬菌体感染细菌后，用离心的方法使大肠杆菌和噬菌体分开，便于观察上清和沉淀的放射性，C错误；
D、用32P标记噬菌体的DNA，与细菌混合培养较长时间，由于子代噬菌体释放出来，则离心后上清液的放射性较高，D正确。
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9．下列有关遗传物质的说法中正确的有（ ）
①细胞核内的遗传物质是DNA，细胞质内的遗传物质是RNA
②DNA是遗传物质，生物的遗传物质是都是DNA
③原核生物的遗传物质一定是DNA
④以RNA为遗传物质的生物一定是病毒
⑤RNA的基本组成单位是核糖核酸
⑥DNA的特异性是由脱氧核苷酸特定的排列顺序决定的
A．一项B．两项C．三项D．四项
【答案】D
【分析】细胞类生物的遗传物质都是DNA，病毒的遗传物质是DNA或RNA。核酸是遗传信息的携带者，是一切生物的遗传物质， 在生物体的遗传、变异和蛋白质的生物合成中具有重要作用，细胞中的核酸根据所含五碳糖的不同分为DNA (脱氧核糖核酸)和RNA (核糖核酸)两种，构成DNA与RNA的基本单位分别是脱氧核苷酸和核糖核苷酸，每个脱氧核苷酸分子是由一分子磷酸、 一分子脱氧核糖糖和一分子含氨碱基形成，每个核糖核苷酸分子是由一分子磷酸、一分子核糖和一分子含氨碱基形成。
【详解】①细胞核内和细胞质内的遗传物质都是DNA，①错误；
②DNA是遗传物质，遗传物质不一定是DNA也有可能是RNA，②错误；
③原生生物具有细胞结构，遗传物质是DNA，③正确；
④具有细胞结构的遗传物质是DNA，不具细胞结构的病毒遗传物质是DNA或RNA，所以以RNA为遗传物质的生物一定是病毒，④正确；
⑤RNA的基本组成单位是核糖核苷酸，⑤错误；
⑥DNA的特异性是由脱氧核苷酸特定的排列顺序决定的，⑥正确。
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10．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，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（ ）
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．32P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
D．搅拌5min时，上清液含32P的原因是大肠杆菌裂解释放噬菌体
【答案】C
【分析】噬菌体侵染细菌的过程：吸附→注入（注入噬菌体的DNA）→合成（控制者：噬菌体的DNA；原料：细菌的化学成分）→组装→释放。噬菌体侵染细菌的实验步骤：分别用35S或32P标记噬菌体→噬菌体与大肠杆菌混合培养→噬菌体侵染未被标记的细菌→在搅拌器中搅拌，然后离心，检测上清液和沉淀物中的放射性物质。
【详解】A、上清液35S百分比都没有达到100%，说明通过搅拌不可能使吸附在细菌上的噬菌体与细菌完全分离，A错误；
B、进行噬菌体侵染细菌实验时，搅拌时间短于3min，上清液35S百分比会减小；达到4min后，上清液35S百分比不再增大，说明搅拌时间不能短于3min，B正确；
C、32P标记的T2噬菌体侵染大肠杆菌后产生的子代噬菌体中只有少数含32P，C错误；
D、被侵染细菌成活率100%，说明被侵染的细菌没有裂解释放子代噬菌体，放射性物质还在沉淀物中；搅拌5min时，上清液含32P的原因是有部分含有32P标记的噬菌体没有侵入细菌中，D错误。
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11．衣藻、乳酸菌、发菜、新冠病毒的遗传物质分别是（ ）
A．DNA、RNA、RNA、DNA
B．DNA、DNA、RNA、RNA
C．DNA、RNA、DNA、DNA
D．DNA、DNA、DNA、RNA
【答案】A
【分析】一切生物的遗传物质都是核酸，原核生物和真核生物有细胞结构，有细胞结构的生物遗传物质都是DNA；病毒的遗传物质是RNA或DNA。
【详解】有细胞结构的生物，无论原核生物还是真核生物，遗传物质都是DNA。衣藻是真核生物，遗传物质为DNA；乳酸菌为原核生物，遗传物质为DNA；发菜为原核生物，遗传物质为DNA；新冠病毒为RNA病毒，遗传物质分别是RNA，
12．如图是32P标记的T2噬菌体侵染大肠杆菌实验示意图，下列有关叙述正确的是（ ）
A．子代噬菌体中具有放射性的个体占少数
B．悬浮液B中放射性高的原因可能是②搅拌不充分引起的
C．若C中含大量放射性，可以证明噬菌体的蛋白质留在外面
D．锥形瓶中的培养液中有含32P的物质，以便标记细菌进而标记亲代噬菌体
【答案】A
【分析】噬菌体侵染细菌的实验：1、实验思路：S是蛋白质的特有元素，DNA分子中含有P，蛋白质中几乎不含有，用放射性同位素32P和放射性同位素35S分别标记DNA和蛋白质，直接单独去观察它们的作用。2、实验过程：首先用放射性同位素35S标记了一部分噬菌体的蛋白质，并用放射性同位素32P标记了另一部分噬菌体的DNA，然后，用被标记的T2噬菌体分别去侵染细菌，当噬菌体在细菌体内大量增殖时，生物学家对被标记物质进行测试。简单过程为：标记细菌→标记噬菌体→用标记的噬菌体侵染普通细菌→搅拌离心。3、测试的结果表明，噬菌体的蛋白质并没有进入细菌内部，而是留在细菌的外部，噬菌体的DNA却进入了细菌体内，可见，噬菌体在细菌内的增殖是在噬菌体DNA的作用下完成的。
【详解】A、DNA的复制方式为半保留复制，图中标记的是亲代噬菌体的DNA，故子代噬菌体中具有放射性的个体占少数，A正确；
B、过程②的目的是使噬菌体的外壳与大肠杆菌分离，实验中B对应部分有少量放射性，可能原因是培养时间过短或过长，使亲代噬菌体没有侵入大肠杆菌或子代噬菌体被释放，B错误；
C、若只有C中含大量放射性，不能直接证明噬菌体的蛋白质留在外面，还应设置用35S标记噬菌体的实验作为相互对照，C错误；
D、由于噬菌体被32P标记，因此锥形瓶中培养大肠杆菌的培养液不能含有32P的物质，否则不能区分噬菌体的亲代DNA和子代DNA，D错误。
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13．在探究核酸是遗传物质的科学历程中，有如下重要实验：T2噬菌体侵染细菌实验和烟草花叶病毒侵染烟草实验。下列叙述正确的是（ ）
A．通过这两个实验能够证明DNA是主要的遗传物质
B．用35S标记的T2噬菌体侵染未标记的细菌，搅拌不充分会影响放射性的分布
C．用32P标记的T2噬菌体侵染未标记的细菌，子代噬菌体均含有32P
D．只用烟草花叶病毒的RNA侵染烟草，不能使烟草叶片出现花叶病斑
【答案】C
【分析】1、T2噬菌体侵染细菌的实验步骤：分别用35S或32P标记噬菌体→噬菌体与大肠杆菌混合培养→噬菌体侵染未被标记的细菌→在搅拌器中搅拌，然后离心，检测上清液和沉淀物中的放射性物质。该实验证明DNA是遗传物质。
2、烟草花叶病毒（TMV） 是一种单链RNA病毒，主要由蛋白质和RNA 组成。烟草花叶病毒的蛋白质感染烟草，烟草不出现病斑；烟草花叶病毒的RNA 感染烟草，烟草出现病斑；烟草花叶病毒的RNA和RNA酶感染烟草，烟草不出现病斑。因此证明RNA是TMV的遗传物质，蛋白质不是TMV的遗传物质。。
【详解】A、烟草花叶病毒侵染烟草实验，证明了RNA是遗传物质，通过这两个实验不能够证明DNA是主要的遗传物质，A错误；
B、用35S标记的T2噬菌体侵染未标记的细菌，噬菌体侵染细菌时蛋白质外壳没有进入细菌，经过离心后分布在上清液中，因此搅拌不充分会使35S标记的噬菌体这一组的沉淀物放射性增强，B正确；
C、用32P标记的T2噬菌体侵染未标记的细菌，复制多次的子代噬菌体不含有32P，C错误；
D、只用烟草花叶病毒的RNA侵染烟草，能使烟草叶片出现花叶病斑，D错误。
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14．艾弗里等人为了弄清转化因子的本质，进行了一系列的实验，如图是他们所做的一组实验，则有关说法错误的是（ ）
A．实验通过酶特异性去除了某成分进行研究，利用了自变量控制中的“减法原理”
B．实验一和二的结果发现R型细菌均发生了转化现象，但无法说明转化因子是DNA
C．实验三的结果发现，培养皿中只存在一种表面粗糙的菌落
D．综合三组实验结果，可以说明转化因子是DNA，但无法说明蛋白质不是转化因子
【答案】A
【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、实验通过酶特异性去除单一成分进行研究，使相关物质分解，利用了自变量控制中的“减法原理”，A正确；
B、实验一和二的结果发现R型细菌均发生了转化现象，由于实验缺乏对照，故不能说明转化因子就是DNA，B正确；
C、实验三未发生了转化现象，培养皿中只存在R型菌，因此只存在一种表面粗糙的菌落，C正确；
D、实验二，加入蛋白酶后，S型菌的提取物中的蛋白质被分解，发现R型细菌发生了转化现象，因此可以说明蛋白质不是转化因子，D错误；
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15．在“T2噬菌体侵染大肠杆菌实验”中，若赫尔希和蔡斯的假设为：T2噬菌体的DNA进入大肠杆菌而蛋白质未进入，DNA是噬菌体的遗传物质。则支持该假设的预期结果是（ ）
A．AB．BC．CD．D
【答案】D
【分析】T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验表明：32P标记的是噬菌体的DNA分子，在噬菌体侵染大肠杆菌的过程中，DNA分子进入大肠杆菌，经离心后处于沉淀物中；35S标记的是噬菌体的蛋白质外壳，不进入大肠杆菌，故噬菌体侵染细菌并经离心后，含35S的放射性同位素主要分布在离心管的上清液中。
【详解】第一组实验用35S标记T2噬菌体，则标记的是蛋白质，T2噬菌体的DNA进入大肠杆菌而蛋白质未进入，则上清液中放射性高，而沉淀物中放射性低 ，且子代T2噬菌体不含有放射性；第二组实验用32P标记T2噬菌体，则标记的是DNA，若T2噬菌体的DNA进入大肠杆菌而蛋白质未进入，则上清液中放射性低，而沉淀物中放射性高，且部分子代T2噬菌体有放射性，C正确。
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二、综合题
16．1952年赫尔希和蔡斯完成了著名的噬菌体侵染大肠杆菌实验，下图为其所做实验中的一组。请据图回答下列问题。
(1)图1中，噬菌体的核酸位于__________（用图1中字母表示）。
(2)在图2实验过程中，搅拌的目的是______，离心的目的是__________。
(3)图2实验利用了同位素标记法，由实验结果可知，此次实验的标记元素是__________，根据该组实验结果可以说明__________进入了细菌。该组实验能否说明蛋白质不是遗传物质？__________（填“能”或“不能”）。
(4)若图2实验中上清液的放射性偏高，造成这种结果的不规范操作是____。
(5)该实验的结论是________。
【答案】(1)A
(2) 使吸附在大肠杆菌上的噬菌体与大肠杆菌脱离 让上清液中析出质量较轻的T2噬菌体颗粒，沉淀物中留下被感染的大肠杆菌
(3) 32P DNA 不能
(4)保温时间太长导致含有放射性的噬菌体从大肠杆菌中释放进入上清液（保温时间过短使带有放射性的噬菌体未全部侵染而分布在上清液）
(5)DNA是遗传物质
【分析】噬菌体侵染细菌的过程：吸附→注入（注入噬菌体的DNA）→合成（控制者：噬菌体的DNA；原料：细菌的化学成分）→组装→释放。噬菌体侵染细菌的实验步骤：分别用35S或32P标记噬菌体→噬菌体与大肠杆菌混合培养→噬菌体侵染未被标记的细菌→在搅拌器中搅拌，然后离心，检测上清液和沉淀物中的放射性物质。
【详解】（1）图1中，噬菌体的核酸位于其头部（A），由蛋白质外壳包被着。
（2）搅拌的目的是使吸附在大肠杆菌上的噬菌体与大肠杆菌脱离，离心的目的是让上清液中析出质量较轻的T2噬菌体颗粒，沉淀物中留下被感染的大肠杆菌。
（3）35S标记的是T2噬菌体的蛋白质外壳，故正确操作后放射性主要集中在上清液，即上清液中放射性很高，而沉淀物中的放射性很低；32P标记的T2噬菌体的DNA分子，故正确操作后放射性主要集中在沉淀物中，即上清液中放射性很低，图2实验过程中，沉淀物的放射性很高，所以标记元素是32P，而沉淀物中的放射性很高，实验结果说明噬菌体的DNA进入了细菌，由于蛋白质外壳没有进入细菌，故该组实验不能说明蛋白质不是遗传物质。
（4）32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌后上清液的放射性偏高是由多方面的因素引起的，如保温时间太长导致含有放射性的噬菌体从大肠杆菌中释放进入上清液、保温时间过短使带有放射性的噬菌体未全部侵染而分布在上清液等等。
（5）噬菌体侵染细菌实验由于完全实现了DNA和蛋白质的分离，故能充分证明DNA是遗传物质。
17．为研究R型肺炎链球菌转化为S型肺炎链球菌的转化因子是DNA不是蛋白质，进行了实验，其基本过程所示。
请据图回答下列有关问题：
(1)肺炎链球菌属于原核生物，原因是它的细胞结构中没有_____。
(2)S型肺炎链球菌的菌体有多糖类的_____，在培养基上形成的菌落表面光滑，有毒性，可使小鼠患肺炎并发败血症死亡。
(3)该实验乙组和丙组加人酶的目的是特异性地去除一种物质，这样的自变量控制的方法为_____。
(4)实验结果：
①甲组培养皿中有R型菌和S型菌；
②乙组培养皿中有_____；
③丙组培养皿中有_____。
【答案】(1)以核膜为界限的细胞核（或成形的细胞核）
(2)荚膜
(3)减法原理
(4) R型菌和S型菌 R型菌
【分析】分析题图：甲组说明加热杀死的S型细菌中存在某种转化因子，可将R型细菌转化为S型细菌；乙组实验中蛋白酶可将提取物中的蛋白质氺解；丙组实验中的DNA酶可将DNA氺解。
【详解】（1）由于肺炎链球菌的细胞结构中没有以核膜为界限的细胞核（或成形的细胞核），所以肺炎链球菌属于原核生物。
（2）S型细菌形成的菌落表面光滑的原因是S型肺炎链球菌菌体表面存在荚膜结构。S型肺炎链球菌菌体表面存在荚膜结构，因此S型菌可使小鼠患败血症死亡。
（3）减法原理：与常态比较人为去除某种影响因素的称为“减法原理”。所以在肺炎双球菌转化实验中，乙组和丙组加入酶的目的是特异性地去除一种物质，属于实验的“减法原理”。
（4）实验结果：
①由于甲组中含有DNA等物质，所以甲组培养皿中有R型菌和S型菌；
②乙组用蛋白酶去掉了蛋白质，但是还有DNA，能转化肺炎链球菌，所以乙组培养皿中有R型菌和S型菌；
③丙组用DNA酶去掉了DNA，则不能转化肺炎链球菌，则丙组培养皿中只有R型菌。
18．在赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌实验中，用32P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：在离心上层液体中，也具有一定的放射性，而下层的放射性强度比理论值略低。
(1)在赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌实验中，采用的实验方法是______。
(2)在理论上，上清液放射性应该为0，其原因是_______。
(3)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
①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______。
②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_______（填“是”或“不是”）误差的来源，理由是________。
(4)噬菌体侵染细菌的实验证明了________。
(5)上述实验中，_______（填“能”或“不能”）用15N来标记噬菌体的DNA，理由是_______。
(6)在实验中，用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌，结果发现下层沉淀物中具有少量的放射性，原因是；_________。为了排除噬菌体的蛋白质外壳也是遗传物质的可能，应进一步采取的措施是__________。
【答案】(1)同位素标记法
(2)理论上讲，噬菌体已将含32P的DNA全部注入大肠杆菌内，上清液中只含噬菌体蛋白质外壳
(3) 噬菌体在大肠杆菌内增殖后释放出来，经离心后分布于上清液中 是 没有侵入大肠杆菌的噬菌体经离心后分布于上清液中，使上清液出现放射性
(4)DNA是遗传物质
(5) 不能 因为在DNA和蛋白质中都含有N元素
(6) 噬菌体没有与大肠杆菌分离，离心后随着大肠杆菌进入沉淀物中 进行充分的搅拌
【分析】1、T2噬菌体是一种专门寄生在大肠杆菌体内的病毒，它的头部和尾部的外壳都是由蛋白质构成的，头部含有DNA。T2噬菌体侵染大肠杆菌后，就会在自身遗传物质的作用下，利用大肠杆菌体内的物质合成自身的组成成分，进行大量增殖。
2、过程及结果
（1）标记噬菌体先分别用含35S和32P的细菌培养基培养大肠杆菌，再用标记的大肠杆菌分别培养噬菌体，从而得到被35S和32P标记的噬菌体。
（2）被标记的噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌。
（3）搅拌的目的：使吸附在大肠杆菌上的噬菌体与大肠杆菌分离。
（4）离心的目的：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。
（1）噬菌体侵染细菌实验中，用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌DNA，故采用的实验方法是同位素标记法。
（2）DNA中含有P元素，蛋白质中没有，故32P只能进入噬菌体的DNA中，在侵染过程中，由于噬菌体的DNA全部注入大肠杆菌，离心后，上清液中是噬菌体的蛋白质外壳，沉淀物中是被侵染的大肠杆菌，因此上清液中没有放射性。
（3）①从噬菌体和大肠杆菌混合培养，到用离心机分离，如果时间过长会使带有放射性的噬菌体从大肠杆菌中释放出来，经离心后分布于上清液中，使上清液带有放射性；
②如果有一部分噬菌体没有侵染到大肠杆菌细胞内，是误差的来源，没有侵入大肠杆菌的噬菌体经离心后分布于上清液中，也会使上清液出现放射性。
（4）噬菌体侵染细菌实验表明，在噬菌体中，亲代和子代之间具有连续性的物质是DNA，而不是蛋白质，证明了DNA是噬菌体的遗传物质。
（5）N元素在DNA和蛋白质中均有，因此该实验中不能用15N标记DNA。
（6）用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌，结果发现下层沉淀物中具有少量的放射性，可能的原因是噬菌体没有与大肠杆菌分离，离心后随着大肠杆菌进入沉淀物中。如果要排除噬菌体的蛋白质外壳也是遗传物质的可能，应进行充分的搅拌，使吸附在大肠杆菌上的噬菌体与大肠杆菌分离。
种类
项目
S型细菌
R型细菌
菌落
光滑
粗糙
菌体
有多糖荚膜
无 多糖荚膜
毒性
有毒性
无毒性
生物类型
所含核酸
遗传物质
举例
细胞生物
真核生物
DNA
DNA
人、酵母菌、柳树
原核生物
DNA
DNA
蓝细菌
非细胞生物
大多数病毒
DNA
DNA
噬菌体
极少数病毒
RNA
RNA
烟草花叶病毒
处理条件
菌落生长情况
第一组
未处理
——
第二组
加蛋白酶
第三组
加RNA酶
第四组
加酯酶
第五组
加DNA酶
组别
处理步骤
结果（出现活菌类型）
结论
1
S型细菌的细胞提取物，不作处理
加入R型活菌的培养基中，混合后培养
R+S
DNA是遗传物质
2
S型细菌的细胞提取物+蛋白酶
①
3
S型细菌的细胞提取物+RNA酶
②
4
S型细菌的细胞提取物+酯酶
R+S
5
S型细菌的细胞提取物+DNA酶
③
组别
大肠杆菌
T2噬菌体
检测结果
甲
35S标记的大肠杆菌
未被标记的T2啜菌体
培养一段时间后，搅拌、离心，检测子代T2噬菌体的放射性
乙
未被标记的大肠杆菌
32P标记的T2噬菌体
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
分别注射到健康的小鼠体内
被注射R型菌的小鼠不死亡，被注射S型菌的小鼠死亡。说明R型菌无毒性，S型菌有毒性
B
R型和S型肺炎双球菌
将R型活菌与S型菌的DNA和DNA氺解酶混合培养
只生长R型菌，说明DNA被氺解后失去了遗传效应
C
噬菌体和大肠杆菌
用35S标记的噬菌体去感染普通的大肠杆菌，短时间保温
离心后获得的上清液的放射性很高，说明DNA是遗传物质
D
烟草花叶病毒和烟草
用从烟草花叶病毒中分离出的RNA侵染烟草
烟草出现病斑，说明烟草花叶病毒的RNA可能是遗传物质
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
35S标记T2噬菌体
32Р标记T2噬菌体
上清液
沉淀物
子代T2噬菌体
上清液
沉淀物
子代T2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
有
高
低
有