2021届高考生物人教版一轮创新教学案：第6单元第18讲DNA是主要的遗传物质

必修2　第六单元　第18讲　DNA是主要的遗传物质

[考纲明细]　人类对遗传物质的探索过程(Ⅱ)

考点1　肺炎双球菌的转化实验

1．格里菲思的体内转化实验

(1)实验材料：S型和R型肺炎双球菌、小鼠。

(2)实验过程及结果

(3)结论：加热杀死的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．艾弗里的体外转化实验

(1)思路：直接分离S型细菌的DNA、荚膜多糖、蛋白质等，将它们分别与R型细菌混合培养，各自研究它们的遗传功能。

(2)实验过程及结果

(3)结论：DNA是“转化因子”，是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。

题组一　肺炎双球菌的转化实验

1．(2019·西安五校高三联考)格里菲思的肺炎双球菌转化实验过程和结果如图所示。下列说法正确的是(　　)

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中死亡的小鼠体内都能分离出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

答案　D

解析　实验1、2、3都为对照组，实验4为实验组，A错误；实验2中只给小鼠注射了S型细菌，故在死亡的小鼠体内只能分离出S型细菌，B错误；格里菲思的实验得出的结论是被加热杀死的S型细菌中存在“转化因子”，这种“转化因子”能将R型活细菌转化为S型活细菌，没有证明S型细菌的DNA能在R型活细菌中表达出相应的蛋白质，C错误；实验2中给小鼠注射S型活细菌，小鼠死亡，而实验3中给小鼠注射加热杀死的S型细菌，小鼠不死亡，说明加热能使S型活细菌失去毒性，D正确。

2．(2019·浙江4月选考)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，进行了下列实验：

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

答案　C

解析　甲组中培养一段时间后可发现有极少的R型菌转化成了S型菌，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，应当推测转化物质是DNA，B错误；丙组培养皿中加入了DNA酶，DNA被水解后R型菌便不发生转化，故可推测是DNA参与了R型菌的转化，C正确；该实验只能证明肺炎双球菌的遗传物质是DNA，无法证明还有其他的物质也可做遗传物质，D错误。

(1)格里菲思实验只证明了加热杀死的S型细菌中含有某种“转化因子”，并没有证明DNA是遗传物质。

(2)使小鼠死亡的是S型肺炎双球菌而不是S型菌的DNA。

(3)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，因此转化过程中并不是所有的R型细菌都被转化成S型细菌，而只是少部分R型细菌被转化成S型细菌。

题组二　肺炎双球菌转化过程及机理的拓展分析

3．艾弗里将R型肺炎双球菌培养在含S型细菌DNA的培养基中，得到了S型肺炎双球菌，有关叙述正确的是(　　)

A．R型细菌转化成S型细菌，说明这种变异是定向的

B．R型细菌转化为S型细菌属于基因重组

C．该实验能证明肺炎双球菌的遗传物质是DNA

D．将S型细菌的DNA注射到小鼠体内也能产生S型细菌

答案　B

解析　一组实验无法得出DNA是遗传物质的结论，需设置对照组，C错误；该实验中的变异属于基因重组，生物的变异都是不定向的，A错误，B正确；仅将S型细菌的DNA注射到小鼠体内，不能实现肺炎双球菌的转化，D错误。

对“转化”的两点理解

(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中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。

(2)S型细菌死亡实质

加热使生命活动的承担者——蛋白质变性，表现为细菌生命活动的终止；加热时可以破坏DNA双链间的氢键，使DNA的双螺旋结构被破坏，在温度降低后可恢复原结构，保持其作为遗传物质的功能。

考点2　噬菌体侵染细菌的实验

1．实验方法

放射性同位素标记法，用35S标记噬菌体的蛋白质，用32P标记噬菌体的DNA。

2．实验材料：T2噬菌体和大肠杆菌

(1)噬菌体的结构

(2)噬菌体的生活方式：活细胞寄生。

(3)噬菌体的复制增殖

3．实验过程

(1)标记噬菌体

(2)噬菌体侵染细菌

①搅拌的目的：使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离。

②离心的目的：让上清液中析出重量较轻的T2噬菌体颗粒，沉淀物中留下被感染的大肠杆菌。

③上清液和沉淀物中放射性分析

(3)细菌裂解，释放出子代噬菌体，并检测子代噬菌体放射性，可以检测到32P标记的DNA，但却不能检测到35S标记的蛋白质。

说明：亲子代具有连续性的物质是DNA。子代噬菌体的各种性状是通过亲代的DNA遗传的。

4．结论：DNA是遗传物质。

1.(必修2 P45相关信息)在T2噬菌体的化学组成中，60%是蛋白质，40%是DNA，且仅蛋白质中含有S，磷几乎都存在于DNA分子中。

2．(必修2 P45旁栏思考)标记蛋白质和DNA的元素分别是35S和32P，用14C和18O标记蛋白质和DNA不可行(填“可行”或“不可行”)，原因是蛋白质和DNA都含有C和O。

3．(必修2 P46思考与讨论)以细菌或病毒作为遗传物质探索的实验材料的优点是：个体很小，结构简单，容易看出因遗传物质改变导致的结构和功能的变化；繁殖快。

1．噬菌体侵染细菌实验和肺炎双球菌体外转化实验的比较

2．噬菌体侵染细菌的实验中应注意的两个关键点

(1)含放射性标记的噬菌体不能用培养基直接培养，因为病毒营专性寄生生活，所以应先培养细菌，再用细菌培养噬菌体。

(2)35S(标记蛋白质)和32P(标记DNA)不能同时标记在同一个噬菌体上，因为放射性检测时，只能检测到存在部位，不能确定是何种元素的放射性。

3．噬菌体侵染细菌实验中上清液和沉淀物放射性分析

(1)32P噬菌体侵染大肠杆菌

(2)35S噬菌体侵染大肠杆菌

题组一　噬菌体侵染细菌的实验分析

1．(2019·山东潍坊一模)下列关于噬菌体侵染细菌实验的叙述，正确的是(　　)

A．标记蛋白质和DNA时，可用含35S和32P的合成培养基分别培养噬菌体

B．用32P标记的噬菌体侵染细菌，离心后上清液有放射性可能是保温时间过长所致

C．该实验的结果说明DNA是主要的遗传物质，而蛋白质不是

D．该实验还可说明噬菌体的蛋白质外壳是由细菌的遗传物质控制合成的

答案　B

解析　病毒是非细胞生物，寄生在活细胞中，所以标记蛋白质和DNA时，不可用含35S和32P的合成培养基分别培养噬菌体，A错误；用32P标记的噬菌体的侵染实验中，上清液出现较强放射性的原因可能是培养时间过长，大肠杆菌裂解后释放出子代噬菌体，B正确；噬菌体侵染细菌实验的结果说明DNA是遗传物质，但不能说明蛋白质不是，C错误；该实验还可说明噬菌体的蛋白质外壳是由噬菌体的遗传物质控制合成的，D错误。

2．图1、图2表示T2噬菌体侵染大肠杆菌的相关实验，据图分析，你认为正确的是(　　)

A．甲处的噬菌体一定含有放射性

B．乙处的噬菌体一定不含放射性

C．图2能证明DNA是遗传物质，而蛋白质不是

D．如果培养2代以上，乙处DNA分子两条链都有放射性的噬菌体比例会增多

答案　A

解析　用含有32P或35S的培养基培养大肠杆菌，大肠杆菌被32P或35S标记，用被32P或35S标记的大肠杆菌培养噬菌体，噬菌体以大肠杆菌的脱氧核苷酸和氨基酸为原料合成子代噬菌体，因此子代(甲处的)噬菌体一定含有放射性，A正确；用被32P标记的噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌，由于DNA以半保留复制的方式进行复制，所以大肠杆菌裂解释放的子代噬菌体有一部分含有放射性，B错误；图2需要35S标记的噬菌体侵染细菌进行对照实验才能证明DNA是遗传物质，C错误；用被32P标记的噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌，由于DNA以半保留复制的方式进行复制，因此培养2代以上，乙处DNA分子两条链都有放射性的噬菌体为0，D错误。

题组二　同位素示踪法及标记问题

3．(2020·黄山“八校联考”)用32P标记的一个噬菌体侵染用15N标记的大肠杆菌，一段时间后大肠杆菌裂解释放出100个子代噬菌体。下列有关叙述不正确的是(　　)

A．所有子代噬菌体的蛋白质外壳中都含15N

B．所有子代噬菌体的核酸中都含15N

C．含32P的子代噬菌体占所有子代噬菌体的1/50

D．所有子代噬菌体只含15N不含32P

答案　D

解析　核酸的组成元素有C、H、O、N、P，蛋白质的组成元素有C、H、O、N、P、S，噬菌体增殖的模板是由噬菌体自身提供的，细菌提供了原料、酶、场所等，所以所有子代噬菌体的蛋白质外壳和核酸中都含有15N，A、B正确；根据DNA的半保留复制，释放出的100个子代噬菌体中，含32P的有2个，所以含32P的子代噬菌体占所有子代噬菌体的，C正确，D错误。

4．(2019·吉林梅河口五中月考)为了探究T2噬菌体的遗传物质，用放射性同位素标记的T2噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌，经保温培养、搅拌离心，检测放射性，预计上清液中应没有放射性，但结果出现了放射性。则标记的元素及误差原因是(　　)

A．S；培养时间过长  B．P；培养时间过长

C．P；搅拌不够充分  D．S；搅拌不够充分

答案　B

解析　噬菌体侵染细菌时，只有DNA(特征元素是P)进入细菌，并随着细菌离心到沉淀物中，而蛋白质外壳(特征元素是S)留在细胞外，离心到上清液中，用放射性同位素标记的T2噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌，预计上清液中应该没有放射性物质，说明标记的元素是P；上清液中出现了放射性物质，可能是培养时间过长，子代噬菌体释放出来，离心到上清液，导致上清液出现放射性，也可能是培养时间过短，部分噬菌体的DNA未进入细菌。

考点3　生物体内遗传物质的分析

1．RNA是遗传物质的实验

(1)实验材料：烟草花叶病毒和烟草。烟草花叶病毒的组成成分是RNA和蛋白质。

(2)实验过程及现象

(3)实验结论

RNA是烟草花叶病毒的遗传物质。

2．生物体内核酸种类及遗传物质

3.DNA是主要的遗传物质

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，故DNA是主要的遗传物质。

题组一　RNA是遗传物质的有关实验

1．(2019·武汉高三调研)烟草花叶病毒有多种株系，把病毒的RNA和蛋白质分开，分别去感染烟草，得到的实验结果是：S株系的蛋白质不能使烟草生病，S株系的RNA能使烟草生病且叶片出现Ⅰ型病斑；HR株系的蛋白质不能使烟草生病，HR株系的RNA能使烟草生病且叶片出现Ⅱ型病斑。为了验证RNA是烟草花叶病毒的遗传物质，把HR株系的蛋白质与S株系的RNA组装后再感染烟草，预期出现的结果是(　　)

A．叶片未出现病斑，未分离出子代病毒

B．叶片出现Ⅱ型病斑，未分离出子代病毒

C．叶片出现Ⅰ型病斑，分离出的子病毒含S株系的蛋白质

D．叶片出现Ⅰ型病斑，分离出的子病毒含HR株系的RNA

答案　C

解析　题干信息显示，烟草花叶病毒的遗传物质是RNA，将HR株系的蛋白质与S株系的RNA组装后感染烟草，将表现出S株系的特征，出现Ⅰ型病斑，子代病毒也含有S株系的蛋白质，C正确。

2．科学家从烟草花叶病毒(TMV)中分离出a、b两个不同品系，它们感染植物产生的病斑形态不同。下列4组实验结果(见下表)中，不可能出现的是(　　)

A．实验①  B．实验②

C．实验③  D．实验④

答案　C

解析　因为烟草花叶病毒的遗传物质是RNA，所以决定病毒类型和病斑类型的是RNA，而不是蛋白质。③中的RNA是b型TMV的，分离出的病毒类型就应该是b型。

题组二　生物体遗传物质的判断

3．下列关于遗传物质的说法，错误的是(　　)

①真核生物的遗传物质是DNA　②原核生物的遗传物质是RNA　③细胞核中的遗传物质是DNA　④细胞质的遗传物质是RNA　⑤甲型H1N1流感病毒的遗传物质是DNA或RNA

A．①②③  B．②③④

C．②④⑤  D．③④⑤

答案　C

解析　真核生物和原核生物的遗传物质都是DNA，①正确，②错误；细胞核和细胞质中的遗传物质都是DNA，③正确，④错误；甲型H1N1流感病毒属于RNA病毒，遗传物质是RNA，⑤错误。

4．现有一种感染螨虫的新型病毒，研究人员欲利用放射性同位素标记的方法，以体外培养的螨虫细胞等为材料，设计可相互印证的甲、乙两组实验，以确定该病毒的核酸类型。下列有关实验设计思路的叙述，错误的是(　　)

A．应选用35S、32P分别标记该病毒的蛋白质和核酸

B．先将甲、乙两组螨虫细胞分别培养在含同位素标记的尿嘧啶或胸腺嘧啶的培养基中

C．再将病毒分别接种到含有甲、乙两组螨虫细胞的培养液中

D．一定时间后离心并收集、检测病毒的放射性，以确定病毒的类型

答案　A

解析　DNA和RNA的化学组成存在差异，DNA中特有的碱基是T，而RNA中特有的碱基是U，因此可利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来判断该病毒的类型。因此，实验思路为：先将甲、乙两组螨虫细胞分别培养在含有放射性同位素标记的尿嘧啶或胸腺嘧啶的培养基中，再将病毒分别接种到含有甲、乙两组螨虫细胞的培养液中，培养一段时间后收集病毒并检测其放射性，以确定病毒的类型，用35S、32P分别标记该病毒的蛋白质和核酸不能确定核酸的类型。

“遗传物质”探索的4种方法

高考热点突破

1．(2018·全国卷Ⅲ)下列研究工作中由我国科学家完成的是(　　)

A．以豌豆为材料发现性状遗传规律的实验

B．用小球藻发现光合作用暗反应途径的实验

C．证明DNA是遗传物质的肺炎双球菌转化实验

D．首例具有生物活性的结晶牛胰岛素的人工合成

答案　D

解析　以豌豆为材料发现性状遗传规律的实验是奥地利科学家孟德尔完成的，A错误；用小球藻发现光合作用暗反应途径的实验是美国科学家卡尔文完成的，B错误；证明DNA是遗传物质的肺炎双球菌转化实验是美国科学家艾弗里完成的，C错误；首例具有生物活性的结晶牛胰岛素的人工合成是我国科学家在1965年完成的，D正确。

2．(2017·全国卷Ⅱ)在证明DNA是遗传物质的过程中，T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验发挥了重要作用。下列与该噬菌体相关的叙述，正确的是(　　)

A．T2噬菌体也可以在肺炎双球菌中复制和增殖

B．T2噬菌体病毒颗粒内可以合成mRNA和蛋白质

C．培养基中的32P经宿主摄取后可出现在T2噬菌体的核酸中

D．人类免疫缺陷病毒与T2噬菌体的核酸类型和增殖过程相同

答案　C

解析　T2噬菌体只能寄生在大肠杆菌中，并在其细胞中复制、增殖以及合成mRNA和蛋白质，A、B错误；培养基中的32P经宿主摄取后进入宿主细胞内部，在宿主细胞内，T2噬菌体以自身DNA为模板，以宿主细胞内的物质(含32P的脱氧核苷酸)为原料合成子代噬菌体的DNA，因此培养基中的32P经宿主摄取后可出现在T2噬菌体的核酸中，C正确；人类免疫缺陷病毒所含的核酸是RNA，T2噬菌体所含的核酸是DNA，故两者的核酸类型不同，增殖过程不完全相同，D错误。

3．(2017·江苏高考)下列关于探索DNA是遗传物质的实验，叙述正确的是(　　)

A．格里菲思实验证明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可以使小鼠死亡

C．赫尔希和蔡斯实验中离心后细菌主要存在于沉淀中

D．赫尔希和蔡斯实验中细菌裂解后得到的噬菌体都带有32P标记

答案　C

解析　格里菲思实验证明加热杀死的S型细菌中，含有某种可使无毒性的R型活细菌转化为有毒性S型活细菌的“转化因子”，A错误；艾弗里实验属于肺炎双球菌体外转化实验，并没有涉及肺炎双球菌对小鼠的作用，且S型细菌的DNA不能使小鼠死亡，B错误；赫尔希和蔡斯实验中，细菌重量较大，离心后存在于沉淀中，C正确；赫尔希和蔡斯实验中，噬菌体进入细菌后，以自身DNA为模板，以细菌细胞内的物质为原料，遵循半保留复制原则，合成子代噬菌体的DNA，进而实现个体增殖，因此细菌裂解后得到的噬菌体中只有少量的噬菌体含有32P标记，D错误。

4．(2016·江苏高考)下列关于探索DNA是遗传物质实验的相关叙述，正确的是(　　)

A．格里菲思实验中肺炎双球菌R型转化为S型是基因突变的结果

B．格里菲思实验证明了DNA是肺炎双球菌的遗传物质

C．赫尔希和蔡斯实验中T2噬菌体的DNA是用32P直接标记的

D．赫尔希和蔡斯实验证明了DNA是T2噬菌体的遗传物质

答案　D

解析　格里菲思实验中肺炎双球菌R型转化为S型是基因重组的结果，A错误；格里菲思实验证明了S型肺炎双球菌中含有转化因子，艾弗里实验证明了DNA是遗传物质，B错误；赫尔希和蔡斯实验中T2噬菌体的DNA是利用含32P的大肠杆菌培养标记的，该实验证明了DNA是T2噬菌体的遗传物质，C错误，D正确。

5．(2015·全国卷Ⅰ)人或动物PrP基因编码一种蛋白(PrPc)，该蛋白无致病性。PrPc的空间结构改变后成为PrPsc(朊粒)，就具有了致病性。PrPsc可以诱导更多的PrPc转变为PrPsc，实现朊粒的增殖，可以引起疯牛病。据此判断，下列叙述正确的是(　　)

A．朊粒侵入机体后可整合到宿主的基因组中

B．朊粒的增殖方式与肺炎双球菌的增殖方式相同

C．蛋白质空间结构的改变可以使其功能发生变化

D．PrPc转变为PrPsc的过程属于遗传信息的翻译过程

答案　C

解析　据题中信息可知朊粒是PrP基因所编码的蛋白质空间结构变化后形成的，因此还属于蛋白质，宿主细胞的基因组属于DNA范畴，朊粒不可能整合到宿主细胞的基因组中，A错误；细菌增殖方式为二分裂，与朊粒不相同，B错误；由题中信息可知，PrP基因编码的蛋白质与朊粒间因空间结构的不同而功能不同，C正确；PrPc转变为PrPsc只是蛋白质空间结构发生了改变，D错误。

6．(2017·全国卷Ⅰ)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)

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答案　(1)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)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　该实验的目的是鉴定一种病毒的遗传物质是DNA还是RNA，要求使用的实验方法是放射性同位素标记法。DNA和RNA的元素组成相同，都含有C、H、O、N、P，因此只标记化学元素是不可行的，而DNA和RNA的不同之处在于含氮碱基不同，因此可在培养基中分别加入含有放射性标记的胸腺嘧啶和含有放射性标记的尿嘧啶，看病毒的增殖是利用了含有放射性标记的胸腺嘧啶来合成DNA，还是利用含有放射性标记的尿嘧啶来合成RNA。

课时作业

一、选择题

1．下列有关生物体遗传物质的叙述，正确的是(　　)

A．豌豆的遗传物质主要是DNA

B．酵母菌的遗传物质主要分布在染色体上

C．T2噬菌体的遗传物质含有硫元素

D．烟草花叶病毒的遗传物质水解能产生4种脱氧核苷酸

答案　B

解析　豌豆的遗传物质是DNA，对全部生物来说“DNA是主要的遗传物质”，A错误；酵母菌是真核生物，其遗传物质主要分布在染色体上，B正确；T2噬菌体的遗传物质是DNA，其中不含硫元素，C错误；烟草花叶病毒的遗传物质是RNA，其水解能产生4种核糖核苷酸，D错误。

2．(2019·黑龙江大庆铁人中学期中)如图为肺炎双球菌转化实验中的基本步骤，其中步骤①需要加热处理，有关说法正确的是(　　)

A．要顺利完成该实验②需要加热处理

B．③要将所有提取物与R型菌共同培养

C．②③④的结果说明DNA是重要遗传物质

D．①④的结果是有S型、R型两种菌落

答案　D

解析　①过程要加热处理，而②过程要获取蛋白质、DNA等成分，所以不能加热处理；③是将不同的提取物分别与R型菌共同培养；②③④的结果表明DNA是遗传物质，蛋白质等不是遗传物质；由于S型菌的DNA能使R型菌转化，所以①④的结果是有S型、R型两种菌落。

3．在肺炎双球菌的转化实验中，向培养有R型细菌的1、2、3、4四支试管中依次加入从S型活细菌中提取的DNA、DNA和DNA酶、蛋白质、多糖，经过培养，检查结果发现试管内仍然有R型细菌的是(　　)

A．3和4  B．1、3和4

C．2、3和4  D．1、2、3和4

答案　D

解析　2、3、4三支试管内只有R型细菌，因为没有S型细菌的DNA，所以都不会发生转化；1号试管因为有S型细菌的DNA，所以会使R型细菌发生转化，但是发生转化的R型细菌只是一部分，故试管内仍然有R型细菌存在。

4．(2019·福建五校高三联考)下列关于T2噬菌体侵染细菌的系列实验的叙述，最可能的是(　　)

A．用35S标记亲代噬菌体，若搅拌离心，则沉淀无放射性

B．用35S标记细菌，若检测子代放射性，则子代全部没有放射性

C．用32P标记细菌，若检测子代放射性，则子代全部含有放射性

D．用32P标记亲代噬菌体，若检测子代放射性，则子代含放射性标记的个数为2个

答案　C

解析　用35S标记亲代噬菌体，若搅拌不充分，部分噬菌体仍吸附在细菌表面，故沉淀中可能存在放射性，A错误；用35S标记细菌，由于噬菌体合成自身蛋白质所需的氨基酸均来自细菌，若检测子代放射性，则子代全部有放射性，B错误；用32P标记细菌，由于噬菌体DNA复制所需的脱氧核糖核苷酸均来自细菌，根据DNA的半保留复制可知，子代噬菌体全部含有放射性，C正确；用32P标记亲代噬菌体，由于侵染细菌的噬菌体并非只有一个，若检测子代放射性，则子代含放射性标记的个数多于2个，D错误。

5．(2019·福建宁德模拟)关于艾弗里的肺炎双球菌转化实验和赫尔希与蔡斯的噬菌体侵染细菌实验的叙述，正确的是(　　)

A．实验都运用了放射性同位素标记技术

B．实验都证明了DNA是主要遗传物质

C．艾弗里的实验设置了对照，赫尔希与蔡斯的实验没有对照

D．实验思路都是设法把DNA与蛋白质分开，研究各自的作用

答案　D

解析　肺炎双球菌转化实验没有运用放射性同位素标记技术，A错误；这两个实验都证明DNA是遗传物质，没有证明DNA是主要的遗传物质，B错误；艾弗里的实验设置了对照，赫尔希与蔡斯的实验存在两个实验组的相互对照，C错误；这两个实验的思路都是设法把DNA与蛋白质分开，研究各自的作用，D正确。

6．某研究人员模拟赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌实验，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3H标记的细菌；④用15N标记的噬菌体侵染未标记的细菌，经过一段时间后(细菌未裂解)离心，以上4个实验中检测到放射性的主要位置依次是(　　)

A．沉淀物、沉淀物、沉淀物和上清液、沉淀物和上清液

B．沉淀物、上清液、沉淀物、沉淀物和上清液

C．上清液、上清液、沉淀物和上清液、上清液

D．沉淀物、沉淀物、沉淀物、沉淀物和上清液

答案　D

解析　在该实验中，沉淀物的主要成分是细菌，上清液的主要成分为噬菌体外壳。①③都直接对细菌进行了标记，放射性主要出现在沉淀物中；②用32P标记噬菌体，只能标记噬菌体的DNA，在该实验中，噬菌体的DNA会进入细菌体内，放射性也主要出现在沉淀物中；④用15N标记噬菌体，可以标记噬菌体的蛋白质外壳和DNA，在该实验中，噬菌体的蛋白质外壳不会进入细菌体内，而DNA可以进入细菌体内，故放射性会出现在上清液和沉淀物中。

7．(2019·广州模拟)将分别用32P和35S标记T2噬菌体与无标记的细菌混合培养，保温一定时间后经搅拌、离心得到上清液和沉淀物，并测量放射性。对此实验的叙述，不正确的是(　　)

A．实验目的是研究遗传物质是DNA还是蛋白质

B．保温时间过长会使32P标记组上清液的放射性偏低

C．搅拌不充分会使35S标记组沉淀物的放射性偏高

D．实验所获得的子代噬菌体不含35S而部分可含有32P

答案　B

解析　蔡斯、赫尔希分别用32P和35S标记的噬菌体侵染无标记的大肠杆菌，从而可将DNA和蛋白质分开，单独研究是哪种物质在起遗传效应，A正确；32P标记组的离心结果是试管底部出现大量的放射性，说明DNA是进入到大肠杆菌细胞内的物质，如果保温时间过长，子代噬菌体会因为大肠杆菌裂解而被释放，从而使上清液放射性偏高，B错误；如果搅拌不充分，吸附在大肠杆菌表面的被35S标记的噬菌体蛋白质外壳随着大肠杆菌一起离心到试管底部，从而使沉淀物的放射性偏高，C正确；被32P标记的噬菌体DNA会因为半保留复制使得部分子代噬菌体带有32P标记，但被标记的蛋白质不进入大肠杆菌，故子代噬菌体不会含有35S，D正确。

8．(2019·潍坊教科院模拟)下列有关噬菌体侵染细菌的实验的说法，正确的是(　　)

A．该实验若选取烟草花叶病毒为实验材料，能够得到同样的结论

B．该实验中每组先后两次用大肠杆菌培养噬菌体，培养的目的不同

C．子代噬菌体的DNA全部来自于亲代，蛋白质全部是新合成的

D．噬菌体DNA的复制过程中也可能发生基因突变和基因重组等变异

答案　B

解析　烟草花叶病毒的遗传物质是RNA，噬菌体的遗传物质是DNA，选取烟草花叶病毒为实验材料，不可以得出DNA是遗传物质的结论，A错误；DNA复制方式为半保留复制，故子代噬菌体的DNA的一条链来自亲代，蛋白质全部为新合成的，C错误；基因重组发生在真核生物减数分裂过程中，故噬菌体DNA复制过程只发生基因突变，D错误。

9．(2019·河北九校高三联考)如图为肺炎双球菌转化实验中的基本步骤，下列有关说法正确的是(　　)

A．①要加热处理，②要将各提取物分别与R型菌混合培养

B．培养基上的一个肺炎双球菌的菌落是一个群落

C．如果将活S型菌悬液与活R型菌悬液换一下位置，则不会发生转化

D．③要转入固体培养基培养，结果可能出现S型、R型两种菌落

答案　D

解析　图中①过程为获取S型菌的蛋白质、DNA等成分，不能加热处理，A错误；培养基上的一个肺炎双球菌的菌落是一个种群，B错误；如果将活S型菌悬液与活R型菌悬液换一下位置，也可能发生转化，C错误；③要转入固体培养基培养，结果可能出现S型、R型两种菌落，D正确。

二、非选择题

10．感受态R型细菌与S型细菌之间的转化过程如图2所示，请回答下列有关问题：

图1

(1)青霉素是一种常用的广谱抗菌素，通过抑制细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，易导致细菌死亡的原因最可能是______________________________。

(2)在实验4死亡的小鼠中能够分离出________型细菌。

(3)除了用显微镜观察细菌有无荚膜或在固体培养基中培养，以观察菌落特征外，据图1可知，你还可以通过怎样的方法来区分R型和S型细菌？____________________________。

(4)图2中S型细菌的DNA双链片段与A细胞膜表面的相关DNA结合蛋白结合，其中一条链在________酶的作用下分解，另一条链与感受态特异蛋白结合进入R型细菌细胞内；C细胞经DNA复制和细菌分裂后，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________(一种结构)有关，细菌此结构的有无受________控制。

(5)科学家证实生物界基因表达基本机制是相同的。性状的表达需经过________和________过程。

答案　(1)细菌细胞吸水过多，细胞膜过度膨胀发生破裂

(2)S型和R

(3)用注射法，通过观察小鼠的生活情况来区分

(4)DNA水解　荚膜　DNA(或控制荚膜合成的基因)

(5)转录　翻译

解析　(1)由于青霉素能抑制细菌细胞壁的合成，所以无青霉素抗性的细菌与青霉素接触，不能合成细胞壁，细菌细胞吸水过多，细胞膜因没有细胞壁的保护而过度膨胀发生破裂，导致细菌死亡。

(2)S型细菌中存在某种“转化因子”，能将部分R型细菌转化成S型细菌，因此，在实验4中死亡的小鼠中能够分离出S型和R型细菌。

(4)DNA水解需要DNA(水解)酶的催化，S型细菌的致病性与其细胞壁外侧的多糖荚膜有关。

11．如图为肺炎双球菌转化实验的部分图解，请据图回答：

(1)该实验是________所做的肺炎双球菌转化实验的图解。

(2)该实验是在________________________实验的基础上进行的，其目的是证明____________的化学成分。

(3)依据上图所示实验，可以作出______________的假设。

(4)为验证上面的假设，他们又设计了右面的实验：实验中加入DNA酶的目的是________________________，他们观察到的实验现象是____________________。

(5)通过上面两步实验，仍然不能说明__________，为此他们设计了下面的实验：

他们观察到的实验现象是__________________，该实验能够说明____________________。

答案　(1)艾弗里及其同事

(2)格里菲思肺炎双球菌转化　“转化因子”

(3)DNA是遗传物质

(4)分解从S型菌中提取的DNA　培养基中只长R型菌

(5)蛋白质、多糖等不是遗传物质　培养基中只长R型菌　蛋白质、多糖等不是遗传物质

解析　(1)由实验图解可看出，这是在培养基中加入R型菌和S型菌的DNA，是艾弗里及其同事所做的肺炎双球菌体外的转化实验的部分图解。

(2)该实验是在格里菲思实验的基础上为进一步证明“转化因子”的化学成分而设计的。

(4)为了验证所作假设，又将能够水解DNA的DNA酶与S型菌DNA混合后加入到培养基中，结果培养基中只长R型菌。

(5)要进一步证明DNA是遗传物质，而蛋白质、多糖等不是遗传物质，还需将这些物质分别加入培养基中，看结果是否只长R型菌。

12．结合遗传物质的相关实验，请据图回答：

(1)图甲为艾弗里及其同事进行肺炎双球菌转化实验的部分图解，该实验成功的最关键的实验设计思路是____________________。

(2)为了充分证明DNA是遗传物质，艾弗里还设置了一组对照实验，在培养R型菌的培养基中加入________，验证实验结果。

(3)后来，赫尔希和蔡斯用________法，进一步证明DNA是噬菌体的遗传物质。实验包括4个步骤：①噬菌体与大肠杆菌混合培养；②用35S和32P分别标记噬菌体；③放射性检测；④离心分离。该实验步骤的正确顺序是________(用数字表示)。

(4)________(填“能”或“不能”)在子代噬菌体中找到两条链都被32P标记的DNA分子。________(填“能”或“不能”)在子代噬菌体中找到两条链都是31P的DNA分子。

(5)用被35S标记的噬菌体去侵染未被标记的大肠杆菌，离心后，发现放射性物质存在于________(填“上清液”或“沉淀物”)中。

(6)1个噬菌体的DNA连续复制n次后，含亲代噬菌体DNA链的子代噬菌体个体应占总数的________。

答案　(1)将DNA、蛋白质和多糖等物质分开

(2)S型菌的DNA和DNA酶

(3)放射性同位素标记　②①④③

(4)不能　能

(5)上清液　(6)1/2n－1

解析　(1)艾弗里实验成功的最关键的实验设计思路是分离并提纯S型菌的DNA、蛋白质、多糖等物质，单独研究它们各自的功能。

(2)S型菌的DNA和DNA酶不能使得R型菌转化成S型菌，从反面证明使R型菌转化为S型菌的物质是DNA。

(3)赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌实验采用了放射性同位素标记法，进一步证明DNA是噬菌体的遗传物质。该实验的步骤为：②用35S和32P分别标记噬菌体；①噬菌体与大肠杆菌混合培养；④离心分离；③放射性检测。

(4)由于DNA分子复制为半保留复制，1个32P标记的亲代噬菌体复制n次形成的子代噬菌体中，没有两条链都被32P标记的DNA分子，有2个DNA分子1条链是32P，另一条链是31P，(2n－2)个DNA分子中两条链都是31P。

(5)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，经过搅拌离心后分布在上清液中。因此，用被35S标记的噬菌体去侵染未被标记的大肠杆菌，离心后，发现放射性物质主要存在于上清液中。

(6)1个噬菌体的DNA连续复制n次后，得到2n个DNA，含亲代噬菌体DNA链的有2个，所以含亲代噬菌体的DNA链的子代噬菌体个体应占总数的1/2n－1。