3.1 DNA是主要的遗传物质-【晨读晚练】2024-2025学年高一生物知识速记与提升（人教版2019必修2）

3.1 DNA是主要的遗传物质 （必背要点+必知重难+知识检测） 一、对遗传物质的早期推测 1.20世纪20年代，人们已经认识到蛋白质是由 连接而成的生物大分子。各种氨基酸可以按照 ，形成不同的蛋白质。大多数科学家认为 是生物体的遗传物质。 2.20世纪30年代，人们认识到DNA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 o组成DNA的脱氧核苷酸有 种，每一种有一个特定的 。但是，由于对 没有清晰的了解，认为 是遗传物质的观点仍占主导地位。 二、肺炎双球菌的转化实验 1.格里菲思实验 （1）实验材料、肺炎链球菌类型：1928年，格里菲思以 为实验材料，研究 情况。他用两种不同类型的 感染小鼠。一种类型的菌体有多糖类的 ，在培养基上形成的菌落表面 ,叫作S型细菌。S型细菌 致病性，可使人和小鼠患肺炎，小鼠并发 死亡。另一种类型的菌体没有 的荚膜, 在培养基上形成的菌落表面 ,叫作R型细菌。 R型细菌不会使人或小鼠患病，因此 致病性。 （2）实验过程与结果：下图为肺炎链球菌的转化实验示意图，图中序号①～⑤处所填写的内容依次为： 。 (3)实验结果分析及推论：从第四组实验的小鼠尸体中分离出了 的S型活细菌，其后代也是 。由此可以推断: 。 2.艾弗里实验 （1）实验目的：探究S型细菌中的“转化因子”究竟是什么物质？ （2）实验过程及结果： ①获得S型细菌细胞提取物：将加热致死的S型细菌破碎后，设法去除绝大部分 ，制成细胞提取物。 ②实验及结果： 第一组：S型细菌细胞提取物+有R型活细菌的培养基→培养皿中的菌落有 ；说明细胞提取物仍然具有 。 第二至四组：S型细菌细胞提取物+蛋白酶、RNA酶或酯酶+有R型活细菌的培养基→培养皿中的菌落有 ；说明细胞提取物仍然具有 。 第五组：S型细菌细胞提取物+DNA酶+有R型活细菌的培养基→培养皿中的菌落有 ；说明细胞提取物失去了 。 （3）实验结论：①实验表明，细胞提取物中 （含有、不含有）格里菲思实验中的转化因子,而转化因子 。②艾弗里等人进一步分析了细胞提取物的 ，发现这些特性都与 的极为相似，于是艾弗里提出: 。 三、噬菌体侵染细菌的实验 1.实验材料和实验技术：1952年，赫尔希和蔡斯以 为实验材料，利用 的新技术，完成了另一个更具说服力的实验—噬菌体侵染细菌的实验。 2.T2噬菌体 （1）T2噬菌体是一种专门 在大肠杆菌体内的病毒，它的头部和尾部的外壳都是由 构成的，头部内含有 。 （2）T2噬菌体侵染大肠杆菌后，就会在自身 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 。当噬菌体 到一定数量后，大肠杆菌裂解，释放出大量的噬菌体。 3.赫尔希和蔡斯实验过程 第一步：标记大肠杆菌。在 的培养基中培养大肠杆菌，获得分别被 标记的大肠杆菌。 第二步：标记T2噬菌体。用上述大肠杆菌培养T2噬菌体，得到 含有32P标记 含有35S标记的噬菌体。 第三步：侵染大肠杆菌、搅拌、离心并检测放射性。用 标记的T2噬菌体分别侵染 的大肠杆菌，经过 的保温后，用搅拌器 ，然后检测 。上述操作中搅拌的目的是 ，离心的目的是让上清液中析出 ，而离心管的沉淀物中留下 。 4.赫尔希和蔡斯实验结果：用35S标记的一组感染实验，放射性同位素主要分布在 中；用32P标记的一组实验，放射性同位素主要分布在 中。进一步观察发现：细菌裂解释放出的噬菌体中，可以检测到 ，但却不能检测到 。 5.赫尔希和蔡斯实验结论：赫尔希和蔡斯的实验表明，噬菌体侵染细菌时， 进人到细菌的细胞中，而 仍留在外面。因此，子代噬菌体的各种 ，是通过亲代的 遗传的。 才是真正的遗传物质。 四、RNA是遗传物质的实验证据 1.有些病毒不含有DNA，只含有 ，如烟草花叶病毒。 2.从烟草花叶病毒中提取出来的 ，不能使烟草感染病毒，但是，从这些病毒中提取出来的 ，却能使烟草感染病毒。因此，在这些病毒中， 是遗传物质。 五、DNA是主要的遗传物质：因为 ，所以说DNA是主要的遗传物质。 一.体内转化实验与体外转化实验的比较 项 目 体内转化实验 体外转化实验 培养场所 小鼠体内 培养基 实验对照 R型细菌与S型细菌的致病性进行对照 S型细菌各组成成分的作用进行对照 巧妙构思 将加热致死的S型细菌注射到小鼠体内作为对照，来说明确实发生了转化 观察利用酶解法去除某物质后，细胞提取物是否还具有转化活性 实验结论 S型细菌体内有转化因子 转化因子为DNA 联系 ①所用材料相同：都使用了肺炎链球菌； ②体内转化实验是体外转化实验的基础，体外转化实验是体内转化实验的延伸； ③两实验都遵循对照原则和单一变量原则 二.噬菌体侵染大肠杆菌实验的总结 1.三次涉及大肠杆菌。 2.两个关键环节——“保温”与“搅拌” （1）保温时间要适宜--32P标记的 T2 噬菌体侵染大肠杆菌实验 (2)搅拌要充分--35S标记的T2 噬菌体侵染大肠杆菌实验 （限时：15min） 一、单选题 1．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．R型细菌被转化为S型细菌后导致小鼠死亡，是因为S型细菌的DNA具有毒性 B．S型细菌的DNA经加热后失活，因而注射加热杀死的S型细菌后的小鼠仍存活 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．该实验未证明R型细菌转化为S型细菌是由S型细菌的DNA引起的 2．下图是艾弗里利用肺炎链球菌进行的转化实验，下列有关分析错误的是（    ） A．同时长出两种菌落的培养基中，R型细菌的菌落数较多 B．为了检验蛋白酶能否彻底去除蛋白质，可以使用双缩脲试剂进行检验 C．该实验利用了“减法原理”，通过去除细胞提取物中的某一物质来验证它的作用 D．该实验结果表明促使R型活细菌转化为S型细菌的转化因子很可能就是DNA 3．赫尔希和蔡斯的T2噬菌体侵染细菌的实验证实了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．噬菌体的蛋白质外壳是在大肠杆菌的遗传物质指导下合成的 C．噬菌体DNA合成的原料来自大肠杆菌 D．实验证明了大肠杆菌的遗传物质是DNA 4．赫尔希和蔡斯利用“T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验”证实DNA是遗传物质，关于实验过程的叙述正确的是（    ） A．需用含35S或32P的培养基培养噬菌体来进行标记 B．搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体与之分离 C．35S标记组离心后，检测出沉淀物的放射性很高 D．在新形成的部分子代噬菌体中可以检测到35S 5．有科研小组模拟了蔡斯、赫尔希的T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验，步骤如下：①用32P标记的噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌；②用未标记的噬菌体侵染35S标记的大肠杆菌；③用3H标记的噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌，一段时间后进行离心，检测到的放射性存在的主要部位依次是（    ） A．上清液、沉淀物、沉淀物 B．沉淀物、上清液、沉淀物和上清液 C．沉淀物、沉淀物、沉淀物和上清液 D．沉淀物、沉淀物和上清液、沉淀物和上清液 6．烟草花叶病毒（TMV）和车前草病毒（HRV）都能感染烟叶，但二者致病病斑不同，如图所示。下列说法中不正确的是（    ） A．a过程表示用TMV蛋白质外壳侵染烟叶，结果说明TMV的蛋白质外壳没有侵染作用 B．b过程表示用HRV的RNA单独接种烟叶，结果说明其有侵染作用 C．c过程表示用TMV蛋白质外壳和HRV的RNA合成的“杂种病毒”接种烟叶，结果说明该“杂种病毒”有侵染作用，该烟叶表现病症为感染车前草病毒症状，并能从中分离出车前草病毒 D．该实验证明只有车前草病毒的RNA是遗传物质，烟草花叶病毒的RNA不是遗传物质 7．下图表示研究S型肺炎链球菌“转化因子”化学本质的部分实验流程图。相关分析错误的是（    ） A．①⑥的处理体现了实验设计的减法原理 B．经①②③④⑤得到的菌落类型为光滑型 C．经⑥⑦⑧⑨⑤得到的细菌不会使小鼠死亡 D．本实验不能充分证明肺炎链球菌的“转化因子”是DNA 8．某校生物研究性学习小组做了T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验，过程如下图所示，下列有关分析不正确的是（    ） A．若实验1中b的放射性偏高，则这与②过程中搅拌不充分有关 B．若实验2中c的放射性偏高，则这与③过程中培养时间的长短有关 C．理论上，a、d中的放射性很高，b、c中放射性很低或没有 D．实验1为对照组，实验2为实验组，两组对照说明DNA是遗传物质 二、多选题 9．艾弗里的“肺炎链球菌的体外转化实验”与赫尔希、蔡斯的“T2噬菌体侵染细菌的实验”验证了遗传物质的化学本质。下列关于这两个实验相同点的叙述错误的是（    ） A．两个实验均应用了同位素标记法 B．两个实验均应用了加法原理或减法原理 C．两个实验均能证明 DNA 是主要的遗传物质 D．两个实验均使用了结构简单、繁殖快的生物材料 三、非选择题 10．请结合遗传物质的相关实验回答下列问题： (1)格里菲思肺炎链球菌的体内转化实验 （填“有”或“没有”）得出DNA是“转化因子”的结论； (2)艾弗里和他的同事欲确定哪一种物质是转化因子，进行了肺炎双球菌体外转化实验，实验结果通过显微镜观察发现R型细菌与S型细菌相比区别是 。 (3)赫尔希和蔡斯噬菌体侵染的细菌实验中，实验步骤如下，该实验的正确顺序是 。（填序号） ①噬菌体与未被标记的大肠杆菌混合培养 ②用35S和32P分别标记噬菌体③放射性检测④搅拌离心 (4)继发现DNA是生物体的遗传物质之后，科学家们又将目光转向部分不含DNA的RNA病毒（只含RNA和蛋白质），烟草花叶病毒（TMV）就是其中的一种，它能使烟草叶片出现花叶病斑。下图所示为相关的实验过程，据图分析并回答问题： ①图中X溶液通常用水和苯酚配制而成，其目的是 。 ②据所学知识推断，物质甲和乙分别是 ，上述实验甲、乙、丙三组中属于对照组的是 组。 ③实验结束后，可从图中所示的 组中分离出完整的TMV病毒。 4 / 4 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 3.1 DNA是主要的遗传物质 （必背要点+必知重难+知识检测） 一、对遗传物质的早期推测 1.20世纪20年代，人们已经认识到蛋白质是由多种氨基酸连接而成的生物大分子。各种氨基酸可以按照不同的顺序排列，形成不同的蛋白质。大多数科学家认为蛋白质是生物体的遗传物质。 2.20世纪30年代，人们认识到DNA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o组成DNA的脱氧核苷酸有4种，每一种有一个特定的碱基。但是，由于对DNA的结构没有清晰的了解，认为蛋白质是遗传物质的观点仍占主导地位。 二、肺炎链球菌的转化实验 1.格里菲思实验 （1）实验材料、肺炎链球菌类型：1928年，格里菲思以小鼠为实验材料，研究肺炎链球菌的致病情况。他用两种不同类型的肺炎链球菌感染小鼠。一种类型的菌体有多糖类的荚膜，在培养基上形成的菌落表面光滑,叫作S型细菌。S型细菌有致病性，可使人和小鼠患肺炎，小鼠并发败血症死亡。另一种类型的菌体没有多糖类的荚膜, 在培养基上形成的菌落表面粗糙,叫作R型细菌。 R型细菌不会使人或小鼠患病，因此无致病性。 （2）实验过程与结果：下图为肺炎链球菌的转化实验示意图，图中序号①～⑤处所填写的内容依次为：死亡、S型活细菌、不死亡、死亡、S型活细菌和R型活细菌。 (4)实验结果分析及推论：从第四组实验的小鼠尸体中分离出了有致病性的S型活细菌，其后代也是有致病性的S型细菌。由此可以推断: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。 2.艾弗里实验 （1）实验目的：探究S型细菌中的“转化因子”究竟是什么物质？ （2）实验过程及结果： ①获得S型细菌细胞提取物：将加热致死的S型细菌破碎后，设法去除绝大部分糖类、蛋白质和脂质，制成细胞提取物。 ②实验及结果： 第一组：S型细菌细胞提取物+有R型活细菌的培养基→培养皿中的菌落有R型和S型两种；说明细胞提取物仍然具有转化活性。 第二至四组：S型细菌细胞提取物+蛋白酶、RNA酶或酯酶+有R型活细菌的培养基→培养皿中的菌落有R型和S型两种；说明细胞提取物仍然具有转化活性。 第五组：S型细菌细胞提取物+DNA酶+有R型活细菌的培养基→培养皿中的菌落有R型一种；说明细胞提取物失去了转化活性。 （3）实验结论： ①实验表明，细胞提取物中含有（含有、不含有）格里菲思实验中的转化因子,而转化因子很可能就是DNA。 ②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，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。 三、噬菌体侵染细菌的实验 1.实验材料和实验技术：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的新技术，完成了另一个更具说服力的实验—噬菌体侵染细菌的实验。 2.T2噬菌体 （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，头部内含有DNA。 （2）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。 3.赫尔希和蔡斯实验过程 第一步：标记大肠杆菌。在分别含有放射性同位素35S和放射性同位素32P的培养基中培养大肠杆菌，获得分别被35S、32P标记的大肠杆菌。 第二步：标记T2噬菌体。用上述大肠杆菌培养T2噬菌体，得到DNA含有32P标记或蛋白质含有35S标记的噬菌体。 第三步：侵染大肠杆菌、搅拌、离心并检测放射性。用32P或35S标记的T2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，然后检测上清液和沉淀物中的放射性。上述操作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。 4.赫尔希和蔡斯实验结果：用35S标记的一组感染实验，放射性同位素主要分布在上清液中；用32P标记的一组实验，放射性同位素主要分布在试管的沉淀物中。进一步观察发现：细菌裂解释放出的噬菌体中，可以检测到32P标记的DNA，但却不能检测到35S标记的蛋白质。 5.赫尔希和蔡斯实验结论：赫尔希和蔡斯的实验表明，噬菌体侵染细菌时，DNA进人到细菌的细胞中，而蛋白质外壳仍留在外面。因此，子代噬菌体的各种性状，是通过亲代的DNA遗传的。DNA才是真正的遗传物质。 四、RNA是遗传物质的实验证据 1.有些病毒不含有DNA，只含有蛋白质和RNA，如烟草花叶病毒。 2.从烟草花叶病毒中提取出来的蛋白质，不能使烟草感染病毒，但是，从这些病毒中提取出来的RNA，却能使烟草感染病毒。因此，在这些病毒中，RNA是遗传物质。 五、DNA是主要的遗传物质：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。 一.体内转化实验与体外转化实验的比较 项 目 体内转化实验 体外转化实验 培养场所 小鼠体内 培养基 实验对照 R型细菌与S型细菌的致病性进行对照 S型细菌各组成成分的作用进行对照 巧妙构思 将加热致死的S型细菌注射到小鼠体内作为对照，来说明确实发生了转化 观察利用酶解法去除某物质后，细胞提取物是否还具有转化活性 实验结论 S型细菌体内有转化因子 转化因子为DNA 联系 ①所用材料相同：都使用了肺炎链球菌； ②体内转化实验是体外转化实验的基础，体外转化实验是体内转化实验的延伸； ③两实验都遵循对照原则和单一变量原则 二.噬菌体侵染大肠杆菌实验的总结 1.三次涉及大肠杆菌。 2.两个关键环节——“保温”与“搅拌” （1）保温时间要适宜--32P标记的 T2 噬菌体侵染大肠杆菌实验 (2)搅拌要充分--35S标记的T2 噬菌体侵染大肠杆菌实验 （限时：15min） 一、单选题 1．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．R型细菌被转化为S型细菌后导致小鼠死亡，是因为S型细菌的DNA具有毒性 B．S型细菌的DNA经加热后失活，因而注射加热杀死的S型细菌后的小鼠仍存活 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．该实验未证明R型细菌转化为S型细菌是由S型细菌的DNA引起的 【答案】D 【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。 【详解】A、R型细菌被转化为S型细菌后导致小鼠死亡，是因为S型菌有多糖类荚膜的保护而具有毒性，而不是因为其DNA具有毒性，A错误； B、S型细菌的DNA经加热后仍有活性，但加热杀死的S型细菌不能在小鼠体内繁殖，因而注射加热杀死的S型细菌的小鼠仍存活，B错误； C、加热杀死的S型细菌的DNA有活性，能将部分R型细菌转化为S型细菌，因此从图中病死小鼠中分离得到的肺炎链球菌有S型和R型两种类型，C错误； D、该实验证明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，但不能证明该转化因子是S型细菌的DNA，D正确。 2．下图是艾弗里利用肺炎链球菌进行的转化实验，下列有关分析错误的是（    ） A．同时长出两种菌落的培养基中，R型细菌的菌落数较多 B．为了检验蛋白酶能否彻底去除蛋白质，可以使用双缩脲试剂进行检验 C．该实验利用了“减法原理”，通过去除细胞提取物中的某一物质来验证它的作用 D．该实验结果表明促使R型活细菌转化为S型细菌的转化因子很可能就是DNA 【答案】B 【分析】1、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，即知道自变量，不知道因变量。 2、减法原理是排除自变量对研究对象的干扰，同时尽量保持被研究对象的稳定。具体而言，结果已知，但不知道此结果是由什么原因导致的，实验的目的是为了探求确切的原因变量。 【详解】A、本实验是将S型菌的细胞提取物分别与R型活菌混合培养，由于转化率不是100%，故同时长出两种菌落的培养基中，R型细菌的菌落数较多，A正确； B、蛋白质可与双缩脲试剂反应呈紫色，但由于蛋白酶的本质也是蛋白质，故检验蛋白酶能否彻底去除蛋白质，不能使用双缩脲试剂进行检验，B错误； C、减法原理是排除自变量对研究对象的干扰，同时尽量保持被研究对象的稳定，该实验利用了“减法原理”，通过去除细胞提取物中的某一物质来验证它的作用，C正确； D、本实验中有DNA的组别能得到S型菌，但加入DNA酶后DNA被水解的组别只有R型菌，该实验结果表明促使R型活细菌转化为S型细菌的转化因子很可能就是DNA，D正确。 3．赫尔希和蔡斯的T2噬菌体侵染细菌的实验证实了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．噬菌体的蛋白质外壳是在大肠杆菌的遗传物质指导下合成的 C．噬菌体DNA合成的原料来自大肠杆菌 D．实验证明了大肠杆菌的遗传物质是DNA 【答案】C 【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大肠杆菌→用搅拌器搅拌，然后离心，检测上清液和沉淀物中的放射性物质分布情况。实验结论：DNA是遗传物质。 【详解】A、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； B、噬菌体的蛋白质外壳是由噬菌体的DNA做模板，利用大肠杆菌体内的原料合成的，B错误； C、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； D、该实验证明了噬菌体的遗传物质是DNA，D错误。 4．赫尔希和蔡斯利用“T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验”证实DNA是遗传物质，关于实验过程的叙述正确的是（    ） A．需用含35S或32P的培养基培养噬菌体来进行标记 B．搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体与之分离 C．35S标记组离心后，检测出沉淀物的放射性很高 D．在新形成的部分子代噬菌体中可以检测到35S 【答案】B 【分析】噬菌体侵染细菌实验： 1、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。 2、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、噬菌体是DNA病毒，必须寄生在活细胞中，在培养基无法生存，用含35S或32P的培养基无法标记噬菌体，A错误； B、搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离，B正确； C、35S标记的是噬菌体的蛋白质外壳，噬菌体侵染细菌时DNA进入细菌体内，蛋白质外壳留在外面，搅拌、离心后，检测出上清液的放射性较高，C错误； D、噬菌体在细菌内繁殖后代时用自身的DNA为模板以半保留方式进行复制合成遗传物质，而子代噬菌体的蛋白质外壳是以大肠杆菌体内的原料来合成的，所以实验所获得的子代噬菌体不含35S，D错误。 5．有科研小组模拟了蔡斯、赫尔希的T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验，步骤如下：①用32P标记的噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌；②用未标记的噬菌体侵染35S标记的大肠杆菌；③用3H标记的噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌，一段时间后进行离心，检测到的放射性存在的主要部位依次是（    ） A．上清液、沉淀物、沉淀物 B．沉淀物、上清液、沉淀物和上清液 C．沉淀物、沉淀物、沉淀物和上清液 D．沉淀物、沉淀物和上清液、沉淀物和上清液 【答案】C 【分析】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的新技术，完成了对证明DNA是遗传物质的更具说服力的实验，即T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验，其实验步骤是：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。 【详解】T2噬菌体的S仅存在于蛋白质分子中，P几乎都存在于DNA分子中。离心后的沉淀物中主要是被病毒侵染的大肠杆菌，上清液中分布的主要是T2噬菌体颗粒。 ①用32P标记的噬菌体侵染未标记的细菌，32P标记的噬菌体DNA，噬菌体中只有DNA进入大肠杆菌，并随着大肠杆菌离心到沉淀物中，所以离心后主要在沉淀物中检测到放射性。 ②用未标记的噬菌体侵染35S标记的细菌，子代噬菌体的蛋白质外壳含有35S，35S将出现在新的噬菌体中，所以离心后主要在沉淀物中检测到放射性。 ③用3H标记的噬菌体侵染未标记的细菌，由于DNA和蛋白质都含有氢元素，故3H标记噬菌体的DNA和蛋白质，离心后，3H标记蛋白质外壳出现在上清液中，3H标记的噬菌体DNA将出现在新的噬菌体中，因此放射性存在的主要部位是沉淀物和上清液。 综上所述，C正确，ABD错误。 6．烟草花叶病毒（TMV）和车前草病毒（HRV）都能感染烟叶，但二者致病病斑不同，如图所示。下列说法中不正确的是（    ） A．a过程表示用TMV蛋白质外壳侵染烟叶，结果说明TMV的蛋白质外壳没有侵染作用 B．b过程表示用HRV的RNA单独接种烟叶，结果说明其有侵染作用 C．c过程表示用TMV蛋白质外壳和HRV的RNA合成的“杂种病毒”接种烟叶，结果说明该“杂种病毒”有侵染作用，该烟叶表现病症为感染车前草病毒症状，并能从中分离出车前草病毒 D．该实验证明只有车前草病毒的RNA是遗传物质，烟草花叶病毒的RNA不是遗传物质 【答案】D 【分析】分析题图信息可知：用TMV的蛋白质外壳、HRV的RNA和TMV的蛋白质外壳与HRV的RNA组成的重组病毒感染烟叶，用TMV的蛋白质外壳感染的烟叶没有出现病斑，其他两组烟叶上出现的病斑是HRV的病斑，结果说明TMV的蛋白质外壳没有侵染作用，HRV的RNA和TMV的蛋白质外壳与HRV的RNA组成的重组病毒有感染作用。 【详解】A、a过程中烟叶没有出现病斑，表示用TMV蛋白质外壳感染烟叶，TMV的蛋白质外壳没有侵染作用，A正确； B、b过程中烟叶出现病斑，表示用HRV的RNA单独接种烟叶，其有侵染作用，B正确； C、c过程表示用TMV外壳和HRV的RNA合成的“杂种病毒”接种烟叶出现病斑，并能从中分离出车前草病毒，说明该“杂种病毒”有侵染作用，表现病症为感染车前草病毒症状，C正确； D、该实验证明只有车前草病毒的RNA是遗传物质，不能证明烟草花叶病毒的RNA不是遗传物质，D错误。 7．下图表示研究S型肺炎链球菌“转化因子”化学本质的部分实验流程图。相关分析错误的是（    ） A．①⑥的处理体现了实验设计的减法原理 B．经①②③④⑤得到的菌落类型为光滑型 C．经⑥⑦⑧⑨⑤得到的细菌不会使小鼠死亡 D．本实验不能充分证明肺炎链球菌的“转化因子”是DNA 【答案】B 【分析】自变量控制中的加法原理和减法原理：在对照实验中控制自变量，可采用加法原理或碱法原理与常态比较。 人为增加某种因素，都称为加法原理。 【详解】A、该实验自变量的控制使用蛋白酶和DNA酶分别将蛋白质和DNA水解，采用了减法原理，A正确； B、C经步骤①②③④⑤，S型的DNA还存在，可将R型转变为S型，因此能得到S型和R型菌落，B错误； C、由于S型DNA被降解，无法将R型转变为S型，因此给小鼠注射经步骤⑥⑦⑧⑨⑤得到的活菌（R型菌），小鼠存活，C正确。 D、本实验还需要补充一个加入RNA酶的实验，所以不能充分证明转化因子是DNA，D正确。 8．某校生物研究性学习小组做了T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验，过程如下图所示，下列有关分析不正确的是（    ） A．若实验1中b的放射性偏高，则这与②过程中搅拌不充分有关 B．若实验2中c的放射性偏高，则这与③过程中培养时间的长短有关 C．理论上，a、d中的放射性很高，b、c中放射性很低或没有 D．实验1为对照组，实验2为实验组，两组对照说明DNA是遗传物质 【答案】D 【分析】赫尔希和蔡斯首先在分别含有放射性同位素 35S和放射性同位素 32P的培养基中培养大肠杆菌，再用上述大肠杆菌培养T2噬菌体，得到蛋白质含有 35S标记或DNA含有32P标记的噬菌体。然后，用 35S或32P标记的T2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。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。 【详解】A、实验1中用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌，35S标记的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，因此上清液a放射性强，沉淀物b放射性弱，若实验1中b的放射性偏高，则这与②过程中搅拌不充分有关，A正确； B、实验2中32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌，32P标记的DNA进入细菌，经过搅拌离心后分布在沉淀物中，因此上清液c放射性弱，沉淀物d放射性强，若实验2中c的放射性偏高，则这与③过程中培养时间的长短有关，B正确； C、实验1中35S标记的蛋白质外壳主要存在于上清液a中，故a中放射性很高，b中放射性很低；实验2中32P标记的T2噬菌体DNA注入大肠杆菌体内，经搅拌离心后主要存在于沉淀物d中，故d中放射性很高，c中放射性很低，C正确； D、两组实验相互对照，证明了DNA是噬菌体的遗传物质，蛋白质不是遗传物质，D错误。 二、多选题 9．艾弗里的“肺炎链球菌的体外转化实验”与赫尔希、蔡斯的“T2噬菌体侵染细菌的实验”验证了遗传物质的化学本质。下列关于这两个实验相同点的叙述错误的是（    ） A．两个实验均应用了同位素标记法 B．两个实验均应用了加法原理或减法原理 C．两个实验均能证明 DNA 是主要的遗传物质 D．两个实验均使用了结构简单、繁殖快的生物材料 【答案】ABC 【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、T2噬菌体侵染细菌的实验采用了放射性同位素标记法，即用32P标记DNA或用35S标记蛋白质，肺炎链球菌的体外转化实验没有用到放射性同位素标记法，A错误； B、肺炎链球菌体外转化实验运用了减法原理，通过加入相应的酶去除某种物质来研究被去除物质的作用，T2噬菌体侵染细菌的实验不涉及加法或减法原理，B错误； C、两个实验最终证明了DNA是遗传物质，而不能证明DNA是主要的遗传物质，C错误； D、肺炎链球菌和噬菌体结构简单、培养容易、繁殖快，容易观察因遗传物质改变而引起的变异，D正确。 三、非选择题 10．请结合遗传物质的相关实验回答下列问题： (1)格里菲思肺炎链球菌的体内转化实验 （填“有”或“没有”）得出DNA是“转化因子”的结论； (2)艾弗里和他的同事欲确定哪一种物质是转化因子，进行了肺炎双球菌体外转化实验，实验结果通过显微镜观察发现R型细菌与S型细菌相比区别是 。 (3)赫尔希和蔡斯噬菌体侵染的细菌实验中，实验步骤如下，该实验的正确顺序是 。（填序号） ①噬菌体与未被标记的大肠杆菌混合培养 ②用35S和32P分别标记噬菌体③放射性检测④搅拌离心 (4)继发现DNA是生物体的遗传物质之后，科学家们又将目光转向部分不含DNA的RNA病毒（只含RNA和蛋白质），烟草花叶病毒（TMV）就是其中的一种，它能使烟草叶片出现花叶病斑。下图所示为相关的实验过程，据图分析并回答问题： ①图中X溶液通常用水和苯酚配制而成，其目的是 。 ②据所学知识推断，物质甲和乙分别是 ，上述实验甲、乙、丙三组中属于对照组的是 组。 ③实验结束后，可从图中所示的 组中分离出完整的TMV病毒。 【答案】(1)有 (2)R型菌无荚膜，S型菌有荚膜 (3)②①④③ (4) 将病毒的RNA和蛋白质分离 病毒的RNA和蛋白质 丙 甲丙 【分析】题意分析，将烟草花叶病毒TMV的蛋白质和RNA分开，分别感染烟草，接种蛋白质的烟叶未感染病毒，接种RNA的烟草会感染病毒，这说明烟草花叶病毒的遗传物质是RNA，而不是蛋白质。 格里菲思肺炎双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。 艾弗里肺炎双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）格里菲思肺炎链球菌的体内转化实验“没有”得出DNA是“转化因子”的结论，该实验的结论是S型菌中有转化因子； （2）艾弗里和他的同事欲确定哪一种物质是转化因子，进行了肺炎双球菌体外转化实验，实验结果通过显微镜观察发现R型细菌与S型细菌相比区别是R型菌无荚膜，S型菌有荚膜，因而S型菌长出的菌落表面是光滑的。 （3）赫尔希和蔡斯噬菌体侵染的细菌实验中，实验步骤如下，该实验过程中需要首先让噬菌体标记，让噬菌体标记的前提是获得带有放射性标记的大肠杆菌，而后用噬菌体侵染带有放射性标记的大肠杆菌可获得带有标记的噬菌体，而后让带有放射性标记的噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌，一段时间的保温后经过搅拌、离心分离得到上清液和沉淀物，而后检测上清液和沉淀物的放射性，进而得出相应的结论，因此该实验的正确顺序为： ②用35S和32P分别标记噬菌体→①噬菌体与未被标记的大肠杆菌混合培养→④搅拌离心→③放射性检测。 （4）本实验的思路是设法让烟草花叶病毒的核酸和蛋白质分开，而后单独地、直接地去观察它们的作用，据此可分析如下： ①图中X溶液通常用水和苯酚配制而成，其目的是将病毒的RNA和蛋白质分离，为后续实验作准备。 ②据所学知识推断，物质甲和乙分别是病毒的RNA和蛋白质，上述实验甲、乙、丙三组中属于对照组的是丙组，该组用烟草花叶病毒去侵染烟草，证明病毒对烟草的侵染性。 ③实验结束后，可从图中所示的甲和丙组中分离出完整的TMV病毒，进而证明了RNA是烟草花叶病毒的遗传物质。 4 / 4 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$