第六单元 第29课时 DNA是主要的遗传物质（教师用书word）-【步步高】2025年高考生物大一轮复习讲义（人教版 粤）

第29课时　DNA是主要的遗传物质 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。 考情分析 1.肺炎链球菌的转化实验 2022·浙江1月选考·T20　2021·全国乙·T5 2020·浙江7月选考·T12 2.噬菌体侵染细菌的实验 2022·海南·T13　2022·湖南·T2　2022·浙江6月选考·T22　 2020·浙江1月选考·T23 3.烟草花叶病毒感染实验 2018·全国Ⅱ·T5 考点一　肺炎链球菌的转化实验 1．格里菲思的肺炎链球菌体内转化实验 2．艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验 知识拓展 1．在格里菲思实验中，格里菲思对S型细菌进行加热(65 ℃)处理，仅仅使蛋白质永久变性，而DNA在缓慢降温后仍然可以复性，使单链重新聚合，恢复双螺旋结构。 2．R型细菌生长到一定阶段时，就会分泌感受态因子，这种因子会诱导感受态特异蛋白质(如自溶素)的表达，它的表达使R型细菌具有与DNA结合的活性。加热致死的S型细菌遗留下来的DNA片段会与感受态的R型活细菌结合，从而进入细胞，并通过同源重组以置换(基因重组)的方式整合到R型细菌的基因组中，使R型细菌转化为S型细菌。 判断正误 (1)S型细菌与R型细菌存在致病性差异的根本原因是发生了细胞分化(　×　) 提示　肺炎链球菌是单细胞生物，不会发生细胞分化，S型细菌与R型细菌的致病性差异是基因不同造成的。 (2)将加热致死的S型细菌与R型活细菌混合后注射给小鼠，从死亡小鼠体内只能分离出S型细菌(　×　) 提示　加热致死的S型细菌只能转化一部分R型细菌，未被转化的R型细菌在小鼠体内也能增殖产生后代。 (3)由格里菲思实验可以推断，加热致死的S型细菌的DNA促使R型活细菌转化为S型活细菌(　×　) 提示　格里菲思的结论为加热致死的S型细菌中存在促使R型细菌转化为S型细菌的转化因子，但不知道转化因子的本质。 (4)肺炎链球菌体内转化实验中，R型细菌转化成的S型细菌不能稳定遗传(　×　) 提示　肺炎链球菌体内转化实验中，R型细菌转化成S型细菌的实质是发生了基因重组，属于可遗传变异，所以S型细菌能稳定遗传。 (5)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(　×　) 提示　实验组分别加入各种酶，一一排除各种物质的作用，这是采用了“减法原理”。 (6)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(　×　) 提示　艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验证明了DNA是S型细菌的遗传物质。 1．在格里菲思实验中如果没有第三组实验(注射加热致死的S型细菌后小鼠不死亡)，能否得出结论加热致死的S型细菌中含有促成“R型活细菌转化成S型活细菌”的转化因子？ 提示　不能；因为无对照实验无法排除“加热致死的S型细菌”也能导致小鼠死亡的可能，因此不能说明实验结论。 2.在格里菲思第四组实验中，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：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：b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型细菌繁殖产生的。 (4)在格里菲思转化实验中，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　转化因子来自S型细菌，而原料和能量均来自R型细菌。 3．某同学在格里菲思实验的基础上补充完成了如下第五组实验：将加热致死的R型细菌注入小鼠体内，小鼠不死亡；第六组实验：将活的S型细菌和加热致死的R型细菌混合后注入小鼠体内，小鼠死亡。该同学由此得出了实验结论：S型细菌未转化为R型细菌，R型细菌体内没有“转化因子”。 该同学得出实验结论的证据充足吗？如不充足，应如何补充才能得出正确结论？ 提示　不充足；应补充第七组实验：抽取第六组实验中死亡小鼠的血液，接种于固体培养基上，观察记录菌落特征。 考向一　肺炎链球菌转化实验的原理及过程分析 1．某科研小组在格里菲思实验的基础上增加了相关实验，实验过程如图所示。下列叙述正确的是(　　) A．该实验证明了DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质 B．从鼠2血液中分离出来的活菌都能使小鼠死亡 C．活菌甲与死菌乙混合后能转化产生活菌乙的原理是基因突变 D．从鼠5体内分离出活菌在培养基上培养，都会产生光滑菌落 答案　D 解析　分析题图可知，活菌乙能导致小鼠死亡，为S型细菌，活菌甲不能使小鼠死亡，为R型细菌。该实验能体现S型死细菌的某种物质能让R型活细菌转化为S型活细菌，但不能证明DNA是遗传物质、蛋白质不是遗传物质，A错误；实验②过程中活菌甲与加热致死的菌乙混合后注射到小鼠体内，活菌甲能转化为活菌乙，但小鼠体内仍存在活菌甲，所以从小鼠血液中能分离出两种活菌，其中活菌甲不能使小鼠死亡，B错误；活菌甲与加热致死的菌乙混合后能转化产生活菌乙的原理是基因重组，C错误；实验⑤过程中，死菌甲与活菌乙混合后注射到小鼠体内，鼠5体内只能分离出活菌乙(S型活细菌)，S型细菌的菌体有多糖类的荚膜，在培养基上形成的菌落表面光滑，D正确。 2．(2024·韶关高三二模)某学习小组对艾弗里的实验非常感兴趣，他们将加热致死的S型细菌破碎制成的细胞提取物分成5组，分别使用不同的物质处理后与含有R型活细菌的培养基混合培养，一段时间后接种到固体培养基上观察长出的菌落类型，结果如表。据此分析正确的是(　　) 组别 ① ② ③ ④ ⑤ 处理用的物质 蛋白酶 脂肪酶 RNA酶 DNA酶 活细菌破碎提取物 观察到的菌落类型 R型 有 有 有 有 有 S型 有 有 有 无 无 A.该学习小组采用“加法原理”控制实验变量 B．①②③说明蛋白质、脂肪、RNA是转化因子 C．活细菌破碎提取物中含有DNA酶等化学物质 D．本实验依据细菌有无荚膜来区分菌落类型 答案　C 解析　从控制自变量的角度分析，艾弗里在每个实验组S型细菌的细胞提取物中特异性地去除了一种物质，采用了“减法原理”，A错误；①②③说明用相应的酶分别去除蛋白质、脂肪、RNA后，仍能发生R型活细菌转化为S型活细菌，所以蛋白质、脂肪、RNA均不是转化因子，B错误；第⑤组，将活细菌破碎提取物与R型活细菌混合后，未观察到S型活细菌的菌落，说明活细菌破碎提取物中含有DNA酶，将DNA水解，无法将R型细菌转化为S型活细菌，C正确；本实验的依据是直接观察形成的菌落是否表现光滑来区分菌落类型，肉眼无法观察到荚膜，D错误。 考点二　噬菌体侵染细菌的实验 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 过程 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 2.实验方法 放射性同位素标记技术，用35S、32P分别标记T2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。 5．噬菌体侵染细菌实验的误差分析 (1)32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌 (2)35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌 判断正误 (1)分别用含32P、35S的培养基培养噬菌体，可得到被标记的噬菌体(　×　) 提示　噬菌体必须寄生在细菌内才能繁殖，在培养基上无法生存，得不到被标记的噬菌体。 (2)在噬菌体侵染细菌的实验过程中，通过搅拌、离心使噬菌体的蛋白质和DNA分开(　×　) 提示　在该实验中，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。 (3)用35S和32P同时标记噬菌体，可使实验更具说服力(　×　) 提示　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。 (4)在用35S标记的噬菌体侵染细菌实验中，沉淀物中存在少量放射性可能是搅拌不充分所致(　√　) 提示　35S标记的是噬菌体的蛋白质外壳，经过搅拌、离心后35S主要出现在上清液中，若搅拌不充分会使35S标记组沉淀物的放射性偏高。 (5)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(　√　) (6)T2噬菌体可感染肺炎链球菌导致其裂解(　×　) 提示　T2噬菌体是专门寄生在大肠杆菌细胞内的病毒，在大肠杆菌体内增殖可导致其裂解，故T2噬菌体不可感染肺炎链球菌导致其裂解。 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1所示。请思考回答下列问题： (1)在上述实验中选择32P和35S这两种放射性同位素分别对DNA和蛋白质进行标记，而不用14C和18O标记的原因是S是蛋白质的特征元素，P是DNA的特征元素。若用14C和18O进行标记，由于蛋白质和DNA分子中都含有C和O，且18O不具放射性，是稳定同位素，因此无法确认被标记的是何种物质。 (2)用35S和32P分别标记T2噬菌体的蛋白质和DNA，参照如图2被标记的部位分别是①②(填编号)。 (3)图1中被侵染的细菌的存活率基本保持在100%，本组数据意义是作为参考数据，以证明细菌未裂解。细胞外的32P含量有30%，原因是有部分被32P标记的噬菌体还没有侵染细菌。上清液中的35S先增大后保持在80%左右，原因是有约20%的噬菌体没有与细菌脱离。 (4)T2噬菌体和细菌保温时间长短与放射性强度的可能关系如图3(甲组为35S标记的T2噬菌体，乙组为32P标记的T2噬菌体)，下列关系中最合理的是B(填字母)。 A．甲组—上清液—① B．乙组—上清液—② C．甲组—沉淀物—③ D．乙组—沉淀物—④ (5)如图4为T2噬菌体感染大肠杆菌后，大肠杆菌内放射性RNA与T2噬菌体DNA及大肠杆菌DNA的杂交结果，曲线b(填“a”或“b”)最可能表示放射性RNA与大肠杆菌DNA杂交的结果，出现该趋势的原因可能是随感染时间延长，以大肠杆菌DNA为模板合成的放射性RNA减少。 考向二　噬菌体侵染细菌的实验原理过程分析 3．(2024·黄石高三模拟)赫尔希和蔡斯利用放射性同位素标记技术，对T2噬菌体的遗传物质进行了探究，如图是他们所做实验的部分过程图。下列有关说法正确的是(　　) A．在培养基中添加含35S标记的氨基酸培养噬菌体，不能使噬菌体的蛋白质外壳被35S标记 B．图中被噬菌体侵染的细菌为肺炎链球菌 C．图示过程结束后，所获得的子代噬菌体都不含35S，可作为噬菌体蛋白质外壳不是噬菌体遗传物质的证据 D．若沉淀物中出现较高的放射性，则原因是噬菌体和细菌混合后，就马上搅拌、离心了 答案　A 解析　T2噬菌体属于病毒，营寄生生活，必须在活细胞内才能生存，在培养基上直接培养不能得到子代噬菌体，A正确；病毒寄生具有专一性，图中被T2噬菌体侵染的细菌为大肠杆菌，B错误；图示过程结束后，所获得的子代噬菌体都不含35S，证明蛋白质外壳不能遗传给后代，但不可作为噬菌体蛋白质外壳不是噬菌体遗传物质的证据，C错误；若沉淀物中出现较高的放射性，则原因是搅拌不充分，使35S标记的噬菌体蛋白质外壳和细菌一同沉降，D错误。 4．(2024·珠海高三模拟)某实验小组模拟“T2噬菌体侵染细菌实验”做了如图所示的实验，下列说法中错误的是(　　) A．搅拌不充分会导致上清液的放射性强度减小 B．改用14C标记噬菌体，可以证明噬菌体侵染细菌时蛋白质外壳未进入细胞 C．细菌裂解后得到的所有子代噬菌体都带有32P标记 D．该实验保温时间过短对上清液放射性强度的大小几乎无影响 答案　B 解析　搅拌不充分，35S标记的噬菌体的蛋白质吸附在大肠杆菌上，会导致上清液的放射性强度减小，A正确；DNA和蛋白质都含有C，若用14C标记噬菌体，上清液和沉淀物中都有放射性，不能证明蛋白质外壳未进入大肠杆菌，B错误；35S标记的噬菌体的蛋白质不进入子代噬菌体，子代噬菌体以32P标记的脱氧核苷酸为原料合成有放射性的DNA，因此子代噬菌体的核酸有放射性，C正确；正常情况下，上清液放射性强度来自35S标记的噬菌体的蛋白质，若保温时间过短，未侵染大肠杆菌的噬菌体仍会进入上清液，几乎不会影响上清液放射性强度，D正确。 考点三　烟草花叶病毒感染实验及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 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 结论：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。 3．探索“遗传物质”的3种方法 判断正误 (1)在真核生物中，DNA是主要的遗传物质(　×　) 提示　真核生物的遗传物质就是DNA ，只有针对“所有生物”时方可描述为“DNA是主要的遗传物质”。 (2)细胞核内的遗传物质是DNA，细胞质内的遗传物质是RNA(　×　) 提示　细胞生物的遗传物质均为DNA，不论细胞核中还是细胞质中。 (3)乳酸菌的遗传物质主要分布在染色体上(　×　) 提示　乳酸菌为原核生物，没有染色体。 (4)只有细胞内的核酸才是携带遗传信息的物质(　×　) 提示　病毒没有细胞结构，但病毒的核酸也是携带遗传信息的物质。 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，得出了不同结论。 1．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)丙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。 2．若该科研小组计划利用放射性同位素标记法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。 考向三　探究遗传物质的思路和方法 5．为了探究烟草花叶病毒(TMV)的遗传物质，某实验小组进行了如图所示的实验。下列说法正确的是(　　) A．实验1为空白对照组，以消除无关变量对实验结果的影响，增强实验的可信度 B．根据实验1、2、3的实验现象可得出结论：烟草花叶病毒的遗传物质是蛋白质 C．实验4是利用“加法原理”设计的一个补充实验组，可以进一步验证实验结论 D．该实验是设法将核酸和蛋白质分开后分别研究各自的作用 答案　D 解析　没有作处理的为空白对照，实验2为空白对照组，以消除无关变量对实验结果的影响，增强实验的可信度，A错误；实验1、2、3的实验现象显示TMV病毒的RNA能引起烟草花叶病，蛋白质不能，因而能得出结论：烟草花叶病毒的遗传物质是RNA，B错误；实验4是利用“减法原理”设计的一个补充实验组，可以进一步验证实验结论，得出RNA是遗传物质的结论，C错误；该实验是设法将核酸和蛋白质分开后分别研究各自的作用，D正确。 6．慢性乙型肝炎病毒(HBV)是嗜肝病毒的一种，在全球占比较大，严重威胁人类健康。研究者利用放射性同位素标记技术，以体外培养的肝脏细胞等为材料，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。下列有关叙述正确的是(　　) A．本实验设置了空白对照组 B．HBV病毒复制所需的原料、模板和酶都来自肝脏细胞 C．本实验应选用35S、32P分别标记该病毒的蛋白质和核酸 D．本实验应先将甲、乙两组肝脏细胞分别培养在含放射性同位素标记的尿嘧啶、胸腺嘧啶的培养基中，再培养HBV病毒 答案　D 解析　本实验设计的是对比实验，甲、乙均为实验组，没有设置空白对照组，A错误；该病毒复制所需的原料、场所、能量、酶都来自肝脏细胞，模板来自其自身，B错误；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来获得肝脏细胞，然后用未标记的HBV病毒去侵染，最后通过检测子代病毒的放射性来确定其遗传物质的种类，C错误；由于病毒无细胞结构，必须寄生于活细胞中才能生存，故本实验应先将甲、乙两组肝脏细胞分别培养在含同位素标记的尿嘧啶、胸腺嘧啶的培养基中，然后用该病毒去侵染肝脏细胞，D正确。 7．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．(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．为使得噬菌体带上32P标记，其操作过程是先在含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。 5．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。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。 6．(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。 7．仅有如图的实验过程不能(填“能”或“不能”)说明 DNA 是遗传物质，原因是该实验只能说明蛋白质外壳没有进入细菌体内，不能证明DNA进入细菌体内并发挥遗传物质的作用，需要标记DNA继续进行实验。 8．冠状病毒的增殖过程不是简单地将其遗传物质注入宿主细胞内，而是病毒包膜与宿主细胞膜融合，最后病毒核衣壳蛋白和核酸一起进入宿主细胞，完成感染过程。新合成的病毒通过囊泡排出细胞。不能(填“能”或“不能”)利用噬菌体侵染细菌实验的原理和方法，分别用放射性同位素32P、35S标记RNA和蛋白质的冠状病毒，侵染人肺细胞的方法来探究该冠状病毒的遗传物质是RNA还是蛋白质。原因是冠状病毒侵染宿主细胞时，病毒核衣壳蛋白和核酸通过胞吞作用一起进入宿主细胞，无法确定放射性来源于蛋白质还是RNA。 课时精练 1．(2021·全国乙，5)在格里菲思所做的肺炎链球菌转化实验中，无毒性的R型活细菌与被加热致死的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．加热杀死S型细菌使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 解析　与R型细菌相比，S型细菌具有荚膜多糖，S型细菌有毒，故可推测S型细菌的毒性可能与荚膜多糖有关，A正确；S型细菌的DNA进入R型细菌细胞后使R型细菌具有了S型细菌的性状，可知S型细菌的DNA进入R型细菌细胞后指导蛋白质的合成，B正确；加热杀死的S型细菌不会使小鼠死亡，说明加热杀死的S型细菌的蛋白质功能丧失，而加热杀死的S型细菌的DNA可以使R型细菌发生转化，可知其DNA功能不受影响，C正确；将S型细菌的DNA经DNA酶处理后，DNA被水解为小分子物质，故与R型细菌混合，不能得到S型细菌，D错误。 2．如图四幅图表示了在“肺炎链球菌转化实验”(搅拌强度、时长等都合理)和“噬菌体侵染细菌的实验”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标记的噬菌体侵染细菌的实验”中，沉淀物放射性含量的变化 B．图乙表示在“35S标记的噬菌体侵染细菌的实验”中，沉淀物放射性含量的变化 C．图丙表示“肺炎链球菌体外转化实验”中，R型细菌与S型细菌的数量变化 D．图丁表示“肺炎链球菌体外转化实验”中，R型细菌与S型细菌的数量变化 答案　C 解析　“32P标记的噬菌体侵染细菌的实验”中，随着时间的推移，细菌被裂解，子代噬菌体释放，导致沉淀物放射性含量不断降低，A错误；“35S标记的噬菌体侵染细菌的实验”中，沉淀物放射性含量很低，B错误；据图丙可知，S型细菌曲线的起点为0，且在R细菌之后，故该图表示“肺炎链球菌体外转化实验”中R型细菌＋S型细菌DNA组，R型细菌与S型细菌的数量变化，C正确；在“肺炎链球菌的体内转化实验”中，开始时，R型细菌在小鼠体内大部分会被免疫系统消灭，所以曲线在开始段有所下降，后随着小鼠免疫系统的破坏，R型细菌数量又开始增加，所以曲线上升。而加热致死的S型细菌的DNA能将R型细菌转化为S型细菌，并通过繁殖使数量增多，曲线上升，故图丁表示“肺炎链球菌体内转化实验”中R型细菌＋S型细菌DNA组，R型细菌与S型细菌的数量变化，D错误。 3．(2024·佛山高三预测)为了研究噬菌体侵染细菌的过程，研究者分别用32P和35S标记的T2噬菌体侵染了未被放射性标记的大肠杆菌。在短时间保温后进行离心(未搅拌)，测定了上清液中的放射性，结果如表。下列相关说法中不正确的是(　　) 细菌处理 噬菌体处理 上清液中的放射性比例(%) 加入DNA酶 未加入DNA酶 不处理 35S 2 1 不处理 32P 8 7 侵染前加热杀死 35S 15 11 侵染前加热杀死 32P 76 13 注：DNA酶与噬菌体同时加入；离心后长链DNA出现在沉淀物中、短链DNA出现在上清液中。 A．用32P和35S分别标记了噬菌体的DNA和蛋白质 B．细菌被杀死后会促进噬菌体DNA被DNA酶降解 C．DNA被降解后产生的片段离心后会出现在上清液中 D．由实验结果中可知，噬菌体的蛋白质没有进入细菌 答案　D 解析　DNA含有P元素，蛋白质含有S元素，则用32P和35S分别标记了噬菌体的DNA和蛋白质，A正确；细菌被杀死后加入DNA酶，上清液中的放射性比例上升，说明DNA被降解后产生的片段离心后会出现在上清液中，细菌被杀死后会促进噬菌体DNA被DNA酶降解，B、C正确；本实验不能判断噬菌体的蛋白质有没有进入细菌，D错误。 4．(2024·惠州高三二调)下列关于“核酸是遗传物质的证据”的相关实验的叙述，正确的是(　　) A．用32P标记的噬菌体侵染未标记细菌后，其子代噬菌体多数具有放射性 B．格里菲思的实验证明DNA 可以改变生物体的遗传性状 C．艾弗里的实验证明从S 型肺炎链球菌中提取的DNA 可以使小鼠死亡 D．烟草花叶病毒的感染实验证明了RNA是该病毒的遗传物质 答案　D 解析　32P标记的是噬菌体的DNA，噬菌体侵染细菌实验中，只有DNA进入细菌并作为模板控制子代噬菌体的合成，而合成子代噬菌体所需的原料均来自细菌，根据DNA半保留复制特点，用32P标记的噬菌体侵染细菌后，其子代噬菌体中只有少数具有放射性，A错误；格里菲思实验证明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，但没有证明DNA可以改变生物体的遗传性状，B错误；艾弗里实验证明从S 型肺炎链球菌中提取的DNA可以使R型细菌转化为S型细菌，S型细菌使小鼠死亡，而不是S型细菌的DNA使小鼠死亡，C错误；烟草花叶病毒感染实验证明了RNA是其遗传物质，D正确。 5．(2022·海南，13)某团队从下表①～④实验组中选择两组，模拟T2噬菌体侵染大肠杆菌实验，验证DNA是遗传物质。结果显示：第一组实验检测到放射性物质主要分布在沉淀物中，第二组实验检测到放射性物质主要分布在上清液中。该团队选择的第一、二组实验分别是(　　) 材料及标记 实验组 T2噬菌体 大肠杆菌 ① 未标记 15N标记 ② 32P标记 35S标记 ③ 3H标记 未标记 ④ 35S标记 未标记 A.①和④ B．②和③ C．②和④ D．④和③ 答案　C 解析　噬菌体侵染细菌时，只有DNA进入细菌，蛋白质外壳没有进入，为了区分DNA和蛋白质，可用32P标记噬菌体的DNA，用35S标记噬菌体的蛋白质外壳，根据第一组实验检测到放射性物质主要分布在沉淀物中，说明亲代噬菌体的DNA被32P标记，根据第二组实验检测到放射性物质主要分布在上清液中，说明第二组噬菌体的蛋白质被35S标记，C正确。 6．在进行T2噬菌体侵染细菌实验时，用含14C标记的尿嘧啶培养基培养细菌，待细菌裂解后，分离出含有14C的RNA。实验人员把该RNA分别与细菌的DNA和噬菌体的DNA杂交，发现RNA可与噬菌体的DNA形成稳定的DNA—RNA双链杂交分子，但不能与细菌的DNA形成杂交分子。下列叙述不正确的是(　　) A．用含14C的胸腺嘧啶代替尿嘧啶进行实验，结果完全相同 B．含14C标记的RNA的模板是噬菌体的DNA分子 C．获得14C噬菌体，需先用含14C的培养基培养细菌，再用噬菌体侵染细菌 D．据结果推测，被噬菌体侵染的细菌体内合成的是噬菌体的蛋白质 答案　A 解析　尿嘧啶是组成RNA的特有碱基，而胸腺嘧啶是组成DNA的特有碱基，所以不能用含14C的胸腺嘧啶代替尿嘧啶进行实验，A错误；噬菌体的DNA分子能与该RNA形成稳定的DNA—RNA双链杂交分子，因此含14C标记的RNA的模板是噬菌体的DNA分子，B正确；噬菌体是病毒，营寄生生活，得先培养细菌，再用标记的细菌培养病毒，C正确；被噬菌体侵染的细菌体内合成的是噬菌体的蛋白质，以噬菌体的DNA为模板控制合成的，D正确。 7．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，甲组不作处理，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符合题意。 8．烟草花叶病毒(TMV)是一种单链RNA病毒，具有S和HR等多种株系。科研人员分别提取了S株系和HR株系的RNA和蛋白质，进行了如表所示的重组实验。下列相关叙述正确的是(　　) 重组实验过程 子代病毒的类型 第一组：S－RNA＋HR－蛋白质→感染烟草 S株系 第二组：HR－RNA＋S－蛋白质→感染烟草 HR株系 A.可以通过培养基上不同的菌落特征鉴别TMV的不同株系 B．将TMV的遗传物质与二苯胺水浴加热，溶液会变成蓝色 C．根据实验结果可推测，TMV的RNA控制其蛋白质的合成 D．该病毒在增殖时，催化其RNA合成的酶由宿主细胞的基因控制合成 答案　C 解析　病毒专营活细胞寄生，不能用培养基培养，A错误；DNA与二苯胺试剂沸水浴加热后，溶液才会变成蓝色，而TMV的遗传物质为RNA，B错误；该病毒在增殖时，催化其RNA合成的酶由病毒的基因控制合成，D错误。 9．科学家发现一种称为朊粒的病原微生物(PrPS)，其只有蛋白质、没有核酸，能够侵染牛脑组织，并将牛脑组织中的PrPC蛋白转化为PrPS，二者的氨基酸排列顺序完全相同，但后者具有感染性，可以诱导体内更多的PrPC蛋白转变成PrPS。科研小组欲模拟蔡斯与赫尔希的噬菌体侵染细菌实验，采用35S标记的朊病毒侵染牛脑组织。下列说法错误的是(　　) A．可先用含35S的培养液培养牛脑组织，再用朊病毒侵染牛脑组织，一段时间后获得35S标记的朊病毒 B．与赫尔希和蔡斯的实验不同的是，模拟实验过程中不需要搅拌 C．离心后获得上清液和沉淀物，放射性主要集中在上清液 D．上述实验说明蛋白质空间结构的改变可以使其功能发生变化 答案　C 解析　由题意可知，朊病毒能够侵染牛脑组织，所以要获得被35S标记的朊病毒，可以先用含35S的培养基培养牛脑组织，再用朊病毒侵染被35S标记的牛脑组织，一段时间后获得35S标记的朊病毒，A正确；根据蔡斯与赫尔希的噬菌体侵染细菌的实验可知，搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离，而由题意可知，朊粒(PrPS)只有蛋白质、没有核酸，能够侵染牛脑组织，并将牛脑组织中的PrPC蛋白转化为PrPS，所以朊病毒全部侵入牛脑组织，模拟实验过程中不需要搅拌，B正确；离心后获得上清液和沉淀物，放射性主要集中在沉淀物，C错误；由题意可知，PrPC蛋白可转变成PrPS，二者的氨基酸排列顺序完全相同，说明其空间结构发生变化，导致PrPS具有感染性，因此可以说明蛋白质空间结构的改变可以使其功能发生变化，D正确。 10．(2024·广州高三模拟)研究发现，细菌被T4噬菌体(DNA病毒)侵染后，自身蛋白质合成停止，转而合成噬菌体的蛋白质，在此过程中细菌内合成了新的噬菌体RNA。为探究细菌核糖体是否是噬菌体蛋白质合成的场所，研究者进行了如图所示的实验。下列有关叙述错误的是(　　) A．上述实验运用了微生物培养技术和密度梯度离心技术 B．被T4噬菌体侵染后，细菌体内没有合成新的核糖体 C．离心结果表明新合成的噬菌体RNA与“重”核糖体结合 D．细菌为子代噬菌体的形成提供了模板、原料、酶、能量等 答案　D 解析　图示过程中有培养基中培养细菌的过程和对裂解细菌的离心技术，即运用了微生物培养技术和密度梯度离心技术，A正确；结合图示过程可知，细菌最初的核糖体为“重”核糖体，此后在普通培养基培养后，经裂解、离心得到的核糖体仍为“重”核糖体，说明被T4噬菌体侵染后，细菌体内没有合成新的核糖体，B正确；细菌为子代噬菌体的形成提供了原料、酶、能量等，模板是由噬菌体提供的，D错误。 11．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法，则可以选择15N进行标记 答案　C 解析　该实验的因变量是烟草叶片上出现的不同病斑，自变量是不同病毒，A错误；杂交病毒是蛋白质外壳和核酸重组形成的，不是基因重组，B错误；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，且15N不具有放射性，因此不能选择15N进行标记，D错误。 12．现有新发现的一种感染A细菌的病毒B，科研人员设计了如图所示两种方法来探究该病毒的遗传物质是DNA还是RNA。一段时间后检测甲、乙两组子代病毒B的放射性和丙、丁两组子代病毒B的产生情况。下列相关说法正确的是(　　) A．同位素标记法中，若换用3H标记上述两种核苷酸不能实现实验目的 B．酶解法中，向丙、丁两组分别加入DNA酶和RNA酶应用了加法原理 C．若甲组产生的子代病毒无放射性而乙组有，则说明该病毒的遗传物质是RNA D．若丙组能产生子代病毒而丁组不能产生，则说明该病毒的遗传物质是DNA 答案　C 解析　同位素标记法中只需检测子代病毒的放射性，不需确定是哪种物质的放射性，换用3H标记后仍能实现实验目的，A错误；酶解法中，向丙、丁两组分别加入DNA酶和RNA酶应用了减法原理，B错误；若甲组产生的子代病毒无放射性而乙组有，说明子代病毒中含有32P标记的尿嘧啶，说明该病毒的遗传物质是RNA，C正确；若丙组能产生子代病毒而丁组不能产生，说明RNA被RNA酶水解后病毒无法增殖产生子代，所以该病毒的遗传物质是RNA，D错误。 13．枯草杆菌S型对噬菌体敏感，枯草杆菌R型对噬菌体不敏感，噬菌体能特异性地侵染 S型细菌。实验小组用三组培养基分别培养S型菌株、R型菌株和混合培养S型＋R型菌株，一段时间后，向三组培养基中接入噬菌体。接入噬菌体后枯草杆菌的相对含量变化如图所示。下列相关叙述正确的是(　　) A．S型细菌能为噬菌体的增殖提供模板、原料和相关的酶 B．混合培养过程中，有可能发生染色体变异 C．混合培养过程中，噬菌体能侵染被S型细菌转化的R型枯草杆菌 D．S型和R型枯草杆菌细胞膜上均含有能被噬菌体识别的受体 答案　C 解析　噬菌体增殖过程中的模板由自身提供，A错误；噬菌体是病毒，枯草杆菌属于原核生物，都不含有染色体，混合培养过程中不会发生染色体变异，B错误；枯草杆菌 S 型对噬菌体敏感，噬菌体能特异性地侵染 S型细菌，使得S型细菌裂解死亡，释放出遗传物质，混合培养过程中，S型细菌的DNA会进入部分R型细菌中，从而使其转化为S型细菌，因此混合培养过程中，噬菌体能侵染被S型细菌转化的 R 型枯草杆菌，C正确；R型枯草杆菌对噬菌体不敏感，噬菌体能特异性地侵染S型细菌，则R型枯草杆菌细胞膜上不含有噬菌体识别的受体，D错误。 14．(2024·惠州高三一模)如图为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，下列相关叙述正确的是(　　) A．加热致死的S型细菌的DNA氢键被破坏，因而断裂为多个较短的DNA片段 B．由R型细菌转化得到的S型细菌与原S型细菌的遗传物质完全相同 C．S型细菌中的capS进入R型细菌，使R型细菌转化为S型细菌，属于基因重组 D．capS基因控制多糖类荚膜的形成体现了基因可以直接控制生物体的性状 答案　C 解析　氢键被破坏不会导致DNA链断裂，磷酸二酯键被破坏会导致DNA链断裂，A错误；由R型细菌转化得到的S型细菌与原S型细菌的遗传物质相比发生了改变，B错误；转化产生的S型细菌中的capS是S型细菌中的capS进入R型细菌并与R型细菌的DNA重组导致的，C正确；capS基因控制多糖类荚膜的形成体现了基因可以通过控制酶的合成控制代谢过程间接控制生物体的性状，D错误。 15．关于艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验，一些科学家认为“DNA可能只是在细胞表面起化学作用，形成荚膜，而不是起遗传作用”。同时代的生物学家哈赤基斯从S型肺炎链球菌中分离出了一种抗青霉素的突变型(抗—S，产生分解青霉素的酶)，提取它的DNA，将DNA与对青霉素敏感的R型细菌(非抗—R)共同培养。结果发现，某些非抗—R型细菌被转化为抗—S型细菌并能稳定遗传，从而否定了一些科学家的错误认识。关于哈赤基斯实验的叙述，不正确的是(　　) A．缺乏对照实验，所以不能支持艾弗里的结论 B．能证明DNA是遗传物质 C．实验巧妙地选用了抗青霉素这一性状作为观察指标 D．证明细菌中一些与荚膜形成无关的性状也能发生转化 答案　A 解析　将DNA与对青霉素敏感的R型细菌(非抗—R)共同培养，非抗－R型细菌被转化为抗—S型细菌并能稳定遗传，说明DNA是肺炎链球菌的遗传物质，能支持艾弗里的结论，A错误；该实验与艾弗里实验都证明了DNA是肺炎链球菌的遗传物质，B正确； 根据题干信息，实验选用了抗青霉素这一性状作为观察指标，从而可以判断非抗—R型细菌是否发生了转化，C正确；青霉素抗性与荚膜形成无关，证明细菌中一些与荚膜形成无关的性状也能发生转化，D正确。 学科网（北京）股份有限公司 $