第19讲 DNA是主要的遗传物质（5年考情+3大核心速记+3大题型专攻）（专项训练）（北京专用）2027年高考生物一轮复习讲练测

**基本信息** 以“实验证据链构建+分层靶向训练”为特色，系统整合三大经典实验逻辑，强化科学思维与探究实践能力。 **专项设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |五年考情·精准定向|考情概览+2情境|构建证据链/实验细节记忆/概念边界区分|从考情频次→热点情境→备考策略，形成定向突破逻辑| |三大核心·主干速记|3实验+对比表|减法原理/同位素标记法/实验变量控制|实验过程→结论推导→生物类型遗传物质对比，构建“证明-结论-拓展”链条| |分层专练·靶向攻关|30基础题+12情境题+7真题|题型专攻（单选）/情境迁移/真题压轴|基础题抓细节→情境题强应用→真题链考向，实现从知识到能力的梯度提升|

第19讲 DNA是主要的遗传物质 第一部分 五年考情·精准定向 北京考情概览 北京热点情境 北京备考策略 第二部分 三大核心·主干速记 一图串联·核心梳理·易错辨析 核心知识01 肺炎链球菌的转化实验 核心知识02 噬菌体侵染细菌实验 核心知识03 烟草花叶病毒感染实验 第三部分 分层专练·靶向攻关 题型专攻·基础题（北京视野，单选，3大题型） 两年重难·情境题（北京模拟，单选、非选择题） 五年真题·压轴题（北京视野，单选，2026年高考真题） 第一部分 五年考情·精准定向 考情概览 新课标要求 考题统计 1. 科学家是怎样证明DNA是遗传物质的？ 2. 为什么说DNA是主要的遗传物质？ 3. 通过对科学家揭示DNA是遗传物质过程的分析，你对科学发现的过程和方法有哪些领悟？ 2015年北京卷，噬菌体侵染大肠杆菌实验 2013年北京卷，噬菌体侵染大肠杆菌实验 1．考查频次：近5年北京高考没有考查该部分内容。 在模拟题中每年都有考查，主要以单选题为主，重点考查遗传物质实验过程及细节。 2．考查要点：考查内容聚焦三大板块：一是肺炎链球菌的体内、体外实验的区别；二是噬菌体侵染大肠杆菌实验（重点）；三是DNA是主要的遗传物质。 热点情境 情境1：中科院北京基因组所刘江团队以斑马鱼为模式生物，系统解析亲子代 DNA 甲基化图谱传递规律：子代完整继承父本全部 DNA 序列，仅选择性保留父本 DNA 甲基化修饰，清除母本甲基化图谱。 证明DNA 碱基序列是世代稳定传递、决定物种核心性状的根本遗传物质，甲基化仅调控基因开关，不改变遗传物质本体。 对应知识点：DNA 是主要遗传物质；类比艾弗里实验 “去除 DNA 则遗传消失”，强化 DNA 为遗传物质的证据链。 情境2：清华刘俊杰、北大白洋联合团队在《Nature》发表成果：细菌捕获入侵噬菌体 DNA 片段，整合至自身基因组 DNA 中，形成免疫记忆；下次同种 DNA 病毒入侵时，Cas9 蛋白结合向导 RNA 切割外源 DNA，阻断外源 DNA 复制表达。 对应知识点：原核生物遗传物质（拟核 DNA、质粒 DNA）；肺炎双球菌转化实验 “转化因子为 DNA”。 备考策略 1. 构建一条主线：证明 DNA 是遗传物质的完整证据链 分三类生物逐条整理，形成对比表格，杜绝概念混淆： （1） 肺炎双球菌转化实验（原核生物，DNA 可转化） （2） 噬菌体侵染大肠杆菌（DNA 病毒，同位素标记经典实验） （3） 烟草花叶病毒（RNA 病毒，反证 “DNA 是主要遗传物质”） 2. 实验细节地毯式记忆（北京选择高频挖坑点） （1）格里菲斯：仅证明存在 “转化因子”，不能证明转化因子是 DNA； （2）艾弗里：酶解法去除单一物质，对照证明 DNA 是转化因子；易错：培养基菌落区分 S/R 型；DNA 酶处理组是关键空白对照； （3）噬菌体侵染：³²P 标记 DNA、³⁵S 标记蛋白质；搅拌、离心目的；上清液 / 沉淀物放射性异常原因（侵染不充分、保温过长裂解）； 3. 概念边界精准区分（选择必考题） （1）细胞生物（原核 + 真核）：遗传物质一定是 DNA，细胞内同时含 DNA+RNA； （2）病毒：只含一种核酸，遗传物质只有 DNA 或 RNA； （3）核酸≠遗传物质：细胞中 RNA（tRNA、mRNA、rRNA）不作为遗传物质； （4）表观遗传修饰（甲基化）：不改变 DNA 序列，不改变遗传物质本体，只调控表达。 第二部分 三大核心·主干速记 内容速览：证明DNA是遗传物质的实验，DNA是主要的遗传物质。 一图串联 核心梳理 核心知识1 肺炎链球菌的转化实验 考点1:体内转化实验(1928年格里菲思) 1.体内转化实验(1928年格里菲思) (1)实验材料:S型和R型肺炎链球菌、小鼠。   S型细菌 R型细菌 菌落 表面光滑 表面粗糙 菌体 有多糖类荚膜 无多糖类荚膜 毒性 有毒性,使小鼠患败血症死亡 无毒性 （2） 实验过程 ①注射R型细菌→小鼠存活； ②注射S型细菌→小鼠死亡； ③注射加热杀死的S型细菌→小鼠存活； ④注射加热杀死的S型细菌+活的R型菌→小鼠死亡； (3)结论:已被加热杀死的S型细菌含有某种使R型活细菌转化为S型活细菌的活性物质——转化因子。 【实验分析】肺炎链球菌体内转化实验分析 第一组：R型活细菌无致病性。 第二组：S型活细菌有致病性，可以使小鼠患病死亡。 第三组：加热致死的S型细菌无致病性。加热过程中，S型细菌的蛋白质变性失活，但是其内部的DNA通常在加热结束后，随温度的降低又逐渐恢复活性。 第四组：R型活细菌转化成S型活细菌，导致小鼠患病死亡。 【注意】 （1）此实验仅能证明S型细菌中含有某种“转化因子”，但转化因子的本质不清楚。 （2）发生转化的只是少部分R型细菌。 （3）加热杀死的S型细菌，其蛋白质变性失活，DNA在加热过程中，双螺旋解开，氢键断裂，但缓慢冷却时，其结构可恢复。 考点2:体外转化实验(20世纪40年代艾弗里及其同事) 1.体外转化实验(20世纪40年代艾弗里及其同事) （1）实验材料:S型和R型细菌、培养基、蛋白酶、DNA酶、RNA酶、酯酶等。 （2）实验目的:探究S型细菌中的“转化因子”是DNA、蛋白质、脂质还是糖类。 （3）实验过程及结果 【注意】 （1）艾弗里的体外转化实验既证明了DNA是遗传物质，同时证明了蛋白质等不是遗传物质； （2）被转化的R型菌只是少量，在培养后既有R型细菌又有S型细菌的培养基中，R型菌的菌落占多数； （4）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。 （5）转化的原因实质是一种基因重组。 （6）实验原理：减法原理。 【注意】该实验的设计遵循哪些原理？ 其巧妙之处是什么？ 遵循单一变量原则和对照原则。 其巧妙之处在于：运用“减法原理”，即在每个实验组人为去除某个影响因素后，观察实验结果的变化。 （1）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。 （2）加法原理：与常态比较，人为增加某种影响因素的称为加法原理。 核心知识2 噬菌体侵染细菌实验 考点1:噬菌体侵染细菌实验 1. T2噬菌体 （1）生活方式：专门寄生在大肠杆菌体内的病毒。 （2）结构：由头部和尾部组成，头部和尾部的外壳成分都是蛋白质。头部内含有核酸—DNA。 （3）T2噬菌体的复制式增殖 增殖需要的条件 内容 模版 T2噬菌体的DNA 合成T2噬菌体DNA的原料 4种核糖核苷酸 合成T2噬菌体蛋白质 原料 氨基酸 场所 细菌的核糖体 （4）实验思路 在T2噬菌体中，仅蛋白质分子含有S,P几乎都存在于DNA分子中。用放射性同位素32P和放射性同位素35S分别标记T2噬菌体的DNA和蛋白质，直接单独观察它们的作用。 【注意】 （1）不能用培养基直接培养来获得放射性同位素标记的T2噬菌体，因为病毒只能在宿主活细胞中进行代谢、增殖。 （2）不能用3⁵S和³2P直接标记同一T2噬菌体，因为放射性检测时只能检测到是否具有放射性，不能确定是何种放射性元素。 （3）不能标记C、H、O、N这些DNA和蛋白质共有的元素，因为无法判断放射性是来自DNA还是蛋白质。 （5） 实验过程及结果 ①获得标记T2噬菌体过程 ②T2噬菌体侵染细菌 A.分别用带有32P和35S的噬菌体侵染无标记的大肠杆菌。 B.结果：32P组，上清液中放射性很低，沉淀物中放射性很高。 35S组，上清液中放射性很高，沉淀物中放射性很低。 （6） 实验结论:T2噬菌体的遗传物质是DNA。 【易错提醒】 （1）本实验采用对比实验(相互对照)。 （2）让已标记的噬菌体侵染大肠杆菌要经过短时间的保温，保温的时间要使全部噬菌体侵染细菌且未释放。 （3）用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌时，沉淀物有较高放射性的原因是可能由于搅拌不充分，有含35S的噬菌体外壳仍吸附在细菌表面，随细菌离心到沉淀物中。 （4）实验过程中，两次涉及大肠杆菌，这两次涉及的大肠杆菌区别是：第一次是有标记的大肠杆菌，第二次是未被标记的大肠杆菌。 （5）用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌，上清液中有较高放射性的原因是：培养时间过短，部分噬菌体还未侵染大肠杆菌；培养时间过长或搅拌过于剧烈，部分子代噬菌体已经释放。 核心知识3 烟草花叶病毒感染实验 考点1：烟草花叶病毒感染实验 1.烟草花叶病毒感染烟草的实验 （1）实验过程及现象 （2）实验结论：RNA是烟草花叶病毒的遗传物质，蛋白质不是烟草花叶病毒的遗传物质。 2.烟草花叶病毒重建实验示意图 实验结论：烟草花叶病毒的遗传物质是RNA 3.不同生物的核酸和遗传物质分析 生物类型 病毒 原核生物 真核生物 体内核酸种类 DNA或RNA DNA和RNA DNA和RNA 体内碱基种类 4种 5种 5种 体内核苷酸种类 4种 8种 8种 遗传物质 DNA或RNA DNA DNA 实例 T2噬菌体、烟草花叶病毒 乳酸菌、蓝细菌 玉米、小麦、人 4.对“DNA是主要的遗传物质”的理解 生物界中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。 【注意】 （1）具体某种生物的遗传物质是DNA或RNA，不能加“主要”二字。 （2）检测遗传物质的方法 ①减法原理：艾弗里及其同事做的肺炎链球菌的体外转化实验中，利用酶的专一性去除某种物质。 ②同位素标记法： a.确认是DNA，还是RNA，标记DNA、RNA的特定碱基，依据其是否被消耗确定——消耗T为DNA,消耗U为RNA； b.确认病毒中哪类分子起遗传作用,分别标记病毒的组成物质——核酸、蛋白质中的特有元素。 第三部分 分层专练·靶向攻关 题型专攻·基础题（北京视野，单选，3大题型） 考查重点：肺炎链球菌的转化实验；噬菌体侵染细菌的实验；DNA是主要的遗传物质 题型一：肺炎链球菌的转化实验 1．（2026·北京东城·二模）研究结果的合理推测或推论，可促进科学实验的进一步探究。下列对研究结果的推测或推论不正确的是（　　） 选项 研究结果 推测或推论 A 水分子通过细胞膜的速率高于脂双层构成的人工膜 细胞膜存在水分子通道 B 人成熟红细胞磷脂单分子层面积为表面积的2倍 细胞膜的磷脂分子排列为两层 C 加热致死的S型肺炎链球菌可使R型活菌转化为S型菌 加热致死的S型菌中存在转化因子 D 杂合子的自交后代性状分离比为3∶1 基因位于染色体上 A．A B．B C．C D．D 【答案】D 【详解】A、水分子可通过自由扩散穿过磷脂双分子层，还可通过细胞膜上的水通道蛋白快速运输，而脂双层人工膜无水通道蛋白，因此水分子通过细胞膜的速率更高，A正确； B、人成熟红细胞无细胞核和具膜细胞器，膜结构仅细胞膜，其磷脂单分子层面积为细胞表面积的2倍，说明细胞膜的磷脂分子排列为两层，B正确； C、加热致死的S型肺炎链球菌可使R型活菌转化为S型菌，说明加热致死的S型菌中存在能促使R型菌发生转化的转化因子，从而实现两种菌的转化，C正确； D、杂合子自交后代性状分离比为3:1，只能说明等位基因在形成配子时彼此分离，无法直接得出基因位于染色体上的推论，D错误。 2．（25-26高三下·北京延庆·阶段检测）S型肺炎双球菌的荚膜表面具有多种抗原类型（如Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型等），不同的抗原类型之间不能通过突变而发生转换；在特殊条件下离体培养S-Ⅱ肺炎球菌可从中分离出R-Ⅱ型菌。将加热杀死的S-Ⅲ型菌与R-Ⅱ型菌混合后同时注入小鼠体内，小鼠患肺炎大量死亡，并从患病死亡小鼠体内获得具有活性的S-Ⅲ型菌；而单独注射加热杀死的S-Ⅲ型菌小鼠未死亡。此实验结果能支持的假设是（　　） A．S-Ⅲ型菌经突变形成了耐高温型菌 B．S-Ⅲ型菌是由R-Ⅱ型菌突变形成的 C．R-Ⅱ型菌经过转化形成了S-Ⅲ型菌 D．加热后S-Ⅲ型菌可能未被完全杀死 【答案】C 【详解】A、单独注射加热杀死的S-Ⅲ型菌小鼠未死亡，说明S-Ⅲ型菌没有经突变形成耐高温型菌，A错误； B、由题意可知，不同抗原类型的S型菌之间不能通过突变发生转换，R-Ⅱ型和S-Ⅲ型属于不同抗原类型，不可能通过突变形成，B错误； C、由于将加热杀死的S-Ⅲ型菌与R-Ⅱ型菌混合后同时注入小鼠体内，小鼠患肺炎大量死亡，并从患病死亡小鼠体内获得具有活性的S-Ⅲ型菌，说明R-Ⅱ型菌经过转化形成了S-Ⅲ型菌，C正确； D、若加热后S-Ⅲ型菌未被完全杀死，单独注射加热杀死的S-Ⅲ型菌的小鼠也会患病死亡，与题干实验结果矛盾，D错误。 3．肺炎链球菌的转化实验中，使R型细菌转化为S型细菌的转化因子是（    ） A．荚膜 B．S型细菌的蛋白质 C．R型细菌的DNA D．S型细菌的DNA 【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。 【详解】A、S型细菌的多糖荚膜+R型细菌→小鼠→存活，说明S型细菌的荚膜不是使R型细菌转化为S型细菌的转化因子，A错误； B、S型细菌的蛋白质+R型细菌→小鼠→存活，说明S型细菌的蛋白质不是使R型细菌转化为S型细菌的转化因子，B错误； C、R型细菌的DNA控制合成的性状是R型细菌的性状，不能使R型细菌转化为S型细菌，C错误； D、S型细菌的DNA+R型细菌→小鼠→死亡，说明S型细菌的DNA是使R型细菌转化为S型细菌的转化因子，D正确。 故选D。 4．为研究R型肺炎双球菌转化为S型的转化因子是DNA还是蛋白质，研究者进行了下图所示的转化实验。对本实验作出的分析，不正确的是（　　） A．甲、乙组培养基中只有S型菌落出现 B．本实验通过酶解去除单一成分进行研究 C．蛋白酶处理结果显示提取物仍有转化活性 D．本实验结果表明DNA使R型菌发生转化 【答案】A 【分析】在艾弗里证明遗传物质是DNA的实验中，艾弗里将S型菌的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。另外还增加了一组对照实验，即DNA酶和S型活菌中提取的DNA与R型菌混合培养。 【详解】A、甲组是混合培养，乙组是去除蛋白质后再混合培养，均能发生转化，但转化率低，故甲、乙组培养基中既有S型菌落出现，也有未转化的R型菌落，A错误； B、本实验通过加蛋白酶和DNA酶解去相应的物质，将DNA、蛋白质分开，用单一成分进行研究，B正确； C、乙组实验中加蛋白酶处理后，培养皿中有S型菌落，则说明提取物仍有转化活性，C正确； D、丙组实验中加入DNA酶后，没有S型菌落，说明DNA的结构被破坏了，若是结构完整，则有S型菌落，进一步对照说明DNA 使R型菌发生转化，D正确。 故选A。 5．（24-25高三上·北京海淀·期中）下列关于核酸是遗传物质的相关实验分析，正确的是（    ） A．肺炎链球菌转化实验中，DNA酶处理组不能长出S型菌落 B．肺炎链球菌转化实验中，R型菌通过基因突变转化为S型菌 C．含32P的噬菌体侵染细菌时，上清液放射性高是搅拌不充分所致 D．重组烟草花叶病毒侵染烟草，确认遗传物质是DNA而非RNA 【答案】A 【分析】肺炎双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、在肺炎链球菌转化实验中，DNA 酶会分解S型菌的DNA。没有了S型菌的DNA，R型菌就无法转化为S型菌，所以不能长出S型菌落，A正确； B、肺炎链球菌转化实验中，R型菌是通过基因重组转化为S型菌的，而不是基因突变，B错误； C、含32P的噬菌体侵染细菌时，上清液放射性高是保温时间过长或过短导致的，搅拌不充分不会导致上清液放射性高，C错误； D、烟草花叶病毒的遗传物质是RNA，重组烟草花叶病毒侵染烟草的实验只能说明RNA是烟草花叶病毒的遗传物质，D错误。 故选A。 6．（23-24高一下·北京·期中）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还是蛋白质，艾弗里进行了肺炎链球菌体外转化实验，其基本过程如图所示，下列叙述不正确的是（　　） A．实验设计采用减法原理，甲组为对照组 B．三组培养皿中，只有丙组仅含R型菌落 C．甲丙组的实验结果说明DNA是转化因子、蛋白质不是 D．该实验能证明肺炎链球菌的遗传物质是DNA 【答案】C 【分析】分析题图：根据甲组培养皿中有无S型菌落，可说明S型细菌的提取物中是否存在某种转化因子，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水解；丙组实验中的DNA酶可将提取物中的DNA水解。 【详解】A、艾弗里进行了肺炎链球菌体外转化实验，实验设计采用减法原理，甲组为对照组，A正确； B、三组培养皿中，只有丙组仅含R型菌落，因为其S菌的DNA被水解了，B正确； C、甲乙丙组的实验结果说明DNA是转化因子、蛋白质不是，C错误； D、该实验能证明转化因子是DNA，也能证明肺炎链球菌的遗传物质是DNA，D正确。 故选C。 7．（23-24高三下·北京延庆·阶段检测）下列实验设计中未运用“减法原理”的是（    ） A．肺炎链球菌的体外转化实验 B．达尔文探究植物的向光性实验 C．研究分泌蛋白的合成和分泌过程 D．探究睾丸分泌雄激素的研究 【答案】C 【分析】在对照实验中，控制自变量可以采用“加法原理”或“减法原理”。与常态比较，人为增加某种影响因素的称为“加法原理”。与常态比较，人为去除某种影响因素的称为“减 法原理”。 【详解】A、在艾弗里的肺炎链球菌转化实验中，每个实验组特异性地去除了一种物质，从而鉴定出DNA是遗传物质，这种自变量的设置就是运用了“减法原理”，A不符合题意； B、达尔文探究植物的向光性实验中，其中一组实验去掉了胚芽鞘的尖端，这种自变量的设置就是运用了“减法原理”，B不符合题意； C、研究分泌蛋白的合成和分泌过程利用3H标记的亮氨酸来追踪氨基酸的路径，运用了同位素标记法，未运用“减法原理”，C符合题意； D、探究睾丸分泌雄激素的研究，对照组对睾丸进行手术但不切除，实验组切除睾丸，运用了“减法原理”，D不符合题意。 故选C。 8．（25-26高三上·北京海淀·阶段检测）艾弗里及其同事用 型和 型肺炎链球菌进行了实验，如表所示。下列说法错误的是（    ） 实验组号 接种菌型 加入物质 ① 型 型细菌的细胞提取物 — ② 型 蛋白酶 ③ 型 RNA酶 ④ 型 酯酶 ⑤ 型 DNA酶 A．①~④均会出现 型活细菌 B．②③④⑤利用了酶的专一性 C．实验设计严格遵循了单一变量原则 D．通过本实验说明DNA是主要的遗传物质 【答案】D 【分析】艾弗里证明DNA是遗传物质的实验：实验设计思路：把DNA与其他物质分开，单独直接研究各自的遗传功能。实验分析：①只有S型细菌的DNA能使R型细菌发生转化。②DNA被水解后不能使R型细菌发生转化。实验结论：①S型细菌的DNA是“转化因子”，即DNA是遗传物质。②同时还直接证明蛋白质等其他物质不是遗传物质。 【详解】A、①~④的 S 型细菌的细胞提取物中均含有 DNA ，与 R 型活细菌混合培养后会出现 S 型活细菌， A 正确； B、本实验利用了酶的专一性，用不同的酶进行处理， B 正确； C、本实验接种菌型相同，加入 S 型细菌的细胞提取物相同，唯一不同的是所加入的酶不同，严格遵循了单一变量原则， C正确； D、本实验只能说明 DNA 是遗传物质，而不能说明 DNA 是主要的遗传物质， D 错误。 故选D。 9．在对照实验中，实验组中的自变量通常可以用“加法原理”或“减法原理”进行控制。下列实验中，采用“减法原理”的是（    ） A．模拟生物体维持pH的稳定 B．尝试利用乙烯利催熟水果 C．比较过氧化氢在不同条件下的分解 D．艾弗里肺炎链球菌的体外转化实验 【答案】D 【分析】1、加法原理是绐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、模拟生物体维持pH的稳定的实验用盐酸、氢氧化钠溶液处理缓冲溶液、生物材料和蒸馏水，体现了加法原则，A错误； B、尝试利用乙烯利催熟水果需要用蒸馏水和乙烯利处理未成熟的水果，体现了加法原则，B错误； C、“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验中，人为增加了滴加肝脏研磨液，故实验组滴加肝脏研磨液体现了“加法原理”，C错误； D、艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验中，用蛋白酶、RNA酶、DNA酶等处理细胞提取物，是人为的去除某种因素的影响，体现了“减法原理”，D正确。 故选D。 10．肺炎双球菌有许多类型，有荚膜的有毒性，能使小鼠患败血症而死亡，无荚膜的无毒性。科研人员所做的细菌转化实验如图所示，下列相关说法不正确的是（    ） A．能导致小鼠死亡的有a、d两组 B．d、e两组对比可说明转化因子是DNA而不是蛋白质 C．培养后的d组中所有的肺炎双球菌都具有毒性 D．d组产生的有毒性的肺炎双球菌能将该性状遗传给后代 【答案】C 【分析】肺炎双球菌有许多类型，有荚膜的有毒性（S型），能使小鼠患败血症而死亡，无荚膜的无毒性（R型）。a试管有毒性。荚膜是多糖，加热杀死的S型菌无毒，因此b试管无毒。c试管无荚膜，无毒。DNA是肺炎双球菌的遗传物质，能使R型转化为S型，因此d试管有毒。而蛋白质不是遗传物质，无法使R型转化，因此e试管无毒。 【详解】A、S型肺炎双球菌有荚膜有毒性能导致小鼠死亡，S型肺炎双球菌的DNA能使无荚膜无毒性 的R型细菌转化为S型肺炎双球菌，故a、d两组能导致小鼠死亡，A正确； B、d、e两组将DNA和蛋白质分开，对比可说明转化因子是DNA而不是蛋白质，B正确； C、培养后的d组中少数的肺炎双球菌具有毒性，大部分的未发生转化，无毒，C错误。 D、DNA是肺炎双球菌的遗传物质，d组产生的有毒性的肺炎双球菌能将该性状遗传给后代，D正确； 故选C。 题型二：噬菌体侵染细菌的实验 11．（2026·北京大兴·三模）在噬菌体侵染细菌的实验中，证明DNA是遗传物质的关键步骤是（    ） A．噬菌体吸附在细菌的细胞壁上 B．噬菌体将DNA注入到细菌体内 C．新合成的DNA和蛋白质外壳组装成子代噬菌体 D．释放的子代噬菌体与原先感染的噬菌体相同 【答案】B 【详解】A、噬菌体吸附在细菌细胞壁上是侵染的起始步骤，此时噬菌体的DNA和蛋白质外壳仍未分离，无法区分二者的作用，A错误； B、噬菌体仅将DNA注入细菌体内，蛋白质外壳留在细菌外侧，天然实现了DNA和蛋白质的完全分离，后续子代噬菌体的增殖均由进入细菌的DNA指导，这是证明DNA是遗传物质的关键前提，B正确； C、新合成的DNA和蛋白质组装成子代噬菌体是DNA发挥遗传作用的后续过程，不是证明DNA是遗传物质的关键步骤，C错误； D、释放的子代噬菌体与原噬菌体相同是DNA作为遗传物质的结果，不是证明DNA是遗传物质的关键步骤，D错误。 12．（2026·北京昌平·二模）在下列生物学研究中使用的方法和技术，对应错误的是（　　） A．细胞学说建立——不完全归纳法 B．萨顿提出“基因在染色体上”——假说-演绎法 C．噬菌体侵染细菌实验——同位素标记技术 D．构建种群数量变化曲线——数学模型法 【答案】B 【详解】A、细胞学说建立时，施莱登和施旺仅观察了部分动植物的细胞结构，就归纳出一切动植物都由细胞发育而来的结论，采用的是不完全归纳法，A正确； B、萨顿通过观察发现基因和染色体的行为存在明显平行关系，通过类比推理法提出“基因在染色体上”的假说，并未使用假说-演绎法，假说-演绎法是摩尔根证明基因在染色体上时使用的方法，B错误； C、噬菌体侵染细菌实验中，分别用35S标记噬菌体的蛋白质外壳、32P标记噬菌体的DNA，追踪两类物质在侵染过程中的去向，使用了同位素标记技术，C正确； D、构建种群数量变化的“J”型、“S”型曲线，是用曲线图的数学形式反映种群数量的变化规律，属于数学模型法，D正确。 13．（2026·北京丰台·二模）下列关于研究方法或技术的叙述，错误的是（    ） A．孟德尔揭示分离定律，运用了假说-演绎法 B．施莱登和施旺建立细胞学说，运用了完全归纳法 C．赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌的实验，运用了放射性同位素标记技术 D．DNA半保留复制的实验中，利用离心法分离不同密度的DNA 【答案】B 【详解】A、孟德尔研究遗传分离定律时，依次经过观察现象提出问题、作出假说、演绎推理、测交实验验证、得出结论的流程，运用了假说-演绎法，A正确； B、施莱登和施旺仅观察了部分动植物的细胞结构，并未对所有生物进行研究，建立细胞学说运用的是不完全归纳法，B错误； C、赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌实验中，分别用放射性同位素35S标记噬菌体蛋白质、32P标记噬菌体DNA，运用了放射性同位素标记技术区分两种物质，探究遗传物质的本质，C正确； D、DNA半保留复制的实验中，利用15N对DNA进行标记后，通过密度梯度离心法可将不同密度的DNA（重带、中带、轻带）分离，验证DNA的半保留复制特点，D正确。 14．（2026·北京昌平·二模）研究人员通过实验确定一种新型病毒的遗传物质是RNA。下列能为该结论提供证据的是（　　） A．检测病毒核酸的碱基组成，发现嘌呤数与嘧啶数相同 B．将病毒核酸与二苯胺试剂常温混合后直接观察，未出现蓝色反应 C．用3H标记宿主细胞中的尿嘧啶，在增殖产生的子代病毒中检测到放射性 D．用RNA酶处理过的病毒核酸侵染宿主细胞，细胞病变比例与对照组无显著差异 【答案】C 【详解】A、双链DNA和双链RNA都符合嘌呤数与嘧啶数相等的规律，单链DNA或RNA的嘌呤数和嘧啶数不一定相等，该结果无法证明核酸为RNA，A错误； B、二苯胺试剂与DNA反应呈现蓝色需要沸水浴加热的条件，常温下混合不发生显色反应，因此未出现蓝色不能说明病毒不含DNA，无法证明遗传物质是RNA，B错误； C、尿嘧啶（U）是RNA特有的碱基，用³H标记宿主细胞的尿嘧啶后，子代病毒中检测到放射性，说明子代病毒合成核酸时利用了尿嘧啶，可证明其遗传物质是RNA，C正确； D、RNA酶可特异性水解RNA，若病毒遗传物质为RNA，经RNA酶处理后核酸会被降解，侵染宿主细胞后病变比例应显著低于对照组，实验结果与对照组无差异说明遗传物质不是RNA，D错误。 15．（24-25高三上·北京·阶段检测）噬菌体侵染大肠杆菌的实验流程如下图所示。该实验条件下，噬菌体每20分钟复制一代。下列叙述正确的是（　　） A．该实验证明了大肠杆菌的遗传物质是DNA B．大肠杆菌为噬菌体增殖提供了模板、原料、酶和能量 C．A组试管Ⅲ中含32P的子代噬菌体比例较低 D．B组试管Ⅲ上清液中的放射性强度与接种后的培养时间成正比 【答案】C 【详解】A、该实验证明的是噬菌体的遗传物质是 DNA，不是大肠杆菌的，A错误； B、噬菌体在大肠杆菌细胞内增殖，增殖过程所需原料、酶和能量均由细菌提供，噬菌体提供模板，B错误； C、A组噬菌体DNA被32P标记，32P标记的DNA进入了未标记的宿主细胞内，经60/20=3次半保留复制产生的子代DNA中，含32P的子代噬菌体比例为2/23=1/4，故A组试管Ⅲ中含32P的子代噬菌体比例较低，C正确； D、B 组试管Ⅱ中35S标记噬菌体蛋白质外壳，侵染后外壳留在大肠杆菌外，搅拌离心后在上清液。随着培养时间延长，大肠杆菌内的子代噬菌体释放（培养时间过长，大肠杆菌裂解 ）进入上清液，但由于原料没有放射性，即子代噬菌体没有放射性，不会使上清液放射性增大，D错误。 故选C。 16．（2025·北京·模拟预测）噬菌体侵染细菌的实验流程如图所示，相关分析正确的是（　　） A组32P标记噬菌体：B组：S标记大肠杆菌 A．用含有32P的培养基获得带标记的噬菌体 B．实验结果为A组沉淀物放射性高于上清液 C．保温时间越长，B组沉淀物的放射性越高 D．该实验证明DNA的复制方式是半保留复制 【答案】B 【分析】噬菌体侵染细菌过程：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。噬菌体的结构：蛋白质外壳（C、H、O、N、S）+DNA（C、H、O、N、P）；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．实验结论：DNA是遗传物质。 【详解】A、 噬菌体是病毒，不能直接在培养基上培养，必须寄生在活细胞中。要用含有32P的培养基先培养细菌，再用被标记的细菌培养噬菌体才能获得带标记的噬菌体，A错误； B、A组用32P标记噬菌体的DNA，DNA会注入细菌并留在沉淀物中（细菌细胞），因此沉淀物放射性高于上清液（游离的噬菌体外壳），B正确； C、B组用35S标记大肠杆菌，无论保温时间长短，35S都在大肠杆菌内，沉淀物的放射性不会因为保温时间的延长而升高，C错误； D、该实验证明了DNA是遗传物质，而不是证明DNA的复制方式是半保留复制，D错误。 故选B。 17．（2025·北京·模拟预测）噬菌体侵染细菌的实验流程如图所示，相关分析正确的是（    ） A．用含有32P的培养基获得带标记的噬菌体 B．短时间保温，A组沉淀物放射性很高 C．保温时间越长，B组沉淀物的放射性越高 D．该实验证明DNA的复制方式是半保留复制 【答案】B 【分析】噬菌体侵染细菌过程：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。噬菌体的结构：蛋白质外壳（C、H、O、N、S）+DNA（C、H、O、N、P）；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．实验结论：DNA是遗传物质。 【详解】A、 噬菌体是病毒，不能直接在培养基上培养，必须寄生在活细胞中。要用含有32P的培养基先培养细菌，再用被标记的细菌培养噬菌体才能获得带标记的噬菌体，A 错误； B、 A 组用32P标记噬菌体的 DNA，噬菌体侵染细菌时，DNA 进入细菌细胞中。短时间保温后，进行搅拌、离心，由于细菌较重，会沉淀在底部，而被32P标记的 DNA 也在细菌内，所以 A 组沉淀物放射性很高，B 正确； C、B 组用35S标记大肠杆菌，无论保温时间长短，35S都在大肠杆菌内，沉淀物的放射性不会因为保温时间的延长而升高，C 错误； D、该实验证明了 DNA 是遗传物质，而不是证明 DNA 的复制方式是半保留复制，D 错误。 故选B。 18．（2025·北京房山·一模）分枝杆菌的K7基因是维持TM4噬菌体吸附能力的关键基因。按照噬菌体侵染大肠杆菌的实验流程，进行相关实验。下列分析错误的是（    ） 选项 分枝杆菌 TM4噬菌体 实验结果 A 未敲除K7组和敲除K7组 35S标记 两组的上清液中放射性无明显区别 B 未敲除K7组和敲除K7组 32P标记 敲除K7组沉淀中放射性强度低于未敲除组 C 32P标记的未敲除K7组 未标记 释放的子代TM4均带有32P标记 D 35S分别标记未敲除K7组和敲除K7组 未标记 两组子代TM4放射性强度无明显差别 A．A B．B C．C D．D 【答案】D 【分析】1、噬菌体的结构：蛋白质外壳（C、H、O、N、S）+DNA（C、H、O、N、P）。 2、噬菌体的繁殖过程：吸附→注入（注入噬菌体的DNA）→合成（模板：噬菌体的DNA；原料、酶、场所等：由细菌提供）→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、35S标记的是蛋白质。噬菌体侵染细菌时，蛋白质外壳不进入细菌内部，而是留在细菌外面。未敲除K7组和敲除K7组中，噬菌体的蛋白质外壳都在细菌外，离心后都存在于上清液中，所以两组的上清液中放射性无明显区别，A正确； B、32P标记的是DNA。K7基因是维持TM4噬菌体吸附能力的关键基因，敲除K7组噬菌体吸附能力下降，侵染细菌的噬菌体数量减少，进入细菌的DNA也就减少，所以沉淀中放射性强度低于未敲除组，B正确； C、未被标记TM4噬菌体侵染被32P标记的分枝杆菌，噬菌体的DNA注入细胞内后利用宿主细胞中32P标记的原料进行DNA复制，根据DNA半保留复制的特点，子代TM4噬菌体的DNA均被32P标记，C正确； D、用未标记的TM4侵染35S标记的未敲除stpK7分枝杆菌，TM4可以完成吸附注入DNA，并且利用宿主细胞中35S标记物质合成子代噬菌体，子代会出现放射性，当侵染35S标记的敲除stpK7分枝杆菌时，TM4不可以完成吸附注入，因此子代没有放射性，D错误。 故选D。 19．（24-25高三上·北京朝阳·期中）T2噬菌体是专门寄生在大肠杆菌体内的病毒。关于T2噬菌体增殖过程的叙述，正确的是（    ） A．亲代噬菌体的蛋白质外壳进入细菌 B．子代噬菌体蛋白质是以细菌氨基酸为原料合成的 C．用32P标记亲代噬菌体，子代噬菌体都具有放射性 D．噬菌体DNA在复制过程中不会发生基因突变 【答案】B 【分析】噬菌体侵染细菌的实验过程：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。 【详解】A、亲代噬菌体的蛋白质外壳留在外面，只有DNA进入细菌内，A错误； B、氨基酸是蛋白质的原料，子代噬菌体蛋白质是以细菌氨基酸为原料合成的，B正确； C、32P标记的是噬菌体的遗传物质DNA，噬菌体侵染细菌时DNA会进入细菌，由于DNA分子的复制方式是半保留复制，所以用32P标记亲代噬菌体，子代噬菌体中只有少部分具有放射性，C错误； D、噬菌体DNA复制过程中若发生碱基对的增添、缺失或替换，则可能会导致基因突变，D错误。 故选B。 20．（2024·北京石景山·一模）噬菌体侵染大肠杆菌的实验流程如下图所示。该实验条件下，噬菌体每20分钟复制一代。下列叙述正确的是（　　） A．该实验证明了DNA的复制方式为半保留复制 B．大肠杆菌为噬菌体增殖提供了模板、原料、酶和能量 C．A组试管III中含32P的子代噬菌体比例较低 D．B组试管III上清液中的放射性强度与接种后的培养时间成正比 【答案】C 【分析】噬菌体侵染细菌的实验：（1）实验原理：设法把DNA和蛋白质分开，直接地、单独地去观察它们地作用。实验原因：艾弗里实验中提取的DNA，纯度最高时也还有0.02%的蛋白质。（2）实验过程：①标记噬菌体：在分别含有放射性同位素35S或放射性同位素32P培养基中培养大肠杆菌；再用上述大肠杆菌培养噬菌体，得到DNA含有32P标记或蛋白质含有35S标记的噬菌体。②噬菌体侵染细菌：用DNA含有32P标记或蛋白质含有35S标记的噬菌体分别侵染未被标记的大肠杆菌。③短时间培养后，搅拌、离心。搅拌的目的：使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离。离心的目的：让上清液中析出重量较轻的噬菌体颗粒，而离心管的沉淀物中留下被感染的大肠杆菌。 【详解】A、噬菌体侵染大肠杆菌实验，主要是证明DNA是遗传物质，同时也证明了DNA能自我复制，能控制蛋白质的合成，但不能证明DNA是以半保留方式复制的，A错误； B、噬菌体增殖过程中的原料、酶和能量均由细菌提供，噬菌体提供模板，B错误； C、35S标记的蛋白质外壳并未进入宿主细胞内，32P标记的DNA进入了宿主细胞内。经多次半保留复制，A组试管中沉淀中少量DNA含有32P，C正确； D、用35S标记的噬菌体侵染未标记的细菌，35S标记蛋白质，蛋白质不进入细菌菌体，保温时间长短不影响上清液中的放射性强度，D错误。 故选C。 题型三：DNA是主要的遗传物质 21．（2024·北京东城·二模）烟草花叶病毒（TMV）由蛋白质和RNA组成，用其RNA侵染正常烟草叶，叶片中可检测到TMV。TMV侵染会引发烟草细胞中基因N表达上调，介导烟草的抗病毒反应，在侵染位点处形成坏死斑。以下说法错误的是（    ） A．TMV的遗传物质是RNA B．可用烟草研磨液培养TMV C．敲除基因N会降低烟草抗TMV能力 D．坏死斑能限制TMV的进一步扩散 【答案】B 【分析】RNA病毒的遗传物质是RNA，RNA决定RNA病毒的遗传性状。蛋白质不是RNA病毒的遗传物质，不能决定RNA病毒的遗传性状。 【详解】A、烟草花叶病毒（TMV）由蛋白质和RNA组成，用其RNA侵染正常烟草叶，叶片中可检测到TMV，因此TMV的遗传物质是RNA，A正确； B、不可用烟草研磨液培养TMV，因为TMV是病毒，必须要在活细胞中才能生存，B错误； C、TMV侵染会引发烟草细胞中基因N表达上调，介导烟草的抗病毒反应，在侵染位点处形成坏死斑，因此敲除基因N会降低烟草抗TMV能力，C正确； D、坏死斑能限制TMV的进一步扩散，防止整株烟草被感染，D正确。 故选B。 22．下列关于病毒的叙述，错误的是 A．从烟草花叶病毒中可以提取到RNA B．T2噬菌体可感染肺炎双球菌导致其裂解 C．HIV可引起人的获得性免疫缺陷综合征 D．阻断病毒的传播可降低其所致疾病的发病率 【答案】B 【详解】【分析】本题以“病毒”为情境，考查了几种常见的DNA病毒和RNA病毒及其宿主等相关内容，选项命题角度新颖，试题较易。 【详解】烟草花叶病毒的遗传物质是RNA，因此从烟草花叶病毒中可以提取到RNA，A正确；T2噬菌体是一种寄生在大肠杆菌体内的病毒，可见，T2噬菌体可感染大肠杆菌导致其裂解，B错误；艾滋病的全称是获得性免疫缺陷综合征，其发病机理是HIV病毒主要侵染T细胞，使机体几乎丧失一切免疫功能，C正确；阻断病毒的传播，是保护易感人群的有效措施之一，可降低其所致疾病的发病率，D正确。 【点睛】根据遗传物质的不同，将病毒分为DNA病毒（如T2噬菌体）和RNA病毒(如烟草花叶病毒、流感病毒、HIV等)。T2噬菌体是一种专门寄生在大肠杆菌体内的病毒，HIV病毒主要侵染T细胞，导致人患获得性免疫缺陷综合征。 23．科学家进行烟草花叶病毒（TMV）的感染实验以期弄清其遗传机制，下列操作不可行的是（　　） A．提取TMV的RNA去感染烟草叶 B．提取TMV的蛋白质去感染烟草叶 C．提取TMV的DNA去感染烟草叶 D．用RNA酶处理过的RNA去感染烟草叶 【答案】C 【详解】A、TMV本身含有RNA，提取其RNA感染烟草可验证RNA是否为遗传物质，操作可行，A不符合题意； B、TMV本身含有蛋白质外壳，提取其蛋白质感染烟草可验证蛋白质是否为遗传物质，操作可行，B不符合题意； C、TMV是RNA病毒，不含有DNA，无法提取到TMV的DNA，该操作不可行，C符合题意； D、RNA酶可特异性水解RNA，用RNA酶处理过的RNA感染烟草，可与正常RNA感染组形成对照，进一步验证RNA的功能，操作可行，D不符合题意。 24．某科研小组将烟草花叶病毒改造为载体，将抗旱基因导入烟草以获得抗旱品系。下列相关叙述正确的是（　　） A．烟草花叶病毒的遗传物质主要是RNA，变异能力较强 B．抗旱基因进入烟草后会通过半保留复制表达遗传信息 C．该项目能成功的原因之一是遗传密码基本上是统一的 D．用限制酶切割烟草花叶病毒的遗传物质形成黏性末端 【答案】C 【详解】A、烟草花叶病毒属于RNA病毒，其遗传物质就是RNA，不存在“主要是RNA”的表述，A错误； B、半保留复制是DNA复制的特点，作用是传递遗传信息，而遗传信息的表达指的是转录和翻译过程，B错误； C、不同生物共用一套遗传密码，是基因工程实现跨物种基因转移和表达的理论基础之一，因此抗旱基因可在烟草细胞内正常合成对应蛋白质，C正确； D、限制酶的作用对象是DNA，只能识别并切割特定的DNA序列，烟草花叶病毒的遗传物质是RNA，无法被限制酶切割，D错误。 25．烟草花叶病毒（TMV）有不同的株系，如S株系、HR株系等，不同株系侵染烟草叶片会使其出现不同类型的病斑。科学家提取了S株系、HR株系的RNA和蛋白质，进行了如下表所示的重组实验。下列叙述不合理的是（　　） 重组实验过程 结果 第一组：S-RNA+HR-蛋白质→感染烟草 烟草叶片出现病斑 第二组：HR-RNA+S-蛋白质→感染烟草 烟草叶片出现病斑 A．表中实验结果证明了烟草花叶病毒的遗传物质是RNA B．表中的第一组实验和第二组实验均属于实验组，二者相互对照 C．第一、二组病斑类型不同，从两组感染叶片中提取的子代病毒属于不同株系 D．为提高该实验的科学性，还应用S株系、HR株系的TMV分别侵染烟草叶片 【答案】A 【详解】A、该实验仅设置了两组RNA与异源蛋白质重组的实验组，两组均同时含有RNA和蛋白质成分，缺乏单独用蛋白质侵染、单独用RNA侵染的对照组，无法排除蛋白质作为遗传物质的可能性，A错误； B、第一组和第二组均为人工重组病毒的实验组，二者形成相互对照，B正确； C、TMV的性状由其遗传物质RNA决定，第一组RNA来自S株系，子代病毒为S株系、出现S株系对应的病斑；第二组RNA来自HR株系，子代病毒为HR株系、出现HR株系对应的病斑，因此两组病斑类型不同，子代病毒属于不同株系，C正确； D、增设完整S株系、HR株系分别侵染烟草的对照组，可明确两种株系对应的病斑类型，便于和重组组的病斑结果对比，能提高实验的科学性， D正确。 26．烟草花叶病毒（TMV）是一种由一条单链RNA分子和包裹着它的蛋白质外壳组成的RNA病毒，有不同的株系，如S株系、HR株系等。某科研团队进行了病毒重建实验验证RNA是TMV的遗传物质：①分别提取S株系、HR株系的RNA和蛋白质；②将S株系的RNA和HR株系的蛋白质重组为新病毒a；③将HR株系的RNA和S株系的蛋白质重组为新病毒b；④分别用重组病毒感染烟草叶片。下列叙述错误的是（　　） A．TMV的蛋白质外壳能保护RNA并介导侵染宿主细胞 B．S株系与HR株系的根本差异是RNA碱基排列顺序不同 C．病毒a的后代都是S株系，病毒b的后代都是HR株系 D．实验设置重组病毒a和b的目的是验证蛋白质的稳定性 【答案】D 【详解】A、TMV的蛋白质外壳包裹在RNA外侧，可保护RNA不被外界核酸酶降解，同时蛋白质能识别宿主细胞表面受体，介导病毒侵染宿主细胞，A正确； B、TMV是RNA病毒，遗传物质为RNA，不同株系的性状差异由遗传物质决定，因此S株系与HR株系的根本差异是RNA的碱基排列顺序不同，B正确； C、RNA是TMV的遗传物质，重组病毒的后代性状由提供RNA的亲本决定：病毒a的RNA来自S株系，因此后代都是S株系；病毒b的RNA来自HR株系，因此后代都是HR株系，C正确； D、实验设置重组病毒a和b，是将不同株系的RNA和蛋白质交叉组合形成相互对照，目的是探究TMV的遗传物质是RNA还是蛋白质，而非验证蛋白质的稳定性，D错误。 27．据报道，科学家发现了一种可以合成植物叶绿素的动物-海蛞蝓。海蛞蝓可能是从其吃掉的颤蓝细菌等生物身上获取了合成叶绿素的基因。下列有关叙述不合理的是（    ） A．颤蓝细菌等原核生物和真核生物都具有DNA和RNA两种核酸 B．颤蓝细菌与海蛞蝓的遗传物质都是DNA C．与颤蓝细菌相似，海蛞蝓体细胞可能也具有溶酶体和叶绿体 D．未合成叶绿素的海蛞蝓不能将光能转化为化学能，但仍能合成ATP 【答案】C 【分析】颤藻、细菌等属于原核生物，海蛞蝓是一种动物，属于真核生物，原核生物与真核生物相比没有细胞核，没有众多的细胞器，两者的共有的细胞器为核糖体。中心法则：遗传信息可以从DNA流向DNA，即DNA的复制；遗传信息可以从DNA流向RNA，进而流向蛋白质，即遗传信息的转录和翻译。后来中心法则又补充了遗传信息从RNA流向RNA以及从RNA流向DNA两条途径。 【详解】A、颤蓝细菌等原核生物和真核生物都含有细胞结构，都含有DNA和RNA两种核酸，A正确； B、只要有细胞结构，遗传物质均为DNA，B正确； C、颤蓝细菌为原核生物，不含有溶酶体和叶绿体，海蛞蝓是一种动物，其可能是从其吃掉的颤蓝细菌等身上获取了合成叶绿素的基因，但不能具有叶绿体，C错误； D、未合成叶绿素的海蛞蝓不能将光能转化为化学能，但仍能通过呼吸作用合成ATP，D正确。 故选C。 28．下列关于DNA和RNA的叙述，正确的是 A．原核生物的拟核DNA常作为基因工程中使用的载体 B．真核细胞内DNA和RNA的合成都只在细胞核内完成 C．原核细胞和真核细胞中基因表达都需要DNA和RNA参与 D．肺炎双球菌转化实验证明了DNA和RNA都是遗传物质 【答案】C 【详解】A、原核生物的质粒常作为基因工程中使用的载体，而不是用拟核中的DNA，A错误； B、真核细胞内DNA和RNA的合成分别是复制和转录过程，这两个过程的场所主要在细胞核内完成，B错误； C、基因表达的过程包括基因的转录和翻译过程，故原核细胞和真核细胞中基因表达都需要DNA和RNA参与，C正确； D、肺炎双球菌转化实验证明了DNA是遗传物质，D错误。 故选C。 29．某病毒的遗传物质为单链结构，且含有尿嘧啶。下列叙述正确的是（　　） A．该病毒的遗传物质中含有脱氧核糖 B．可用含3H的胸苷对该病毒进行标记 C．该病毒增殖所需物质全部来自宿主细胞 D．RNA酶处理会导致该病毒丧失增殖能力 【答案】D 【详解】AB、该病毒的遗传物质是单链结构，且含有尿嘧啶，说明其遗传物质为RNA，RNA中不含脱氧核糖和胸苷，AB错误； C、病毒增殖时，除遗传物质外，其余所有物质都由宿主细胞提供，C错误； D、该病毒的遗传物质为RNA，经RNA酶处理后，其遗传物质会被降解，使病毒丧失增殖能力，D正确。 30．临床发现人体肝脏手术后，残留的肝细胞可重新进入细胞周期进行增殖；卵圆细胞能发生分化形成新的肝细胞，使肝脏逐渐恢复到原有体积。下列说法错误的是（　　） A．肝细胞的细胞周期应包含分裂间期和分裂期 B．肝脏细胞与卵圆细胞的遗传物质都是DNA C．卵圆细胞重新分化成肝细胞体现了基因选择性表达 D．肝细胞能重新增殖，能体现出细胞具有全能性 【答案】D 【详解】A、细胞周期是连续分裂的细胞从一次分裂完成时开始，到下一次分裂完成时为止的全过程，包含分裂间期和分裂期两个阶段，可增殖的肝细胞的细胞周期同样符合该特点，A正确； B、肝脏细胞和卵圆细胞都是具有细胞结构的人体细胞，所有细胞生物的遗传物质都是DNA，B正确； C、细胞分化的实质是基因的选择性表达，卵圆细胞分化形成肝细胞属于细胞分化过程，体现了基因的选择性表达，C正确； D、细胞全能性指已经分化的细胞仍然具有发育成完整个体或分化成其他各种细胞的潜能和特性，肝细胞仅通过增殖增加细胞数量，不能体现细胞全能性，D错误。 两年重难·情境题（主要北京模拟，单选、非选择题） 设题创新:肺炎克雷伯菌，考察DNA是主要的遗传物质(T1);条斑病噬菌体，考查噬菌体侵染细菌实验（T2）;RNA世界假说，考查RNA分子式遗传物质(T5);“绿色塑料”——“白色污染”的终结者，考查噬菌体侵染细菌的实验(T12) 1．肺炎克雷伯菌能以非编码RNA 的局部为模板，通过多轮滚环逆转录产生单链DNA，如图所示。当克雷伯菌被噬菌体侵染后，会以单链DNA为模板合成双链DNA，然后表达出氨基酸序列重复的 Neo蛋白，该蛋白可抑制细菌自身生长，从而阻止噬菌体复制。下列叙述正确的是（    ） A．细菌以非编码RNA 的局部为模板最终合成的双链DNA 具有遗传效应 B．翻译时 mRNA 上终止密码子5'-UAG-3'会和 tRNA 上5'-CUA-3'的反密码子配对 C．抑制细菌生长影响了噬菌体从细菌中获取细菌的氨基酸、DNA、能量等 D．逆转录过程中有磷酸二酯键的形成与断裂 【答案】A 【详解】A、该双链DNA可以指导Neo蛋白合成，能表达出相应性状，因此具有遗传效应，A正确； B、终止密码子没有对应的tRNA，不会发生和tRNA的配对，B错误； C、噬菌体侵染细菌后，以自身DNA为模板，利用细菌提供的氨基酸、脱氧核苷酸、能量等合成自身组分，不会直接从细菌获取现成的DNA，C错误； D、逆转录是以RNA为模板合成DNA的过程，该过程仅发生氢键（碱基互补配对）和磷酸二酯键（脱氧核苷酸连接）的形成，没有磷酸二酯键的断裂，D错误。 2．条斑病噬菌体可与条斑病病原菌的外膜蛋白A结合，吸附在病原菌表面，从而触发噬菌体将DNA注入条斑病病原菌。研究人员使用了同位素标记的方法进行下列实验，其中实验结果正确的有几项（　　） 项目 条斑病病原菌 噬菌体 实验结果 ① 正常条斑病病原菌 14C标记 上清液放射性很低，沉淀物放射性很高 ② 正常条斑病病原菌 32P标记 上清液放射性很低，沉淀物放射性很高 ③ 敲除A基因的条斑病病原菌 35S标记 上清液放射性很高，沉淀物放射性极低 ④ 敲除A基因的条斑病病原菌 15N标记 上清液放射性很高，沉淀物放射性极低 A．1 B．2 C．3 D．4 【答案】B 【详解】① 14C可同时标记噬菌体的蛋白质和DNA，侵染正常病原菌时，噬菌体DNA注入病原菌（分布在沉淀物），蛋白质外壳留在菌体表面（离心后分布在上清液），因此上清液和沉淀物均有较高放射性，该组实验结果错误； ② 32P是DNA特有的标记元素，侵染正常病原菌时噬菌体DNA注入病原菌，随病原菌分布在沉淀物中，因此上清液放射性很低，沉淀物放射性很高，该组实验结果正确； ③ 敲除A基因的病原菌无法合成外膜蛋白A，噬菌体不能吸附在病原菌表面，因此35S标记的噬菌体全部留在上清液中，沉淀物放射性极低，该组实验结果正确； ④ 15N是稳定同位素，不具有放射性，无法检测到放射性信号，该组实验结果错误。 综上正确的实验有2项，B正确、ACD错误。 3．某种呼吸道病毒借助囊膜上的S蛋白与宿主细胞膜上的ACE2受体特异性结合，引发细胞膜内陷形成囊泡包裹病毒颗粒进入细胞。实验表明，用酶解法去除S蛋白的糖链，其感染能力大幅下降，仅破坏宿主细胞膜的流动性。下列叙述错误的是（　　） A．病毒进入细胞过程所需的能量主要由病毒自身的ATP提供 B．用酶解法去除病毒S蛋白的糖链运用了减法原理 C．宿主细胞膜流动性的破坏可能会影响囊泡形成 D．病毒侵入细胞的过程表明细胞膜上的受体能特异性识别外部信号 【答案】A 【详解】A、病毒不具有细胞结构，没有合成ATP的相关结构和酶，无法自主产生ATP，病毒进入细胞的胞吞过程所需能量由宿主细胞提供，并非病毒自身的ATP，A错误； B、减法原理是指人为去除某种影响实验结果的因素，以探究该因素的作用，用酶解法去除S蛋白的糖链来研究其对感染能力的影响，运用了减法原理，B正确； C、细胞膜内陷形成囊泡依赖细胞膜的流动性，因此破坏宿主细胞膜的流动性会阻碍膜的内陷过程，可能影响囊泡形成，C正确； D、病毒囊膜上的S蛋白能与宿主细胞膜上的ACE2受体特异性结合，表明细胞膜上的受体可以特异性识别外部信号分子，D正确。 4．为解决器官移植供体短缺问题，研究人员尝试培育含有人源化肾脏组织的人-猪嵌合胚胎。研究中构建了肾脏发育缺陷的猪胚胎，将过量表达MYCN和BCL2基因的人诱导多能干细胞（iPSCs）注入桑葚胚或囊胚后进行移植。实验流程如图所示，下列叙述正确的是（　　） 注：SIX1和SALL1基因缺失导致肾脏发育异常；MYCN基因具有促进细胞增殖等功能；BCL2基因能够抑制细胞凋亡。 A．将成纤维细胞注入去核的卵母细胞后，再用电融合法处理得到的重构胚可以直接移植 B．该技术得到的结果体现了人诱导多能干细胞（iPSCs）具有全能性 C．嵌合胚胎肾脏组织的形成完全依赖于注入的iPSCs，与猪胚胎自身细胞无关 D．与①相比，向桑葚胚中注入iPSCs后进行移植，利用了实验设计的加法原则 【答案】D 【详解】A、核移植获得的重构胚不能直接移植，需要培养到桑葚胚或囊胚阶段后才能移植给受体，A错误； B、细胞全能性的定义是“已分化的细胞发育为完整个体或分化成各种细胞的潜能”，本题中人iPSCs仅发育出肾脏组织，不能体现全能性，B错误； C、嵌合胚胎的发育依赖猪胚胎提供的微环境，例如营养供应、发育信号调控等，人源化肾脏组织的形成虽然以注入的iPSCs为核心，但与猪胚胎自身细胞也存在密切关联，C错误; D、①是SIX1和SALL1双基因敲除的桑葚胚，向桑葚胚中注入iPSCs后进行移植，这是利用了实验设计的加法原则，D正确。 5．现代生物学告诉我们：在细胞中，DNA只有在蛋白质（酶）的作用下才能合成，而蛋白质也要有遗传物质DNA才能合成。在生命起源的过程中很难想象两种这么复杂的分子会同时出现，并且发生复杂的相互作用。人们不禁追问那到底谁先出现呢？有的学者提出了“RNA世界假说”，认为最先出现的是RNA。下列关于“RNA世界假说”说法不正确的是（　　） A．“RNA世界假说”的一个很重要的证据是细胞内有些酶是RNA B．在进化过程中DNA逐渐取代RNA作为主要的遗传物质，原因可能是DNA具有双螺旋结构 C．在进化过程中蛋白质逐渐取代RNA作为主要的酶，原因可能是蛋白质的空间结构多种多样 D．RNA因为自身结构上的不足，在细胞中既不适合作为遗传物质也不适合作为酶，逐渐会被淘汰 【答案】D 【详解】A、酶的本质绝大多数是蛋白质，少数是RNA（核酶），核酶的存在证明RNA可同时具备催化功能和携带遗传信息的能力，是“RNA世界假说”的重要证据，A正确； B、DNA为规则的双螺旋结构，比单链的RNA结构更稳定，更适合储存遗传信息，因此进化过程中逐渐成为主要的遗传物质，B正确； C、蛋白质的结构具有多样性（氨基酸的种类、数目、排列顺序多样，肽链盘曲折叠的空间结构多样），功能也更加多样，催化效率比RNA更高，因此逐渐取代RNA成为主要的酶，C正确； D、现存细胞内仍存在具有催化功能的RNA（核酶），同时RNA可作为DNA和蛋白质之间的信息传递媒介（如mRNA）、参与翻译过程（如tRNA、rRNA），并未被淘汰；且部分病毒的遗传物质为RNA，说明RNA可以作为遗传物质，D错误。 6．某野生型菌有两种突变株，分别是his-菌（不能合成组氨酸）和phe-菌（不能合成苯丙氨酸），都不能在基本培养基上生长。在U型管两侧分别培养his-菌及phe-菌（如图），培养过程中多次吹吸，培养液中添加DNA酶和某种噬菌体，U型管两侧用滤膜隔开，病毒和大分子可透过滤膜，而细菌不能透过。培养一段时间后，将phe-菌一侧的菌液涂布在无添加的基本培养基上，长出了野生型菌。下列相关说法正确的是（    ） A．该过程中噬菌体充当了基因转移的媒介 B．滤膜的存在完全阻断了两种细菌间的所有基因交流 C．培养液中的DNA酶可防止细菌自身DNA发生突变 D．野生型菌的出现说明两种突变株发生了染色体变异 【答案】A 【详解】A、题意显示，“培养过程中多次吹吸”，且U型管的滤膜允许病毒和大分子透过，噬菌体可以在滤膜两侧移动，噬菌体将his⁻菌的相关基因转移到phe⁻菌中，使phe⁻菌获得合成苯丙氨酸的能力，表现为可在基本培养基上生长，该过程中噬菌体充当了基因转移的媒介，A正确； B、滤膜隔开了两种细菌，his⁻菌与phe⁻菌无法直接接触实现基因重组，但通过噬菌体的作用实现了基因交流，B错误； C、培养液中的DNA酶可分解死菌中的DNA，但不能防止细菌自身DNA发生突变，C错误； D、野生型菌的出现说明两种突变株一般是基因突变的结果，细菌没有染色体，不会发生染色体变异，D错误。 7．T2噬菌体感染大肠杆菌后会抑制大肠杆菌自身基因的表达，同时立即在核糖体处产生大量“不稳定的RNA”，再合成蛋白质。为探究DNA和蛋白质之间的遗传信使是什么，研究人员提出“两种假说”并进行了如下图实验： 下列相关叙述不正确是（    ） A．步骤①的目的是让大肠杆菌合成分子量较大的“重核糖体” B．步骤②的目的是让“不稳定的RNA”带上放射性标记 C．若假说一正确，结果中会出现两条无放射性的条带 D．若假说二正确，仅在下层出现一个有放射性的条带 【答案】C 【详解】A、步骤①用含15N、18O的培养液培养大肠杆菌若干代，目的是让大肠杆菌的核糖体被15N、18O标记，合成分子量较大的重核糖体，A正确； B、步骤②用含32P-U（尿嘧啶）的培养液并加入T2噬菌体，尿嘧啶是RNA特有的碱基，目的是让“不稳定的RNA”带上放射性标记，B正确； C、若假说一正确（tRNA是遗传信使，先组装新核糖体，再合成蛋白质），那么放射性标记的RNA会结合新核糖体，离心后会出现有放射性的条带，而不是两条无放射性的条带，C错误； D、若假说二正确（mRNA是遗传信使，直接与旧核糖体结合），放射性标记的mRNA会和重核糖体（旧核糖体）结合，离心后核糖体在下层，所以仅在下层出现一个有放射性的条带，D正确。 8．新发现一种病毒，科研人员设计两种方法探究该病毒的遗传物质：方法1，将该病毒核酸提取物分为两组，a组用适量DNA酶处理，b组用等量RNA酶处理，分别侵染宿主细胞，检测是否有子代病毒产生；方法2，分别用病毒侵染c组含放射性的尿嘧啶核糖核苷酸、d组含放射性的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的两种宿主细胞，检测子代病毒有无放射性。下列叙述错误的是（　　） A．方法1采用了“减法原理”，方法2的c、d组是对比实验 B．若方法1中a组无病毒产生，b组有病毒产生，说明遗传物质是DNA C．若遗传物质是RNA，d组病毒繁殖不可能利用胸腺嘧啶脱氧核苷酸 D．若遗传物质是RNA，c组子代病毒含放射性，d组子代病毒无放射性 【答案】C 【详解】A、方法1中用DNA酶、RNA酶分别特异性去除核酸提取物中的DNA和RNA，通过排除某一物质的作用判断遗传物质类型，采用了减法原理；方法2的c、d组均为实验组，未设置空白对照组，属于对比实验，A正确； B、方法1中a组DNA被DNA酶水解后无子代病毒产生，b组RNA被RNA酶水解后仍有子代病毒产生，说明DNA是病毒增殖必需的遗传物质，B正确； C、若该RNA病毒为逆转录病毒，其增殖过程中会发生逆转录过程，需要利用宿主细胞的胸腺嘧啶脱氧核苷酸合成DNA，因此并非不可能利用胸腺嘧啶脱氧核苷酸，C错误； D、若遗传物质是RNA，子代病毒的核酸为RNA，其组成含尿嘧啶核糖核苷酸、不含胸腺嘧啶脱氧核苷酸，因此c组子代病毒含放射性，d组子代病毒无放射性，D正确。 9．M13是专一侵染大肠杆菌的单链DNA噬菌体，其DNA含6407个碱基。在侵染过程中，M13的DNA和部分蛋白质会同时进入宿主细胞。M13DNA复制过程如图所示。增殖产生的子代M13会从宿主细胞中分泌出来，而宿主细胞仍然能继续生长和分裂。若用M13替代T2进行噬菌体侵染大肠杆菌的实验，M13经放射性标记后，与未被标记的大肠杆菌混合并培养适当时间，搅拌、离心，再检测沉淀和上清液中的放射性。下列叙述正确的是（　　） A．用含的培养基直接培养M13，可获得放射性标记的噬菌体 B．用标记的M13侵染未被标记的大肠杆菌，沉淀中可检测到放射性 C．用标记的M13侵染未被标记的大肠杆菌，沉淀中检测不到放射性 D．M13不会裂解宿主细胞，比T2更适合作为材料用于证明DNA是遗传物质 【答案】B 【详解】A、噬菌体是病毒，不能独立代谢，需用放射性培养基培养宿主细胞（大肠杆菌），再用其培养噬菌体以获得放射性标记的噬菌体，A错误； B、题干提到 M13 的部分蛋白质会进入宿主细胞，因此用 ³⁵S 标记蛋白质后，这部分进入细菌的蛋白质会随细菌出现在沉淀中，使沉淀检测到放射性，B正确； C、用³²P标记M13的DNA，DNA进入宿主细胞，离心后存在于沉淀中，故沉淀中可检测到放射性，C错误； D、M13侵染时蛋白质与DNA同时进入，无法区分遗传物质是DNA还是蛋白质，干扰实验结果；而T₂仅DNA注入，能明确DNA的作用，故M13不适合替代T₂证明DNA是遗传物质，D错误。 10．噬菌体φX174的遗传物质是单链环状DNA分子，其侵入细胞后采用滚环方式复制（如图）。在滚环复制过程中，“-”链滚动并指导子链“+”链持续合成、伸长，该正在合成的“+”链是前导链，子“-”链的合成是间断的，形成冈崎片段后再连接，是后随链；当G1、G2积累到一定数量时，其滚环复制便不产生后随链，而是持续合成多拷贝的新“+”链DNA并切割和环化，产生大量的噬菌体单链环状（+）DNA。下列相关叙述正确的是（    ） 注：虚线及箭头表示子链合成与伸长方向，G1、G2可重复滚环复制；到一定的时候，不形成后随链，便可产生（+）DNA A．前导链的合成以“-”链为模板，后随链的合成以“+”链为模板 B．产生后随链时，G1的形成无需用到DNA连接酶，而G2需要 C．不产生后随链时，会持续合成冈崎片段再加工成单链环状（+）DNA D．滚环复制时，所用到的酶都催化合成磷酸二酯键或破坏氢键 【答案】A 【详解】A、由题图可知，前导链合成是以原始“-”链为模板，从3'端起始连续延伸，合成新的“+”链。后随链合成是以新合成的“+”链为模板，间断合成冈崎片段（方向5'→3'），再由DNA连接酶连接成完整“-”链，即前导链的合成以“-”链为模板，后随链的合成以“+”链为模板，A正确； B、产生后随链时，G1和G2都是间断合成的冈崎片段，这些片段的连接都需要DNA连接酶连接，B错误； C、不产生后随链时，不会形成冈崎片段，而是持续合成多拷贝的新“+”链DNA并切割和环化，产生大量的噬菌体单链环状（+）DNA，C错误； D、滚环复制时，所用到的酶（如DNA聚合酶）催化合成磷酸二酯键，解旋酶破坏氢键，限制性内切酶是催化断裂磷酸二酯键，D错误。 11．肠道微生物对宿主健康具有重要影响，但目前缺乏对特定菌株进行基因编辑的有效手段。科研人员尝试使用M13噬菌体作为载体，对大肠杆菌进行基因编辑。 (1)M13噬菌体与T2噬菌体相似、能够侵染大肠杆菌，其蛋白质外壳留在菌体外，头部的_____注入菌体内，指导子代噬菌体的复制增殖。与T2噬菌体不同，被M13噬菌体侵染的大肠杆菌不发生裂解。 (2)科研人员将绿色荧光蛋白基因特异性序列（sgfp）、Cas酶基因与利用特定方法得到的M13噬菌体的环状DNA进行重组，构建重组基因编辑质粒（pCG）、如图1。 ①构建PCG需要用到的工具酶有_____。 ②以PCG的绿色荧光蛋白基因特异性序列（sgfp）经_____过程形成的RNA，会靶向结合绿色荧光蛋白基因，从而使Cas酶能够切割绿色荧光蛋白基因。 (3)科研人员将绿色荧光蛋白基因和红色荧光蛋白基因导入大肠杆菌，获得GS菌株。先用添加GS菌株的饲料喂养小鼠，一段时间后，将小鼠分为实验组和对照组。其中，实验组小鼠用添加含_____的M13噬菌体和_____ 的饲料喂养，以筛选获得肠道微生物被基因编辑的小鼠。本实验对照组使用的质粒应当包括图1中的_____。 a、Cm+    b、sgfp     c、Ori     d、Cas (4)为确认M13噬菌体作为载体对大肠杆菌进行基因编辑的可行性和特异性，科研人员检测肠道微生物的变化，结果如图2。 ①图2中，标号为a、c的区域分代表含有红色荧光的微生物和无荧光的微生物，b区域代表含有_____荧光的微生物。 ②图3-1为实验组第0天小鼠肠道微生物的荧光情况。请在答题纸的图3-2中标注该组小鼠第14天时肠道微生物的荧光区域编号。_____ ③图2表明，实验中M13噬菌体能_____。 【答案】(1)DNA (2) 限制酶和DNA连接酶 转录 (3) pCG 羧苄青霉素 acd (4) 红、绿叠加色 成功地特异性敲除绿色荧光蛋白基因 【分析】1、目的基因：主要指编码蛋白质的结构基因，也可以是一些具有调控作用的因子。获得目的基因的方法：①从基因文库中获取 ②利用PCR技术扩增 ③人工合成（化学合成）。 2、限制性核酸内切酶主要是从原核生物中分离纯化出来的。其能够识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开，因此具有专一性。结果是经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式：黏性末端和平末端。DNA连接酶连接的是两个核苷酸之间的磷酸二酯键。在构建基因表达载体时，DNA连接酶将目的基因和质粒重组。 3、将目的基因导入动物细胞的方法：显微注射技术（最有效一种方法）。具体操作程序：目的基因表达载体提纯→取卵（受精卵）→显微注射→注射了目的基因的受精卵移植到雌性动物的子宫或输卵管内发育→新性状动物。 【详解】（1）T2噬菌体侵染大肠杆菌，头部的DNA注入菌体内，而蛋白质外壳留在菌体外。 （2）①构建重组基因编辑质粒（pCG）需要DNA连接酶（连接目的基因和载体）和限制酶（切割目的基因和载体）这两种工具酶。②转录是遗传信息由DNA转换到RNA的过程，故以PCG的绿色荧光蛋白基因特异性序列（sgfp）经转录过程形成的RNA。 （3）由题（2）可知，重组基因编辑质粒为pCG，且PCG上的标记基因为羧苄青霉素抗性基因，因此实验组小鼠用添加含pCG的M13噬菌体和羧苄青霉素的饲料喂养，以筛选获得肠道微生物被基因编辑的小鼠。根据实验要遵循的单一变量原则，结合PCG的绿色荧光蛋白基因的特异性序列为sgfp，可知本实验对照组使用的质粒应当包括图1中的acd。 （4）①据图2可知，横轴表示绿色荧光强度，纵轴表示红色荧光强度，则b区域代表含有红、绿叠加色荧光的微生物。 ②根据图2可知，实验组第14天小鼠含有a区域和c区域，且实验组第14天和第0天小鼠中的c区域大小几乎一致，故可标注实验组小鼠第14天时肠道微生物的荧光区域编号如下图所示： ③根据图2，实验组小鼠出现a区域，b区域消失，而对照组小鼠没有a区域，b区域仍然存在，结合为a区域代表含有红色荧光的微生物，b区域表示含有红、绿叠加色荧光的微生物，可知M13噬菌体能成功地特异性敲除绿色荧光蛋白基因。　 【点睛】本题M13噬菌体为素材，考查基因工程和基因编辑等相关知识点，要求考生掌握基因工程的操作程序，意在考查考生的理解能力、获取信息的能力和实验分析的能力。 12．阅读下面的短文，回答问题。 “绿色塑料”——“白色污染”的终结者 由聚苯乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等制成的塑料制品引发的“白色污染”一直是人类社会面临的一大难题。聚羟基脂肪酸酯（PHA）是由细菌合成的一种胞内聚酯，可作为细菌的储能物质，也可作为家畜的饲料来源，同时它具有类似于合成塑料的理化特性，且废弃后对环境无害并易被生物降解，因此有广阔的应用前景。 嗜盐细菌生活在咸水中，能产生PHA，若选为目标菌种，则可用海水替代淡水作为发酵溶剂，节约大量淡水资源。从海水中获取的嗜盐菌种易被海洋中数量巨大的噬菌体侵染，因此不能用于工业生产。新疆的艾丁湖湖水盐浓度高达200g/L，此地酷热干燥，科学家从中找到了可能用来生产PHA的菌种——野生型LS21。 菌种生产PHA需要用到脂肪酸、丁酸等成本较高的底物。科研人员重构了菌种的底物代谢途径，可用廉价糖类甚至餐余垃圾直接合成PHA，并通过一定技术手段调控代谢途径，实现PHA产量的优化。菌种对氧气的利用率很低，发酵后期随着细胞密度的上升，鼓入的空气难以满足细胞对氧气的需求，整个发酵体系会一直处于低氧状态。科研人员通过基因工程手段给其配备血红蛋白，提高菌种对氧气的利用率，降低能耗的同时也提高了底物转化率。 对微生物细胞形态的改造也可提高PHA合成。例如，过表达SulA 基因可以阻遏细胞的正常分裂，使得细胞变成狭长的线形，增大的胞内空间使 PHA 积累量提高27%；敲除细胞骨架蛋白基因MreB，并在低拷贝质粒上弱表达MreB，可以减弱细胞壁强度，当胞内有PHA积累时则撑大了细胞体积，从而增加PHA的积累空间。菌体的增大使其可以通过自然沉降而分离，进而降低了提取PHA的成本。 当菌种达到一定密度后，会引发群体效应（QS），菌群释放AHLs（信号分子）与相应受体蛋白结合，影响PHA合成相关基因的表达，进而降低PHA产量。 （1）生产“绿色塑料”目标菌种的代谢类型是______________。 （2）从艾丁湖中找到的野生型LS21不会被海水中的噬菌体所侵染，从细胞成分和结构角度分析原因____________________________。 （3）从艾丁湖中筛选野生型LS21的基本流程是_____________________________。 （4）结合本文信息， 写出“改造后的目标菌种”的筛选指标_______________。 （5）SulA蛋白是细胞分裂______________（抑制/促进）因子。文中可得出细胞骨架的功能是_______________。 （6）PHA目前的商业生产价格为每千克2．2-5．0欧元，而聚丙烯塑料的价格仅为每千克1．0欧元。请提出两种可能继续降低成本的设想____________ 。 【答案】 异养需氧型 噬菌体侵染细菌具有专一性，噬菌体侵染细菌需要与细菌表面某些特定物质识别，海水中的噬菌体不能识别LS21 取湖水→涂布在（高盐）培养基上→培养→挑取单菌落种，分别扩大培养→检测菌的数目和PHA产量→获得目标菌株 PHA产量、氧气利用效率、发酵底物的多样性、菌体形态大小 抑制 维持细胞形态 ①抑制目标菌的群体效应；②将厂房建在海边，降低海水运输成本； ③改进 PHA 提取方法；   ④寻找更广泛更廉价的发酵底物； ⑤进一步研究和优化代谢途径。 【分析】1、噬菌体能够专一性侵染大肠杆菌，侵染过程：吸附→注入→复制与合成→装配→释放。噬菌体首先与大肠杆菌的表面进行识别并结合，吸附在大肠杆菌的表面，导致其侵染具有专一性。 2、根据生物适应一定的环境，环境对生物具有选择作用的原理，可以在根据菌株生存的环境筛选所需的菌株；其次，通过配制选择培养基，控制培养条件等，可以选择目的微生物。 【详解】（1）根据题意可知，生产“绿色塑料”目标菌种需要用到脂肪酸、丁酸等底物，因此为异养型，且菌种代谢过程需要消耗氧气，因此属于需氧型，故代谢类型为异样需氧型。 （2）根据以上分析可知，噬菌体专一性侵染大肠杆菌，从细胞结构和成分的角度分析是由于噬菌体侵染细菌需要与细菌表面某些特定物质识别，而从艾丁湖中找到的野生型LS21不能被噬菌体识别和结合，因此野生型LS21不会被海水中的噬菌体所侵染。 （3）根据以上微生物的筛选原则，从艾丁湖中筛选野生型LS21利用了从微生物生存的环境中进行筛选的原理，筛选一般用稀释涂布平板法操作，其筛选的基本流程是：取湖水→涂布在（高盐）培养基上→培养→挑取单菌落种，分别扩大培养→检测菌种的数目和PHA产量→获得目标菌株。 （4）根据题意可知，从艾丁湖中筛选的野生型LS21，菌种生产PHA需要用到脂肪酸、丁酸等成本较高的底物。科研人员重构了菌种的底物代谢途径，可用廉价糖类甚至餐余垃圾直接合成PHA，并通过一定技术手段调控代谢途径，实现PHA产量的优化。菌种对氧气的利用率很低，发酵后期随着细胞密度的上升，鼓入的空气难以满足细胞对氧气的需求，整个发酵体系会一直处于低氧状态。科研人员通过基因工程手段给其配备血红蛋白，提高菌种对氧气的利用率，降低能耗的同时也提高了底物转化率。另外对微生物细胞形态的改造也可提高PHA合成，如增大细胞的胞内空间或者减弱细胞壁强度。因此“改造后的目标菌种”的筛选指标是PHA产量、氧气利用效率、发酵底物的多样性、菌体形态大小。 （5）根据题意可知，过表达SulA 基因可以阻遏细胞的正常分裂，因此SulA 基因表达的蛋白质是细胞分裂抑制因子。根据题目中信息敲除细胞骨架蛋白基因MreB，并在低拷贝质粒上弱表达MreB，可以减弱细胞壁强度，当胞内有PHA积累时则撑大了细胞体积，从而增加PHA的积累空间，据此推测细胞骨架可以维持细胞形态。 （6）根据题意可知，可以通过重构了菌种的底物代谢途径，可用廉价糖类甚至餐余垃圾直接合成PHA，并通过一定技术手段调控代谢途径，实现PHA产量的优化，据此可能继续降低成本的设想：可以通过寻找更广泛更廉价的发酵底物；或者进一步研究和优化代谢途径。再者根据题意信息，当菌种达到一定密度后，会引发群体效应（QS），菌群释放AHLs（信号分子）与相应受体蛋白结合，影响PHA合成相关基因的表达，进而降低PHA产量，据此可能继续降低成本的设想：可以抑制目标菌的群体效应。或者根据题中信息，通过对微生物胞形态的改造提高PHA合成中，敲除细胞骨架蛋白基因MreB，并在低拷贝质粒上弱表达MreB，最终使细胞体积增大，而菌体的增大使其可以通过自然沉降而分离，进而降低了提取PHA的成本，据此可能继续降低成本的设想：改进 PHA 提取方法。或者根据题中可用海水替代淡水作为发酵溶剂的角度分析，能继续降低成本的设想：将厂房建在海边，降低海水运输成本。 【点睛】本题以生产“绿色塑料”目标菌种的筛选过程为背景，考查微生物的筛选原则和流程，要求学生掌握微生物的筛选原则和常见的筛选过程，把握噬菌体侵染大肠杆菌的过程和原理，这是突破第（2）问的关键，本题属于信息题，仔细审题获取关键信息并结合所学的知识能够解决问题是该题考查的难点，体现了对学生生物学科素养的考查和应用的能力。 五年真题·压轴题（主要北京视野，单选） 高频考点：肺炎链球菌转化实验，噬菌体侵染细菌实验，DNA是主要的遗传物质 1．（2013·北京·高考真题）关于高中生物学实验的基本原理，叙述不正确的是 A．噬菌体须在活菌中增殖培养是因其缺乏独立的代谢系统 B．提取组织DNA是利用不同化合物在溶剂中溶解度的差异 C．成熟植物细胞在高渗溶液中发生质壁分离是因为细胞壁具有选择透（过）性 D．PCR呈指数扩增DNA片段是因为上一轮反应产物可作为下一轮反应模板 【答案】C 【分析】1、噬菌体属于侵染细菌的病毒，它没有细胞结构，缺乏自主代谢机制，它的生命活动离不开宿主细胞。 2、DNA和蛋白质等其他成分在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同，利用这一特点，选择适当的盐浓度就能使DNA充分溶解，而使杂质沉淀，或者相反，以达到分离目的。此外，DNA不溶于酒精溶液，但是细胞中的某些蛋白质则溶于酒精。利用这一原理，可以将DNA与蛋白质进一步的分离。 3、PCR全称为聚合酶链式反应，是一项在生物体外复制特定DNA的核酸合成技术。 4、质壁分离的原因分析：外因：外界溶液浓度＞细胞液浓度；内因：原生质层相当于一层半透膜，细胞壁是全透性的，另外细胞壁的伸缩性小于原生质层。 【详解】A、噬菌体属于病毒，它没有细胞结构，缺乏独立的代谢系统，它的生命活动离不开宿主细胞，故噬菌体增殖必须在活细菌中才能进行，A正确； B、提取DNA利用了不同化合物在溶剂中的溶解度不同和DNA在不同浓度的氯化钠溶液中溶解度不同的原理进行，B正确； C、细胞壁属于全透性的，成熟植物细胞在高渗溶液中发生质壁分离是因为原生质层具有选择透过性，C错误； D、PCR呈指数扩增DNA片段是因为上一轮反应的产物可作为下一轮反应的模板，使得形成的子代DNA约为2n，D正确。 故选C。 2．（2015·北京·高考真题）下列对各种生物大分子合成场所的叙述，正确的是(　　) A．酵母菌在高尔基体中合成膜蛋白 B．肌细胞在细胞核中合成mRNA C．T2噬菌体在细菌细胞核内合成DNA D．叶肉细胞在叶绿体外膜上合成淀粉 【答案】B 【详解】核糖体是合成蛋白质的场所，A错误；肌细胞在细胞核中通过DNA转录形成mRNA，B正确；细菌是原核生物，细胞中没有成形的细胞核，C错误；叶肉细胞在叶绿体基质中合成淀粉，D错误。 （2026·浙江·高考真题）阅读下列材料，完成下面小题。 M13是专一侵染大肠杆菌的单链DNA噬菌体，其DNA含6407个碱基。在侵染过程中，M13的DNA和部分蛋白质会同时进入宿主细胞。M13DNA复制过程如图所示。增殖产生的子代M13会从宿主细胞中分泌出来，而宿主细胞仍然能继续生长和分裂。 3．下列关于M13遗传物质和遗传信息的叙述，正确的是（     ） A．M13遗传物质中的嘌呤数与嘧啶数相等 B．正链DNA与负链DNA的碱基序列相同 C．RFDNA的复制过程需DNA聚合酶参与 D．M13遗传信息的转录和翻译不能同时进行 4．若用M13替代T2进行噬菌体侵染大肠杆菌的实验，M13经放射性标记后，与未被标记的大肠杆菌混合并培养适当时间，搅拌、离心，再检测沉淀和上清液中的放射性。下列叙述正确的是（     ） A．用含35S的培养基直接培养M13，可获得放射性标记的噬菌体 B．用35S标记的M13侵染未被标记的大肠杆菌，沉淀中可检测到放射性 C．用32P标记的M13侵染未被标记的大肠杆菌，沉淀中检测不到放射性 D．M13不会裂解宿主细胞，比T2更适合作为材料用于证明DNA是遗传物质 【答案】3．C 4．B 【详解】3．A、M13 的遗传物质是单链 DNA，不遵循碱基互补配对原则，因此嘌呤数和嘧啶数不一定相等，A错误； B、负链 DNA 是正链 DNA 的互补链，二者碱基序列是互补关系，而不是相同，B错误； C、RF DNA 是双链 DNA，其复制过程需要 DNA 聚合酶来催化脱氧核苷酸的连接，这是 DNA 复制的必需条件，C正确； D、M13 的宿主是大肠杆菌（原核生物），原核细胞没有核膜，转录和翻译可以在细胞质中同时进行，D错误。 4．A、噬菌体是病毒，必须寄生在活细胞内才能增殖，不能直接用培养基培养，A错误； B、题干提到 M13 的部分蛋白质会进入宿主细胞，因此用 ³⁵S 标记蛋白质后，这部分进入细菌的蛋白质会随细菌出现在沉淀中，使沉淀检测到放射性，B正确； C、M13 的 DNA 会进入宿主细胞，用 ³²P 标记 DNA 后，这部分 DNA 会随细菌出现在沉淀中，沉淀中可以检测到放射性，C错误； D、T2 噬菌体实验的成功依赖于其裂解宿主细胞后释放子代，便于观察放射性分布；M13 不裂解宿主细胞，且M13的DNA和部分蛋白质会同时进入宿主细胞，无法通过离心分层清晰区分 DNA 和蛋白质的去向，因此不如 T2 适合，D错误。 5．（2025·海南·高考真题）某小组模拟赫尔希和蔡斯的T2噬菌体侵染大肠杆菌实验时，应用假说-演绎法推测出①~⑥种假设，如图。下列有关叙述错误的是（    ） A．实验1中，若离心后上清液的放射性高，沉淀物的放射性极低，则说明仅假设②正确 B．实验2中，若离心后上清液的放射性极低，沉淀物的放射性高，则说明仅假设⑤正确 C．若实验1子代噬菌体无放射性、实验2子代的部分菌体有放射性，则说明噬菌体的遗传物质是DNA D．若用35S和32P同时标记的噬菌体进行实验，则离心后上清液和沉淀物均有放射性 【答案】B 【详解】A、实验1中，35S标记的是噬菌体蛋白质，若离心后上清液的放射性高，沉淀物的放射性极低，则说明仅假设②正确，即噬菌体侵染细菌时只有DNA进入，A正确； B、实验2中，32P标记的是噬菌体DNA，若离心后上清液的放射性极低，沉淀物的放射性高，则说明仅假设⑤⑥正确。即噬菌体侵染细菌时只有DNA进入或噬菌体的DNA和蛋白质均进入，B错误； C、若实验1子代噬菌体无放射性，说明蛋白质没有实现亲子代之间的连续性，实验2子代的部分噬菌体有放射性说明亲子代之间有连续性的物质是DNA，则说明噬菌体的遗传物质是DNA，C正确； D、若用35S和32P同时标记的噬菌体进行实验，则离心后上清液和沉淀物均有放射性，因为上清液中含有放射性标记的蛋白质，沉淀物中含有放射性标记的DNA,D正确。 故选B。 6．（2025·河南·高考真题）在T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验中，子代噬菌体中的元素全部来自其宿主细胞的是（　　） A．C B．S C．P D．N 【答案】B 【分析】1、噬菌体的结构：蛋白质（C、H、O、N、S）+DNA（C、H、O、N、P）。 2、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。 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】T2噬菌体侵染大肠杆菌时，只有DNA进入大肠杆菌中并作为模板控制子代T2噬菌体的合成，而合成子代T2噬菌体所需的原料均由大肠杆菌提供，因此子代T2噬菌体外壳中元素全部来自大肠杆菌；但由于DNA复制方式为半保留复制，因此子代噬菌体DNA中一些元素来自亲代噬菌体，一些来自大肠杆菌。已知蛋白质由C、H、O、N、S组成，DNA由C、H、O、N、P组成，综上分析，子代噬菌体中的元素全部来自其宿主细胞大肠杆菌的是S，B正确。 故选B。 7．（2024·甘肃·高考真题）科学家发现染色体主要是由蛋白质和DNA组成。关于证明蛋白质和核酸哪一种是遗传物质的系列实验，下列叙述正确的是（    ） A．肺炎链球菌体内转化实验中，加热致死的S型菌株的DNA分子在小鼠体内可使R型活菌的相对性状从无致病性转化为有致病性 B．肺炎链球菌体外转化实验中，利用自变量控制的“加法原理”，将“S型菌DNA+DNA酶”加入R型活菌的培养基中，结果证明DNA是转化因子 C．噬菌体侵染实验中，用放射性同位素分别标记了噬菌体的蛋白质外壳和DNA，发现其DNA进入宿主细胞后，利用自身原料和酶完成自我复制 D．烟草花叶病毒实验中，以病毒颗粒的RNA和蛋白质互为对照进行侵染，结果发现自变量RNA分子可使烟草出现花叶病斑性状 【答案】D 【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、格里菲思的肺炎链球菌体内转化实验未单独研究每种物质的作用，在艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验中，S型菌株的DNA分子可使无致病性的R型活菌转化为有致病性的S型活菌，A错误； B、在肺炎链球菌的体外转化实验中，利用自变量控制中的“减法原理”设置对照实验，通过观察只有某种物质存在或只有某种物质不存在时，R型菌的转化情况，最终证明了DNA是遗传物质，例如“S型菌DNA+DNA酶”组除去了DNA，B错误； C、噬菌体为DNA病毒，其DNA进入宿主细胞后，利用宿主细胞的原料和酶完成自我复制，C错误； D、烟草花叶病毒的遗传物质是RNA，以病毒颗粒的RNA和蛋白质互为对照进行侵染，结果发现RNA分子可使烟草出现花叶病斑性状，而蛋白质不能使烟草出现花叶病斑性状，D正确。 故选D。 20 / 21 学科网（北京）股份有限公司 $ 第19讲 DNA是主要的遗传物质 第一部分 五年考情·精准定向 北京考情概览 北京热点情境 北京备考策略 第二部分 三大核心·主干速记 一图串联·核心梳理·易错辨析 核心知识01 肺炎链球菌的转化实验 核心知识02 噬菌体侵染细菌实验 核心知识03 烟草花叶病毒感染实验 第三部分 分层专练·靶向攻关 题型专攻·基础题（北京视野，单选，3大题型） 两年重难·情境题（北京模拟，单选、非选择题） 五年真题·压轴题（北京视野，单选，2026年高考真题） 第一部分 五年考情·精准定向 考情概览 新课标要求 考题统计 1. 科学家是怎样证明DNA是遗传物质的？ 2. 为什么说DNA是主要的遗传物质？ 3. 通过对科学家揭示DNA是遗传物质过程的分析，你对科学发现的过程和方法有哪些领悟？ 2015年北京卷，噬菌体侵染大肠杆菌实验 2013年北京卷，噬菌体侵染大肠杆菌实验 1．考查频次：近5年北京高考没有考查该部分内容。 在模拟题中每年都有考查，主要以单选题为主，重点考查遗传物质实验过程及细节。 2．考查要点：考查内容聚焦三大板块：一是肺炎链球菌的体内、体外实验的区别；二是噬菌体侵染大肠杆菌实验（重点）；三是DNA是主要的遗传物质。 热点情境 情境1：中科院北京基因组所刘江团队以斑马鱼为模式生物，系统解析亲子代 DNA 甲基化图谱传递规律：子代完整继承父本全部 DNA 序列，仅选择性保留父本 DNA 甲基化修饰，清除母本甲基化图谱。 证明DNA 碱基序列是世代稳定传递、决定物种核心性状的根本遗传物质，甲基化仅调控基因开关，不改变遗传物质本体。 对应知识点：DNA 是主要遗传物质；类比艾弗里实验 “去除 DNA 则遗传消失”，强化 DNA 为遗传物质的证据链。 情境2：清华刘俊杰、北大白洋联合团队在《Nature》发表成果：细菌捕获入侵噬菌体 DNA 片段，整合至自身基因组 DNA 中，形成免疫记忆；下次同种 DNA 病毒入侵时，Cas9 蛋白结合向导 RNA 切割外源 DNA，阻断外源 DNA 复制表达。 对应知识点：原核生物遗传物质（拟核 DNA、质粒 DNA）；肺炎双球菌转化实验 “转化因子为 DNA”。 备考策略 1. 构建一条主线：证明 DNA 是遗传物质的完整证据链 分三类生物逐条整理，形成对比表格，杜绝概念混淆： （1） 肺炎双球菌转化实验（原核生物，DNA 可转化） （2） 噬菌体侵染大肠杆菌（DNA 病毒，同位素标记经典实验） （3） 烟草花叶病毒（RNA 病毒，反证 “DNA 是主要遗传物质”） 2. 实验细节地毯式记忆（北京选择高频挖坑点） （1）格里菲斯：仅证明存在 “转化因子”，不能证明转化因子是 DNA； （2）艾弗里：酶解法去除单一物质，对照证明 DNA 是转化因子；易错：培养基菌落区分 S/R 型；DNA 酶处理组是关键空白对照； （3）噬菌体侵染：³²P 标记 DNA、³⁵S 标记蛋白质；搅拌、离心目的；上清液 / 沉淀物放射性异常原因（侵染不充分、保温过长裂解）； 3. 概念边界精准区分（选择必考题） （1）细胞生物（原核 + 真核）：遗传物质一定是 DNA，细胞内同时含 DNA+RNA； （2）病毒：只含一种核酸，遗传物质只有 DNA 或 RNA； （3）核酸≠遗传物质：细胞中 RNA（tRNA、mRNA、rRNA）不作为遗传物质； （4）表观遗传修饰（甲基化）：不改变 DNA 序列，不改变遗传物质本体，只调控表达。 第二部分 三大核心·主干速记 内容速览：证明DNA是遗传物质的实验，DNA是主要的遗传物质。 一图串联 核心梳理 核心知识1 肺炎链球菌的转化实验 考点1:体内转化实验(1928年格里菲思) 1.体内转化实验(1928年格里菲思) (1)实验材料:S型和R型肺炎链球菌、小鼠。   S型细菌 R型细菌 菌落 表面光滑 表面粗糙 菌体 有多糖类荚膜 无多糖类荚膜 毒性 有毒性,使小鼠患败血症死亡 无毒性 （2） 实验过程 ①注射R型细菌→小鼠存活； ②注射S型细菌→小鼠死亡； ③注射加热杀死的S型细菌→小鼠存活； ④注射加热杀死的S型细菌+活的R型菌→小鼠死亡； (3)结论:已被加热杀死的S型细菌含有某种使R型活细菌转化为S型活细菌的活性物质——转化因子。 【实验分析】肺炎链球菌体内转化实验分析 第一组：R型活细菌无致病性。 第二组：S型活细菌有致病性，可以使小鼠患病死亡。 第三组：加热致死的S型细菌无致病性。加热过程中，S型细菌的蛋白质变性失活，但是其内部的DNA通常在加热结束后，随温度的降低又逐渐恢复活性。 第四组：R型活细菌转化成S型活细菌，导致小鼠患病死亡。 【注意】 （1）此实验仅能证明S型细菌中含有某种“转化因子”，但转化因子的本质不清楚。 （2）发生转化的只是少部分R型细菌。 （3）加热杀死的S型细菌，其蛋白质变性失活，DNA在加热过程中，双螺旋解开，氢键断裂，但缓慢冷却时，其结构可恢复。 考点2:体外转化实验(20世纪40年代艾弗里及其同事) 1.体外转化实验(20世纪40年代艾弗里及其同事) （1）实验材料:S型和R型细菌、培养基、蛋白酶、DNA酶、RNA酶、酯酶等。 （2）实验目的:探究S型细菌中的“转化因子”是DNA、蛋白质、脂质还是糖类。 （3）实验过程及结果 【注意】 （1）艾弗里的体外转化实验既证明了DNA是遗传物质，同时证明了蛋白质等不是遗传物质； （2）被转化的R型菌只是少量，在培养后既有R型细菌又有S型细菌的培养基中，R型菌的菌落占多数； （4）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。 （5）转化的原因实质是一种基因重组。 （6）实验原理：减法原理。 【注意】该实验的设计遵循哪些原理？ 其巧妙之处是什么？ 遵循单一变量原则和对照原则。 其巧妙之处在于：运用“减法原理”，即在每个实验组人为去除某个影响因素后，观察实验结果的变化。 （1）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。 （2）加法原理：与常态比较，人为增加某种影响因素的称为加法原理。 核心知识2 噬菌体侵染细菌实验 考点1:噬菌体侵染细菌实验 1. T2噬菌体 （1）生活方式：专门寄生在大肠杆菌体内的病毒。 （2）结构：由头部和尾部组成，头部和尾部的外壳成分都是蛋白质。头部内含有核酸—DNA。 （3）T2噬菌体的复制式增殖 增殖需要的条件 内容 模版 T2噬菌体的DNA 合成T2噬菌体DNA的原料 4种核糖核苷酸 合成T2噬菌体蛋白质 原料 氨基酸 场所 细菌的核糖体 （4）实验思路 在T2噬菌体中，仅蛋白质分子含有S,P几乎都存在于DNA分子中。用放射性同位素32P和放射性同位素35S分别标记T2噬菌体的DNA和蛋白质，直接单独观察它们的作用。 【注意】 （1）不能用培养基直接培养来获得放射性同位素标记的T2噬菌体，因为病毒只能在宿主活细胞中进行代谢、增殖。 （2）不能用3⁵S和³2P直接标记同一T2噬菌体，因为放射性检测时只能检测到是否具有放射性，不能确定是何种放射性元素。 （3）不能标记C、H、O、N这些DNA和蛋白质共有的元素，因为无法判断放射性是来自DNA还是蛋白质。 （5） 实验过程及结果 ①获得标记T2噬菌体过程 ②T2噬菌体侵染细菌 A.分别用带有32P和35S的噬菌体侵染无标记的大肠杆菌。 B.结果：32P组，上清液中放射性很低，沉淀物中放射性很高。 35S组，上清液中放射性很高，沉淀物中放射性很低。 （6） 实验结论:T2噬菌体的遗传物质是DNA。 【易错提醒】 （1）本实验采用对比实验(相互对照)。 （2）让已标记的噬菌体侵染大肠杆菌要经过短时间的保温，保温的时间要使全部噬菌体侵染细菌且未释放。 （3）用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌时，沉淀物有较高放射性的原因是可能由于搅拌不充分，有含35S的噬菌体外壳仍吸附在细菌表面，随细菌离心到沉淀物中。 （4）实验过程中，两次涉及大肠杆菌，这两次涉及的大肠杆菌区别是：第一次是有标记的大肠杆菌，第二次是未被标记的大肠杆菌。 （5）用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌，上清液中有较高放射性的原因是：培养时间过短，部分噬菌体还未侵染大肠杆菌；培养时间过长或搅拌过于剧烈，部分子代噬菌体已经释放。 核心知识3 烟草花叶病毒感染实验 考点1：烟草花叶病毒感染实验 1.烟草花叶病毒感染烟草的实验 （1）实验过程及现象 （2）实验结论：RNA是烟草花叶病毒的遗传物质，蛋白质不是烟草花叶病毒的遗传物质。 2.烟草花叶病毒重建实验示意图 实验结论：烟草花叶病毒的遗传物质是RNA 3.不同生物的核酸和遗传物质分析 生物类型 病毒 原核生物 真核生物 体内核酸种类 DNA或RNA DNA和RNA DNA和RNA 体内碱基种类 4种 5种 5种 体内核苷酸种类 4种 8种 8种 遗传物质 DNA或RNA DNA DNA 实例 T2噬菌体、烟草花叶病毒 乳酸菌、蓝细菌 玉米、小麦、人 4.对“DNA是主要的遗传物质”的理解 生物界中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。 【注意】 （1）具体某种生物的遗传物质是DNA或RNA，不能加“主要”二字。 （2）检测遗传物质的方法 ①减法原理：艾弗里及其同事做的肺炎链球菌的体外转化实验中，利用酶的专一性去除某种物质。 ②同位素标记法： a.确认是DNA，还是RNA，标记DNA、RNA的特定碱基，依据其是否被消耗确定——消耗T为DNA,消耗U为RNA； b.确认病毒中哪类分子起遗传作用,分别标记病毒的组成物质——核酸、蛋白质中的特有元素。 第三部分 分层专练·靶向攻关 题型专攻·基础题（北京视野，单选，3大题型） 考查重点：肺炎链球菌的转化实验；噬菌体侵染细菌的实验；DNA是主要的遗传物质 题型一：肺炎链球菌的转化实验 1．（2026·北京东城·二模）研究结果的合理推测或推论，可促进科学实验的进一步探究。下列对研究结果的推测或推论不正确的是（　　） 选项 研究结果 推测或推论 A 水分子通过细胞膜的速率高于脂双层构成的人工膜 细胞膜存在水分子通道 B 人成熟红细胞磷脂单分子层面积为表面积的2倍 细胞膜的磷脂分子排列为两层 C 加热致死的S型肺炎链球菌可使R型活菌转化为S型菌 加热致死的S型菌中存在转化因子 D 杂合子的自交后代性状分离比为3∶1 基因位于染色体上 A．A B．B C．C D．D 2．（25-26高三下·北京延庆·阶段检测）S型肺炎双球菌的荚膜表面具有多种抗原类型（如Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型等），不同的抗原类型之间不能通过突变而发生转换；在特殊条件下离体培养S-Ⅱ肺炎球菌可从中分离出R-Ⅱ型菌。将加热杀死的S-Ⅲ型菌与R-Ⅱ型菌混合后同时注入小鼠体内，小鼠患肺炎大量死亡，并从患病死亡小鼠体内获得具有活性的S-Ⅲ型菌；而单独注射加热杀死的S-Ⅲ型菌小鼠未死亡。此实验结果能支持的假设是（　　） A．S-Ⅲ型菌经突变形成了耐高温型菌 B．S-Ⅲ型菌是由R-Ⅱ型菌突变形成的 C．R-Ⅱ型菌经过转化形成了S-Ⅲ型菌 D．加热后S-Ⅲ型菌可能未被完全杀死 3．肺炎链球菌的转化实验中，使R型细菌转化为S型细菌的转化因子是（    ） A．荚膜 B．S型细菌的蛋白质 C．R型细菌的DNA D．S型细菌的DNA 4．为研究R型肺炎双球菌转化为S型的转化因子是DNA还是蛋白质，研究者进行了下图所示的转化实验。对本实验作出的分析，不正确的是（　　） A．甲、乙组培养基中只有S型菌落出现 B．本实验通过酶解去除单一成分进行研究 C．蛋白酶处理结果显示提取物仍有转化活性 D．本实验结果表明DNA使R型菌发生转化 5．（24-25高三上·北京海淀·期中）下列关于核酸是遗传物质的相关实验分析，正确的是（    ） A．肺炎链球菌转化实验中，DNA酶处理组不能长出S型菌落 B．肺炎链球菌转化实验中，R型菌通过基因突变转化为S型菌 C．含32P的噬菌体侵染细菌时，上清液放射性高是搅拌不充分所致 D．重组烟草花叶病毒侵染烟草，确认遗传物质是DNA而非RNA 6．（23-24高一下·北京·期中）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还是蛋白质，艾弗里进行了肺炎链球菌体外转化实验，其基本过程如图所示，下列叙述不正确的是（　　） A．实验设计采用减法原理，甲组为对照组 B．三组培养皿中，只有丙组仅含R型菌落 C．甲丙组的实验结果说明DNA是转化因子、蛋白质不是 D．该实验能证明肺炎链球菌的遗传物质是DNA 7．（23-24高三下·北京延庆·阶段检测）下列实验设计中未运用“减法原理”的是（    ） A．肺炎链球菌的体外转化实验 B．达尔文探究植物的向光性实验 C．研究分泌蛋白的合成和分泌过程 D．探究睾丸分泌雄激素的研究 8．（25-26高三上·北京海淀·阶段检测）艾弗里及其同事用 型和 型肺炎链球菌进行了实验，如表所示。下列说法错误的是（    ） 实验组号 接种菌型 加入物质 ① 型 型细菌的细胞提取物 — ② 型 蛋白酶 ③ 型 RNA酶 ④ 型 酯酶 ⑤ 型 DNA酶 A．①~④均会出现 型活细菌 B．②③④⑤利用了酶的专一性 C．实验设计严格遵循了单一变量原则 D．通过本实验说明DNA是主要的遗传物质 9．在对照实验中，实验组中的自变量通常可以用“加法原理”或“减法原理”进行控制。下列实验中，采用“减法原理”的是（    ） A．模拟生物体维持pH的稳定 B．尝试利用乙烯利催熟水果 C．比较过氧化氢在不同条件下的分解 D．艾弗里肺炎链球菌的体外转化实验 10．肺炎双球菌有许多类型，有荚膜的有毒性，能使小鼠患败血症而死亡，无荚膜的无毒性。科研人员所做的细菌转化实验如图所示，下列相关说法不正确的是（    ） A．能导致小鼠死亡的有a、d两组 B．d、e两组对比可说明转化因子是DNA而不是蛋白质 C．培养后的d组中所有的肺炎双球菌都具有毒性 D．d组产生的有毒性的肺炎双球菌能将该性状遗传给后代 题型二：噬菌体侵染细菌的实验 11．（2026·北京大兴·三模）在噬菌体侵染细菌的实验中，证明DNA是遗传物质的关键步骤是（    ） A．噬菌体吸附在细菌的细胞壁上 B．噬菌体将DNA注入到细菌体内 C．新合成的DNA和蛋白质外壳组装成子代噬菌体 D．释放的子代噬菌体与原先感染的噬菌体相同 12．（2026·北京昌平·二模）在下列生物学研究中使用的方法和技术，对应错误的是（　　） A．细胞学说建立——不完全归纳法 B．萨顿提出“基因在染色体上”——假说-演绎法 C．噬菌体侵染细菌实验——同位素标记技术 D．构建种群数量变化曲线——数学模型法 13．（2026·北京丰台·二模）下列关于研究方法或技术的叙述，错误的是（    ） A．孟德尔揭示分离定律，运用了假说-演绎法 B．施莱登和施旺建立细胞学说，运用了完全归纳法 C．赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌的实验，运用了放射性同位素标记技术 D．DNA半保留复制的实验中，利用离心法分离不同密度的DNA 14．（2026·北京昌平·二模）研究人员通过实验确定一种新型病毒的遗传物质是RNA。下列能为该结论提供证据的是（　　） A．检测病毒核酸的碱基组成，发现嘌呤数与嘧啶数相同 B．将病毒核酸与二苯胺试剂常温混合后直接观察，未出现蓝色反应 C．用3H标记宿主细胞中的尿嘧啶，在增殖产生的子代病毒中检测到放射性 D．用RNA酶处理过的病毒核酸侵染宿主细胞，细胞病变比例与对照组无显著差异 15．（24-25高三上·北京·阶段检测）噬菌体侵染大肠杆菌的实验流程如下图所示。该实验条件下，噬菌体每20分钟复制一代。下列叙述正确的是（　　） A．该实验证明了大肠杆菌的遗传物质是DNA B．大肠杆菌为噬菌体增殖提供了模板、原料、酶和能量 C．A组试管Ⅲ中含32P的子代噬菌体比例较低 D．B组试管Ⅲ上清液中的放射性强度与接种后的培养时间成正比 16．（2025·北京·模拟预测）噬菌体侵染细菌的实验流程如图所示，相关分析正确的是（　　） A组32P标记噬菌体：B组：S标记大肠杆菌 A．用含有32P的培养基获得带标记的噬菌体 B．实验结果为A组沉淀物放射性高于上清液 C．保温时间越长，B组沉淀物的放射性越高 D．该实验证明DNA的复制方式是半保留复制 17．（2025·北京·模拟预测）噬菌体侵染细菌的实验流程如图所示，相关分析正确的是（    ） A．用含有32P的培养基获得带标记的噬菌体 B．短时间保温，A组沉淀物放射性很高 C．保温时间越长，B组沉淀物的放射性越高 D．该实验证明DNA的复制方式是半保留复制 18．（2025·北京房山·一模）分枝杆菌的K7基因是维持TM4噬菌体吸附能力的关键基因。按照噬菌体侵染大肠杆菌的实验流程，进行相关实验。下列分析错误的是（    ） 选项 分枝杆菌 TM4噬菌体 实验结果 A 未敲除K7组和敲除K7组 35S标记 两组的上清液中放射性无明显区别 B 未敲除K7组和敲除K7组 32P标记 敲除K7组沉淀中放射性强度低于未敲除组 C 32P标记的未敲除K7组 未标记 释放的子代TM4均带有32P标记 D 35S分别标记未敲除K7组和敲除K7组 未标记 两组子代TM4放射性强度无明显差别 A．A B．B C．C D．D 19．（24-25高三上·北京朝阳·期中）T2噬菌体是专门寄生在大肠杆菌体内的病毒。关于T2噬菌体增殖过程的叙述，正确的是（    ） A．亲代噬菌体的蛋白质外壳进入细菌 B．子代噬菌体蛋白质是以细菌氨基酸为原料合成的 C．用32P标记亲代噬菌体，子代噬菌体都具有放射性 D．噬菌体DNA在复制过程中不会发生基因突变 20．（2024·北京石景山·一模）噬菌体侵染大肠杆菌的实验流程如下图所示。该实验条件下，噬菌体每20分钟复制一代。下列叙述正确的是（　　） A．该实验证明了DNA的复制方式为半保留复制 B．大肠杆菌为噬菌体增殖提供了模板、原料、酶和能量 C．A组试管III中含32P的子代噬菌体比例较低 D．B组试管III上清液中的放射性强度与接种后的培养时间成正比 题型三：DNA是主要的遗传物质 21．（2024·北京东城·二模）烟草花叶病毒（TMV）由蛋白质和RNA组成，用其RNA侵染正常烟草叶，叶片中可检测到TMV。TMV侵染会引发烟草细胞中基因N表达上调，介导烟草的抗病毒反应，在侵染位点处形成坏死斑。以下说法错误的是（    ） A．TMV的遗传物质是RNA B．可用烟草研磨液培养TMV C．敲除基因N会降低烟草抗TMV能力 D．坏死斑能限制TMV的进一步扩散 22．下列关于病毒的叙述，错误的是 A．从烟草花叶病毒中可以提取到RNA B．T2噬菌体可感染肺炎双球菌导致其裂解 C．HIV可引起人的获得性免疫缺陷综合征 D．阻断病毒的传播可降低其所致疾病的发病率 23．科学家进行烟草花叶病毒（TMV）的感染实验以期弄清其遗传机制，下列操作不可行的是（　　） A．提取TMV的RNA去感染烟草叶 B．提取TMV的蛋白质去感染烟草叶 C．提取TMV的DNA去感染烟草叶 D．用RNA酶处理过的RNA去感染烟草叶 24．某科研小组将烟草花叶病毒改造为载体，将抗旱基因导入烟草以获得抗旱品系。下列相关叙述正确的是（　　） A．烟草花叶病毒的遗传物质主要是RNA，变异能力较强 B．抗旱基因进入烟草后会通过半保留复制表达遗传信息 C．该项目能成功的原因之一是遗传密码基本上是统一的 D．用限制酶切割烟草花叶病毒的遗传物质形成黏性末端 25．烟草花叶病毒（TMV）有不同的株系，如S株系、HR株系等，不同株系侵染烟草叶片会使其出现不同类型的病斑。科学家提取了S株系、HR株系的RNA和蛋白质，进行了如下表所示的重组实验。下列叙述不合理的是（　　） 重组实验过程 结果 第一组：S-RNA+HR-蛋白质→感染烟草 烟草叶片出现病斑 第二组：HR-RNA+S-蛋白质→感染烟草 烟草叶片出现病斑 A．表中实验结果证明了烟草花叶病毒的遗传物质是RNA B．表中的第一组实验和第二组实验均属于实验组，二者相互对照 C．第一、二组病斑类型不同，从两组感染叶片中提取的子代病毒属于不同株系 D．为提高该实验的科学性，还应用S株系、HR株系的TMV分别侵染烟草叶片 26．烟草花叶病毒（TMV）是一种由一条单链RNA分子和包裹着它的蛋白质外壳组成的RNA病毒，有不同的株系，如S株系、HR株系等。某科研团队进行了病毒重建实验验证RNA是TMV的遗传物质：①分别提取S株系、HR株系的RNA和蛋白质；②将S株系的RNA和HR株系的蛋白质重组为新病毒a；③将HR株系的RNA和S株系的蛋白质重组为新病毒b；④分别用重组病毒感染烟草叶片。下列叙述错误的是（　　） A．TMV的蛋白质外壳能保护RNA并介导侵染宿主细胞 B．S株系与HR株系的根本差异是RNA碱基排列顺序不同 C．病毒a的后代都是S株系，病毒b的后代都是HR株系 D．实验设置重组病毒a和b的目的是验证蛋白质的稳定性 27．据报道，科学家发现了一种可以合成植物叶绿素的动物-海蛞蝓。海蛞蝓可能是从其吃掉的颤蓝细菌等生物身上获取了合成叶绿素的基因。下列有关叙述不合理的是（    ） A．颤蓝细菌等原核生物和真核生物都具有DNA和RNA两种核酸 B．颤蓝细菌与海蛞蝓的遗传物质都是DNA C．与颤蓝细菌相似，海蛞蝓体细胞可能也具有溶酶体和叶绿体 D．未合成叶绿素的海蛞蝓不能将光能转化为化学能，但仍能合成ATP 28．下列关于DNA和RNA的叙述，正确的是 A．原核生物的拟核DNA常作为基因工程中使用的载体 B．真核细胞内DNA和RNA的合成都只在细胞核内完成 C．原核细胞和真核细胞中基因表达都需要DNA和RNA参与 D．肺炎双球菌转化实验证明了DNA和RNA都是遗传物质 29．某病毒的遗传物质为单链结构，且含有尿嘧啶。下列叙述正确的是（　　） A．该病毒的遗传物质中含有脱氧核糖 B．可用含3H的胸苷对该病毒进行标记 C．该病毒增殖所需物质全部来自宿主细胞 D．RNA酶处理会导致该病毒丧失增殖能力 30．临床发现人体肝脏手术后，残留的肝细胞可重新进入细胞周期进行增殖；卵圆细胞能发生分化形成新的肝细胞，使肝脏逐渐恢复到原有体积。下列说法错误的是（　　） A．肝细胞的细胞周期应包含分裂间期和分裂期 B．肝脏细胞与卵圆细胞的遗传物质都是DNA C．卵圆细胞重新分化成肝细胞体现了基因选择性表达 D．肝细胞能重新增殖，能体现出细胞具有全能性 两年重难·情境题（主要北京模拟，单选、非选择题） 设题创新:肺炎克雷伯菌，考察DNA是主要的遗传物质(T1);条斑病噬菌体，考查噬菌体侵染细菌实验（T2）;RNA世界假说，考查RNA分子式遗传物质(T5);“绿色塑料”——“白色污染”的终结者，考查噬菌体侵染细菌的实验(T12) 1．肺炎克雷伯菌能以非编码RNA 的局部为模板，通过多轮滚环逆转录产生单链DNA，如图所示。当克雷伯菌被噬菌体侵染后，会以单链DNA为模板合成双链DNA，然后表达出氨基酸序列重复的 Neo蛋白，该蛋白可抑制细菌自身生长，从而阻止噬菌体复制。下列叙述正确的是（    ） A．细菌以非编码RNA 的局部为模板最终合成的双链DNA 具有遗传效应 B．翻译时 mRNA 上终止密码子5'-UAG-3'会和 tRNA 上5'-CUA-3'的反密码子配对 C．抑制细菌生长影响了噬菌体从细菌中获取细菌的氨基酸、DNA、能量等 D．逆转录过程中有磷酸二酯键的形成与断裂 2．条斑病噬菌体可与条斑病病原菌的外膜蛋白A结合，吸附在病原菌表面，从而触发噬菌体将DNA注入条斑病病原菌。研究人员使用了同位素标记的方法进行下列实验，其中实验结果正确的有几项（　　） 项目 条斑病病原菌 噬菌体 实验结果 ① 正常条斑病病原菌 14C标记 上清液放射性很低，沉淀物放射性很高 ② 正常条斑病病原菌 32P标记 上清液放射性很低，沉淀物放射性很高 ③ 敲除A基因的条斑病病原菌 35S标记 上清液放射性很高，沉淀物放射性极低 ④ 敲除A基因的条斑病病原菌 15N标记 上清液放射性很高，沉淀物放射性极低 A．1 B．2 C．3 D．4 3．某种呼吸道病毒借助囊膜上的S蛋白与宿主细胞膜上的ACE2受体特异性结合，引发细胞膜内陷形成囊泡包裹病毒颗粒进入细胞。实验表明，用酶解法去除S蛋白的糖链，其感染能力大幅下降，仅破坏宿主细胞膜的流动性。下列叙述错误的是（　　） A．病毒进入细胞过程所需的能量主要由病毒自身的ATP提供 B．用酶解法去除病毒S蛋白的糖链运用了减法原理 C．宿主细胞膜流动性的破坏可能会影响囊泡形成 D．病毒侵入细胞的过程表明细胞膜上的受体能特异性识别外部信号 4．为解决器官移植供体短缺问题，研究人员尝试培育含有人源化肾脏组织的人-猪嵌合胚胎。研究中构建了肾脏发育缺陷的猪胚胎，将过量表达MYCN和BCL2基因的人诱导多能干细胞（iPSCs）注入桑葚胚或囊胚后进行移植。实验流程如图所示，下列叙述正确的是（　　） 注：SIX1和SALL1基因缺失导致肾脏发育异常；MYCN基因具有促进细胞增殖等功能；BCL2基因能够抑制细胞凋亡。 A．将成纤维细胞注入去核的卵母细胞后，再用电融合法处理得到的重构胚可以直接移植 B．该技术得到的结果体现了人诱导多能干细胞（iPSCs）具有全能性 C．嵌合胚胎肾脏组织的形成完全依赖于注入的iPSCs，与猪胚胎自身细胞无关 D．与①相比，向桑葚胚中注入iPSCs后进行移植，利用了实验设计的加法原则 5．现代生物学告诉我们：在细胞中，DNA只有在蛋白质（酶）的作用下才能合成，而蛋白质也要有遗传物质DNA才能合成。在生命起源的过程中很难想象两种这么复杂的分子会同时出现，并且发生复杂的相互作用。人们不禁追问那到底谁先出现呢？有的学者提出了“RNA世界假说”，认为最先出现的是RNA。下列关于“RNA世界假说”说法不正确的是（　　） A．“RNA世界假说”的一个很重要的证据是细胞内有些酶是RNA B．在进化过程中DNA逐渐取代RNA作为主要的遗传物质，原因可能是DNA具有双螺旋结构 C．在进化过程中蛋白质逐渐取代RNA作为主要的酶，原因可能是蛋白质的空间结构多种多样 D．RNA因为自身结构上的不足，在细胞中既不适合作为遗传物质也不适合作为酶，逐渐会被淘汰 6．某野生型菌有两种突变株，分别是his-菌（不能合成组氨酸）和phe-菌（不能合成苯丙氨酸），都不能在基本培养基上生长。在U型管两侧分别培养his-菌及phe-菌（如图），培养过程中多次吹吸，培养液中添加DNA酶和某种噬菌体，U型管两侧用滤膜隔开，病毒和大分子可透过滤膜，而细菌不能透过。培养一段时间后，将phe-菌一侧的菌液涂布在无添加的基本培养基上，长出了野生型菌。下列相关说法正确的是（    ） A．该过程中噬菌体充当了基因转移的媒介 B．滤膜的存在完全阻断了两种细菌间的所有基因交流 C．培养液中的DNA酶可防止细菌自身DNA发生突变 D．野生型菌的出现说明两种突变株发生了染色体变异 7．T2噬菌体感染大肠杆菌后会抑制大肠杆菌自身基因的表达，同时立即在核糖体处产生大量“不稳定的RNA”，再合成蛋白质。为探究DNA和蛋白质之间的遗传信使是什么，研究人员提出“两种假说”并进行了如下图实验： 下列相关叙述不正确是（    ） A．步骤①的目的是让大肠杆菌合成分子量较大的“重核糖体” B．步骤②的目的是让“不稳定的RNA”带上放射性标记 C．若假说一正确，结果中会出现两条无放射性的条带 D．若假说二正确，仅在下层出现一个有放射性的条带 8．新发现一种病毒，科研人员设计两种方法探究该病毒的遗传物质：方法1，将该病毒核酸提取物分为两组，a组用适量DNA酶处理，b组用等量RNA酶处理，分别侵染宿主细胞，检测是否有子代病毒产生；方法2，分别用病毒侵染c组含放射性的尿嘧啶核糖核苷酸、d组含放射性的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的两种宿主细胞，检测子代病毒有无放射性。下列叙述错误的是（　　） A．方法1采用了“减法原理”，方法2的c、d组是对比实验 B．若方法1中a组无病毒产生，b组有病毒产生，说明遗传物质是DNA C．若遗传物质是RNA，d组病毒繁殖不可能利用胸腺嘧啶脱氧核苷酸 D．若遗传物质是RNA，c组子代病毒含放射性，d组子代病毒无放射性 9．M13是专一侵染大肠杆菌的单链DNA噬菌体，其DNA含6407个碱基。在侵染过程中，M13的DNA和部分蛋白质会同时进入宿主细胞。M13DNA复制过程如图所示。增殖产生的子代M13会从宿主细胞中分泌出来，而宿主细胞仍然能继续生长和分裂。若用M13替代T2进行噬菌体侵染大肠杆菌的实验，M13经放射性标记后，与未被标记的大肠杆菌混合并培养适当时间，搅拌、离心，再检测沉淀和上清液中的放射性。下列叙述正确的是（　　） A．用含的培养基直接培养M13，可获得放射性标记的噬菌体 B．用标记的M13侵染未被标记的大肠杆菌，沉淀中可检测到放射性 C．用标记的M13侵染未被标记的大肠杆菌，沉淀中检测不到放射性 D．M13不会裂解宿主细胞，比T2更适合作为材料用于证明DNA是遗传物质 10．噬菌体φX174的遗传物质是单链环状DNA分子，其侵入细胞后采用滚环方式复制（如图）。在滚环复制过程中，“-”链滚动并指导子链“+”链持续合成、伸长，该正在合成的“+”链是前导链，子“-”链的合成是间断的，形成冈崎片段后再连接，是后随链；当G1、G2积累到一定数量时，其滚环复制便不产生后随链，而是持续合成多拷贝的新“+”链DNA并切割和环化，产生大量的噬菌体单链环状（+）DNA。下列相关叙述正确的是（    ） 注：虚线及箭头表示子链合成与伸长方向，G1、G2可重复滚环复制；到一定的时候，不形成后随链，便可产生（+）DNA A．前导链的合成以“-”链为模板，后随链的合成以“+”链为模板 B．产生后随链时，G1的形成无需用到DNA连接酶，而G2需要 C．不产生后随链时，会持续合成冈崎片段再加工成单链环状（+）DNA D．滚环复制时，所用到的酶都催化合成磷酸二酯键或破坏氢键 11．肠道微生物对宿主健康具有重要影响，但目前缺乏对特定菌株进行基因编辑的有效手段。科研人员尝试使用M13噬菌体作为载体，对大肠杆菌进行基因编辑。 (1)M13噬菌体与T2噬菌体相似、能够侵染大肠杆菌，其蛋白质外壳留在菌体外，头部的_____注入菌体内，指导子代噬菌体的复制增殖。与T2噬菌体不同，被M13噬菌体侵染的大肠杆菌不发生裂解。 (2)科研人员将绿色荧光蛋白基因特异性序列（sgfp）、Cas酶基因与利用特定方法得到的M13噬菌体的环状DNA进行重组，构建重组基因编辑质粒（pCG）、如图1。 ①构建PCG需要用到的工具酶有_____。 ②以PCG的绿色荧光蛋白基因特异性序列（sgfp）经_____过程形成的RNA，会靶向结合绿色荧光蛋白基因，从而使Cas酶能够切割绿色荧光蛋白基因。 (3)科研人员将绿色荧光蛋白基因和红色荧光蛋白基因导入大肠杆菌，获得GS菌株。先用添加GS菌株的饲料喂养小鼠，一段时间后，将小鼠分为实验组和对照组。其中，实验组小鼠用添加含_____的M13噬菌体和_____ 的饲料喂养，以筛选获得肠道微生物被基因编辑的小鼠。本实验对照组使用的质粒应当包括图1中的_____。 a、Cm+    b、sgfp     c、Ori     d、Cas (4)为确认M13噬菌体作为载体对大肠杆菌进行基因编辑的可行性和特异性，科研人员检测肠道微生物的变化，结果如图2。 ①图2中，标号为a、c的区域分代表含有红色荧光的微生物和无荧光的微生物，b区域代表含有_____荧光的微生物。 ②图3-1为实验组第0天小鼠肠道微生物的荧光情况。请在答题纸的图3-2中标注该组小鼠第14天时肠道微生物的荧光区域编号。_____ ③图2表明，实验中M13噬菌体能_____。 “绿色塑料”——“白色污染”的终结者 由聚苯乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等制成的塑料制品引发的“白色污染”一直是人类社会面临的一大难题。聚羟基脂肪酸酯（PHA）是由细菌合成的一种胞内聚酯，可作为细菌的储能物质，也可作为家畜的饲料来源，同时它具有类似于合成塑料的理化特性，且废弃后对环境无害并易被生物降解，因此有广阔的应用前景。 嗜盐细菌生活在咸水中，能产生PHA，若选为目标菌种，则可用海水替代淡水作为发酵溶剂，节约大量淡水资源。从海水中获取的嗜盐菌种易被海洋中数量巨大的噬菌体侵染，因此不能用于工业生产。新疆的艾丁湖湖水盐浓度高达200g/L，此地酷热干燥，科学家从中找到了可能用来生产PHA的菌种——野生型LS21。 菌种生产PHA需要用到脂肪酸、丁酸等成本较高的底物。科研人员重构了菌种的底物代谢途径，可用廉价糖类甚至餐余垃圾直接合成PHA，并通过一定技术手段调控代谢途径，实现PHA产量的优化。菌种对氧气的利用率很低，发酵后期随着细胞密度的上升，鼓入的空气难以满足细胞对氧气的需求，整个发酵体系会一直处于低氧状态。科研人员通过基因工程手段给其配备血红蛋白，提高菌种对氧气的利用率，降低能耗的同时也提高了底物转化率。 对微生物细胞形态的改造也可提高PHA合成。例如，过表达SulA 基因可以阻遏细胞的正常分裂，使得细胞变成狭长的线形，增大的胞内空间使 PHA 积累量提高27%；敲除细胞骨架蛋白基因MreB，并在低拷贝质粒上弱表达MreB，可以减弱细胞壁强度，当胞内有PHA积累时则撑大了细胞体积，从而增加PHA的积累空间。菌体的增大使其可以通过自然沉降而分离，进而降低了提取PHA的成本。 当菌种达到一定密度后，会引发群体效应（QS），菌群释放AHLs（信号分子）与相应受体蛋白结合，影响PHA合成相关基因的表达，进而降低PHA产量。 （1）生产“绿色塑料”目标菌种的代谢类型是______________。 （2）从艾丁湖中找到的野生型LS21不会被海水中的噬菌体所侵染，从细胞成分和结构角度分析原因____________________________。 （3）从艾丁湖中筛选野生型LS21的基本流程是_____________________________。 （4）结合本文信息， 写出“改造后的目标菌种”的筛选指标_______________。 （5）SulA蛋白是细胞分裂______________（抑制/促进）因子。文中可得出细胞骨架的功能是_______________。 （6）PHA目前的商业生产价格为每千克2．2-5．0欧元，而聚丙烯塑料的价格仅为每千克1．0欧元。请提出两种可能继续降低成本的设想____________ 。 五年真题·压轴题（主要北京视野，单选） 高频考点：肺炎链球菌转化实验，噬菌体侵染细菌实验，DNA是主要的遗传物质 1．（2013·北京·高考真题）关于高中生物学实验的基本原理，叙述不正确的是 A．噬菌体须在活菌中增殖培养是因其缺乏独立的代谢系统 B．提取组织DNA是利用不同化合物在溶剂中溶解度的差异 C．成熟植物细胞在高渗溶液中发生质壁分离是因为细胞壁具有选择透（过）性 D．PCR呈指数扩增DNA片段是因为上一轮反应产物可作为下一轮反应模板 2．（2015·北京·高考真题）下列对各种生物大分子合成场所的叙述，正确的是(　　) A．酵母菌在高尔基体中合成膜蛋白 B．肌细胞在细胞核中合成mRNA C．T2噬菌体在细菌细胞核内合成DNA D．叶肉细胞在叶绿体外膜上合成淀粉 （2026·浙江·高考真题）阅读下列材料，完成下面小题。 M13是专一侵染大肠杆菌的单链DNA噬菌体，其DNA含6407个碱基。在侵染过程中，M13的DNA和部分蛋白质会同时进入宿主细胞。M13DNA复制过程如图所示。增殖产生的子代M13会从宿主细胞中分泌出来，而宿主细胞仍然能继续生长和分裂。 3．下列关于M13遗传物质和遗传信息的叙述，正确的是（     ） A．M13遗传物质中的嘌呤数与嘧啶数相等 B．正链DNA与负链DNA的碱基序列相同 C．RFDNA的复制过程需DNA聚合酶参与 D．M13遗传信息的转录和翻译不能同时进行 4．若用M13替代T2进行噬菌体侵染大肠杆菌的实验，M13经放射性标记后，与未被标记的大肠杆菌混合并培养适当时间，搅拌、离心，再检测沉淀和上清液中的放射性。下列叙述正确的是（     ） A．用含35S的培养基直接培养M13，可获得放射性标记的噬菌体 B．用35S标记的M13侵染未被标记的大肠杆菌，沉淀中可检测到放射性 C．用32P标记的M13侵染未被标记的大肠杆菌，沉淀中检测不到放射性 D．M13不会裂解宿主细胞，比T2更适合作为材料用于证明DNA是遗传物质 5．（2025·海南·高考真题）某小组模拟赫尔希和蔡斯的T2噬菌体侵染大肠杆菌实验时，应用假说-演绎法推测出①~⑥种假设，如图。下列有关叙述错误的是（    ） A．实验1中，若离心后上清液的放射性高，沉淀物的放射性极低，则说明仅假设②正确 B．实验2中，若离心后上清液的放射性极低，沉淀物的放射性高，则说明仅假设⑤正确 C．若实验1子代噬菌体无放射性、实验2子代的部分菌体有放射性，则说明噬菌体的遗传物质是DNA D．若用35S和32P同时标记的噬菌体进行实验，则离心后上清液和沉淀物均有放射性 6．（2025·河南·高考真题）在T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验中，子代噬菌体中的元素全部来自其宿主细胞的是（　　） A．C B．S C．P D．N 7．（2024·甘肃·高考真题）科学家发现染色体主要是由蛋白质和DNA组成。关于证明蛋白质和核酸哪一种是遗传物质的系列实验，下列叙述正确的是（    ） A．肺炎链球菌体内转化实验中，加热致死的S型菌株的DNA分子在小鼠体内可使R型活菌的相对性状从无致病性转化为有致病性 B．肺炎链球菌体外转化实验中，利用自变量控制的“加法原理”，将“S型菌DNA+DNA酶”加入R型活菌的培养基中，结果证明DNA是转化因子 C．噬菌体侵染实验中，用放射性同位素分别标记了噬菌体的蛋白质外壳和DNA，发现其DNA进入宿主细胞后，利用自身原料和酶完成自我复制 D．烟草花叶病毒实验中，以病毒颗粒的RNA和蛋白质互为对照进行侵染，结果发现自变量RNA分子可使烟草出现花叶病斑性状 20 / 21 学科网（北京）股份有限公司 $ 第19讲 DNA是主要的遗传物质 分层专练·靶向攻关 题型专攻·基础题 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 D C D A A C C D D C 题号 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 答案 B B B C C B B D B C 题号 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 答案 B B C C A D C C D D 二年重难·情境题 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 A B A D D A C C B A 11．(1)DNA (2) 限制酶和DNA连接酶 转录 (3) pCG 羧苄青霉素 acd (4) 红、绿叠加色 成功地特异性敲除绿色荧光蛋白基因 12． 异养需氧型 噬菌体侵染细菌具有专一性，噬菌体侵染细菌需要与细菌表面某些特定物质识别，海水中的噬菌体不能识别LS21 取湖水→涂布在（高盐）培养基上→培养→挑取单菌落种，分别扩大培养→检测菌的数目和PHA产量→获得目标菌株 PHA产量、氧气利用效率、发酵底物的多样性、菌体形态大小 抑制 维持细胞形态 ①抑制目标菌的群体效应；②将厂房建在海边，降低海水运输成本； ③改进 PHA 提取方法；   ④寻找更广泛更廉价的发酵底物； ⑤进一步研究和优化代谢途径。 五年真题·压轴题 题号 1 2 3 4 5 6 7 答案 C B C B B B D 20 / 21 学科网（北京）股份有限公司 $