第19讲 DNA是主要的遗传物质（培优专练）（26年高考真题+强化训练+限时模拟）（全国通用）2027年高考生物一轮复习高效培优系列

**基本信息** 以经典实验为基石，通过“原理定位-信息提取-逻辑推理”三阶方法体系，系统构建遗传物质探究的实验设计与分析能力，融合科学史与前沿科研情境，强化科学思维与探究实践。 **专项设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |真题·命题感知|3道高考真题|实验原理定位法、信息提取法、概念辨析法|从艾弗里实验减法原理切入，延伸至DNA结构与复制、原核基因表达等核心概念| |进阶·强化演练|16道情境/图表/实验题|变量控制原理（加法/减法）、配对逻辑分析法、教材实验归类法|以科学史探究为主线，串联噬菌体侵染、细菌转化等实验，构建“实验设计-结果分析-结论推导”逻辑链| |拔高·限时模拟|20道综合题|假说演绎法、放射性同位素示踪技术应用|整合病毒增殖、基因重组等拓展知识点，形成从基础实验到复杂情境的能力进阶|

第19讲 DNA是主要的遗传物质（一轮培优练） 目 录 真题·命题感知（含2026高考真题） 1 进阶·强化演练（含情景探究、图表分析、实验探究类） 4 拔高·限时模拟（75分钟 100分） 28 真题·命题感知 1．（2026·广东·高考真题）艾弗里等人将DNA酶加入细胞提取物探究生物的遗传物质。下列科学史实验运用的自变量控制原理与该实验相同的是（     ） A．将胰岛提取物注入被摘除胰腺的狗探究糖尿病的治疗 B．移植睾丸到被阉割的公鸡探究雄激素的分泌器官 C．用锡箔罩住金丝雀虉草胚芽鞘尖端探究植物向光性原因 D．向水稻幼苗喷施赤霉菌培养基滤液探究恶苗病成因 命题情境 本题以经典遗传物质探究实验 —— 艾弗里体外转化实验为核心素材，对比高中生物经典科学史实验的自变量控制逻辑，围绕减法原理创设对比分析题型。依托遗传学、动物激素、植物激素经典实验，考查实验设计的单一变量控制思路，贴合高考注重科学探究、实验逻辑辨析的命题趋势。 考点解读 核心考点：实验自变量控制的加法原理、减法原理；艾弗里肺炎双球菌体外转化实验原理；教材经典科学实验变量分析。 艾弗里实验自变量逻辑：向 S 型菌细胞提取物中加入 DNA 酶，特异性去除 DNA 这一变量，属于减法原理（人为去除某种影响因素，观察实验结果变化）。 各选项原理区分： A：给摘除胰腺的狗添加胰岛提取物，人为增加变量，加法原理； B：给阉割公鸡移植睾丸，补充缺失器官，加法原理； C：锡箔罩住尖端，人为隔绝光照、去除尖端感光条件，减法原理，与题干一致； D：施加赤霉菌滤液，额外添加外源物质，加法原理。 解题方法 实验原理定位法：先判定艾弗里实验采用减法原理，再逐一匹配选项变量控制方式，直接锁定 C。 概念辨析法： 减法原理：人为除去某一因素，阻断该因素作用； 加法原理：人为增加某一因素，补充该因素作用。 教材实验归类法：熟记遮光、切除、酶解、阻断类操作均为减法；注射、移植、施加外源物质为加法。答案：C （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。 2．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 命题情境 本题以新型单链 DNA 噬菌体 M13 为新颖科研情境，结合噬菌体侵染原核生物大肠杆菌的生理过程，融合 DNA 结构、DNA 复制、原核生物基因表达三大核心知识点，以图文信息为载体，考查学生提取题干陌生信息、结合基础知识点推理判断的能力，符合高考 “新情境、旧知识” 命题特点。 考点解读 核心考点：单链 / 双链 DNA 碱基数量规律、DNA 复制条件、碱基互补配对、原核生物转录翻译同步性。 A 错误：M13 遗传物质为单链 DNA，无严格碱基互补配对，嘌呤总数≠嘧啶总数；双链 DNA（RF DNA）才满足嘌呤 = 嘧啶。 B 错误：正链与负链遵循碱基互补配对，碱基序列互补、不相同。 C 正确：RF DNA 为双链 DNA，DNA 复制合成子链必须依赖 DNA 聚合酶催化脱氧核苷酸连接。 D 错误：宿主大肠杆菌是原核生物，无核膜分隔，噬菌体 DNA 进入细胞质后，转录和翻译可同时同步进行。 解题方法 信息提取法：抓住题干关键信息 “单链 DNA 噬菌体”“侵染大肠杆菌（原核）” 快速突破 A、D 两个易错选项。 基础直判法：DNA 复制的必备酶为 DNA 聚合酶，直接判定 C 正确。 配对逻辑分析法：双链正负链碱基互补，序列相反，排除 B。 答案：C 3．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 命题情境 本题基于经典 T2 噬菌体侵染实验进行变式创新，更换实验材料为 M13 噬菌体，利用题干给出的特殊侵染特征（DNA + 部分蛋白质一同进入宿主、不裂解细菌）创设对比探究情境，考查噬菌体标记方法、离心分层放射性分布、实验材料优劣分析，侧重信息获取与对比推理能力。 考点解读 核心考点：噬菌体同位素标记原理、噬菌体侵染实验离心放射性分布、T2 与 M13 噬菌体特性对比、证明 DNA 是遗传物质实验的选材要求。 A 错误：噬菌体无细胞结构，不能直接利用培养基营养繁殖，必须先培养大肠杆菌，再用标记后的大肠杆菌侵染 M13，才能标记噬菌体。 B 正确：M13 的 DNA 会进入大肠杆菌，离心后大肠杆菌重量大分布在沉淀，因此沉淀能检测到 DNA 放射性。 C 错误：题干明确 M13 侵染时部分蛋白质同步进入宿主细胞，沉淀（大肠杆菌）中会出现少量蛋白质放射性。 D 错误：T2 噬菌体侵染后裂解细菌，可清晰区分子代噬菌体；M13 持续留在细胞内分泌释放，蛋白质、DNA 长期混杂在菌体中，放射性干扰严重，不适合证明 DNA 是遗传物质。 解题方法 情境特点：均采用前沿科研材料、教材经典科学史为命题背景，结合生产、生物实验热点； 考查逻辑：陌生材料 + 课本基础知识点，侧重信息提取、概念辨析、实验逻辑推理； 解题通用思路： ① 先定位生物类型 / 实验类型（原核 / 真核 / 病毒、加法 / 减法实验）； ② 提取题干限定关键信息（单链 DNA、蛋白进入宿主、不裂解细胞等）； ③ 拆分结构、代谢、实验操作对应知识点，逐一排除错误选项； ④ 区分易混概念（单链 / 双链 DNA、加法 / 减法原理、T2/M13 侵染差异）。 答案：B 进阶·强化演练 情境探究类 1．【科学史探究情境】艾弗里及其同事利用肺炎链球菌的不同亚型（如：RⅡ、SⅡ、SⅢ等）进行如下实验： 甲组：SⅡ经诱变可产生RⅡ，部分RⅡ可回复突变为SⅡ，但无法突变为SⅢ； 乙组：RⅡ可存在多种亚型，分别与加热杀死的SⅢ混合，只有RⅡ36A可以转化为SⅢ； 丙组： 关于实验下列说法错误的是（    ） A．甲组可为RⅡ36A转化为SⅢ提供间接证据 B．RⅡ菌在固体培养基上形成的菌落表面是粗糙的 C．X酶可能是酯酶、蛋白酶、RNA酶或DNA酶 D．乙组其他类型不能实现转化的原因是SⅢ的DNA变性 2．【微生物遗传突变科研】某大肠杆菌野生型菌株（m⁺）群体中出现一种缺乏菌毛的菌株（m⁻），将 m⁻菌株单独培养一段时间，后代中又出现野生型表型的菌株X。欲判断菌株X是m⁻基因回复突变为m⁺所致，还是m⁻基因所在DNA分子上的另一位点的抑制因子突变，掩盖了原来突变型的表型效应所致，某同学将菌株X与野生型菌株混合培养，观察子代表型。已知大肠杆菌菌株之间的 DNA 可能会发生同源重组，下列说法正确的是（    ） A．菌株X产生的原理与肺炎链球菌转化实验中R型菌转化为S型菌的原理相同 B．若发生回复突变，菌株 X的基因型为m+m+或m+m- C．若子代大肠杆菌全为野生型表型菌株，可确定菌株X是回复突变所致 D．若子代大肠杆菌中出现突变型菌株，菌株X的产生很可能是抑制因子突变所致 3．【教材生物科学史综合】生物科学史是生物科学形成、发展和演变的历程，是探索生命现象及其本质的史实。下列叙述错误的是（　　） A．小鼠细胞和人细胞融合实验运用了荧光染料标记技术 B．萨顿研究基因和染色体的位置关系运用了假说—演绎法 C．我国科学家采用独创的花粉管通道法将Bt基因导入棉花细胞 D．艾弗里证明DNA是肺炎链球菌的遗传物质的实验运用了减法原理 阅读下列材料，完成下面小题。 材料一：1928年，英国科学家格里菲思发现了肺炎链球菌的转化现象。格里菲思用肺炎链球菌感染小鼠，实验过程及结果如图所示。格里菲思认为加热杀死的S型菌体内的某种物质可使R型菌转化为S型菌，并将这种物质称为“转化因子”。 材料二：1944年，美国科学家埃弗里（O。Avery）和他的同事们宣布S型菌体内具有转化活性的物质为DNA．他们对S型菌的粗提取液进行多次分离和提纯，并测定提纯物的转化能力，其结果均指向了同一物质-脱氧核糖核酸。为进一步确定该物质，他们用不同的酶去破坏该物质的生物活性，结果表明胰蛋白酶、RNA酶等对该物质的生物活性无影响，但DNA酶可以使该物质失去转化能力。 4．【经典体内转化实验史】下列关于格里菲思所做的肺炎链球菌体内转化实验的叙述，错误的是（    ） A．甲组和乙组对照，说明S型肺炎链球菌有毒，而R型肺炎链球菌无毒 B．乙组和丙组对照，说明加热杀死的S型肺炎链球菌失去毒性 C．丙组和丁组对照，说明R型肺炎链球菌转化成了S型肺炎链球菌 D．从丁组死亡的小鼠血液中分离出活的S型菌，不能说明这种转化是可遗传的 5．【经典体外转化实验史料】下列关于埃弗里所做的肺炎链球菌体外转化实验的叙述，错误的是（    ） A．该实验用到了分离、提纯、离心和同位素示踪等技术 B．分离得到的各种物质须分别与活的R型菌进行混合培养，以完成相关转化实验 C．胰蛋白酶、RNA酶等处理粗提取液后，不影响转化，表明蛋白质和RNA不是转化因子 D．DNA酶处理S型菌的粗提取液后，失去转化能力，表明DNA是促使转化的物质 6．【微生物营养缺陷型杂交实验】现有两种不同营养缺陷型的大肠杆菌突变体菌株A和B，A菌株（met- bio- thr+ leu+ thi+）可在添加了甲硫氨酸和生物素的基本培养基上生长；B菌株（met+ bio+ thr- leu- thi-）可在添加了苏氨酸、亮氨酸和硫胺素的基本培养基上生长。A和B菌株混合培养在完全培养基上，几小时后离心，涂布在基本培养基上，长出原养型菌落（营养要求与野生型相同）。已知链霉素处理不会杀死A、B菌株，但会导致菌株不分裂，科研人员先用链霉素处理A菌株，然后与B菌株混合培养在完全培养基上，经离心和涂布在基本培养基后能得到原养型菌落，若先用链霉素处理B菌株，然后与A菌株混合培养在完全培养基上，最终在基本培养基上无原养型菌落产生，相关分析不合理的是（ ） A．菌株A和B都是由野生型菌株基因突变而来 B．欲证明原养型菌落的产生必须通过细胞的直接接触需设计对照实验 C．该实验可证明原养型菌落的产生是DNA从A菌落转移到B菌落的结果 D．若将A菌株和C菌株（met- bio+ thr+ leu- thi-）混合培养也会得到原养型菌落 7．【温和噬菌体溶原化分子科研】噬菌体的溶原化，是指温和噬菌体感染细菌后，不立即裂解宿主，而是将其DNA整合到细菌的DNA或游离为质粒，进入沉默、休眠的潜伏状态（称为原噬菌体），并随细菌分裂稳定传代。其过程如图所示。下列说法错误的是（　　） 吸附→注入线性DNA→形成环状DNA→表达阻遏蛋白维持休眠→随细菌复制传代→诱导后切离DNA→进入裂解细菌模式 A．形成环状DNA 依赖黏性末端互补配对和DNA连接酶修复 B．溶原化的原噬菌体由蛋白质和DNA构成 C．宿主DNA损伤可能是切离DNA的诱因 D．溶原化是温和噬菌体为抵御不良环境在长期进化中形成的适应策略，是自然选择的结果 8．【细菌转导 U 型管实验探究】在U型管两侧分别培养野生型菌及合成代谢突变菌phe-（无法合成苯丙氨酸），在培养液中加入了充足的DNA酶。经抽吸后，将右侧的菌液涂布在无苯丙氨酸的培养基上，长出了野生型菌，同时在右侧发现了一定量的噬菌体P，P侵染细菌后可合成子代噬菌体并裂解细菌。下列说法错误的是（    ） A．实验证明DNA酶不能抑制突变菌向野生菌的转化 B．噬菌体P外壳错误包装宿主细菌的部分DNA片段 C．噬菌体P参与了两细菌之间遗传物质的传递 D．培养基上出现野生型菌的原因是发生了基因重组 9．【农业生物防治生产应用】科研团队研发出利用噬菌体来防治植物细菌病害的新型“生物农药”。与化学农药相比，该“生物农药”（    ） A．可防治各种病原体 B．可完全取代化学农药 C．起效快但不持久 D．可减少环境污染 10．【朊病毒致病前沿科研】朊病毒（PrPsc）是一类仅由蛋白质构成的具感染性的因子，朊病毒侵入牛体后，可以诱导牛脑部组织细胞中的蛋白PrPc的空间结构发生改变成为PrPsc，实现朊病毒的增殖，最终引起疯牛病。为验证朊病毒是具有感染性的蛋白质，某小组进行了如下实验。下列相关叙述正确的是（　　） A．增殖时，合成朊病毒核酸的核苷酸来自牛脑组织细胞 B．牛脑组织细胞中合成蛋白PrPc的模板来自朊病毒 C．搅拌的目的是使未侵入细胞的朊病毒与细胞分成上层和下层 D．预期结果是a、b无放射性，d的放射性明显高于c的 11．【细菌转化分子调控科研】（多选）研究表明，各种代谢因素通过操纵子comCDE调控肺炎链球菌转化。基因comC的表达产物为感受态刺激因子（CSP），基因comD的蛋白产物为CSP的受体，两者结合后可磷酸化comE蛋白，进而诱导comX基因表达产生具有活性的σ因子，调控一系列与细菌转化相关的基因表达，使细菌形成感受态而发生转化。下列相关叙述正确的是（　　） A．磷酸化comE蛋白与comX的编码区结合，促进σ因子合成 B．用Ca2+处理肺炎链球菌，可以促进comCDE相关基因表达 C．用高浓度CSP处理comE基因缺失的肺炎链球菌，该菌可发生转化 D．用高浓度σ因子处理comE基因缺失的肺炎链球菌，该菌可发生转化 12．【课堂交流生活化综合】在一次关于生物学知识的交流中，同学们提出了很多的观点和问题。 甲同学：细菌和真菌都是有细胞壁、细胞膜、细胞质和细胞核。 乙同学：病毒没有细胞结构，而且只能寄生在活的细胞里才能生存。 丙同学：蜘蛛结网的技艺非常高超，这种行为是先天性行为吗？ 丁同学：蝗虫属于节肢动物，它们的发育过程有什么特点？ 根据同学们的讨论，回答下列问题。 (1)对比甲、乙同学的观点，表述正确的是______同学。 (2)蜘蛛从出生之日起就会自行结网，且结网技巧与成年蜘蛛相比毫不逊色。从行为获得的途径来看，蜘蛛结网的行为属于______行为，该行为是由动物体内的______决定的。 (3)由图一可知，蝗虫的发育过程要经历受精卵→若虫→成虫三个时期，像这样的发育过程我们称之为______变态发育。 (4)家兔的长毛和短毛是一对相对性状，分别由常染色体上的基因A和a控制。如图二所示，亲代长毛雄兔（A_）和短毛雌兔（aa）交配后，若子代性状表现为既有长毛兔也有短毛兔，且数量比列接近_______时，可推测亲代雄兔的基因组成为______。 13．【水稻抗逆转基因育种科研】为应对干旱、高盐、低温等不利环境因素，植物在长期进化过程中形成了一系列胁迫响应机制。CIPK基因在响应上述非生物胁迫时具有重要作用。为了探究OsCIPK12基因（水稻的CIPK基因之一）是否与水稻的干旱耐受性相关，研究人员通过转基因技术得到了三个OsCIPK12基因过表达株系（T4、T8、T11），并对转基因植株进行了抗逆性实验，部分结果如图1、2所示。图3为水稻气孔开闭机制示意图，当组成气孔的细胞——保卫细胞吸水时，气孔打开，反之气孔关闭。据此分析回答下列问题： (1)上述实验中，通过构建OsCIPK12过表达株系来探究OsCIPK12基因响应干旱胁迫的机制，体现了自变量控制的_______（“加法”或“减法”）原理。 (2)已知可溶性糖可作为细胞的渗透调节物质，结合实验结果推测，OsCIPK12过表达株系水稻抗旱性比野生型的_______，原因可能是_____，从而确保光合作用的正常进行。 (3)植物在响应干旱胁迫的过程中，_____（填主要相关植物激素）的含量会增加以促进气孔关闭。综合上述实验可说明，植物生长发育的调控，是由______调节共同完成的。 14．【丙肝病毒人体代谢医学科研】丙型肝炎病毒（HCV）是一种RNA病毒，研究者研究了HCV感染细胞的过程（如图1），同时绘制出了HCV对肝细胞代谢影响的示意图（如图2），“＋”表示该过程强于正常细胞，“－”表示该过程弱于正常细胞。 （1）结合图1中信息用中心法则及其发展的表达方式写出HCV增殖的过程：_________。 （2）图2中物质A为__________，物质B为__________。 （3）结合图2可知，HCV感染后对肝细胞糖代谢的影响体现在__________。 ①葡萄糖彻底氧化分解加强    ②葡萄糖转化为脂肪的过程加强 ③肝糖原的水解减弱      ④肝糖原的合成减弱 ⑤糖酵解加强        ⑥葡萄糖转化为氨基酸的过程加强 （4）由图2推测HCV的感染会导致脂肪肝（症状为甘油三酯在肝细胞中堆积）的发病几率__________（选填“增加”或“降低”）。运用所学知识结合图2解释导致这一结果的原因是：___________________________________________________。 15．【综合遗传学经典史料】下列是遗传学方面的相关问题，请回答。 （1）果蝇被广泛地应用于遗传学研究的各个方面，用15N对果蝇精原细胞的一条染色体上的DNA双链进行标记，正常情况下（不考虑交叉互换）该精原细胞减数分裂形成的精子中，含15N的精子所占比例为_____。 （2）在格里菲思的肺炎双球菌实验中，将S型细菌加热杀死的过程中，其蛋白质变性失活，用双缩脲试剂检验___________（能/不能）呈现紫色；但是S型细菌加热杀死的过程中，其内部的DNA在加热结束后，随温度的恢复又逐渐恢复活性，这体现了DNA分子结构的___________性。 （3）烟草花叶病毒可以使烟草患病，其遗传物质是RNA，在有关酶的催化下完成RNA自我复制。请用文字和箭头表示子代烟草花叶病毒遗传物质及蛋白质外壳的合成过程______________________。研究发现，与用烟草花叶病毒感染相比，单独用RNA感染烟草时效率很低，推测可能是因为在感染过程中，部分裸露的病毒RNA结构被宿主细胞内的___________破坏。 （4）视网膜色素变性病是一种单基因遗传病，是影响人类健康的重要因素之一。有科学家发现，某小鼠种群中也有这种单基因遗传病，为研究人类视网膜色素变性病提供了实验材料。 ①为确定视网膜色素变性病的遗传方式，请用小鼠进行杂交实验，根据实验结果与结论完成以下内容。 实验材料：选择亲本表现型为______________________的小鼠作为杂交实验材料。 杂交方法：_________________________________。 实验结果：子一代表现型均正常。 结论：视网膜色素变性病的遗传方式为常染色体上隐性遗传病。 ②视网膜色素变性病也有发生在X染色体上的隐性遗传，若用荧光分子标记法检测，女性患者体细胞在有丝分裂中期有_____________个荧光点. 16．【肠道菌群代谢医学科研情境】高脂饮食与肥胖和糖尿病的发生密切相关。肠道菌群参与宿主物质代谢及营养的吸收，肠道菌群结构改变会影响宿主机体的代谢。为探究肠道菌群结构改变对高脂饮食诱导的糖耐受性变化的影响，研究人员用小鼠开展实验。实验分组和实验前的处理如表所示。检测各组小鼠肠道中微生物数量的相对比例，结果如图1所示。实验中，对空腹状态下的各组小鼠进行葡萄糖灌胃，检测灌胃后小鼠的血糖含量，并分析其糖耐受性，结果如图2所示（糖耐受性正常的小鼠在灌胃2小时后，血糖可接近或略高于空腹水平）。回答下列问题： Ctrl组 HF组 ABX组 COMB组 前2周 普通饮食+灌胃生理盐水 普通饮食+灌胃生理盐水 普通饮食+灌胃混合抗生素 普通饮食+灌胃混合抗生素 后8周 普通饮食 高脂饮食 普通饮食 高脂饮食 (1)分析表格，该实验对自变量的控制采用了________原理；实验前2周对小鼠灌胃混合抗生素的目的是________。 (2)根据图1的数据，从群落的角度分析，高脂饮食对肠道菌群的影响有________（答出2点）。分析图2可知，肠道菌群结构改变有利于改善高脂饮食诱导的糖耐受性变化，理由是_________。 (3)研究发现，人类肠道菌群失调可能会导致菌源DPP4酶进入肠组织，并降解宿主细胞中具有活性的GLP-1（胰高糖素样肽-1，可促进胰岛素分泌，抑制胰高血糖素分泌），从而促进糖尿病的发生。据此分析，高脂饮食使小鼠的糖耐受性受损的原因可能是________。 (4)请结合上述研究，提出2条治疗高脂饮食引起的糖尿病的新思路：_________。 图表分析类 1．【癌变、实验加法原理】研究人员为探究二甲双胍对肝癌的治疗效果，将构建的肝癌模型小鼠分为甲、乙两组进行实验：甲组注射等量的生理盐水；乙组注射一定量的二甲双胍溶液，持续处理12周，检测相关生理指标，结果如图所示。下列叙述错误的是（　　） A．可通过基因编辑技术向小鼠体内引入致癌突变构建肝癌模型小鼠 B．该实验中自变量控制遵循了加法原理，肿瘤数量、肿瘤体积为因变量 C．二甲双胍可能通过激活小鼠免疫系统的免疫监视功能来清除肿瘤细胞 D．由肿瘤数量和肿瘤体积差异表明，二甲双胍影响细胞增殖，不诱导细胞凋亡 2．【菌群、有氧呼吸、减法原理】为研究肠道菌群在有氧运动能力中的作用，用生理盐水溶解抗生素Abx后，灌入小鼠肠胃中，检测小鼠在跑步机上的运动表现，结果如图。下列分析错误的是（    ） A．对照组用相同剂量的生理盐水灌入小鼠肠胃 B．小鼠有氧呼吸产生CO2的阶段需要氧气的参与 C．Abx清除肠道菌群应用了变量原则的“减法原理” D．结果表明肠道菌群促进了小鼠的有氧运动能力 3．【逆转录病毒增殖】研究表明猪内源性逆转录病毒（PERV）能够将自己的基因整合到猪基因组中，如图是PER的生活史示意图。有关叙述正确的是（    ） A．受体与PERV结合说明细胞膜具有进行细胞间信息交流的功能 B．过程①②③④都需要模板、原料、能量和酶 C．分别用35S和15N标记PERV的蛋白质和RNA以探究其遗传物质 D．过程④需要猪细胞提供核糖体和tRNA等 4．【TMV 实验，RNA 为遗传物质】如图为烟草花叶病毒重建实验示意图，下列相关叙述正确的是（    ） A．在降解过程中需要用到蛋白酶 B．该实验不能说明DNA是主要的遗传物质 C．该实验的关键思路是将RNA和蛋白质分开 D．在烟草花叶病毒侵染烟草的过程中会发生逆转 5．【细菌接合、质粒基因重组】某些土壤细菌间存在遗传物质传递现象，供体菌（F+）通过性菌毛将质粒F传递给受体菌（F-），如图所示。下列相关叙述正确的是（　　） A．供体菌内的所有环状DNA均由脱氧核苷酸通过氢键连接而成 B．图示机制与肺炎链球菌的转化实验所体现的基因重组完全相同 C．质粒可携带遗传信息，作为原核生物的基因的主要载体 D．推测土壤中某些细菌的抗药性可来自其他具有抗药性的细菌 6．【大肠杆菌 F 因子接合转移】致育因子又称F因子，是游离在大肠杆菌细胞质中的一种环状DNA，能指导性菌毛的合成，性菌毛形成连接相邻大肠杆菌间的通道。含致育因子的大肠杆菌（F+）借助通道将自身的遗传物质传递给不含致育因子的大肠杆菌（F－），继而完成细胞的暂时沟通和遗传物质转移，F－转化为F+，过程如图所示。下列相关叙述正确的是（    ） A．F－转化为F+的过程中未发生基因重组 B．F+中的F因子仅有一条DNA链进入F－ C．完成转化过程的F－获取了F+中的大多数性状 D．F－转化为F+的转化过程需要内切酶、DNA酶、DNA连接酶和解旋酶参与 7．【经典遗传实验辨析】实验结果是对实验现象的直接描述，而实验结论则是对实验现象的更深层次的解释和认识。下列实验结果和结论的对应，不合理的是（    ） 实验名称 实验结果 结论 A 伞藻的嫁接、核移植 伞藻帽的形状与细胞核有关 细胞核控制细胞的代谢和遗传 B 小鼠细胞和人细胞融合 融合细胞膜上两种颜色荧光染料标记的蛋白质分子均匀分布 细胞膜具有流动性 C 格里菲思肺炎双球菌体内转化 无毒性的R型活细菌转化为有毒性的S型活细菌 DNA是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质 D 培养液中酵母菌种群数量的变化 酵母菌数量随着培养时间的增加逐渐增加，达到最大值后逐渐趋于稳定 营养物质、生存空间及代谢产物都会影响酵母菌种群数量 A．A B．B C．C D．D 8．【同位素标记遗传实验】同位素示踪技术是揭示生命活动规律的重要手段，下列有关同位素标记的四组实验分析正确的是（　　） 实验组 标记元素 标记化合物 实验材料 检测目标 放射性结果 甲 18O 水 小球藻 光合作用产物O2 检测到 乙 3H 亮氨酸 胰腺细胞 分泌的胰液 检测到 丙 35S 甲硫氨酸 T2噬菌体 子代噬菌体外壳 未检测到 丁 14C 胸腺嘧啶核苷酸 大肠杆菌 复制后的DNA分子 检测到 注：病毒侵染实验中宿主细胞未裂解；丁组大肠杆菌在含12C的培养基中培养多代。 A．甲组光合作用产物O2检测到放射性，说明光合作用产物O2中的氧原子来自H2O B．乙组在分泌的胰液中检测到了放射性，说明胰液中含有蛋白质 C．丙组未检测到35S，证明噬菌体蛋白质未进入宿主细胞且未参与子代合成 D．丁组DNA含14C，说明大肠杆菌通过半保留方式复制DNA 9．【TMV 实验，RNA 是遗传物质】烟草花叶病毒（TMV）是一种RNA病毒，会使烟草得花叶病。将TMV置于某种溶液中震荡，可以将病毒的蛋白质外壳与RNA分子分离。某实验小组为了探究TMV病毒的遗传物质，将TMV的蛋白质外壳和RNA分离后分别感染烟草，实验结果如图所示。回答下列问题： (1)根据图示实验结果可以得出的实验结论为__________。若要进一步证明该结论，可以利用"减法原理”补充一个实验组，实验组的主要操作为__________，结果是烟草不会得花叶病。 (2)霍氏车前草病毒（HRV）也是一种RNA病毒。TMV蛋白质外壳由TMV遗传物质指导合成，可以被TMV抗体灭活，但不受HRV抗体的影响；HRV蛋白质外壳由HRV遗传物质指导合成，可以被HRV抗体灭活，但不受TMV抗体的影响。某实验小组为了证明这两种病毒的遗传物质都是RNA，设计了如下实验： ①用HRV的RNA和TMV的蛋白质外壳重组形成杂种病毒A，用__________重组形成杂种病毒B。 ②将适量健康烟草平均分成甲、乙两组，分别用上述两种重组病毒侵染这两组烟草，一段时间后，从这两组烟草的病斑中分别分离出病毒。 ③分别用TMV抗体和HRV抗体处理甲组分离出的子代病毒，分别用TMV抗体和HRV抗体处理乙组分离出的子代病毒。 实验结果：甲组子代病毒的蛋白质外壳________；乙组子代病毒的蛋白质外壳________________。 实验结论：霍氏车前草病毒（HRV）和烟草花叶病毒（TMV）的遗传物质都是RNA。 10．【菌群实验、变量控制原理】高脂饮食与肥胖和糖尿病的发生密切相关。肠道菌群参与宿主物质代谢及营养的吸收，肠道菌群结构改变会影响宿主机体的代谢。为探究肠道菌群结构改变对高脂饮食诱导的糖耐受性变化的影响，研究人员用小鼠开展实验。实验分组和实验前的处理如表所示。检测各组小鼠肠道中微生物数量的相对比例，结果如图1所示。实验中，对空腹状态下的各组小鼠进行葡萄糖灌胃，检测灌胃后小鼠的血糖含量，并分析其糖耐受性，结果如图2所示（糖耐受性正常的小鼠在灌胃2小时后，血糖可接近或略高于空腹水平）。回答下列问题： Ctrl组 HF组 ABX组 COMB组 前2周 普通饮食+灌胃生理盐水 普通饮食+灌胃生理盐水 普通饮食+灌胃混合抗生素 普通饮食+灌胃混合抗生素 后8周 普通饮食 高脂饮食 普通饮食 高脂饮食 (1)分析表格，该实验对自变量的控制采用了________原理；实验前2周对小鼠灌胃混合抗生素的目的是________。 (2)根据图1的数据，从群落的角度分析，高脂饮食对肠道菌群的影响有________（答出2点）。分析图2可知，肠道菌群结构改变有利于改善高脂饮食诱导的糖耐受性变化，理由是_________。 (3)研究发现，人类肠道菌群失调可能会导致菌源DPP4酶进入肠组织，并降解宿主细胞中具有活性的GLP-1（胰高糖素样肽-1，可促进胰岛素分泌，抑制胰高血糖素分泌），从而促进糖尿病的发生。据此分析，高脂饮食使小鼠的糖耐受性受损的原因可能是________。 (4)请结合上述研究，提出2条治疗高脂饮食引起的糖尿病的新思路：_________。 11．【TMV 重组验证 RNA 遗传物质】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，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_________________，两者形成_______实验。 （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）科学家们从TMV中分离出a、b两个不同品系继续进行实验，其过程和结果如下表： 则表中的①的操作应为__________________，从病斑中分离出的病毒类型②是_________。以上各实验结果说明___________________________。 12．【肺炎链球菌转化原理】肺炎链球菌分为S型菌和R型菌，加热灭活的S型菌会遗留下完整的细菌DNA的各个片段。下图为肺炎链球菌转化实验的实质，据图分析回答下列问题。    (1)艾弗里等人选用肺炎链球菌作为实验材料具有的优点有_____，在该实验中控制自变量采用的实验原理是_____。 (2)据图推测S基因的作用是_____，作为遗传物质必须具备的特点有_____（答出2点）。 (3)已知S型菌分为SI、SII、SIII类型，R型菌分为RI、RII、RIII类型。R型菌可接受不同S型菌的S基因并转化成相应的S型菌；R型菌只可回复突变为相应类型的S型菌。现有SI、RI、RII三种类型的肺炎链球菌，从中选择合适的肺炎链球菌，设计实验通过观察细菌类型，探究R型菌是发生了转化还是发生了回复突变。 实验思路：_____。 实验结果及结论： 若_____则说明只发生了转化； 若_____则说明只发生了回复突变； 若_____则说明发生了转化和回复突变。 13．【艾弗里实验、DNA 半保留复制】1953年，沃森和克里克发表了论文：《核酸的分子结构——DNA的结构》，人类开启了分子生物学时代，阐明了遗传物质的构成和传递途径。在此后短短的几十年里，人类破解了一个又一个生命之谜。攻克癌症、摆脱遗传病......曾经那些遥不可及的梦想也变得触手可及。 (1)当DNA双螺旋结构被发现前，虽然人们已经知道DNA和RNA这两种核酸，但关于遗传物质的争论从未暂歇，很多伟大的科学家都为之付出了努力，比如艾弗里等人进行的离体细菌转化实验，如下图。 肺炎链球菌是原核生物，原因是________，S型肺炎链球菌的菌体有多糖类的________，在培养基上形成的菌落表面光滑，有毒性，可使小鼠患败血症死亡；上述实验结果是，甲组培养皿中存在________，乙组培养皿中存在R型菌落，丙组培养皿中存在R型菌落；实验结论是________是遗传物质。 (2)在人们已经得到DNA的双螺旋结构之后，科学家们通过一个非常巧妙的实验，首次在分子水平上成功地证明了DNA的半保留复制（如下图）。 该实验中采用的实验方法有________（填两种）；第三代中，含14N标记的DNA占________。DNA复制过程所需的酶主要有两种，是________，若某DNA分子片段共200个碱基对，其中腺嘌呤有60个，连续复制2次则需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸________个。 14．【噬菌体载体、同位素标记侵染】基因文库是指包含某一生物基因组DNA片段的全部克隆，即将整个基因组DNA切成片段，并用合适的载体将全部DNA片段进行克隆。如图是构建染色体DNA基因文库的示意图，采用λ噬菌体为载体，将重组DNA分子导入大肠杆菌，得到携带重组DNA分子的细菌群体，即构成基因文库。回答下列问题： 注：cos位点是λ噬菌体DNA分子两端的特殊识别序列。 (1)实验室常用牛肉膏蛋白胨培养基培养细菌，其中牛肉膏提供的主要营养有碳源、氮源、磷酸盐和______等。在培养大肠杆菌时，常用酵母提取物（粉末状）代替牛肉膏制备培养基，从营养成分和实验操作的角度分析，可能的原因是______（答出2点即可）。 (2)上述操作过程中，采用限制酶消化DNA片段，其中“消化”实质上指的是______，连接反应过程中用到的分子工具是______，λ噬菌体能与质粒一样作为“分子运输车”，其原因是______。 (3)利用上述方法构建基因文库后，需要从文库中筛选出含目的基因的克隆菌落。请从分子水平的检测角度，提出2种简便的方法：______。 (4)某兴趣小组想利用图中方法构建重组噬菌体，同时利用放射性同位素标记的方法判断重组噬菌体感染大肠杆菌是否成功，请简要描述实验过程： ①______； ②用限制酶部分消化得到外源DNA片段； ③______； ④进行连接反应，得到重组噬菌体，并侵染未被标记的大肠杆菌； ⑤保温一段时间，______。 实验探究类 1．【逆转录病毒与遗传信息传递】学习以下材料，回答下列小题。 人类基因组古病毒“复活”驱动衰老 细胞衰老是机体衰老及各种衰老相关疾病发生发展的重要诱因。人类基因组潜藏着诸多“老化”信号，这些“老化”信号常受到表观遗传的严密监控而处于沉默状态，但在年龄增加的过程中，这些“老化”信号逐渐逃离监控，进而激活细胞内的一系列衰老程序。 数百万年前，远古逆转录病毒入侵整合到人类的基因组并潜伏下来，这些病毒被称为“内源性逆转录病毒（ERV）”。我国科学家首次发现了ERV在细胞衰老过程中能被再度唤醒，其机制如下图所示。衰老细胞中表观修饰改变后导致基因组中ERV DNA被激活，通过一系列过程产生新的病毒颗粒。在衰老细胞的细胞质基质中，ERV RNA还能形成ERV DNA，使细胞误以为有外界病毒入侵，从而激活cGAS-STING天然免疫通路，使细胞产生并分泌SASP，SASP则会进一步加速细胞衰老。另一方面，衰老细胞释放的ERV病毒颗粒可通过旁分泌或体液运输的方式在器官、组织、细胞间传递，最终使得年轻细胞因受“感染”而老化。 该研究为衰老及老年疾病的评估和预警提供了科学依据，在此基础上，可开发有效延缓组织乃至系统衰老的干预技术，为衰老相关疾病的防治提供新的策略。 (1)细胞衰老的过程是细胞的生理状态和化学反应发生复杂变化的过程，请从细胞形态结构和功能两个角度，各写出一点衰老细胞的主要特征：_____。 (2)请依据中心法则用文字和箭头画出衰老细胞基因组中ERV DNA被激活后遗传信息的流动过程图_____。 (3)在观察到衰老细胞中存在病毒颗粒后，研究者通过PCR技术和_____技术检测了衰老细胞培养液和年轻细胞培养液中ERV RNA及ERV表面特异性蛋白的含量，并通过电子显微镜观察细胞膜和周围环境中是否存在ERV病毒颗粒。研究者进行以上三个实验的目的是_____。 (4)请选择相应处理和实验结果完善以下实验，为验证“衰老细胞释放的ERV病毒颗粒能够使年轻细胞老化”这一观点提供支持证据。 实验组 对照组 实验结果 ①_____ + ②_____ 共同孵育一段时间后，加入培养年轻细胞的培养液中 ③_____ + ④_____ 共同孵育一段时间后，加入培养年轻细胞的培养液中 ⑤_____ a．年轻细胞的细胞匀浆                        b．衰老细胞的细胞匀浆 c．培养了年轻细胞一段时间的培养液            d．培养了衰老细胞一段时间的培养液 e．抗ERV抗体                            f．无关抗体 g．吸附在实验组细胞上的ERV比对照组多    h．吸附在实验组细胞上的ERV比对照组少 i．实验组细胞的衰老相关指标高于对照组      j．实验组细胞的衰老相关指标低于对照组 (5)请根据图示信息提出一种干预策略用于抑制ERV“复活”引起的衰老_____。 2．【噬菌体展示、基因工程与细胞凋亡】KLA是一类在细胞内诱导细胞凋亡的小分子抗癌肽，但其进入细胞的能力很弱。研究者利用噬菌体展示技术筛选靶向胰腺癌细胞的多肽，并利用该多肽对KLA进行改造，以提高其进入细胞的能力，进而增强其抗癌效果。 (1)M13噬菌体是一种________在大肠杆菌体内的DNA病毒。以胰腺癌细胞特异性表达的B蛋白为靶点，设计不同DNA片段，插入M13噬菌体外壳蛋白基因中，并以融合蛋白的形式表达到噬菌体表面，从而获得展示不同多肽的M13噬菌体库。 (2)将M13噬菌体库与胰腺癌细胞共孵育，筛选靶向B蛋白的多肽，过程如图。    第一次洗脱的目的是洗去________的噬菌体，对第二次洗脱获得的噬菌体进行扩增，重复如图过程。多轮淘选后，对筛选出的噬菌体进行DNA测序，并与________比对，获得靶向胰腺癌细胞的HMN多肽及TAP多肽的编码序列。 用荧光素标记HMN及TAP多肽，分别与胰腺癌细胞混合，保温后漂洗，检测荧光强度，发现________，因此选取HMN多肽进行后续实验。利用基因工程技术获得HMN-KLA融合多肽，发现胰腺癌细胞对融合多肽的摄取率显著提高。 (3)评估HMN-KLA融合多肽对胰腺癌细胞的影响，结果如图。    如图结果表明，________。 (4)线粒体损伤可导致膜电位下降，释放细胞色素C蛋白至细胞质基质，进而诱导细胞凋亡的发生。线粒体膜电位正常时，荧光染料M以红色荧光聚集体的形式存在于线粒体中；膜电位下降时，染料M不能在线粒体中聚集，而以绿色荧光单体的形式存在于细胞质基质中。 为验证“融合多肽通过破坏线粒体诱导胰腺癌细胞凋亡”，利用题目给定的材料和设备提出实验思路________。 主要材料和设备：胰腺癌细胞、培养基、HMN-KLA融合多肽、染料M、显微镜 3．【噬菌体转录、同位素标记实验】噬菌体是生物实验的重要材料，而 SP8 噬菌体可侵染枯草杆菌。请回答下列问题。 (1)SP8 噬菌体遗传物质在枯草杆菌细胞中转录所需的酶和原料分别是 _______________。 (2)将 SP8 噬菌体的 DNA 用 32P 充分标记，并侵染枯草杆菌。若保温时间过长，则放射性 出现的情况是 _________。 (3)已知 DNA 在高温下两条链可解旋为单链，若再缓慢冷却，两条互补链还会重新结合 为双链。SP8 噬菌体 DNA 的两条链重量不同，一条链称为重链，另一条互补链称为轻链， 重链和轻链在加热分开后，可以用密度梯度离心方法将它们分离。 现利用以上材料和相关 技术设计实验探究：转录是以 DNA 的一条链还是两条链作为模板？ ①实验思路： ___________。 ②预期结果： _________________。 4．【基因调控、实验减法原理】玉米的光周期响应是影响其开花时间的关键因素。蓝光会通过ZmFKF1a（蓝光受体）及ZmGI1蛋白来调控开花基因的表达，从而调控玉米的开花时间，具体机制如图所示。回答下列问题： (1)ZmFKF1a的化学本质是________，其与ZmGI1结合形成复合物后，一方面可增强________的稳定性，另一方面该复合物通过________进入细胞核后，可________，从而使玉米植株开花提前。 (2)为验证ZmFKF1a与ZmGI1能形成复合物，科学家构建了ZmFKF1a-GFP（绿色荧光蛋白）和ZmGI1-RFP（红色荧光蛋白）两种融合蛋白的基因，在植物细胞中共同表达后，如观察到细胞核内出现______________________，则说明ZmFKF1a与ZmGI1能形成复合物。 (3)为验证ZmFKF1a调控开花时间的分子机制，科学家构建了野生型（WT）、ZmFKF1a突变体（fkf1a）、ZmGI1突变体（gil）及双突变体，并检测了它们在蓝光照射下的开花时间，结果发现WT在第45天左右时开花，fkf1a在第70天左右时开花，gil及双突变体均在第74天左右时开花。 ①分析实验材料，该实验控制自变量时利用了________原理。 ②gil与双突变体的开花时间基本相同，这说明________________________。 ③结合图示信息推测，fkf1a的细胞核中ZmGI1的含量会________（填“高于”“基本等于”或“低于”）WT，原因是____________________________________（答出2点）。 5．【噬菌体重组，DNA 是遗传物质】绿脓杆菌是一种临床上较常见的致病细菌。科研人员欲利用噬菌体来杀灭高耐药性绿脓杆菌，将噬菌体PaPl的DNA和噬菌体JG的蛋白质外壳重组获得重组噬菌体，噬菌体JG、噬菌体PaP1、重组噬菌体对不同类型（PA1、PAO1）的绿脓杆菌的吸附率如下图所示。回答下列问题：    (1)据上述实验结果推测，噬菌体JG对绿脓杆菌______（填“PA1”或“PAO1”）的杀灭效果更好，重组噬菌体侵染绿脓杆菌后繁殖出的子代噬菌体对绿脓杆菌______（填“PA1”或“PAO1”）的吸附率更高。 (2)据上述实验结果推测，噬菌体对绿脓杆菌的吸附率主要取决于噬菌体的______（填“蛋白质外壳”或“DNA”） (3)有人认为上述实验还不够严密，为保证实验的科学性，增强实验的说服力，应增设D组，具体做法是用______侵染不同类型（PA1、PAO1）的绿脓杆菌，测定该重组噬菌体对不同类型（PA1、PAO1）的绿脓杆菌的吸附率。实验A组和D组子代噬菌体分别是______（填“噬菌体JG和噬菌体PaP1”或“噬菌体PaP1和噬菌体JG”），说明DNA是遗传物质。 (4)某生物兴趣小组在模拟蔡斯和赫尔希的实验时，观察了35S标记的噬菌体（甲组）和32P标记的噬菌体（乙组）保温时间长短与上清液的放射性高低的关系，下列曲线图中，能正确反映甲、乙实验结果的分别是______。    6．【同位素标记、DNA 遗传优势】朊病毒是一种只含蛋白质而不含核酸的病原微生物。按照图示1→2→3→4进行实验，验证朊病毒侵染因子是蛋白质，题中所用牛脑组织细胞为无任何标记的活体细胞。请据图分析回答下列问题： （1）本实验采用的研究方法是_______。 （2）从理论上讲，经1→2→3→4实验离心后，沉淀物中_______（填“能大量”或“几乎不能”）检测到32P，出现上述结果的原因是：_______。 （3）如果再添加一个试管5，从试管2中提取朊病毒后，先加入试管5，同时添加35S标记的（NH4）235SO4，连续培养一段时间后，再提取朊病毒加入试管3，培养适宜时间后离心，检测放射性应主要位于_______中，原因是：_______。 （4）绝大多数生物以DNA作为遗传物质的原因是：与RNA相比，DNA分子 _______。 a．结构简单b．碱基种类多  c．结构相对稳定  d．复制的准确性高 7．【噬菌体侵染、RNA 病毒遗传物质验证】生物体的遗传物质指的是亲代与子代之间传递遗传信息的物质。科学家经实验探索发现，除一部分病毒的遗传物质是RNA、朊病毒的遗传物质是蛋白质外，其余的病毒以及全部具典型细胞结构的生物的遗传物质都是DNA。根据所学知识，回答下列问题： (1)如图为某同学用模型模拟的噬菌体侵染细菌的过程。则 ①噬菌体正确的侵染顺序是a→____→a（用字母和箭头表示）。 ②若用35S标记的噬菌体进行实验，子代噬菌体合成蛋白质外壳时所需的原料由____提供，该组实验结果说明____。若在实验过程中检测到上清液和沉淀物中均有放射性，原因最可能是____。 ③若用32P标记的噬菌体进行实验，最终在新形成的____（填“少量”“大量”或“全部”）噬菌体中能检测到32P。 (2)已知车前草病毒（HRV）与烟草花叶病毒（TMV）的结构非常相似，都由蛋白质和RNA组成，都能侵染烟草叶片，但二者在叶片上形成的病斑形态有很大区别。科学家用TMV进行实验证明RNA是某些病毒的遗传物质时发现，从TMV中提取出单独存在的RNA和蛋白质不稳定，导致实验效果不太理想。请结合HRV补充完整下列对该实验的改进方案： 实验方案：步骤一：用____构建重组病毒甲； 步骤二：用____构建重组病毒乙； 步骤三：再用____，培养一段时间后观察烟草是否出现病斑和病斑的形态。 拔高·限时模拟 一、选择题：本题共15小题，每小题3分，共45分。 1．为加深对赫尔希和蔡斯“T2噬菌体侵染细菌”实验的理解，某生物兴趣小组通过绘图进行讨论学习。据图分析，下列叙述错误的是（    ） A．该兴趣小组通过构建物理模型开展学习 B．图中T2噬菌体的黑色部分代表被标记 C．搅拌促使噬菌体从大肠杆菌内释放出来 D．离心的目的是为了沉淀培养液中的大肠杆菌 2．1952年，赫尔希和蔡斯完成了著名的“噬菌体侵染细菌”的实验。下列分析正确的是（　　） A．需用含35S或32P的培养基培养噬菌体，得到含35S或32P标记的噬菌体 B．保温时间过长不影响35S标记组的实验结果 C．若实验二中的c的放射性偏高，与④过程中搅拌不充分有关 D．实验一和实验二的子代噬菌体均含有少量放射性 3．赫尔希和蔡斯利用T2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，T2噬菌体侵染大肠杆菌20分钟会引起大肠杆菌裂解。下列叙述正确的是（    ） A．A组试管Ⅰ获得的噬菌体2的DNA和蛋白质分别被32P和35S标记 B．B组试管Ⅱ培养20分钟后，得到的子代噬菌体的DNA均含32P C．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 D．搅拌不充分会造成A组试管Ⅲ上清液的放射性强度减弱 4．艾弗里及其同事利用肺炎链球菌的不同亚型（如：RⅡ、SⅡ、SⅢ等）进行如下实验： 甲组：SⅡ经诱变可产生RⅡ，部分RⅡ可回复突变为SⅡ，但无法突变为SⅢ； 乙组：RⅡ可存在多种亚型，分别与加热杀死的SⅢ混合，只有RⅡ36A可以转化为SⅢ； 丙组： 关于实验下列说法错误的是（    ） A．甲组可为RⅡ36A转化为SⅢ提供间接证据 B．RⅡ菌在固体培养基上形成的菌落表面是粗糙的 C．X酶可能是酯酶、蛋白酶、RNA酶或DNA酶 D．乙组其他类型不能实现转化的原因是SⅢ的DNA变性 5．赫尔希和蔡斯的T2噬菌体侵染细菌实验，其中一组如下图所示，下列叙述正确的是（　　） A．过程①保温时间的长短不会对实验结果产生影响 B．T2噬菌体的侵染实验通过步骤②实现噬菌体的蛋白质与DNA分离 C．过程③中分离出的子代噬菌体，大部分含31P，少部分含32P D．该组实验不能根据放射性结果证明DNA是噬菌体的遗传物质 6．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 7．ФX174噬菌体特异性寄生于大肠杆菌，其中大肠杆菌的R2基因是被噬菌体吸附和侵染的关键基因，R2基因敲除的大肠杆菌无法被噬菌体吸附。科研人员参照赫尔希和蔡斯的实验流程，设置多个实验，实验处理如下表所示。下列叙述正确的是（　　） 实验 大肠杆菌处理 ФX174噬菌体处理 ① 无同位素标记，分为R2基因未敲除组和R2基因敲除组 用35S标记 ② 处理同① 用32P标记 ③ 处理同① 用3H标记 ④ 用标记，分为R2基因未敲除组和R2基因敲除组 未被同位素标记 A．实验①R2基因敲除组沉淀物中放射性强度显著低于未敲除组 B．实验②R2基因敲除组和未敲除组上清液中放射性强度无明显差异 C．实验③R2基因敲除组沉淀物中放射性强度显著低于未敲除组 D．实验④培养后获得的子代噬菌体中只有少部分带有3H标记 8．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 9．X病毒由蛋白质和RNA构成，能侵染特定细菌。研究人员用放射性同位素分别标记X病毒的蛋白质和RNA，然后侵染未标记的细菌，实验结果如表所示。下列叙述正确的是（    ） 组别 标记部位 侵染后检测目标 放射性检测结果 甲组 蛋白质 细菌细胞内 无放射性 乙组 RNA 细菌细胞内 有放射性 丙组 蛋白质 细菌细胞外 有放射性 丁组 RNA 细菌细胞外 无放射性 A．为标记病毒，需用含放射性同位素的培养基直接培养X病毒 B．由甲组和丙组结果可知，X病毒的蛋白质外壳未进入细菌细胞 C．由乙组和丁组结果可知，X病毒的RNA进入细菌细胞，并在其中复制 D．该实验证明了X病毒的遗传物质是RNA，故RNA是病毒主要的遗传物质 10．图甲是将加热杀死的S型细菌与R型活细菌混合注射到小鼠体内后两种细菌的含量变化；图乙是噬菌体侵染细菌实验的部分操作步骤。下列有关叙述错误的是（　　） A．图甲中出现的S型细菌是由R型细菌转化并增殖而来的 B．图乙中上清液的放射性很高，沉淀物的放射性很低 C．图乙中噬菌体增殖需要细菌提供原料、能量、酶等 D．图乙搅拌的目的是将噬菌体的蛋白质外壳与DNA分开 11．如图是以肺炎链球菌为实验材料探究生物遗传物质的实验。下列分析错误的是（    ）    A．该实验单独探究了S型细菌的DNA和蛋白质的作用 B．甲组培养皿中有S型细菌出现，加热没有破坏转化因子的活性 C．乙组培养皿与丙组培养皿中的肺炎链球菌种类都不相同 D．若设丁组不加入DNA酶，与丙组对比则说明丁组提取物含DNA 12．某些细菌受到噬菌体侵染后，会将部分噬菌体DNA片段整合到细菌DNA片段中并遗传给子代。当再次感染相同噬菌体后，细菌会产生crRNA、tracrRNA、Cas9蛋白等并形成复合体结构。该结构能剪切噬菌体DNA而达到免疫的目的（如图所示）。下列叙述错误的是（　　） A．该复合体结构可以水解磷酸二酯键 B．合成crRNA的模板链来源于整合的噬菌体DNA片段 C．tracrRNA连接环内含A－U、C－G碱基对，可形成特定的空间结构 D．若设计特定的tracrRNA序列，则该复合体结构可用于敲除特定的基因 13．下图表示探索遗传物质的经典实验的部分过程，①～④组经过相关实验处理。图中④组的实验处理是（    ）    A．S型细菌+DNA酶+R型细菌 B．加热杀死的R型细菌+S型细菌 C．加热杀死的S型细菌+R型细菌 D．S型细菌+蛋白酶+R型细菌 14．单链RNA病毒可诱导机体产生大量抗菌肽来降低肠道内菌群的数量和丰富度，导致有益菌群受到削弱从而降低机体抗病毒能力。下列叙述错误的是（　　） A．病毒的单链RNA能携带遗传信息 B．抗菌肽与RNA均是由单体聚合形成的 C．抗菌肽与RNA均含有C、H、O、N四种元素 D．服用抗菌肽制成的药物，可以增强机体抵抗病毒的能力 15．用32P标记的T2噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌，在适宜温度下保温培养，定时取样并离心，检测沉淀物的放射性强度，结果如图所示。下列分析正确的是（　　） A．0～a段沉淀物和上清液放射性强度都很低 B．a～b段沉淀物放射性上升，是由新合成的子代噬菌体DNA积累导致 C．b～c段放射性下降，是因为大肠杆菌裂解，子代噬菌体释放至上清液 D．c点后放射性稳定，说明噬菌体DNA已全部整合到大肠杆菌DNA上 二、非选择题：本题共5题，共55分。 16．（每空1分，共15分）肺炎链球菌的转化实验和T2噬菌体侵染细菌的实验是证明DNA是遗传物质的两大经典实验， I.已知S型菌分为I-S、Ⅱ-S、Ⅲ-S三种类型，R型菌分为I-R、Ⅱ-R、Ⅲ-R三种类型。研究发现许多细菌有自然转化能力。在格里菲思所做的肺炎链球菌转化实验中，无毒性的Ⅱ-R型活细菌与加热致死的Ⅲ-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。对于S型活细菌是怎样出现的，主要存在2种假说。假说一：R型菌突变为S型菌；假说二：加热致死的S型菌中有某种物质进入了R型菌体内导致其转化。请回答下列问题： (1)S型肺炎链球菌的菌体有多糖类的________，在培养基上形成的菌落表面______，可使小鼠患败血症死亡。 (2)自然状态下会有R型菌突变为同型的S型菌，如I-R可突变为I-S，但不会突变为Ⅲ-S。事实上，格里菲思从小鼠体内未分离出有毒性的________型活细菌，证实了假说一是不合理的。 (3)为研究R型菌转化为S型菌的转化因子是DNA，艾弗利的实验流程如图所示： 若要去除提取液中的蛋白质，通常向提取液中加入_________这在实验变量的控制上采用了________原理 Ⅱ.赫尔希和蔡斯利用放射性同位素标记技术证明DNA才是真正的遗传物质。 (4)实验包括4个步骤：a．T2噬菌体与未被大肠杆菌混合培养；b．35S或32P分别标记T2噬菌体；c．放射性检测；d．离心分离。该实验步骤的正确顺序是_________（请用字母和→表示）。 (5)赫尔希和蔡斯用不同的放射性同位素分别标记噬菌体的DNA和蛋白质，而不是同时标记在同一个噬菌体上，这其中的设计思路是：___________。 (6)若合成DNA的原料用32P标记，用含此原料的培养基培养T2噬菌体，_________（填“能”或“否”）获得DNA被32P标记的T2噬菌体。若用DNA被32P标记的T2噬菌体侵染普通大肠杆菌，则子代T2噬菌体的DNA含P的情况是_________，离心后，发现放射性物质主要存在于__________（填“上清液”或“沉淀物”）中。 Ⅲ.为探究某病毒（能使小鼠致病）的遗传物质是DNA还是RNA，研究人员做了如下实验。 实验用具：该病毒核酸提取物、DNA酶、RNA酶、小鼠、等渗生理盐水、注射器等。 实验步骤： 取健康且生长状况等基本一致的小鼠若干，随机均分成四组，编号为A、B、C、D,其中A和B为对照组，C和D为实验组 (7)向A组鼠体内注射________________，向B组鼠体内注射适量的该病毒核酸提取物，向C组鼠体内注射________________，向D组鼠体内注射________________； (8)将四组小鼠放在相同且适宜的条件下培养一段时间后，观察比较各组小鼠的发病情况。 结果及结论： A组和____组的小鼠不发病，B组和____组的小鼠发病，则说明DNA是该病毒的遗传物质。 17．（每空1分，共11分）1952年赫尔希和蔡斯完成了著名的噬菌体侵染大肠杆菌实验。下图1表示噬菌体侵染大肠杆菌的部分过程，图2所示的是他们利用同位素标记法完成的噬菌体侵染大肠杆菌实验的部分过程。请回答下列问题。 (1)图1中噬菌体侵染大肠杆菌的正确顺序：B→___________→C． (2)由图2实验结果分析，用于标记噬菌体的同位素是___________(选填“35S”、“32P”)，请完成标记T2噬菌体的操作步骤： ①配制适合大肠杆菌生长的培养基，在培养基中加入用放射性标记的___________，作为DNA复制的原料； ②在上述培养基中接种___________，培养一段时间； ③用___________培养T2噬菌体。 ④图2中要获得32P标记的噬菌体，必须用含32P的大肠杆菌培养，而不能用含32P的培养基直接培养，原因是___________。 (3)上述实验中，___________(填“能”或“不能”)用15N来标记噬菌体的DNA，理由是___________。 (4)图2实验结果表明，经离心处理后上清液中具有很低的放射性，请分析该现象出现的可能原因有___________。 (5)在35S组实验中，保温时间和上清液放射性强度的关系可以下面的___________表示。 (6)赫尔希、蔡斯的噬菌体侵染细菌实验与艾弗里的肺炎链球菌转化实验具有相同的设计思路。下列关于两者的对比分析中，说法正确的有___________。 A．两个实验共同证明DNA是主要的遗传物质 B．两个实验基本上都能把DNA和蛋白质区分开 C．他们在开始实验之前就知道遗传物质应该能向子代传递，保持连续性，并控制生物的性状 18．（每空2分，共14分）对于遗传物质化学本质的探索以及利用遗传物质进行相关的研究一直是生命科学史上的热点课题。探索遗传物质本质的历程中，几个经典实验发挥了重要作用。回答下列问题： (1)①格里菲思通过肺炎链球菌的体内转化实验，得出S型细菌中存在某种_______，能将R型细菌转化成S型细菌。 ②下图表示艾弗里实验的某组实验，根据实验结果可知，加入的物质X为_______，利用的是酶的________特性。 (2)1952年，赫尔希和蔡斯完成了著名的噬菌体侵染细菌的实验，完成了另一个有说服力的实验。下图是部分实验的示意图。 ①若要大量制备含有35S标记的噬菌体，需先用含35S的培养基培养_______，再用噬菌体去侵染________，收集噬菌体；若用3H标记的T2噬菌体去侵染大肠杆菌，经离心后放射性存在于________。 ②噬菌体侵染细菌之后，合成新的噬菌体需要______。 A．细菌的DNA   B．噬菌体的DNA C．噬菌体的原料  D．细菌的原料 19．（每空1分，共7分）在探究生物的遗传物质的相关实验研究中，有如下的实验过程或理论解释。 I、图一是关于肺炎双球菌R型菌的转化过程图：据研究，并非任意两株R型菌与S型菌之间的接触都可发生转化，凡能发生转化的，其R型菌必须处于感受态，产生一些感受态特异蛋白，包括膜相关DNA结合蛋白、细胞壁自溶素和几种核酸酶。 Ⅱ、图二是关于肺炎双球菌的体外转化试验过程图 Ⅲ、图三是噬菌体的蛋白质和DNA在侵染过程中的检测数据请回答下列问题： (1)图一中，步骤______是将S型菌加热杀死的过程，S型菌的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（a）在DNA水解酶的作用下水解，另一条链（b）与感受态特异蛋白结合进入R型菌细胞内。完成步骤④后，这条链（b）在相关酶的作用下，形成_______（填“单”或“双”）链整合进R型菌的DNA中，这种变异属于_______。 (2)图二中，实验最关键的设计思路是______。 (3)图三中所示实验中，以噬菌体为研究材料，利用________的技术，分别用32P和35S标记噬菌体，用标记的噬菌体侵染细菌，从而追踪在侵染过程中DNA和蛋白质的位置变化。 实验结果表明：______（填整数）分钟后的曲线变化基本上可说明DNA与蛋白质实现分离。图中“被侵染细菌”的存活率曲线基本保持在100%，这组数据的意义是作为对照组，以证明______。 20．（除标注外，每空2分，共8分）某研究小组将分别标记有放射性同位素32P、35S的T2噬菌体与大肠杆菌混合培养，依次分为甲、乙两组。一段时间后，分别进行搅拌、离心，并检测甲、乙两组沉淀物和上清液中的放射性。回答下列问题： (1)检测放射性时，若甲组上清液中的放射性较高，原因可能是___________（答出2点）；乙组实验中T2噬菌体的__________含有35S，正常情况下，乙组中__________的放射性很高。 (2)T2噬菌体侵染大肠杆菌后，可使菌体破裂形成噬菌斑。T2噬菌体中，基因h﹢、h控制噬菌斑的透明程度，基因r﹢、r控制噬菌斑的大小。用基因组成为hr﹢和h﹢r的T2噬菌体侵染大肠杆菌后，将释放出的子代噬菌体涂布到长满大肠杆菌的培养基上，培养结果如图。    据图分析，含基因r的T2噬菌体的侵染、繁殖能力____________（填“强于”、“弱于”或“等于”）含基因r﹢的T2噬菌体的侵染和繁殖能力；基因组成为hr﹢和h﹢r的噬菌体混合培养，出现了上图中四种表型的菌落，原因是____________。 第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $ 第19讲 DNA是主要的遗传物质（一轮培优练）参考答案 真题·命题感知 题号 1 2 3 答案 C C B 进阶·强化演练 情境探究类 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 D D B D A D B A D D 题号 11 答案 BD 12.(1)乙 (2) 先天性 遗传物质 (3)不完全 (4) 1：1 Aa 13.(1)加法 (2) 强 干旱胁迫下，保卫细胞内积累了较多可溶性糖，细胞的渗透压/浓度提高/细胞吸水，维持气孔的开放，保证对 CO2的吸收 (3) 脱落酸 激素调节、基因表达和环境（因素） 14. 丙酮酸 甘油 ②④⑤ 增加 甘油三酯合成过程加强，但甘油三酯和载脂蛋白合成VLDL的过程减弱，导致运出肝脏的甘油三酯减少，从而在肝细胞中积累 15. 1/2 能 稳定性 RNA酶（或酶、核酸酶） 视网膜色素变性和视网膜色素正常 正交反交 4 16.(1) 加法 改变小鼠的肠道菌群结构 (2) 微生物的种类变多（或物种丰富度增加）；微生物数量的相对比例发生改变（或优势种发生改变） 与HF组相比，COMB组的血糖浓度较低，且葡萄糖灌胃2小时血糖浓度降低幅度较大 (3)高脂饮食会引起肠道菌群失调，增加肠道中的菌源DPP4酶，DPP4酶降解有活性的GLP-1，使胰岛素分泌减少，不利于血糖浓度降低，从而引起糖耐量受损 (4)研制特异性针对菌源DPP4酶的抑制剂；适量使用抗生素，改善肠道菌群结构；促进GLP-1相关基因表达；补充适量有活性的GLP-1 图表分析类 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 答案 D B D B D B C C 9.(1) TMV的遗传物质是RNA 将TMV的RNA用RNA酶处理后再侵染烟草 (2) HRV的蛋白质外壳和TMV的RNA 会被HRV抗体灭活，而不会被TMV抗体灭活 会被TMV抗体灭活，而不会被HRV抗体灭活 10.(1) 加法 改变小鼠的肠道菌群结构 (2) 微生物的种类变多（或物种丰富度增加）；微生物数量的相对比例发生改变（或优势种发生改变） 与HF组相比，COMB组的血糖浓度较低，且葡萄糖灌胃2小时血糖浓度降低幅度较大 (3)高脂饮食会引起肠道菌群失调，增加肠道中的菌源DPP4酶，DPP4酶降解有活性的GLP-1，使胰岛素分泌减少，不利于血糖浓度降低，从而引起糖耐量受损 (4)研制特异性针对菌源DPP4酶的抑制剂；适量使用抗生素，改善肠道菌群结构；促进GLP-1相关基因表达；补充适量有活性的GLP-1 11. 将病毒的RNA和蛋白质分离 病毒的RNA和蛋白质 对比 甲和丙 杂种病毒（a型TMV的RNA＋b型TMV的蛋白质）→感染烟草 a型 TMV的遗传物质是RNA而不是蛋白质 12.(1) 个体很小，结构简单，繁殖快 减法原理 (2) 控制荚膜形成 能自我复制、指导蛋白质的合成、储存遗传信息、结构稳定 (3) 选取SI菌加热杀死后和RⅡ菌混合培养，一段时间后观察细菌类型 培养基中出现SI 培养基中出现SII 培养基中出现SI 、SII 13.(1) 没有成形的细胞核 荚膜 R型菌落和S型菌落 DNA (2) 同位素示踪法、密度梯度离心 100% 解旋酶和DNA聚合酶 420 【分析】格里菲思通过体内转化实验提出加热杀死的S型菌含有转化因子，艾弗里用体外转化实验证明转化因子是DNA。 14.(1) 维生素 相比牛肉膏的黏稠，配制更方便；酵母提取物的有效成分更适合大肠杆菌的生长 (2) 在特定部位断开磷酸二酯键 DNA连接酶 受体细胞是大肠杆菌，λ噬菌体能够侵染受体细胞，将外源基因送入受体细胞，并随受体DNA同步复制 (3)通过PCR技术检测目的基因或转录产物mRNA；提取蛋白质，用抗原—抗体杂交法检测是否翻译出相应蛋白质 (4) 利用32P标记λ噬菌体的cos位点 用限制酶消化除去中间片段 搅拌和离心后检测上清液和沉淀物中放射性分布情况 实验探究类 1.(1)形态结构：细胞内的水分减少，细胞萎缩，体积变小；细胞核的体积增大，核膜内折，染色质收缩、染色加深 功能：细胞膜的通透性改变，细胞膜物质运输功能降低；细胞内多种酶的活性降低导致细胞代谢速率减慢；细胞内色素积累妨碍细胞内物质的交流和传递 (2) (3) 抗原-抗体杂交 探究衰老细胞中的病毒颗粒能否被释放到衰老细胞外 (4) e d f d hj (5)阻断ERV的转录、翻译、逆转录，通过抗体药阻断病毒对其它细胞的侵染等任一环节均可 2. (1)寄生 (2) 不能特异性结合 设计的DNA片段 用荧光素标记HMN多肽的一组中荧光强度更强 (3)HMN-KLA融合多肽对胰腺癌细胞活性的抑制作用较强，且随着HMN-KLA融合多肽的浓度升高，对胰腺癌细胞的抑制作用增强 (4)将胰腺癌细胞分成A、B两组，A组细胞置于含HMN-KLA融合多肽的培养基中培养，B组置于不含HMN-KLA融合多肽的培养基中培养，其他培养条件相同，并用染料M对两组细胞进行染色，一段时间后用显微镜观察两组细胞中荧光染料M存在的部位。 3.(1)RNA聚合酶、4种核糖核苷酸 (2)上清液和沉淀物中都有放射性，沉淀物中放射性高，上清液中放射性低 (3) 让SP8噬菌体侵染枯草杆菌，然后从枯草杆菌中分离出RNA，分别与密度梯度离心分离得到的SP8噬菌体DNA的重链或轻链混合，并缓慢冷却，观察杂交链的形成情况。 若SP8噬菌体侵染后形成的RNA只与重链或轻链中的一条链形成DNA-RNA杂合分子，则说明转录是以DNA的一条链作为模板；若SP8噬菌体侵染后形成的RNA既可与重链又可与轻链形成DNA-RNA杂合分子，则说明转录是以 DNA 的两条链作为模板 4. (1) 蛋白质 ZmFKF1a和ZmGI1 核孔 促进ZMM4基因的表达 (2)红色荧光和绿色荧光重叠 (3) 减法 ZmGI1是ZmFKF1a发挥功能的关键靶蛋白（或ZmFKF1a对开花时间的调控依赖于ZmGI1） 低于 fkf1a无法合成ZmFKF1a，会导致ZmGI1蛋白降解增多，且ZmGI1需要与ZmFKF1a结合形成复合物后才能进入细胞核（答出2点） 　 5. (1) PAO1 PA1 (2)蛋白质外壳 (3) 噬菌体JG的DNA和噬菌体PaPl的蛋白质外壳重组获得重组噬菌体 噬菌体PaP1和噬菌体JG (4)④、② 6. （放射性）同位素标记法 几乎不能 朊病毒不含核酸只含蛋白质，蛋白质中磷含量极低，故试管2中提取的朊病毒几乎不含32P，（这样的朊病毒侵染牛脑组织细胞后，在沉淀物中不会含有32P） 沉淀物 被35S标记的朊病毒（蛋白质），大部分进入牛脑组织细胞中，（只有少量的朊病毒可能没侵入牛脑组织细胞） cd 7.(1) d→e→b→f→c 宿主细胞（大肠杆菌） 噬菌体侵染细菌时，蛋白质外壳留在外面 搅拌不够充分，少数噬菌体的蛋白质外壳没有与大肠杆菌分开 少量 (2) TMV的蛋白外壳和HRV的RNA组合 TMV的RNA和HRV的蛋白外壳组合 病毒甲和病毒乙侵染烟草 拔高·限时模拟 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 C B D D D C C B B D 题号 11 12 13 14 15 答案 C D C D C 16．（每空1分，共15分） (1) 荚膜 光滑 (2)Ⅱ-S (3) 蛋白酶 减法 (4)b→a→d→c (5)将蛋白质和DNA完全分开，单独观察他们的作用 (6) 否 有的DNA一条链含32P，另一条链含31P，有的DNA两条链都含31P 沉淀物 (7) 等量的等渗的生理盐水 等量的该病毒核酸提取物和DNA酶（或等量的该病毒核酸提取物和RNA酶） 等量的该病毒核酸提取物和RNA酶（或等量的该病毒核酸提取物和DNA酶） (8) C（或D） D（或C） 17．（每空1分，共11分） (1)D→A→E (2) 32P (4种)脱氧核苷酸 大肠杆菌 培养得到的大肠杆菌 噬菌体是细菌病毒，不能独立生活，必须寄生在活细胞中(答案合理即可) (3) 不能 蛋白质和DNA中都含有N (4)培养时间过短，部分噬菌体未侵入大肠杆菌体内；培养时间过长，增殖的子代噬菌体从大肠杆菌内释放出来 (5)④ (6)BC 18．（每空2分，共14分） (1) 转化因子 DNA酶（DNA水解酶） 专一性 (2) 大肠杆菌 含35S的大肠杆菌（带标记的大肠杆菌） 上清液和沉淀物 BD 19．（每空1分，共7分） (1) ① 双 基因重组 (2)把S细菌的DNA和蛋白质等分开，单独观察它们在细菌转化中的作用 (3) 放射性同位素标记 2/二/两 细菌没有裂解，无子代噬菌体释放出来 20．（除标注外，每空2分，共8分） (1) 培养时间过长，噬菌体在大肠杆菌体内增殖后释放子代；培养时间过短，有一部分噬菌体没有侵染到大肠杆菌内 蛋白质外壳 （1分） 上清液（1分） (2) 强于 基因组成为hr﹢和h﹢r的噬菌体混合培养后（在大肠杆菌细胞内）发生了基因重组 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $ 第19讲 DNA是主要的遗传物质（一轮培优练） 目 录 真题·命题感知（含2026高考真题） 1 进阶·强化演练（含情景探究、图表分析、实验探究类） 4 拔高·限时模拟（75分钟 100分） 49 真题·命题感知 1．（2026·广东·高考真题）艾弗里等人将DNA酶加入细胞提取物探究生物的遗传物质。下列科学史实验运用的自变量控制原理与该实验相同的是（     ） A．将胰岛提取物注入被摘除胰腺的狗探究糖尿病的治疗 B．移植睾丸到被阉割的公鸡探究雄激素的分泌器官 C．用锡箔罩住金丝雀虉草胚芽鞘尖端探究植物向光性原因 D．向水稻幼苗喷施赤霉菌培养基滤液探究恶苗病成因 命题情境 本题以经典遗传物质探究实验 —— 艾弗里体外转化实验为核心素材，对比高中生物经典科学史实验的自变量控制逻辑，围绕减法原理创设对比分析题型。依托遗传学、动物激素、植物激素经典实验，考查实验设计的单一变量控制思路，贴合高考注重科学探究、实验逻辑辨析的命题趋势。 考点解读 核心考点：实验自变量控制的加法原理、减法原理；艾弗里肺炎双球菌体外转化实验原理；教材经典科学实验变量分析。 艾弗里实验自变量逻辑：向 S 型菌细胞提取物中加入 DNA 酶，特异性去除 DNA 这一变量，属于减法原理（人为去除某种影响因素，观察实验结果变化）。 各选项原理区分： A：给摘除胰腺的狗添加胰岛提取物，人为增加变量，加法原理； B：给阉割公鸡移植睾丸，补充缺失器官，加法原理； C：锡箔罩住尖端，人为隔绝光照、去除尖端感光条件，减法原理，与题干一致； D：施加赤霉菌滤液，额外添加外源物质，加法原理。 解题方法 实验原理定位法：先判定艾弗里实验采用减法原理，再逐一匹配选项变量控制方式，直接锁定 C。 概念辨析法： 减法原理：人为除去某一因素，阻断该因素作用； 加法原理：人为增加某一因素，补充该因素作用。 教材实验归类法：熟记遮光、切除、酶解、阻断类操作均为减法；注射、移植、施加外源物质为加法。答案：C （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。 2．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 命题情境 本题以新型单链 DNA 噬菌体 M13 为新颖科研情境，结合噬菌体侵染原核生物大肠杆菌的生理过程，融合 DNA 结构、DNA 复制、原核生物基因表达三大核心知识点，以图文信息为载体，考查学生提取题干陌生信息、结合基础知识点推理判断的能力，符合高考 “新情境、旧知识” 命题特点。 考点解读 核心考点：单链 / 双链 DNA 碱基数量规律、DNA 复制条件、碱基互补配对、原核生物转录翻译同步性。 A 错误：M13 遗传物质为单链 DNA，无严格碱基互补配对，嘌呤总数≠嘧啶总数；双链 DNA（RF DNA）才满足嘌呤 = 嘧啶。 B 错误：正链与负链遵循碱基互补配对，碱基序列互补、不相同。 C 正确：RF DNA 为双链 DNA，DNA 复制合成子链必须依赖 DNA 聚合酶催化脱氧核苷酸连接。 D 错误：宿主大肠杆菌是原核生物，无核膜分隔，噬菌体 DNA 进入细胞质后，转录和翻译可同时同步进行。 解题方法 信息提取法：抓住题干关键信息 “单链 DNA 噬菌体”“侵染大肠杆菌（原核）” 快速突破 A、D 两个易错选项。 基础直判法：DNA 复制的必备酶为 DNA 聚合酶，直接判定 C 正确。 配对逻辑分析法：双链正负链碱基互补，序列相反，排除 B。 答案：C 3．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 命题情境 本题基于经典 T2 噬菌体侵染实验进行变式创新，更换实验材料为 M13 噬菌体，利用题干给出的特殊侵染特征（DNA + 部分蛋白质一同进入宿主、不裂解细菌）创设对比探究情境，考查噬菌体标记方法、离心分层放射性分布、实验材料优劣分析，侧重信息获取与对比推理能力。 考点解读 核心考点：噬菌体同位素标记原理、噬菌体侵染实验离心放射性分布、T2 与 M13 噬菌体特性对比、证明 DNA 是遗传物质实验的选材要求。 A 错误：噬菌体无细胞结构，不能直接利用培养基营养繁殖，必须先培养大肠杆菌，再用标记后的大肠杆菌侵染 M13，才能标记噬菌体。 B 正确：M13 的 DNA 会进入大肠杆菌，离心后大肠杆菌重量大分布在沉淀，因此沉淀能检测到 DNA 放射性。 C 错误：题干明确 M13 侵染时部分蛋白质同步进入宿主细胞，沉淀（大肠杆菌）中会出现少量蛋白质放射性。 D 错误：T2 噬菌体侵染后裂解细菌，可清晰区分子代噬菌体；M13 持续留在细胞内分泌释放，蛋白质、DNA 长期混杂在菌体中，放射性干扰严重，不适合证明 DNA 是遗传物质。 解题方法 情境特点：均采用前沿科研材料、教材经典科学史为命题背景，结合生产、生物实验热点； 考查逻辑：陌生材料 + 课本基础知识点，侧重信息提取、概念辨析、实验逻辑推理； 解题通用思路： ① 先定位生物类型 / 实验类型（原核 / 真核 / 病毒、加法 / 减法实验）； ② 提取题干限定关键信息（单链 DNA、蛋白进入宿主、不裂解细胞等）； ③ 拆分结构、代谢、实验操作对应知识点，逐一排除错误选项； ④ 区分易混概念（单链 / 双链 DNA、加法 / 减法原理、T2/M13 侵染差异）。 答案：B 进阶·强化演练 情境探究类 1．【科学史探究情境】艾弗里及其同事利用肺炎链球菌的不同亚型（如：RⅡ、SⅡ、SⅢ等）进行如下实验： 甲组：SⅡ经诱变可产生RⅡ，部分RⅡ可回复突变为SⅡ，但无法突变为SⅢ； 乙组：RⅡ可存在多种亚型，分别与加热杀死的SⅢ混合，只有RⅡ36A可以转化为SⅢ； 丙组： 关于实验下列说法错误的是（    ） A．甲组可为RⅡ36A转化为SⅢ提供间接证据 B．RⅡ菌在固体培养基上形成的菌落表面是粗糙的 C．X酶可能是酯酶、蛋白酶、RNA酶或DNA酶 D．乙组其他类型不能实现转化的原因是SⅢ的DNA变性 【答案】D 【详解】A、SⅢ不可能由RⅡ或SⅡ突变而来，可以为RⅡ36A转化为SⅢ提供间接证据，即SⅢ的出现是RⅡ36A发生基因重组的结果，A正确； B、RⅡ菌在固体培养基上形成的菌落表面是粗糙的，B正确； C、通过去除提取物中的某项成分来确定转化因子，X酶可能是酯酶、蛋白酶，RNA酶或DNA酶，C正确； D、乙组其他类型不能实现转化的原因不可能是SⅢ的DNA变性，因为RⅡ36A可以转化为SⅢ，D错误。 2．【微生物遗传突变科研】某大肠杆菌野生型菌株（m⁺）群体中出现一种缺乏菌毛的菌株（m⁻），将 m⁻菌株单独培养一段时间，后代中又出现野生型表型的菌株X。欲判断菌株X是m⁻基因回复突变为m⁺所致，还是m⁻基因所在DNA分子上的另一位点的抑制因子突变，掩盖了原来突变型的表型效应所致，某同学将菌株X与野生型菌株混合培养，观察子代表型。已知大肠杆菌菌株之间的 DNA 可能会发生同源重组，下列说法正确的是（    ） A．菌株X产生的原理与肺炎链球菌转化实验中R型菌转化为S型菌的原理相同 B．若发生回复突变，菌株 X的基因型为m+m+或m+m- C．若子代大肠杆菌全为野生型表型菌株，可确定菌株X是回复突变所致 D．若子代大肠杆菌中出现突变型菌株，菌株X的产生很可能是抑制因子突变所致 【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），肺炎链球菌转化实验中R型菌转化为S型菌的原理为基因重组。 【详解】A、分析题干信息可知，菌株X的出现是发生了突变，而肺炎链球菌转化实验中R型菌转化为S型菌的原理为基因重组，两者的原理不相同，A错误； B、大肠杆菌是原核生物，无等位基因，所以若发生回复突变，菌株 X的基因型为m+，B错误； CD、若为回复突变，则菌株X的基因型为m⁺，与野生型（m⁺）混合培养后，子代均为m⁺（野生型）；若为抑制因子突变，假设抑制因子为s⁺（野生型，不抑制）和s⁻（突变型，抑制m⁻表型），则菌株X的基因型为m⁻s⁻，野生型菌株为m⁺s⁺。 混合培养时，可能发生同源重组： 若m⁻和s⁻位于不同DNA区域，重组可能产生m⁺s⁻（野生型）和m⁻s⁺（突变型）， 若子代全为野生型，说明未发生重组或抑制因子突变与m⁻紧密连锁（难以分离），C错误，D正确。 故选D。 3．【教材生物科学史综合】生物科学史是生物科学形成、发展和演变的历程，是探索生命现象及其本质的史实。下列叙述错误的是（　　） A．小鼠细胞和人细胞融合实验运用了荧光染料标记技术 B．萨顿研究基因和染色体的位置关系运用了假说—演绎法 C．我国科学家采用独创的花粉管通道法将Bt基因导入棉花细胞 D．艾弗里证明DNA是肺炎链球菌的遗传物质的实验运用了减法原理 【答案】B 【分析】1、假说—演绎法：在观察和分析基础上提出问题以后，通过推理和想象提出解释问题的假说，根据假说进行演绎推理，推出预测的结果，再通过实验来检验，如果实验结果与预测相符，就可以认为假说是正确的，反之，则可以认为假说是错误的。 2、基因工程的基本操作程序是：获取目的基因；基因表达载体的构建，也是基因工程的核心；将目的基因导入受体细胞；目的基因的检测与鉴定。 【详解】A、人鼠细胞融合实验运用了荧光标记法证实细胞膜具有流动性，A正确； B、萨顿运用了类比推理法提出了基因和染色体的位置关系的假说，B错误； C、采用独创的花粉管通道法将Bt基因导入了棉花细胞是我国科学家独创的技术，C正确； D、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，利用了减法原理，D正确。 故选B。 阅读下列材料，完成下面小题。 材料一：1928年，英国科学家格里菲思发现了肺炎链球菌的转化现象。格里菲思用肺炎链球菌感染小鼠，实验过程及结果如图所示。格里菲思认为加热杀死的S型菌体内的某种物质可使R型菌转化为S型菌，并将这种物质称为“转化因子”。 材料二：1944年，美国科学家埃弗里（O。Avery）和他的同事们宣布S型菌体内具有转化活性的物质为DNA．他们对S型菌的粗提取液进行多次分离和提纯，并测定提纯物的转化能力，其结果均指向了同一物质-脱氧核糖核酸。为进一步确定该物质，他们用不同的酶去破坏该物质的生物活性，结果表明胰蛋白酶、RNA酶等对该物质的生物活性无影响，但DNA酶可以使该物质失去转化能力。 4．【经典体内转化实验史】下列关于格里菲思所做的肺炎链球菌体内转化实验的叙述，错误的是（    ） A．甲组和乙组对照，说明S型肺炎链球菌有毒，而R型肺炎链球菌无毒 B．乙组和丙组对照，说明加热杀死的S型肺炎链球菌失去毒性 C．丙组和丁组对照，说明R型肺炎链球菌转化成了S型肺炎链球菌 D．从丁组死亡的小鼠血液中分离出活的S型菌，不能说明这种转化是可遗传的 5．【经典体外转化实验史料】下列关于埃弗里所做的肺炎链球菌体外转化实验的叙述，错误的是（    ） A．该实验用到了分离、提纯、离心和同位素示踪等技术 B．分离得到的各种物质须分别与活的R型菌进行混合培养，以完成相关转化实验 C．胰蛋白酶、RNA酶等处理粗提取液后，不影响转化，表明蛋白质和RNA不是转化因子 D．DNA酶处理S型菌的粗提取液后，失去转化能力，表明DNA是促使转化的物质 【答案】4．D 5．A 【分析】肺炎链球菌转化实验包括格里菲思体内转化实验和埃弗里体外转化实验，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；埃弗里体外转化实验证明DNA是遗传物质。 【详解】4．A、甲组和乙组的自变量是肺炎链球菌的种类，甲组注射R型菌，小鼠存活，乙组注射S型菌，小鼠死亡，说明S型肺炎链球菌有毒，而R型肺炎链球菌无毒，A正确； B、乙组注射S型菌后小鼠死亡，丙组注射加热杀死的S型菌，小鼠不死亡，说明加热杀死的S型肺炎链球菌失去毒性，B正确； C、丙组和丁组的自变量为是否加入活的R型菌，丁组小鼠死亡，说明部分R型肺炎链球菌转化成了S型肺炎链球菌，C正确； D、在死亡小鼠体内发现S型活细菌，该活细菌的毒性能够稳定遗传，说明这种转化是可遗传的，D错误。 故选D。 5．A、埃弗里的肺炎链球菌体外转化实验运用了物质提纯和鉴定技术、细菌培养技术等，但没有采用同位素示踪技术，A错误； B、埃弗里的肺炎链球菌体外转化实验分离得到的DNA、蛋白质和多糖等物质分别与活的R型菌进行混合培养，来观察是否能完成转化作用，B正确； C、胰蛋白酶、RNA酶等处理粗提取液后，不影响转化，表明蛋白质和RNA不能完成转化作用，不是转化因子，C正确； D、DNA酶处理S型菌的粗提取液，会将DNA水解，失去转化能力，表明DNA是促使转化的物质，D正确。 故选A。 6．【微生物营养缺陷型杂交实验】现有两种不同营养缺陷型的大肠杆菌突变体菌株A和B，A菌株（met- bio- thr+ leu+ thi+）可在添加了甲硫氨酸和生物素的基本培养基上生长；B菌株（met+ bio+ thr- leu- thi-）可在添加了苏氨酸、亮氨酸和硫胺素的基本培养基上生长。A和B菌株混合培养在完全培养基上，几小时后离心，涂布在基本培养基上，长出原养型菌落（营养要求与野生型相同）。已知链霉素处理不会杀死A、B菌株，但会导致菌株不分裂，科研人员先用链霉素处理A菌株，然后与B菌株混合培养在完全培养基上，经离心和涂布在基本培养基后能得到原养型菌落，若先用链霉素处理B菌株，然后与A菌株混合培养在完全培养基上，最终在基本培养基上无原养型菌落产生，相关分析不合理的是（ ） A．菌株A和B都是由野生型菌株基因突变而来 B．欲证明原养型菌落的产生必须通过细胞的直接接触需设计对照实验 C．该实验可证明原养型菌落的产生是DNA从A菌落转移到B菌落的结果 D．若将A菌株和C菌株（met- bio+ thr+ leu- thi-）混合培养也会得到原养型菌落 【答案】D 【分析】A菌株（met- bio- thr+ leu+ thi+）即自身不能合成met和bio，B菌株（met+ bio+ thr- leu- thi-），自身不能合成thr、leu和thi，两菌株混合后，出现了原养型菌落，可能有以下原因：①营养上发生了互补，即菌株A所需的met和bio从菌株B泄漏得到，菌株B所需的thr、leu和thi从菌株A泄漏得到；②基因突变；③不同细菌间遗传物质发生交换。 【详解】A、基因突变具有不定向性，所以菌株A和B都是由野生型菌株基因突变而来，A正确； B、根据分析原养型菌落的产生有3个可能的原因，所以需要通过细胞的直接接触需设计对照实验，B正确； C、如果用链霉素处理A菌株，再和B菌株结合，则产生了原养型菌落，而用链霉素先处理B菌株，再和A菌株结合，不会产生原养型菌落，说明了DNA从A菌落转移到B菌落的结果，C正确。 D、A和C都不能合成met，所以二者混合不能产生原养型菌落，D错误。 故选D。 【点睛】本题主要考查微生物培养的相关实验，需要考生分析两种菌株的营养需求，关键找到原养型微生物产生的原因。 7．【温和噬菌体溶原化分子科研】噬菌体的溶原化，是指温和噬菌体感染细菌后，不立即裂解宿主，而是将其DNA整合到细菌的DNA或游离为质粒，进入沉默、休眠的潜伏状态（称为原噬菌体），并随细菌分裂稳定传代。其过程如图所示。下列说法错误的是（　　） 吸附→注入线性DNA→形成环状DNA→表达阻遏蛋白维持休眠→随细菌复制传代→诱导后切离DNA→进入裂解细菌模式 A．形成环状DNA 依赖黏性末端互补配对和DNA连接酶修复 B．溶原化的原噬菌体由蛋白质和DNA构成 C．宿主DNA损伤可能是切离DNA的诱因 D．溶原化是温和噬菌体为抵御不良环境在长期进化中形成的适应策略，是自然选择的结果 【答案】B 【详解】A、温和噬菌体注入的线性DNA两端存在互补的黏性末端，先通过碱基互补配对结合，再由DNA连接酶催化形成磷酸二酯键完成修复，最终形成环状DNA，A正确； B、根据题干信息，原噬菌体是整合到宿主DNA上或游离为质粒的噬菌体DNA，噬菌体感染细菌时蛋白质外壳留在细菌外，因此原噬菌体仅含DNA，不含蛋白质，B错误； C、宿主DNA损伤会引发细菌的应激反应，破坏维持溶原状态的阻遏蛋白，诱导原噬菌体DNA切离，进入裂解周期，因此宿主DNA损伤可作为切离的诱因，C正确； D、溶原化状态下温和噬菌体可随细菌分裂稳定传代，避免不良环境下无法增殖被淘汰，是长期进化中自然选择形成的适应策略，D正确。 8．【细菌转导 U 型管实验探究】在U型管两侧分别培养野生型菌及合成代谢突变菌phe-（无法合成苯丙氨酸），在培养液中加入了充足的DNA酶。经抽吸后，将右侧的菌液涂布在无苯丙氨酸的培养基上，长出了野生型菌，同时在右侧发现了一定量的噬菌体P，P侵染细菌后可合成子代噬菌体并裂解细菌。下列说法错误的是（    ） A．实验证明DNA酶不能抑制突变菌向野生菌的转化 B．噬菌体P外壳错误包装宿主细菌的部分DNA片段 C．噬菌体P参与了两细菌之间遗传物质的传递 D．培养基上出现野生型菌的原因是发生了基因重组 【答案】A 【详解】A、实验中没有设计对照组，无法证明DNA酶不能抑制突变菌向野生菌的转化，A错误； B、噬菌体P外壳错误包装宿主DNA片段符合转导机制，B正确； C、U型管的滤膜允许噬菌体通过，但不允许细菌通过。野生型菌的遗传物质通过噬菌体P的转导作用，传递到了phe⁻突变菌中，使其恢复为野生型，说明噬菌体P参与了两细菌间遗传物质的传递，C正确； D、phe⁻突变菌获得了野生型菌的DNA片段，通过基因重组恢复了合成苯丙氨酸的能力，因此能在无苯丙氨酸的培养基上生长，D正确。 故选A。 9．【农业生物防治生产应用】科研团队研发出利用噬菌体来防治植物细菌病害的新型“生物农药”。与化学农药相比，该“生物农药”（    ） A．可防治各种病原体 B．可完全取代化学农药 C．起效快但不持久 D．可减少环境污染 【答案】D 【分析】化学农药通常含有大量的化学物质，这些物质在使用后可能会残留在土壤、水源和农产品中，对环境造成污染，还可能危害人体健康。而“生物农药”利用噬菌体来防治植物细菌病害，噬菌体是天然的生物制剂，在环境中容易降解，不会像化学农药那样造成严重的环境污染。所以该“生物农药”可减少环境污染 【详解】A、噬菌体是一类专门侵染细菌的病毒，它只能特异性地识别并侵染细菌，对其他类型的病原体，如真菌、病毒、寄生虫等没有作用。所以该“生物农药”不能防治各种病原体，A错误； B、虽然“生物农药”具有诸多优点，但目前它还不能完全取代化学农药。一方面，“生物农药”的防治效果可能会受到环境因素（如温度、湿度等）的影响；另一方面，对于一些难以用噬菌体防治的病原体引起的病害，仍然需要依靠化学农药来进行控制。所以该“生物农药”不能完全取代化学农药，B错误； C、噬菌体侵染细菌需要一定的过程，它首先要吸附在细菌表面，然后将自身的遗传物质注入细菌体内，利用细菌的物质进行大量繁殖，最终裂解细菌。这个过程相对化学农药来说比较缓慢，所以“生物农药”起效并不快。而且噬菌体在适宜的环境下可以在一定时间内持续发挥作用，具有一定的持久性，C错误； D、化学农药通常含有大量的化学物质，这些物质在使用后可能会残留在土壤、水源和农产品中，对环境造成污染，还可能危害人体健康。而“生物农药”利用噬菌体来防治植物细菌病害，噬菌体是天然的生物制剂，在环境中容易降解，不会像化学农药那样造成严重的环境污染。所以该“生物农药”可减少环境污染，D正确。 故选D。 10．【朊病毒致病前沿科研】朊病毒（PrPsc）是一类仅由蛋白质构成的具感染性的因子，朊病毒侵入牛体后，可以诱导牛脑部组织细胞中的蛋白PrPc的空间结构发生改变成为PrPsc，实现朊病毒的增殖，最终引起疯牛病。为验证朊病毒是具有感染性的蛋白质，某小组进行了如下实验。下列相关叙述正确的是（　　） A．增殖时，合成朊病毒核酸的核苷酸来自牛脑组织细胞 B．牛脑组织细胞中合成蛋白PrPc的模板来自朊病毒 C．搅拌的目的是使未侵入细胞的朊病毒与细胞分成上层和下层 D．预期结果是a、b无放射性，d的放射性明显高于c的 【答案】D 【解析】根据题干信息分析，已知朊病毒（PrPsc）是一类仅由蛋白质构成的具感染性的因子，说明该病毒的体内只有蛋白质一种化合物，不含核酸，其遗传物质应该是蛋白质；该病毒侵入牛体后，可以诱导牛脑部组织细胞中的蛋白PrPc的空间结构发生改变成为PrPsc，实现朊病毒的增殖，说明朊病毒的增殖过程不涉及到基因的转录和翻译过程。 【详解】A、朊病毒是一类仅由蛋白质构成的具感染性的因子，不含核酸，A错误； B、牛脑组织细胞中合成蛋白PrPc的模板是由牛自身提供的，朊病毒可以诱导该蛋白的空间结构发生改变而变成PrPsc，B错误； C、搅拌的目的是使未侵入细胞的朊病毒与细胞分离，离心的目的是让溶液分层，C错误； D、朊病毒的成分是蛋白质，而蛋白质一般含有S元素而不含P元素，则用放射性P元素培养朊病毒没有放射性，因此图中a、b均无放射性；而用放射性S元素培养朊病毒有放射性，由于大部分朊病毒侵入牛脑后进入了沉淀物，因此图中d的放射性明显高于c的，D正确。 故选D。 11．【细菌转化分子调控科研】（多选）研究表明，各种代谢因素通过操纵子comCDE调控肺炎链球菌转化。基因comC的表达产物为感受态刺激因子（CSP），基因comD的蛋白产物为CSP的受体，两者结合后可磷酸化comE蛋白，进而诱导comX基因表达产生具有活性的σ因子，调控一系列与细菌转化相关的基因表达，使细菌形成感受态而发生转化。下列相关叙述正确的是（　　） A．磷酸化comE蛋白与comX的编码区结合，促进σ因子合成 B．用Ca2+处理肺炎链球菌，可以促进comCDE相关基因表达 C．用高浓度CSP处理comE基因缺失的肺炎链球菌，该菌可发生转化 D．用高浓度σ因子处理comE基因缺失的肺炎链球菌，该菌可发生转化 【答案】BD 【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、调控基因表达是在基因的非编码区，不是编码区，A错误； B、Ca2+可以促进细菌转化，进而促进comCDE相关基因表达，B正确； C、题意显示，CSP与其受体结合后可磷酸化comE蛋白，进而诱导comX基因表达产生具有活性的σ因子，使细菌形成感受态而发生转化，而高浓度CSP处理后，由于comE基因缺失，因而没有CSP受体产生，进而无法产生有活性的σ因子调控相关的基因表达，无法实现该菌的转化，C错误； D、题意显示，有活性的σ因子，调控一系列与细菌转化相关的基因表达，使细菌形成感受态而发生转化，据此推测，用高浓度σ因子处理comE基因缺失的肺炎链球菌，该菌可发生转化，D正确。 故选BD。 12．【课堂交流生活化综合】在一次关于生物学知识的交流中，同学们提出了很多的观点和问题。 甲同学：细菌和真菌都是有细胞壁、细胞膜、细胞质和细胞核。 乙同学：病毒没有细胞结构，而且只能寄生在活的细胞里才能生存。 丙同学：蜘蛛结网的技艺非常高超，这种行为是先天性行为吗？ 丁同学：蝗虫属于节肢动物，它们的发育过程有什么特点？ 根据同学们的讨论，回答下列问题。 (1)对比甲、乙同学的观点，表述正确的是______同学。 (2)蜘蛛从出生之日起就会自行结网，且结网技巧与成年蜘蛛相比毫不逊色。从行为获得的途径来看，蜘蛛结网的行为属于______行为，该行为是由动物体内的______决定的。 (3)由图一可知，蝗虫的发育过程要经历受精卵→若虫→成虫三个时期，像这样的发育过程我们称之为______变态发育。 (4)家兔的长毛和短毛是一对相对性状，分别由常染色体上的基因A和a控制。如图二所示，亲代长毛雄兔（A_）和短毛雌兔（aa）交配后，若子代性状表现为既有长毛兔也有短毛兔，且数量比列接近_______时，可推测亲代雄兔的基因组成为______。 【答案】(1)乙 (2) 先天性 遗传物质 (3)不完全 (4) 1：1 Aa 【分析】细菌的基本结构有细胞壁、细胞膜、细胞质和DNA集中的区域，没有成形的细胞核，真菌具有细胞结构，有成形的细胞核。 【详解】（1）真菌有细胞壁、细胞膜、细胞质和细胞核，细菌没有成形细胞核，病毒没有细胞结构，主要由内部的核酸和外部的蛋白质外壳组成，不能独立生存，只有寄生在活细胞里才能进行生命活动，因此对比甲、乙同学的观点，表述正确的是乙同学。 （2）蜘蛛结网是蜘蛛生来就有的，属于由体内遗传物质决定的先天性行为。 （3）图一中，蝗虫的发育要经历受精卵→若虫→成虫三个时期，属于不完全变态发育。 （4）若亲代长毛雄兔的基因型为AA，则子代性状都表现长毛，若亲代长毛雄兔的基因型为Aa，则子代性状表现为既有长毛兔也有短毛免，且数量比例接近1：1。 13．【水稻抗逆转基因育种科研】为应对干旱、高盐、低温等不利环境因素，植物在长期进化过程中形成了一系列胁迫响应机制。CIPK基因在响应上述非生物胁迫时具有重要作用。为了探究OsCIPK12基因（水稻的CIPK基因之一）是否与水稻的干旱耐受性相关，研究人员通过转基因技术得到了三个OsCIPK12基因过表达株系（T4、T8、T11），并对转基因植株进行了抗逆性实验，部分结果如图1、2所示。图3为水稻气孔开闭机制示意图，当组成气孔的细胞——保卫细胞吸水时，气孔打开，反之气孔关闭。据此分析回答下列问题： (1)上述实验中，通过构建OsCIPK12过表达株系来探究OsCIPK12基因响应干旱胁迫的机制，体现了自变量控制的_______（“加法”或“减法”）原理。 (2)已知可溶性糖可作为细胞的渗透调节物质，结合实验结果推测，OsCIPK12过表达株系水稻抗旱性比野生型的_______，原因可能是_____，从而确保光合作用的正常进行。 (3)植物在响应干旱胁迫的过程中，_____（填主要相关植物激素）的含量会增加以促进气孔关闭。综合上述实验可说明，植物生长发育的调控，是由______调节共同完成的。 【答案】(1)加法 (2) 强 干旱胁迫下，保卫细胞内积累了较多可溶性糖，细胞的渗透压/浓度提高/细胞吸水，维持气孔的开放，保证对 CO2的吸收 (3) 脱落酸 激素调节、基因表达和环境（因素） 【分析】1、分析题意可知，本实验目的是探究OsCIPK12基因（水稻的CIPK基因之一）是否与水稻的干旱耐受性相关，则实验的自变量是OsCIPK12基因的有无，因变量是水稻的存活率。 2、对照实验中控制自变量的原理： （1）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”。例如，在“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验中，实验组分别加热、滴加FeCl3溶液、滴加肝脏研磨液；又如探究不同酸碱度对酶活性的影响实验等。 （2）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”。例如，在艾弗里的肺炎双球菌转化实验中，每个实验组特异性地去除了一种物质；又如验证光合作用产生淀粉的实验等。 【详解】（1）上述实验中，通过构建过表达OsCIPK12株系来探究OsCIPK12基因响应干旱胁迫的机制，是添加了OsCIPK12基因，该过程属于加法原则。 （2）已知可溶性糖可作为细胞的渗透调节物质，干旱胁迫下，保卫细胞内积累了较多可溶性糖，细胞的渗透压/浓度提高， 维持气孔的开放，保证对CO2的吸收，故过表达OsCIPK12株系水稻抗旱性强。 （3）植物在响应干旱胁迫的过程中，脱落酸的含量会增加，故脱落酸也被称为逆境激素；植物生长发育的调控，是由激素调节、基因表达和环境因素共同完成的。 14．【丙肝病毒人体代谢医学科研】丙型肝炎病毒（HCV）是一种RNA病毒，研究者研究了HCV感染细胞的过程（如图1），同时绘制出了HCV对肝细胞代谢影响的示意图（如图2），“＋”表示该过程强于正常细胞，“－”表示该过程弱于正常细胞。 （1）结合图1中信息用中心法则及其发展的表达方式写出HCV增殖的过程：_________。 （2）图2中物质A为__________，物质B为__________。 （3）结合图2可知，HCV感染后对肝细胞糖代谢的影响体现在__________。 ①葡萄糖彻底氧化分解加强    ②葡萄糖转化为脂肪的过程加强 ③肝糖原的水解减弱      ④肝糖原的合成减弱 ⑤糖酵解加强        ⑥葡萄糖转化为氨基酸的过程加强 （4）由图2推测HCV的感染会导致脂肪肝（症状为甘油三酯在肝细胞中堆积）的发病几率__________（选填“增加”或“降低”）。运用所学知识结合图2解释导致这一结果的原因是：___________________________________________________。 【答案】 丙酮酸 甘油 ②④⑤ 增加 甘油三酯合成过程加强，但甘油三酯和载脂蛋白合成VLDL的过程减弱，导致运出肝脏的甘油三酯减少，从而在肝细胞中积累 【详解】本题结合图形考查病毒的增殖过程及病毒对肝脏细胞内代谢过程的影响，要求考生能利用所学知识解读图形，判断出图1中①是病毒侵染寄主细胞，②是病毒的RNA在寄主细胞内的复制，③是通过翻译过程合成病毒的蛋白质外壳；图2中A是丙酮酸，B是甘油，HCV通过促进肝糖原分解等过程同时抑制甘油三酯的去路而导致脂质在肝脏细胞内积累，，从而导致脂肪肝的形成，可据此分析答题。 （1）分析图1可知，①是病毒侵染寄主细胞，②是病毒的RNA在寄主细胞内的复制，③是通过翻译过程合成病毒的蛋白质外壳，因此HCV增殖的过程可表示为：。 （2）分析图2可知，肝糖原分解成葡萄糖后，通过细胞呼吸第一阶段生成物质A丙酮酸，丙酮酸可以继续分解为二碳化合物，也可以转化为物质B甘油，甘油与脂肪酸反应可生成甘油三酯。 （3）根据题意，图中“＋”表示该过程强于正常细胞，“－”表示该过程弱于正常细胞，分析图2可知，葡萄糖分解为丙酮酸过程及丙酮酸分解为二碳化合物过程加强，但三羧酸循环减弱，①错误；葡萄糖转化为脂肪的过程加强，生成的甘油三酯增多，②正确；图中显示肝糖原的水解为葡萄糖的过程增强，而肝糖原的合成过程减弱，③错误，④正确；糖酵解（即葡萄糖分解为丙酮酸过程）加强，⑤正确；图中没有葡萄糖转化为氨基酸的过程，不能判断葡萄糖转化为氨基酸的过程是否加强，⑥错误，综上分析，HCV感染后对肝细胞糖代谢的影响体现在②④⑤过程。 （4）由图2可知，甘油三酯合成过程加强，但甘油三酯和载脂蛋白合成VLDL的过程减弱，导致运出肝脏的甘油三酯减少，从而在肝细胞中积累，因此可推测HCV的感染会导致脂肪肝（症状为甘油三酯在肝细胞中堆积）的发病几率增加。 15．【综合遗传学经典史料】下列是遗传学方面的相关问题，请回答。 （1）果蝇被广泛地应用于遗传学研究的各个方面，用15N对果蝇精原细胞的一条染色体上的DNA双链进行标记，正常情况下（不考虑交叉互换）该精原细胞减数分裂形成的精子中，含15N的精子所占比例为_____。 （2）在格里菲思的肺炎双球菌实验中，将S型细菌加热杀死的过程中，其蛋白质变性失活，用双缩脲试剂检验___________（能/不能）呈现紫色；但是S型细菌加热杀死的过程中，其内部的DNA在加热结束后，随温度的恢复又逐渐恢复活性，这体现了DNA分子结构的___________性。 （3）烟草花叶病毒可以使烟草患病，其遗传物质是RNA，在有关酶的催化下完成RNA自我复制。请用文字和箭头表示子代烟草花叶病毒遗传物质及蛋白质外壳的合成过程______________________。研究发现，与用烟草花叶病毒感染相比，单独用RNA感染烟草时效率很低，推测可能是因为在感染过程中，部分裸露的病毒RNA结构被宿主细胞内的___________破坏。 （4）视网膜色素变性病是一种单基因遗传病，是影响人类健康的重要因素之一。有科学家发现，某小鼠种群中也有这种单基因遗传病，为研究人类视网膜色素变性病提供了实验材料。 ①为确定视网膜色素变性病的遗传方式，请用小鼠进行杂交实验，根据实验结果与结论完成以下内容。 实验材料：选择亲本表现型为______________________的小鼠作为杂交实验材料。 杂交方法：_________________________________。 实验结果：子一代表现型均正常。 结论：视网膜色素变性病的遗传方式为常染色体上隐性遗传病。 ②视网膜色素变性病也有发生在X染色体上的隐性遗传，若用荧光分子标记法检测，女性患者体细胞在有丝分裂中期有_____________个荧光点. 【答案】 1/2 能 稳定性 RNA酶（或酶、核酸酶） 视网膜色素变性和视网膜色素正常 正交反交 4 【详解】试题分析：本题主要考查有丝分裂与减数分裂、肺炎双球菌的转化实验、中心法则、人类遗传病。要求学生熟知同位素标记法在细胞分裂过程中的应用，肺炎双球菌的转化实验过程，中心法则的内容、以及人类遗传病遗传方式的判断。 （1）据题意和减数分裂过程分析，复制前的一条染色体上的DNA双链均被标记，复制后一条染色体上含有2条染色单体，每条染色单体均含有2个DNA单链（一条单链被标记，一条单链未被标记），减I的时候同源染色体分开，导致两个次级精母细胞一个有标记、一个没有标记，最后姐妹染色单体分开，形成的4个精子就2个有15N标记，2个没有15N标记；所以在正常情况下该精原细胞减数分裂形成的精子中，含15N的精子所占比例为1/2。 （2）蛋白质在加热过程中变性失活，是由于其空间结构被破坏，而肽键未被破坏，因此双缩脲试剂检验能呈现紫色。DNA在加热结束后，随温度的恢复又逐渐恢复活性，这体现了DNA分子结构的稳定性。 （3）子代烟草花叶病毒遗传物质及蛋白质外壳的合成过程，实质是RNA的复制和翻译过程，即。单独用RNA感染烟草时效率很低，可能是宿主细胞内的RNA酶破坏了烟草花叶病毒的RNA。 （4）①为确定视网膜色素变性病的遗传方式，可以采用视网膜色素变性和视网膜色素正常的小鼠作为杂交实验材料。采用正反交的方式进行实验，若正反交结果一致，则说明其为常染色体遗传，反之，为性染色体遗传。 ②视网膜色素变性病也有发生在X染色体上的隐性遗传，女性患者体细胞中含有2条X染色体，均携带致病基因。在有丝分裂中期，已发生了DNA的复制，即2条X染色体中含有4个致病基因，会出现4个荧光点。 16．【肠道菌群代谢医学科研情境】高脂饮食与肥胖和糖尿病的发生密切相关。肠道菌群参与宿主物质代谢及营养的吸收，肠道菌群结构改变会影响宿主机体的代谢。为探究肠道菌群结构改变对高脂饮食诱导的糖耐受性变化的影响，研究人员用小鼠开展实验。实验分组和实验前的处理如表所示。检测各组小鼠肠道中微生物数量的相对比例，结果如图1所示。实验中，对空腹状态下的各组小鼠进行葡萄糖灌胃，检测灌胃后小鼠的血糖含量，并分析其糖耐受性，结果如图2所示（糖耐受性正常的小鼠在灌胃2小时后，血糖可接近或略高于空腹水平）。回答下列问题： Ctrl组 HF组 ABX组 COMB组 前2周 普通饮食+灌胃生理盐水 普通饮食+灌胃生理盐水 普通饮食+灌胃混合抗生素 普通饮食+灌胃混合抗生素 后8周 普通饮食 高脂饮食 普通饮食 高脂饮食 (1)分析表格，该实验对自变量的控制采用了________原理；实验前2周对小鼠灌胃混合抗生素的目的是________。 (2)根据图1的数据，从群落的角度分析，高脂饮食对肠道菌群的影响有________（答出2点）。分析图2可知，肠道菌群结构改变有利于改善高脂饮食诱导的糖耐受性变化，理由是_________。 (3)研究发现，人类肠道菌群失调可能会导致菌源DPP4酶进入肠组织，并降解宿主细胞中具有活性的GLP-1（胰高糖素样肽-1，可促进胰岛素分泌，抑制胰高血糖素分泌），从而促进糖尿病的发生。据此分析，高脂饮食使小鼠的糖耐受性受损的原因可能是________。 (4)请结合上述研究，提出2条治疗高脂饮食引起的糖尿病的新思路：_________。 【答案】(1) 加法 改变小鼠的肠道菌群结构 (2) 微生物的种类变多（或物种丰富度增加）；微生物数量的相对比例发生改变（或优势种发生改变） 与HF组相比，COMB组的血糖浓度较低，且葡萄糖灌胃2小时血糖浓度降低幅度较大 (3)高脂饮食会引起肠道菌群失调，增加肠道中的菌源DPP4酶，DPP4酶降解有活性的GLP-1，使胰岛素分泌减少，不利于血糖浓度降低，从而引起糖耐量受损 (4)研制特异性针对菌源DPP4酶的抑制剂；适量使用抗生素，改善肠道菌群结构；促进GLP-1相关基因表达；补充适量有活性的GLP-1 【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】（1）分析该表格，该实验的自变量分别为普通饮食和高脂饮食、是否灌胃混合抗生素，与空白对照组相比，增加了一些影响因素，说明该实验对自变量的控制采用了加法原理。该实验要探究肠道菌群结构改变对高脂饮食诱导的糖耐量变化的影响，故实验前2周对小鼠进行混合抗生素灌胃的目的是改变小鼠肠道菌群的结构。 （2）根据图1的数据，从群落的角度分析，与Ctrl组相比，HF组多了一个嗜胆菌属，说明高脂饮食可使肠道菌群群落的微生物的种类变多（即物种丰富度增加）；不同属微生物数量的相对比例发生改变，说明高脂饮食还可使优势种发生改变。糖耐量正常的小鼠在灌胃2小时后，血糖可接近或略高于空腹水平。若要判断肠道菌群结构改变有利于改善高脂饮食诱导的糖耐量变化，则应比较HF组与COMB组，与HF组相比，COMB组的血糖浓度较低，且葡萄糖灌胃2小时血糖浓度降低幅度较大，说明肠道菌群结构改变有利于改善高脂饮食诱导的糖耐受性变化。 （3）分析题意可知，高脂饮食使小鼠的糖耐受性受损的原因可能是高脂饮食会引起肠道菌群失调，增加肠道中的菌源DPP4酶，DPP4酶降解宿主细胞中有活性的GLP-1，使胰岛素分泌减少，不利于血糖浓度降低，从而引起糖耐受性受损。 （4）结合上述研究可知，治疗高脂饮食引起的糖尿病的新思路有研制特异性针对菌源DPP4酶的抑制剂；适量使用抗生素，改善肠道菌群结构；促进GLP-1相关基因表达；补充适量有活性的GLP-1等。 图表分析类 1．【癌变、实验加法原理】研究人员为探究二甲双胍对肝癌的治疗效果，将构建的肝癌模型小鼠分为甲、乙两组进行实验：甲组注射等量的生理盐水；乙组注射一定量的二甲双胍溶液，持续处理12周，检测相关生理指标，结果如图所示。下列叙述错误的是（　　） A．可通过基因编辑技术向小鼠体内引入致癌突变构建肝癌模型小鼠 B．该实验中自变量控制遵循了加法原理，肿瘤数量、肿瘤体积为因变量 C．二甲双胍可能通过激活小鼠免疫系统的免疫监视功能来清除肿瘤细胞 D．由肿瘤数量和肿瘤体积差异表明，二甲双胍影响细胞增殖，不诱导细胞凋亡 【答案】D 【详解】A、癌症的发生是原癌基因和抑癌基因突变累积的结果，通过基因编辑技术引入致癌突变可诱导小鼠细胞癌变，成功构建肝癌模型，A正确； B、加法原理指人为增加某种影响因素开展实验，本实验给乙组额外添加二甲双胍，遵循加法原理，肿瘤数量、肿瘤体积是随自变量变化的观测指标，属于因变量，B正确； C、免疫系统的免疫监视功能可识别并清除体内突变的肿瘤细胞，乙组肿瘤更少，推测二甲双胍可能通过激活免疫监视功能清除肿瘤细胞，C正确； D、肿瘤数量减少、体积变小，既可能是二甲双胍抑制了癌细胞增殖，也可能是其诱导了癌细胞凋亡，实验结果无法得出“不诱导细胞凋亡”的结论，D错误。 2．【菌群、有氧呼吸、减法原理】为研究肠道菌群在有氧运动能力中的作用，用生理盐水溶解抗生素Abx后，灌入小鼠肠胃中，检测小鼠在跑步机上的运动表现，结果如图。下列分析错误的是（    ） A．对照组用相同剂量的生理盐水灌入小鼠肠胃 B．小鼠有氧呼吸产生CO2的阶段需要氧气的参与 C．Abx清除肠道菌群应用了变量原则的“减法原理” D．结果表明肠道菌群促进了小鼠的有氧运动能力 【答案】B 【分析】 1、在对照实验中，控制自变量可采用加法原理或减法原理 ：加法原理指与常态比较人为增加某种影响因素的称为“加法原理”。减法原理指与常态比较人为去除某种影响因素的称为“减法原理”。 2、“对照原则”是中学生物实验设计中最常用的原则，通过设置对照实验，既可排除无关变量的影响，又可增加实验结果的可信度和说服力。一个实验可包括实验组和对照组，实验组是接受实验变量处理的对象组，所处理的变量就是我们要研究的内容；对照组是不接受实验变量处理的对象组。 【详解】A、这是对照实验，实验组用用生理盐水溶解抗生素Abx后灌入小鼠肠胃中，则对照组应用相同剂量的生理盐水灌入小鼠肠胃，A正确； B、小鼠有氧呼吸有三个阶段，产生CO2的阶段是有氧呼吸的第二阶段，而需要氧气参与的阶段是有氧呼吸第三阶段，B错误； C、Abx能清除肠道菌群，与正常相比减少了“肠道菌群”这种因素， 应用了变量原则的“减法原理”，C正确； D、通过图中结果显示：Abx组比正常组的平均运动距离更短，说明肠道菌群能促进小鼠的有氧运动能力，D正确。 故选B。 3．【逆转录病毒增殖】研究表明猪内源性逆转录病毒（PERV）能够将自己的基因整合到猪基因组中，如图是PER的生活史示意图。有关叙述正确的是（    ） A．受体与PERV结合说明细胞膜具有进行细胞间信息交流的功能 B．过程①②③④都需要模板、原料、能量和酶 C．分别用35S和15N标记PERV的蛋白质和RNA以探究其遗传物质 D．过程④需要猪细胞提供核糖体和tRNA等 【答案】D 【分析】病毒是一种个体微小，结构简单，只含一种核酸（DNA或RNA），必须在活细胞内寄生并以复制方式增殖的非细胞型生物。 【详解】A、转录病毒（PERV）没有细胞结构，不能说明细胞膜具有进行细胞间信息交流的功能，A错误； B、过程②是病毒逆转录的DNA整合到宿主细胞的核DNA上属于基因重组，不需要模板、原料等，B错误； C、该病毒是逆转录病毒，逆转录酶和RNA都会进入细胞，因此分别用35S和15N标记PERV的蛋白质和RNA无法探究其遗传物质，C错误； D、转录病毒（PERV）没有细胞结构，只能寄生在活细胞中，过程④是翻译，需要宿主细胞提供核糖体和tRNA等，D正确。 故选D。 4．【TMV 实验，RNA 为遗传物质】如图为烟草花叶病毒重建实验示意图，下列相关叙述正确的是（    ） A．在降解过程中需要用到蛋白酶 B．该实验不能说明DNA是主要的遗传物质 C．该实验的关键思路是将RNA和蛋白质分开 D．在烟草花叶病毒侵染烟草的过程中会发生逆转 【答案】B 【分析】据图分析，该实验对烟草花叶病毒进行降解，获得蛋白质A、B和RNAA、B，此后再将不同的RNA和蛋白质重组，观察后代的表现型。 【详解】A、TMV降解得到蛋白质和RNA，用蛋白酶处理将会破坏蛋白质，无法取得预期结果，A错误； B、该实验说明TMV的遗传物质是RNA，不是蛋白质，但不能说明DNA是主要的遗传物质，B正确； C、据题图可知：该实验的关键思路是将RNA和蛋白质分开后再重组，C错误； D、烟草花叶病毒的遗传物质是RNA，在烟草花叶病毒侵染烟草的过程中不会发生逆转，D错误。 故选B。 【点睛】明确实验过程的原理及思路是解答本题的关键。 5．【细菌接合、质粒基因重组】某些土壤细菌间存在遗传物质传递现象，供体菌（F+）通过性菌毛将质粒F传递给受体菌（F-），如图所示。下列相关叙述正确的是（　　） A．供体菌内的所有环状DNA均由脱氧核苷酸通过氢键连接而成 B．图示机制与肺炎链球菌的转化实验所体现的基因重组完全相同 C．质粒可携带遗传信息，作为原核生物的基因的主要载体 D．推测土壤中某些细菌的抗药性可来自其他具有抗药性的细菌 【答案】D 【详解】A、脱氧核苷酸之间通过磷酸二酯键连接成核苷酸链，而不是通过氢键连接，A错误； B、图示是供体菌通过性菌毛将质粒DNA直接转移给受体菌，而肺炎链球菌的转化实验所体现的是受体菌摄取供体菌的DNA片段并整合到自身基因组中，二者的基因重组机制不完全相同，B错误； C、质粒是独立于拟核之外的小型环状DNA，原核生物基因的主要载体是拟核的大型环状DNA，C错误； D、抗药性基因常位于细菌的质粒上，结合图示机制，含有抗药性质粒的供体菌可以通过性菌毛将质粒传递给无抗药性的受体菌，使受体菌获得抗药性，D正确。 故选D。 6．【大肠杆菌 F 因子接合转移】致育因子又称F因子，是游离在大肠杆菌细胞质中的一种环状DNA，能指导性菌毛的合成，性菌毛形成连接相邻大肠杆菌间的通道。含致育因子的大肠杆菌（F+）借助通道将自身的遗传物质传递给不含致育因子的大肠杆菌（F－），继而完成细胞的暂时沟通和遗传物质转移，F－转化为F+，过程如图所示。下列相关叙述正确的是（    ） A．F－转化为F+的过程中未发生基因重组 B．F+中的F因子仅有一条DNA链进入F－ C．完成转化过程的F－获取了F+中的大多数性状 D．F－转化为F+的转化过程需要内切酶、DNA酶、DNA连接酶和解旋酶参与 【答案】B 【分析】DNA重组技术至少需要三种工具：限制性核酸内切酶（限制酶）、DNA连接酶、运载体。DNA连接酶和DNA聚合酶的区别：①DNA连接酶是在两个DNA片段之间形成磷酸二酯键，而DNA聚合酶只能将单个脱氧核苷酸加到已有的核苷酸片段上，形成磷酸二酯键； ②DNA连接酶是同时连接双链的切口，而DNA聚合酶只是在单链上将一个个脱氧核苷酸连接起来； ③DNA连接酶不需要模板，而DNA聚合酶需要模板。 【详解】A、由题图可知，不同品系的细胞间发生了遗传物质的重新组合，F－转化为F+的过程中发生了基因重组，A错误； B、由题图可知，F+中的F因子仅有一条DNA链进入F－，然后在F－中完成复制过程，B正确； C、转化的实质是基因重组，完成转化过程的F－只获取了F+中的致育因子，C错误； D、F－转化为F+的转化是DNA重组技术，其过程需要内切酶、DNA聚合酶、DNA连接酶和解旋酶参与，不需要DNA酶的参与，DNA酶水解DNA，D错误。 故选B。 7．【经典遗传实验辨析】实验结果是对实验现象的直接描述，而实验结论则是对实验现象的更深层次的解释和认识。下列实验结果和结论的对应，不合理的是（    ） 实验名称 实验结果 结论 A 伞藻的嫁接、核移植 伞藻帽的形状与细胞核有关 细胞核控制细胞的代谢和遗传 B 小鼠细胞和人细胞融合 融合细胞膜上两种颜色荧光染料标记的蛋白质分子均匀分布 细胞膜具有流动性 C 格里菲思肺炎双球菌体内转化 无毒性的R型活细菌转化为有毒性的S型活细菌 DNA是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质 D 培养液中酵母菌种群数量的变化 酵母菌数量随着培养时间的增加逐渐增加，达到最大值后逐渐趋于稳定 营养物质、生存空间及代谢产物都会影响酵母菌种群数量 A．A B．B C．C D．D 【答案】C 【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型菌中存在某种转化因子，能将S型菌转化为R型菌；艾弗里体外转化实验证明DNA是遗传物质。 【详解】A、伞藻的嫁接、核移植实验中，不同方式嫁接的结果说明伞藻帽的形状与细胞核有关，间接说明细胞核控制细胞的代谢和遗传，A不符合题意； B、分别用不同颜色的荧光染料标记小鼠细胞和人细胞膜上的蛋白质分子，细胞融合一段时间后，两种颜色标记的蛋白质分子均匀分布，说明细胞膜具有流动性，B不符合题意； C、格里菲思肺炎双球菌体内转化实验中，无毒性的R型活细菌转化为有毒性的S型活细菌，说明存在某种“转化因子”，艾弗里的实验才证明了DNA是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质，C符合题意； D、培养液中酵母菌种群数量变化的实验中，酵母菌数量会随着培养时间的增加逐渐增加，达到最大值后逐渐趋于稳定，说明培养液中的营养物质、酵母菌生存空间及酵母菌的代谢产物都会影响酵母菌种群数量，D不符合题意。 故选C。 8．【同位素标记遗传实验】同位素示踪技术是揭示生命活动规律的重要手段，下列有关同位素标记的四组实验分析正确的是（　　） 实验组 标记元素 标记化合物 实验材料 检测目标 放射性结果 甲 18O 水 小球藻 光合作用产物O2 检测到 乙 3H 亮氨酸 胰腺细胞 分泌的胰液 检测到 丙 35S 甲硫氨酸 T2噬菌体 子代噬菌体外壳 未检测到 丁 14C 胸腺嘧啶核苷酸 大肠杆菌 复制后的DNA分子 检测到 注：病毒侵染实验中宿主细胞未裂解；丁组大肠杆菌在含12C的培养基中培养多代。 A．甲组光合作用产物O2检测到放射性，说明光合作用产物O2中的氧原子来自H2O B．乙组在分泌的胰液中检测到了放射性，说明胰液中含有蛋白质 C．丙组未检测到35S，证明噬菌体蛋白质未进入宿主细胞且未参与子代合成 D．丁组DNA含14C，说明大肠杆菌通过半保留方式复制DNA 【答案】C 【分析】T2噬菌体是一种专门寄生在大肠杆菌内的病毒，由DNA和蛋白质构成。在寄生的过程中，它会把自身的遗传物质注入到大肠杆菌内，并利用大肠杆菌内的物质合成新的噬菌体，进行大量增殖。为了确定它注入到大肠杆菌内的是它的蛋白质还是DNA（即哪个是它的遗传物质），科学家采用放射性同位素标记的方法进行了相关实验。 【详解】A、18O2没有放射性，甲组应该测定光合作用释放的氧气的相对分子量，A错误； B、乙组用3H标记亮氨酸，通过观察放射性在细胞器中出现的先后顺序，研究蛋白质类分泌物的合成、加工、运输和分泌的过程中的细胞器的分工协作，不是探究胰液的成分，B错误； C、丙组用35S标记噬菌体蛋白质，子代噬菌体蛋白质外壳未检测到35S，说明噬菌体蛋白质未进入宿主细胞，也未参与子代合成（子代蛋白质由宿主细胞原料合成），C正确； D、14C标记胸腺嘧啶核苷酸（合成DNA的原料），复制后形成的子代DNA分子都含有14C，即都有放射性，但无法得知子代DNA分子中是否含有原来亲本的母链，故不能说明大肠杆菌通过半保留方式复制DNA，D错误。 故选C。 9．【TMV 实验，RNA 是遗传物质】烟草花叶病毒（TMV）是一种RNA病毒，会使烟草得花叶病。将TMV置于某种溶液中震荡，可以将病毒的蛋白质外壳与RNA分子分离。某实验小组为了探究TMV病毒的遗传物质，将TMV的蛋白质外壳和RNA分离后分别感染烟草，实验结果如图所示。回答下列问题： (1)根据图示实验结果可以得出的实验结论为__________。若要进一步证明该结论，可以利用"减法原理”补充一个实验组，实验组的主要操作为__________，结果是烟草不会得花叶病。 (2)霍氏车前草病毒（HRV）也是一种RNA病毒。TMV蛋白质外壳由TMV遗传物质指导合成，可以被TMV抗体灭活，但不受HRV抗体的影响；HRV蛋白质外壳由HRV遗传物质指导合成，可以被HRV抗体灭活，但不受TMV抗体的影响。某实验小组为了证明这两种病毒的遗传物质都是RNA，设计了如下实验： ①用HRV的RNA和TMV的蛋白质外壳重组形成杂种病毒A，用__________重组形成杂种病毒B。 ②将适量健康烟草平均分成甲、乙两组，分别用上述两种重组病毒侵染这两组烟草，一段时间后，从这两组烟草的病斑中分别分离出病毒。 ③分别用TMV抗体和HRV抗体处理甲组分离出的子代病毒，分别用TMV抗体和HRV抗体处理乙组分离出的子代病毒。 实验结果：甲组子代病毒的蛋白质外壳________；乙组子代病毒的蛋白质外壳________________。 实验结论：霍氏车前草病毒（HRV）和烟草花叶病毒（TMV）的遗传物质都是RNA。 【答案】(1) TMV的遗传物质是RNA 将TMV的RNA用RNA酶处理后再侵染烟草 (2) HRV的蛋白质外壳和TMV的RNA 会被HRV抗体灭活，而不会被TMV抗体灭活 会被TMV抗体灭活，而不会被HRV抗体灭活 【分析】烟草花叶病毒主要由蛋白质外壳和RNA组成，为确定烟草花叶病毒的遗传物质，应先将病毒的蛋白质外壳与RNA分离，然后用白质外壳与RNA分别感染烟草:如果RNA能感染烟草，并使其患典型症状，蛋白质不能感染烟草，说明烟草花叶病毒的遗传物质是RNA。 【详解】（1）由题图可知，被RNA单独侵染的烟草得花叶病而被蛋白质单独侵染的烟草不得花叶病，所以可以得出的结论为TMV的遗传物质是RNA。 若要进一步证明该结论，可以利用“减法原理”补充一个实验组，即将TMV病毒用RNA酶处理后再侵染烟草，结果是烟草不会得花叶病。 （2）用HRV的RNA和TMV的蛋白质外壳重组形成杂种病毒A，用HRV的蛋白质外壳和TMV的RNA重组形成杂种病毒B，再用两种重组病毒侵染烟草，从烟草病斑中可以分离出两种子代病毒。 若两种病毒的遗传物质均为RNA，则甲组分离出的子代病毒的蛋白质外壳为HRV蛋白质外壳，会被HRV抗体灭活，不会被TMV抗体灭活； 乙组分离出的子代病毒的蛋白质外壳为TMV蛋白质外壳，会被TMV抗体灭活，而不会被HRV抗体灭活。 10．【菌群实验、变量控制原理】高脂饮食与肥胖和糖尿病的发生密切相关。肠道菌群参与宿主物质代谢及营养的吸收，肠道菌群结构改变会影响宿主机体的代谢。为探究肠道菌群结构改变对高脂饮食诱导的糖耐受性变化的影响，研究人员用小鼠开展实验。实验分组和实验前的处理如表所示。检测各组小鼠肠道中微生物数量的相对比例，结果如图1所示。实验中，对空腹状态下的各组小鼠进行葡萄糖灌胃，检测灌胃后小鼠的血糖含量，并分析其糖耐受性，结果如图2所示（糖耐受性正常的小鼠在灌胃2小时后，血糖可接近或略高于空腹水平）。回答下列问题： Ctrl组 HF组 ABX组 COMB组 前2周 普通饮食+灌胃生理盐水 普通饮食+灌胃生理盐水 普通饮食+灌胃混合抗生素 普通饮食+灌胃混合抗生素 后8周 普通饮食 高脂饮食 普通饮食 高脂饮食 (1)分析表格，该实验对自变量的控制采用了________原理；实验前2周对小鼠灌胃混合抗生素的目的是________。 (2)根据图1的数据，从群落的角度分析，高脂饮食对肠道菌群的影响有________（答出2点）。分析图2可知，肠道菌群结构改变有利于改善高脂饮食诱导的糖耐受性变化，理由是_________。 (3)研究发现，人类肠道菌群失调可能会导致菌源DPP4酶进入肠组织，并降解宿主细胞中具有活性的GLP-1（胰高糖素样肽-1，可促进胰岛素分泌，抑制胰高血糖素分泌），从而促进糖尿病的发生。据此分析，高脂饮食使小鼠的糖耐受性受损的原因可能是________。 (4)请结合上述研究，提出2条治疗高脂饮食引起的糖尿病的新思路：_________。 【答案】(1) 加法 改变小鼠的肠道菌群结构 (2) 微生物的种类变多（或物种丰富度增加）；微生物数量的相对比例发生改变（或优势种发生改变） 与HF组相比，COMB组的血糖浓度较低，且葡萄糖灌胃2小时血糖浓度降低幅度较大 (3)高脂饮食会引起肠道菌群失调，增加肠道中的菌源DPP4酶，DPP4酶降解有活性的GLP-1，使胰岛素分泌减少，不利于血糖浓度降低，从而引起糖耐量受损 (4)研制特异性针对菌源DPP4酶的抑制剂；适量使用抗生素，改善肠道菌群结构；促进GLP-1相关基因表达；补充适量有活性的GLP-1 【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】（1）分析该表格，该实验的自变量分别为普通饮食和高脂饮食、是否灌胃混合抗生素，与空白对照组相比，增加了一些影响因素，说明该实验对自变量的控制采用了加法原理。该实验要探究肠道菌群结构改变对高脂饮食诱导的糖耐量变化的影响，故实验前2周对小鼠进行混合抗生素灌胃的目的是改变小鼠肠道菌群的结构。 （2）根据图1的数据，从群落的角度分析，与Ctrl组相比，HF组多了一个嗜胆菌属，说明高脂饮食可使肠道菌群群落的微生物的种类变多（即物种丰富度增加）；不同属微生物数量的相对比例发生改变，说明高脂饮食还可使优势种发生改变。糖耐量正常的小鼠在灌胃2小时后，血糖可接近或略高于空腹水平。若要判断肠道菌群结构改变有利于改善高脂饮食诱导的糖耐量变化，则应比较HF组与COMB组，与HF组相比，COMB组的血糖浓度较低，且葡萄糖灌胃2小时血糖浓度降低幅度较大，说明肠道菌群结构改变有利于改善高脂饮食诱导的糖耐受性变化。 （3）分析题意可知，高脂饮食使小鼠的糖耐受性受损的原因可能是高脂饮食会引起肠道菌群失调，增加肠道中的菌源DPP4酶，DPP4酶降解宿主细胞中有活性的GLP-1，使胰岛素分泌减少，不利于血糖浓度降低，从而引起糖耐受性受损。 （4）结合上述研究可知，治疗高脂饮食引起的糖尿病的新思路有研制特异性针对菌源DPP4酶的抑制剂；适量使用抗生素，改善肠道菌群结构；促进GLP-1相关基因表达；补充适量有活性的GLP-1等。 11．【TMV 重组验证 RNA 遗传物质】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，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_________________，两者形成_______实验。 （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）科学家们从TMV中分离出a、b两个不同品系继续进行实验，其过程和结果如下表： 则表中的①的操作应为__________________，从病斑中分离出的病毒类型②是_________。以上各实验结果说明___________________________。 【答案】 将病毒的RNA和蛋白质分离 病毒的RNA和蛋白质 对比 甲和丙 杂种病毒（a型TMV的RNA＋b型TMV的蛋白质）→感染烟草 a型 TMV的遗传物质是RNA而不是蛋白质 【分析】RNA病毒的遗传物质是RNA．重组烟草花叶病毒侵染烟草后，病斑由重组病毒的RNA决定，烟草中的病毒也是由重组病毒的RNA控制合成。分析题文的实验设计思路，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。主要实验步骤：（1）利用水-苯酚溶液分离TMV，获得纯净的TMV的蛋白质和RNA；（2）取正常生长的烟草植株，选取生长状态基本相同的三片叶片，编号为A、B、C；（3）分别用完整的TMV、TMV的蛋白质、TMV的RNA感染A、B、C三片叶；（4）正常培养烟草植株，并注意观察相应叶片的表现症状。 【详解】（1）结合前面对实验思路的分析可知，利用水-苯酚溶液的目的是将TMV分离，获得TMV的蛋白质和RNA。 （2）根据前面的分析思路可知，能感染正常烟草使之出现相应的病斑的是TMV的RNA，所以题图中甲为病毒的RNA，乙为TMV的蛋白质，二者形成对比实验。 （3）实验结束后，能分离得到完整的TMV的有甲丙两组，因为只有这两组才感染了病毒斑。 （4）分析题图实验过程、实验结果可知： Ⅰ.a型TMV→感染植物，病斑类型是a型，病斑中分离出的病毒类型是a； Ⅱ.b型TMV→感染植物，病斑类型是b型，病斑中分离出的病毒类型是b型； Ⅲ.组合病毒由a型TMV的蛋白质+b型TMV的RNA组成→感染植物，产生的病斑类型是b型，病斑中分离出的病毒类型是b型； 根据前三组的实验设计可知，Ⅳ组应该采用来自b型TMV的蛋白质+a型TMV的RNA形成的组合病毒→感染植物，由于组合病毒的遗传物质是a型TMV的RNA，所以感染后形成病斑类型是a型，病斑中分离出的病毒类型对应也是a型。 以上各实验结果进一步充分说明TMV的遗传物质是RNA而不是蛋白质。 【点睛】关键：本题关键要抓住TMV中只有RNA是遗传物质，能控制病毒的性状，其蛋白质不是遗传物质，不能控制其性状。 12．【肺炎链球菌转化原理】肺炎链球菌分为S型菌和R型菌，加热灭活的S型菌会遗留下完整的细菌DNA的各个片段。下图为肺炎链球菌转化实验的实质，据图分析回答下列问题。    (1)艾弗里等人选用肺炎链球菌作为实验材料具有的优点有_____，在该实验中控制自变量采用的实验原理是_____。 (2)据图推测S基因的作用是_____，作为遗传物质必须具备的特点有_____（答出2点）。 (3)已知S型菌分为SI、SII、SIII类型，R型菌分为RI、RII、RIII类型。R型菌可接受不同S型菌的S基因并转化成相应的S型菌；R型菌只可回复突变为相应类型的S型菌。现有SI、RI、RII三种类型的肺炎链球菌，从中选择合适的肺炎链球菌，设计实验通过观察细菌类型，探究R型菌是发生了转化还是发生了回复突变。 实验思路：_____。 实验结果及结论： 若_____则说明只发生了转化； 若_____则说明只发生了回复突变； 若_____则说明发生了转化和回复突变。 【答案】(1) 个体很小，结构简单，繁殖快 减法原理 (2) 控制荚膜形成 能自我复制、指导蛋白质的合成、储存遗传信息、结构稳定 (3) 选取SI菌加热杀死后和RⅡ菌混合培养，一段时间后观察细菌类型 培养基中出现SI 培养基中出现SII 培养基中出现SI 、SII 【分析】1、R型和S型肺炎链球菌的区别是前者没有荚膜（菌落表现粗糙），后者有荚膜（菌落表现光滑）。 2、由肺炎链球菌转化实验可知，只有S型菌有毒，会导致小鼠死亡，S型菌的DNA才会是R型菌转化为S型菌。 【详解】（1）肺炎链球菌属于原核生物，具有个体很小，结构简单，繁殖快的特点，故艾弗里等人选用肺炎链球菌作为实验材料；艾弗里的实验中通过相关酶去除对应物质，属于减法原理。 （2）两种肺炎链球菌的区别在于有无荚膜，据图可知，S基因可使R型菌转化为S型菌，说明S基因的作用是控制荚膜形成；作为遗传物质必须具备的特点有：能自我复制、指导蛋白质的合成、储存遗传信息、结构稳定。 （3）分析题意，本实验目的是通过观察细菌类型，探究R型菌是发生了转化还是发生了回复突变，由于R型菌可接受不同S型菌的S基因并转化成相应的S型菌，R型菌只可回复突变为相应类型的S型菌，故可选取SI菌加热杀死后和RⅡ菌混合培养，一段时间后观察细菌类型。 实验结果及结论： 若只发生了转化，即S型菌的S基因并转化成相应的S型菌，则培养基中出现SI；若发生了回复突变，则R型菌只可回复突变为相应类型的S型菌，培养基中出现SII；若生了转化和回复突变，则会出现两种S型菌，即SI 、SII。 13．【艾弗里实验、DNA 半保留复制】1953年，沃森和克里克发表了论文：《核酸的分子结构——DNA的结构》，人类开启了分子生物学时代，阐明了遗传物质的构成和传递途径。在此后短短的几十年里，人类破解了一个又一个生命之谜。攻克癌症、摆脱遗传病......曾经那些遥不可及的梦想也变得触手可及。 (1)当DNA双螺旋结构被发现前，虽然人们已经知道DNA和RNA这两种核酸，但关于遗传物质的争论从未暂歇，很多伟大的科学家都为之付出了努力，比如艾弗里等人进行的离体细菌转化实验，如下图。 肺炎链球菌是原核生物，原因是________，S型肺炎链球菌的菌体有多糖类的________，在培养基上形成的菌落表面光滑，有毒性，可使小鼠患败血症死亡；上述实验结果是，甲组培养皿中存在________，乙组培养皿中存在R型菌落，丙组培养皿中存在R型菌落；实验结论是________是遗传物质。 (2)在人们已经得到DNA的双螺旋结构之后，科学家们通过一个非常巧妙的实验，首次在分子水平上成功地证明了DNA的半保留复制（如下图）。 该实验中采用的实验方法有________（填两种）；第三代中，含14N标记的DNA占________。DNA复制过程所需的酶主要有两种，是________，若某DNA分子片段共200个碱基对，其中腺嘌呤有60个，连续复制2次则需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸________个。 【答案】(1) 没有成形的细胞核 荚膜 R型菌落和S型菌落 DNA (2) 同位素示踪法、密度梯度离心 100% 解旋酶和DNA聚合酶 420 【分析】格里菲思通过体内转化实验提出加热杀死的S型菌含有转化因子，艾弗里用体外转化实验证明转化因子是DNA。 【详解】（1）肺炎链球菌是细菌的一种，因为没有成形的细胞核，故属于原核生物。S型肺炎链球菌的菌体有多糖类的荚膜，具有毒性，而R型菌没有荚膜，不具有毒性。由题图可知，甲组中，培养基中含有R型菌，将S型菌的DNA加进去后会使部分R型菌转化为S型菌，故一段时间后，甲组培养基上存在R型菌落和S型菌落，乙组中S型菌的DNA被DNA酶水解后不能完成转化作用，故培养皿中存在R型菌落，丙组中S型菌的蛋白质、荚膜多糖均不是遗传物质，不能完成转化，故培养皿中只存在R型菌落，综上所述，DNA是遗传物质。 （2）科学家利用了同位素示踪法和密度梯度离心法，首次在分子水平上成功地证明了DNA的半保留复制。根据DNA半保留复制的特点可知，亲代DNA链被15N标记，培养液含14N，第三代中含有DNA共8个，8个DNA均含新产生的子链，均含14N标记。DNA复制的大致过程包括解旋、子链延伸和重新形成双链，其中解旋过程需要解旋酶催化，使双链打开形成单链，子链延伸过程需要在DNA聚合酶的催化，故所需的酶主要有解旋酶和DNA聚合酶两种。若某DNA分子片段共200个碱基对，则共400个碱基，其中腺嘌呤脱氧核苷酸有60个，则可计算出胞嘧啶脱氧核苷酸=（400-60×2）÷2=140个，连续复制2次则需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸=（4-1）×140=420个。 14．【噬菌体载体、同位素标记侵染】基因文库是指包含某一生物基因组DNA片段的全部克隆，即将整个基因组DNA切成片段，并用合适的载体将全部DNA片段进行克隆。如图是构建染色体DNA基因文库的示意图，采用λ噬菌体为载体，将重组DNA分子导入大肠杆菌，得到携带重组DNA分子的细菌群体，即构成基因文库。回答下列问题： 注：cos位点是λ噬菌体DNA分子两端的特殊识别序列。 (1)实验室常用牛肉膏蛋白胨培养基培养细菌，其中牛肉膏提供的主要营养有碳源、氮源、磷酸盐和______等。在培养大肠杆菌时，常用酵母提取物（粉末状）代替牛肉膏制备培养基，从营养成分和实验操作的角度分析，可能的原因是______（答出2点即可）。 (2)上述操作过程中，采用限制酶消化DNA片段，其中“消化”实质上指的是______，连接反应过程中用到的分子工具是______，λ噬菌体能与质粒一样作为“分子运输车”，其原因是______。 (3)利用上述方法构建基因文库后，需要从文库中筛选出含目的基因的克隆菌落。请从分子水平的检测角度，提出2种简便的方法：______。 (4)某兴趣小组想利用图中方法构建重组噬菌体，同时利用放射性同位素标记的方法判断重组噬菌体感染大肠杆菌是否成功，请简要描述实验过程： ①______； ②用限制酶部分消化得到外源DNA片段； ③______； ④进行连接反应，得到重组噬菌体，并侵染未被标记的大肠杆菌； ⑤保温一段时间，______。 【答案】(1) 维生素 相比牛肉膏的黏稠，配制更方便；酵母提取物的有效成分更适合大肠杆菌的生长 (2) 在特定部位断开磷酸二酯键 DNA连接酶 受体细胞是大肠杆菌，λ噬菌体能够侵染受体细胞，将外源基因送入受体细胞，并随受体DNA同步复制 (3)通过PCR技术检测目的基因或转录产物mRNA；提取蛋白质，用抗原—抗体杂交法检测是否翻译出相应蛋白质 (4) 利用32P标记λ噬菌体的cos位点 用限制酶消化除去中间片段 搅拌和离心后检测上清液和沉淀物中放射性分布情况 【分析】基因工程技术的基本步骤：（1）目的基因的获取：方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成。（2）基因表达载体的构建：是基因工程的核心步骤，基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等。（3）将目的基因导入受体细胞：根据受体细胞不同，导入的方法也不一样。（4）目的基因的检测与鉴定。 【详解】（1）培养基中的牛肉膏提供的主要营养是碳源、氮源、磷酸盐和维生素；相比牛肉膏的黏稠，粉末状的酵母提取物在制备培养基时操作更简便，且酵母提取物更容易满足大肠杆菌生长的需求。 （2）分析题意，采用限制酶消化DNA片段，则“消化”是限制酶的作用效果，具体是指在特定部位断开磷酸二酯键；连接不同DNA片段所用的酶是DNA连接酶；受体细胞是大肠杆菌，λ噬菌体可侵染大肠杆菌，故可选择λ噬菌体作为“分子运输车”，将外源基因送入大肠杆菌，并随大肠杆菌DNA同步复制。 （3）从基因文库中获取目的基因，需要对克隆菌中的目的基因进行检测和鉴定，可以利用PCR、DNA分子杂交、抗原—抗体杂交等方法对克隆菌进行检测，具体方法是通过PCR技术检测目的基因或转录产物mRNA；提取蛋白质，用抗原—抗体杂交法检测是否翻译出相应蛋白质。 （4）分析题意，本实验利用放射性同位素标记的方法判断重组噬菌体感染大肠杆菌是否成功，参照T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验，可利用32P标记λ噬菌体的cos位点，经“消化”处理、连接反应等得到重组噬菌体，并侵染未被标记的大肠杆菌，保温一段时间，搅拌和离心后检测上清液和沉淀物中放射性分布情况，具体过程为： ①利用32P标记λ噬菌体的cos位点； ②用限制酶部分消化得到外源DNA片段； ③用限制酶消化除去中间片段； ④进行连接反应，得到重组噬菌体，并侵染未被标记的大肠杆菌；⑤保温一段时间，搅拌和离心后检测上清液和沉淀物中放射性分布情况。 实验探究类 1．【逆转录病毒与遗传信息传递】学习以下材料，回答下列小题。 人类基因组古病毒“复活”驱动衰老 细胞衰老是机体衰老及各种衰老相关疾病发生发展的重要诱因。人类基因组潜藏着诸多“老化”信号，这些“老化”信号常受到表观遗传的严密监控而处于沉默状态，但在年龄增加的过程中，这些“老化”信号逐渐逃离监控，进而激活细胞内的一系列衰老程序。 数百万年前，远古逆转录病毒入侵整合到人类的基因组并潜伏下来，这些病毒被称为“内源性逆转录病毒（ERV）”。我国科学家首次发现了ERV在细胞衰老过程中能被再度唤醒，其机制如下图所示。衰老细胞中表观修饰改变后导致基因组中ERV DNA被激活，通过一系列过程产生新的病毒颗粒。在衰老细胞的细胞质基质中，ERV RNA还能形成ERV DNA，使细胞误以为有外界病毒入侵，从而激活cGAS-STING天然免疫通路，使细胞产生并分泌SASP，SASP则会进一步加速细胞衰老。另一方面，衰老细胞释放的ERV病毒颗粒可通过旁分泌或体液运输的方式在器官、组织、细胞间传递，最终使得年轻细胞因受“感染”而老化。 该研究为衰老及老年疾病的评估和预警提供了科学依据，在此基础上，可开发有效延缓组织乃至系统衰老的干预技术，为衰老相关疾病的防治提供新的策略。 (1)细胞衰老的过程是细胞的生理状态和化学反应发生复杂变化的过程，请从细胞形态结构和功能两个角度，各写出一点衰老细胞的主要特征：_____。 (2)请依据中心法则用文字和箭头画出衰老细胞基因组中ERV DNA被激活后遗传信息的流动过程图_____。 (3)在观察到衰老细胞中存在病毒颗粒后，研究者通过PCR技术和_____技术检测了衰老细胞培养液和年轻细胞培养液中ERV RNA及ERV表面特异性蛋白的含量，并通过电子显微镜观察细胞膜和周围环境中是否存在ERV病毒颗粒。研究者进行以上三个实验的目的是_____。 (4)请选择相应处理和实验结果完善以下实验，为验证“衰老细胞释放的ERV病毒颗粒能够使年轻细胞老化”这一观点提供支持证据。 实验组 对照组 实验结果 ①_____ + ②_____ 共同孵育一段时间后，加入培养年轻细胞的培养液中 ③_____ + ④_____ 共同孵育一段时间后，加入培养年轻细胞的培养液中 ⑤_____ a．年轻细胞的细胞匀浆                        b．衰老细胞的细胞匀浆 c．培养了年轻细胞一段时间的培养液            d．培养了衰老细胞一段时间的培养液 e．抗ERV抗体                            f．无关抗体 g．吸附在实验组细胞上的ERV比对照组多    h．吸附在实验组细胞上的ERV比对照组少 i．实验组细胞的衰老相关指标高于对照组      j．实验组细胞的衰老相关指标低于对照组 (5)请根据图示信息提出一种干预策略用于抑制ERV“复活”引起的衰老_____。 【答案】(1)形态结构：细胞内的水分减少，细胞萎缩，体积变小；细胞核的体积增大，核膜内折，染色质收缩、染色加深 功能：细胞膜的通透性改变，细胞膜物质运输功能降低；细胞内多种酶的活性降低导致细胞代谢速率减慢；细胞内色素积累妨碍细胞内物质的交流和传递 (2) (3) 抗原-抗体杂交 探究衰老细胞中的病毒颗粒能否被释放到衰老细胞外 (4) e d f d hj (5)阻断ERV的转录、翻译、逆转录，通过抗体药阻断病毒对其它细胞的侵染等任一环节均可 【分析】衰老细胞的特征：（1）细胞内水分减少，细胞萎缩，体积变小，但细胞核体积增大，染色质固缩，染色加深；（2）细胞膜通透性功能改变，物质运输功能降低；（3）细胞色素随着细胞衰老逐渐累积；（4）有些酶的活性降低；（5）呼吸速度减慢，新陈代谢减慢。 【详解】（1）细胞衰老的过程是细胞的生理状态和化学反应发生复杂变化的过程，衰老细胞形态上表现为细胞内的水分减少，细胞萎缩，体积变小；细胞核的体积增大，核膜内折，染色质收缩、染色加深，由于形态结构的改变，其功能也随之改变，具体表现为细胞膜的通透性改变，细胞膜物质运输功能降低；细胞内多种酶的活性降低导致细胞代谢速率减慢；细胞内色素积累妨碍细胞内物质的交流和传递。 （2）衰老细胞中发生的遗传信息的流动过程包括转录和翻译，而ERV病毒为逆转录病毒，其在衰老细胞中寄生后，细胞中发生的遗传信息的传递可用下图表示：    （3）在观察到衰老细胞中存在病毒颗粒后，研究者通过PCR技术和抗原-抗体杂交技术检测了衰老细胞培养液和年轻细胞培养液中ERV RNA及ERV表面特异性蛋白的含量，可用于检测病毒的RNA，其原理是碱基互补配对原则，后者可根据抗原和抗体特异性结合设计的，并通过电子显微镜观察细胞膜和周围环境中是否存在ERV病毒颗粒。研究者进行以上三个实验的目的是探究衰老细胞中的病毒颗粒能否被释放到衰老细胞外。　 （4）本实验的目的是验证“衰老细胞释放的ERV病毒颗粒能够使年轻细胞老化”则实验的自变量为是否加入病毒蛋白抗体，因变量是细胞生长状态，据此表格中的实验组中添加的物质包括e．抗ERV抗体和  d．培养了衰老细胞一段时间的培养液共同孵育一段时间后，加入培养年轻细胞的培养液中，实验组中的抗体能与病毒颗粒特异性结合，进而减少了病毒颗粒对细胞的吸附，而对照组中的物质应该有f．无关抗体和d．培养了衰老细胞一段时间的培养液，对照组中添加的是无关抗体，不能阻止病毒颗粒对细胞的吸附，因此实验结果表现为： h．吸附在实验组细胞上的ERV比对照组少和j．实验组细胞的衰老相关指标低于对照组，该结果能验证相关结论。 （5）若要抑制ERV“复活”引起的衰老，则需要减少病毒的增殖，因而可采取的措施为阻断ERV的转录、翻译、逆转录，通过抗体药阻断病毒对其它细胞的侵染等任一环节，这样可以达到相应目的。 2．【噬菌体展示、基因工程与细胞凋亡】KLA是一类在细胞内诱导细胞凋亡的小分子抗癌肽，但其进入细胞的能力很弱。研究者利用噬菌体展示技术筛选靶向胰腺癌细胞的多肽，并利用该多肽对KLA进行改造，以提高其进入细胞的能力，进而增强其抗癌效果。 (1)M13噬菌体是一种________在大肠杆菌体内的DNA病毒。以胰腺癌细胞特异性表达的B蛋白为靶点，设计不同DNA片段，插入M13噬菌体外壳蛋白基因中，并以融合蛋白的形式表达到噬菌体表面，从而获得展示不同多肽的M13噬菌体库。 (2)将M13噬菌体库与胰腺癌细胞共孵育，筛选靶向B蛋白的多肽，过程如图。    第一次洗脱的目的是洗去________的噬菌体，对第二次洗脱获得的噬菌体进行扩增，重复如图过程。多轮淘选后，对筛选出的噬菌体进行DNA测序，并与________比对，获得靶向胰腺癌细胞的HMN多肽及TAP多肽的编码序列。 用荧光素标记HMN及TAP多肽，分别与胰腺癌细胞混合，保温后漂洗，检测荧光强度，发现________，因此选取HMN多肽进行后续实验。利用基因工程技术获得HMN-KLA融合多肽，发现胰腺癌细胞对融合多肽的摄取率显著提高。 (3)评估HMN-KLA融合多肽对胰腺癌细胞的影响，结果如图。    如图结果表明，________。 (4)线粒体损伤可导致膜电位下降，释放细胞色素C蛋白至细胞质基质，进而诱导细胞凋亡的发生。线粒体膜电位正常时，荧光染料M以红色荧光聚集体的形式存在于线粒体中；膜电位下降时，染料M不能在线粒体中聚集，而以绿色荧光单体的形式存在于细胞质基质中。 为验证“融合多肽通过破坏线粒体诱导胰腺癌细胞凋亡”，利用题目给定的材料和设备提出实验思路________。 主要材料和设备：胰腺癌细胞、培养基、HMN-KLA融合多肽、染料M、显微镜 【答案】(1)寄生 (2) 不能特异性结合 设计的DNA片段 用荧光素标记HMN多肽的一组中荧光强度更强 (3)HMN-KLA融合多肽对胰腺癌细胞活性的抑制作用较强，且随着HMN-KLA融合多肽的浓度升高，对胰腺癌细胞的抑制作用增强 (4)将胰腺癌细胞分成A、B两组，A组细胞置于含HMN-KLA融合多肽的培养基中培养，B组置于不含HMN-KLA融合多肽的培养基中培养，其他培养条件相同，并用染料M对两组细胞进行染色，一段时间后用显微镜观察两组细胞中荧光染料M存在的部位。 【分析】噬菌体是一类病毒的统称，它们主要的寄生目标是特定的某些细菌，噬菌体的寄生可以导致细菌的破裂，因此被称为噬菌体。 【详解】（1）噬菌体是一类病毒的统称，它们主要的寄生目标是特定的某些细菌，因此M13噬菌体是一种寄生在大肠杆菌体内的DNA病毒。 （2）多种基因分别转入不同噬菌体DNA上，表达出多种不同的多肽，要检测哪个噬菌体能表达出与B蛋白特异性结合的多肽，需要将胰腺癌细胞与噬菌体混合，第一次洗脱掉的是不能特异性结合的，第二次是将与胰腺癌细胞B蛋白结合的洗脱下来，因此收集第二次洗脱液，提取筛选出的噬菌体DNA进行测序，并与所设计的DNA片段进行对比，获得靶向胰腺癌细胞的HMN多肽及TAP多肽的编码序列；用荧光素标记HMN及TAP多肽，分别与胰腺癌细胞混合，保温后漂洗，检测荧光强度，若发现用荧光素标记HMN多肽的一组中荧光强度更强，说明HMN多肽与乳腺癌细胞的相对结合力更强，因此选取HMN多肽进行后续实验。 （3）如图分析可知，与其他三组相比，不同浓度下的HMN-KLA融合多肽处理下胰腺癌细胞活性均是最低的，且浓度越高，胰腺癌细胞活性越低，表明HMN-KLA融合多肽对胰腺癌细胞活性的抑制作用较强，且随着HMN-KLA融合多肽的浓度升高，对胰腺癌细胞的抑制作用增强。 （4）由题意可知，线粒体膜电位正常时，荧光染料M以红色荧光聚集体的形式存在于线粒体中；膜电位下降时，染料M不能在线粒体中聚集，而以绿色荧光单体的形式存在于细胞质基质中，若要验证“融合多肽通过破坏线粒体诱导胰腺癌细胞凋亡”，可以将胰腺癌细胞分成A、B两组，A组细胞置于含HMN-KLA融合多肽的培养基中培养，B组置于不含HMN-KLA融合多肽的培养基中培养，其他培养条件相同，并用染料M对两组细胞进行染色，一段时间后用显微镜观察两组细胞中荧光染料M存在的部位。 3．【噬菌体转录、同位素标记实验】噬菌体是生物实验的重要材料，而 SP8 噬菌体可侵染枯草杆菌。请回答下列问题。 (1)SP8 噬菌体遗传物质在枯草杆菌细胞中转录所需的酶和原料分别是 _______________。 (2)将 SP8 噬菌体的 DNA 用 32P 充分标记，并侵染枯草杆菌。若保温时间过长，则放射性 出现的情况是 _________。 (3)已知 DNA 在高温下两条链可解旋为单链，若再缓慢冷却，两条互补链还会重新结合 为双链。SP8 噬菌体 DNA 的两条链重量不同，一条链称为重链，另一条互补链称为轻链， 重链和轻链在加热分开后，可以用密度梯度离心方法将它们分离。 现利用以上材料和相关 技术设计实验探究：转录是以 DNA 的一条链还是两条链作为模板？ ①实验思路： ___________。 ②预期结果： _________________。 【答案】(1)RNA聚合酶、4种核糖核苷酸 (2)上清液和沉淀物中都有放射性，沉淀物中放射性高，上清液中放射性低 (3) 让SP8噬菌体侵染枯草杆菌，然后从枯草杆菌中分离出RNA，分别与密度梯度离心分离得到的SP8噬菌体DNA的重链或轻链混合，并缓慢冷却，观察杂交链的形成情况。 若SP8噬菌体侵染后形成的RNA只与重链或轻链中的一条链形成DNA-RNA杂合分子，则说明转录是以DNA的一条链作为模板；若SP8噬菌体侵染后形成的RNA既可与重链又可与轻链形成DNA-RNA杂合分子，则说明转录是以 DNA 的两条链作为模板 【分析】1、噬菌体侵染枯草杆菌包括：吸附、注入、合成、组装和释放。 2、转录：在细胞核内，以DNA一条链为模板，按照碱基互补配对原则，合成RNA的过程。 【详解】（1）SP8的噬菌体遗传物质是DNA，在枯草杆菌细胞中转录，以DNA一条链为模板，按照碱基互补配对原则，合成RNA的过程，所需要的酶是RNA聚合酶，所需要的原料是4种核糖核苷酸。 （2）SP8噬菌体侵染枯草杆菌包括：吸附、注入、合成、组装和释放。①若保温时间过长，可能会引起枯草杆菌裂解，子代噬菌体释放；②32P 充分标记的噬菌体的DNA，通过半保留复制，利用枯草杆菌提供的原料，产生子代噬菌体，综合上述两点信息，可知放射性 出现的情况是上清液和沉淀物中都有放射性，沉淀物中放射性高，上清液中放射性低。 （3）依据题干信息，实验的目的是探究SP8 噬菌体的转录是以 DNA 的一条链还是两条链作为模板，由于SP8 噬菌体营完全寄生生活，所以：①从枯草杆菌中获取SP8 噬菌体的DNA和转录产生的RNA，②转录产生的RNA和转录的模板链碱基互补配对，所以利用温度处理，解旋、复旋，观察其杂交链的形成状况即可推断出哪一条是模板链。具体步骤如下： 实验思路：让SP8噬菌体侵染枯草杆菌，然后从枯草杆菌中分离出RNA，分别与密度梯度离心分离得到的SP8噬菌体DNA的重链或轻链混合，并缓慢冷却，观察杂交链的形成情况。 预期结果：若SP8噬菌体侵染后形成的RNA只与重链或轻链中的一条链形成DNA-RNA杂合分子，则说明转录是以DNA的一条链作为模板；若SP8噬菌体侵染后形成的RNA既可与重链又可与轻链形成DNA-RNA杂合分子，则说明转录是以 DNA 的两条链作为模板。 4．【基因调控、实验减法原理】玉米的光周期响应是影响其开花时间的关键因素。蓝光会通过ZmFKF1a（蓝光受体）及ZmGI1蛋白来调控开花基因的表达，从而调控玉米的开花时间，具体机制如图所示。回答下列问题： (1)ZmFKF1a的化学本质是________，其与ZmGI1结合形成复合物后，一方面可增强________的稳定性，另一方面该复合物通过________进入细胞核后，可________，从而使玉米植株开花提前。 (2)为验证ZmFKF1a与ZmGI1能形成复合物，科学家构建了ZmFKF1a-GFP（绿色荧光蛋白）和ZmGI1-RFP（红色荧光蛋白）两种融合蛋白的基因，在植物细胞中共同表达后，如观察到细胞核内出现______________________，则说明ZmFKF1a与ZmGI1能形成复合物。 (3)为验证ZmFKF1a调控开花时间的分子机制，科学家构建了野生型（WT）、ZmFKF1a突变体（fkf1a）、ZmGI1突变体（gil）及双突变体，并检测了它们在蓝光照射下的开花时间，结果发现WT在第45天左右时开花，fkf1a在第70天左右时开花，gil及双突变体均在第74天左右时开花。 ①分析实验材料，该实验控制自变量时利用了________原理。 ②gil与双突变体的开花时间基本相同，这说明________________________。 ③结合图示信息推测，fkf1a的细胞核中ZmGI1的含量会________（填“高于”“基本等于”或“低于”）WT，原因是____________________________________（答出2点）。 【答案】(1) 蛋白质 ZmFKF1a和ZmGI1 核孔 促进ZMM4基因的表达 (2)红色荧光和绿色荧光重叠 (3) 减法 ZmGI1是ZmFKF1a发挥功能的关键靶蛋白（或ZmFKF1a对开花时间的调控依赖于ZmGI1） 低于 fkf1a无法合成ZmFKF1a，会导致ZmGI1蛋白降解增多，且ZmGI1需要与ZmFKF1a结合形成复合物后才能进入细胞核（答出2点） 【分析】细胞核是细胞中的遗传信息库，控制着细胞的代谢和遗传；细胞核具有双层膜结构，其上有核孔，核孔是大分子物质基础细胞核的通道，通过核孔可实现核质之间频繁的物质交换和信息交流。 【详解】（1）ZmFKF1a（蓝光受体）的化学本质是蛋白质，其与ZmGI1结合形成复合物后，一方面可增强ZmFKF1a和ZmGI1的稳定性，另一方面该复合物通过核孔进入细胞核后，可促进开花基因ZMM4的表达，使玉米植株开花提前。这是外界环境因素对植物生命活动影响的实例。 （2）为验证ZmFKF1a与ZmGI1能形成复合物，科学家构建了ZmFKF1a-GFP（绿色荧光蛋白）和ZmGI1-RFP（红色荧光蛋白）两种融合蛋白的基因，在植物细胞中共同表达后，如观察到细胞核内出现红色荧光和绿色荧光重叠，则可直观看到二者结合在一起，说明ZmFKF1a与ZmGI1能形成复合物。 （3）①本实验的目的是验证ZmFKF1a调控开花时间的分子机制，实验材料为野生型（WT）、ZmFKF1a突变体（fkf1a）、ZmGI1突变体（gil）及双突变体，并在适宜条件下让这些材料分别接受蓝光照射，观察它们的开花时间，根据实验结果可以看出只有野生型体内有ZmFKF1a和ZmGI1复合物，因而能提前开花，而其他三类材料均不能提前开花；本实验的自变量为是否有ZmFKF1a和ZmGI1复合物，因变量为开花时间，可见该实验控制自变量时利用了减法原理。 ②gil与双突变体的开花时间基本相同，这说明ZmGI1是ZmFKF1a发挥功能的关键靶蛋白，gil与双突变体均缺乏该蛋白，因而开花时间基本相同。 ③结合图示信息推测，fkf1a的细胞核中ZmGI1的含量会“低于”WT，这是因为fkf1a无法合成ZmFKF1a，会导致ZmGI1蛋白降解增多，且ZmGI1需要与ZmFKF1a结合形成复合物后才能进入细胞核，因此开花蛋白合成减少，因而不能提前开花。 5．【噬菌体重组，DNA 是遗传物质】绿脓杆菌是一种临床上较常见的致病细菌。科研人员欲利用噬菌体来杀灭高耐药性绿脓杆菌，将噬菌体PaPl的DNA和噬菌体JG的蛋白质外壳重组获得重组噬菌体，噬菌体JG、噬菌体PaP1、重组噬菌体对不同类型（PA1、PAO1）的绿脓杆菌的吸附率如下图所示。回答下列问题：    (1)据上述实验结果推测，噬菌体JG对绿脓杆菌______（填“PA1”或“PAO1”）的杀灭效果更好，重组噬菌体侵染绿脓杆菌后繁殖出的子代噬菌体对绿脓杆菌______（填“PA1”或“PAO1”）的吸附率更高。 (2)据上述实验结果推测，噬菌体对绿脓杆菌的吸附率主要取决于噬菌体的______（填“蛋白质外壳”或“DNA”） (3)有人认为上述实验还不够严密，为保证实验的科学性，增强实验的说服力，应增设D组，具体做法是用______侵染不同类型（PA1、PAO1）的绿脓杆菌，测定该重组噬菌体对不同类型（PA1、PAO1）的绿脓杆菌的吸附率。实验A组和D组子代噬菌体分别是______（填“噬菌体JG和噬菌体PaP1”或“噬菌体PaP1和噬菌体JG”），说明DNA是遗传物质。 (4)某生物兴趣小组在模拟蔡斯和赫尔希的实验时，观察了35S标记的噬菌体（甲组）和32P标记的噬菌体（乙组）保温时间长短与上清液的放射性高低的关系，下列曲线图中，能正确反映甲、乙实验结果的分别是______。    【答案】(1) PAO1 PA1 (2)蛋白质外壳 (3) 噬菌体JG的DNA和噬菌体PaPl的蛋白质外壳重组获得重组噬菌体 噬菌体PaP1和噬菌体JG (4)④、② 【分析】噬菌体没有细胞结构，只能寄生在活细胞内，故噬菌体和铜绿假单胞菌之间的种间关系是寄生。噬菌体侵染铜绿假单胞菌时，其尾丝蛋白通过与细胞壁上的脂多糖结合进而吸附在铜绿假单胞菌表面，不同噬菌体的尾丝蛋白不同，这就使得噬菌体的侵染具有高度的特异性(专一性)。 【详解】（1）分析题图可知，噬菌体JG对绿脓杆菌PAO1的吸附率高，说明噬菌体JG对绿脓杆菌PAO1的杀灭效果更好。重组噬菌体由噬菌体PaP1的DNA和噬菌体JG的蛋白质外壳组成，由于噬菌体的遗传物质是DNA，重组噬菌体侵染绿脓杆菌后繁殖出的子代噬菌体具有PaP1的特征，结合图示信息可知，重组噬菌体侵染绿脓杆菌后繁殖出的子代噬菌体对绿脓杆菌PA1的吸附率更高。 （2）分析题图重组噬菌体对绿脓杆菌PAO1的吸附率高，且与噬菌体JG相似，据此可推测噬菌体对绿脓杆菌的吸附率主要取决于噬菌体的蛋白质外壳。 （3）为保证实验的严谨性和科学性，应增设一组实验组D组，具体做法是用噬菌体JG的DNA和噬菌体PaPl的蛋白质外壳重组获得重组噬菌体，去侵染不同类型（PA1、PAO1）的绿脓杆菌，测定该重组噬菌体对不同类型（PA1、PAO1）的绿脓杆菌的吸附率。噬菌体的增殖是以自身遗传物质为模板，利用宿主细胞内的物质为原料合成子代噬菌体，若实验A组和D组子代噬菌体分别是噬菌体PaP1和噬菌体JG，说明DNA是噬菌体的遗传物质。 （4）甲组用35S标记的噬菌体侵染细菌，35S标记的是噬菌体的蛋白质外壳，噬菌体在侵染细菌时，蛋白质外壳没有进入细菌内，经过搅拌离心后，蛋白质外壳分布在上清液中，且放射性强度与保温时间长短没有关系，对应于曲线④。 乙组用32P标记的噬菌体侵染细菌，而32P标记的是噬菌体的DNA，噬菌体在侵染细菌时，只有DNA进入细菌内，经过搅拌离心后，DNA随着细菌分布在沉淀物质。若保温时间过短，噬菌体的DNA并未完全注入到细菌体内，经离心后分布于上清液中，这会使上清液的放射性含量升高；若保温时间过长，噬菌体在细菌内增殖后释放子代，经离心后分布于上清液中，这会使上清液的放射性含量升高，对应于曲线②。 6．【同位素标记、DNA 遗传优势】朊病毒是一种只含蛋白质而不含核酸的病原微生物。按照图示1→2→3→4进行实验，验证朊病毒侵染因子是蛋白质，题中所用牛脑组织细胞为无任何标记的活体细胞。请据图分析回答下列问题： （1）本实验采用的研究方法是_______。 （2）从理论上讲，经1→2→3→4实验离心后，沉淀物中_______（填“能大量”或“几乎不能”）检测到32P，出现上述结果的原因是：_______。 （3）如果再添加一个试管5，从试管2中提取朊病毒后，先加入试管5，同时添加35S标记的（NH4）235SO4，连续培养一段时间后，再提取朊病毒加入试管3，培养适宜时间后离心，检测放射性应主要位于_______中，原因是：_______。 （4）绝大多数生物以DNA作为遗传物质的原因是：与RNA相比，DNA分子 _______。 a．结构简单b．碱基种类多  c．结构相对稳定  d．复制的准确性高 【答案】 （放射性）同位素标记法 几乎不能 朊病毒不含核酸只含蛋白质，蛋白质中磷含量极低，故试管2中提取的朊病毒几乎不含32P，（这样的朊病毒侵染牛脑组织细胞后，在沉淀物中不会含有32P） 沉淀物 被35S标记的朊病毒（蛋白质），大部分进入牛脑组织细胞中，（只有少量的朊病毒可能没侵入牛脑组织细胞） cd 【分析】朊病毒不能独立生活，在活细胞内才能增殖，所以要标记朊病毒需先培养带标记的宿主细胞﹣﹣牛脑组织细胞，再让朊病毒侵染带标记的牛脑组织细胞，完成对朊病毒的标记。因为朊病毒没有核酸，只有蛋白质，蛋白质中磷含量极低，所以试管2中提取的朊病毒几乎不含32P，即试管4中几乎没有32P；用35S标记的朊病毒侵入牛脑组织细胞，少量朊病毒不能侵染成功，所以放射性物质主要位于沉淀物中，上清液中含少量放射性物质。朊病毒是一类非正常的病毒，它不含有核酸。解答本题时需要紧扣“朊病毒是蛋白质侵染因子，它是一种只含蛋白质而不含核酸的病原微生物”，再将噬菌体侵染细菌实验的相关知识进行迁移应用。 【详解】（1）由图可知，本实验采用了同位素标记法。 （2）由于朊病毒不含核酸只含蛋白质，蛋白质中磷含量极低，故试管2中提取的朊病毒几乎不含32P，因此，从理论上讲，离心后上清液中几乎不能检测到32P，沉淀物中几乎不能检测到32P。 （3）朊病毒的蛋白质中含有S元素，如果添加试管5，从试管2中提取朊病毒后先加入试管5，同时添加35S标记的（NH4）235SO4，连续培养一段时间后，朊病毒的蛋白质中含有35S；再提取朊病毒加入试管3，培养适宜时间后离心，由于被35S标记的朊病毒（蛋白质），大部分进入牛脑组织细胞中，因此检测放射性应主要位于沉淀物中，少量位于上清液中。 （4）a、DNA多为双螺旋结构，其结构比RNA复杂，a错误； b、DNA和RNA都有4种碱基，b错误； cd、绝大多数生物以DNA作为遗传物质的原因是：与RNA相比，DNA分子结构相对稳定，半保留复制，复制的准确性高，cd正确。 故选cd。 【点睛】本题结合实验图解，考查噬菌体侵染细菌实验，对于此类试题，需要考生注意的细节较多，如实验的原理、实验采用的方法、实验现象及结论，并能进行迁移应用，属于考纲理解和应用层次的考查。 7．【噬菌体侵染、RNA 病毒遗传物质验证】生物体的遗传物质指的是亲代与子代之间传递遗传信息的物质。科学家经实验探索发现，除一部分病毒的遗传物质是RNA、朊病毒的遗传物质是蛋白质外，其余的病毒以及全部具典型细胞结构的生物的遗传物质都是DNA。根据所学知识，回答下列问题： (1)如图为某同学用模型模拟的噬菌体侵染细菌的过程。则 ①噬菌体正确的侵染顺序是a→____→a（用字母和箭头表示）。 ②若用35S标记的噬菌体进行实验，子代噬菌体合成蛋白质外壳时所需的原料由____提供，该组实验结果说明____。若在实验过程中检测到上清液和沉淀物中均有放射性，原因最可能是____。 ③若用32P标记的噬菌体进行实验，最终在新形成的____（填“少量”“大量”或“全部”）噬菌体中能检测到32P。 (2)已知车前草病毒（HRV）与烟草花叶病毒（TMV）的结构非常相似，都由蛋白质和RNA组成，都能侵染烟草叶片，但二者在叶片上形成的病斑形态有很大区别。科学家用TMV进行实验证明RNA是某些病毒的遗传物质时发现，从TMV中提取出单独存在的RNA和蛋白质不稳定，导致实验效果不太理想。请结合HRV补充完整下列对该实验的改进方案： 实验方案：步骤一：用____构建重组病毒甲； 步骤二：用____构建重组病毒乙； 步骤三：再用____，培养一段时间后观察烟草是否出现病斑和病斑的形态。 【答案】(1) d→e→b→f→c 宿主细胞（大肠杆菌） 噬菌体侵染细菌时，蛋白质外壳留在外面 搅拌不够充分，少数噬菌体的蛋白质外壳没有与大肠杆菌分开 少量 (2) TMV的蛋白外壳和HRV的RNA组合 TMV的RNA和HRV的蛋白外壳组合 病毒甲和病毒乙侵染烟草 【分析】噬菌体侵染细菌的实验步骤：分别用35S或32P标记噬菌体→噬菌体与大肠杆菌混合培养→噬菌体侵染未被标记的细菌→在搅拌器中搅拌，然后离心，检测上清液和沉淀物中的放射性物质。 【详解】（1）①噬菌体侵染细菌的过程为:噬菌体吸附在细菌的表面→噬菌体的DNA注入细菌体内→以噬菌体的DNA为模板,合成噬菌体的蛋白质和DNA→合成的噬菌体的DNA与蛋白质外壳组装为子代噬菌体→细菌裂解释放出子代噬菌体，用图中字母表示顺序为a→d→e→b→f→c→a。 ②噬菌体必须寄生在活细胞中才能进行生命活动，若用35S标记的噬菌体进行实验，子代噬菌体合成蛋白质外壳时所需的原料由宿主细胞（大肠杆菌）提供，由图可知，噬菌体侵染细菌时，DNA进入细菌，蛋白质外壳留在外面。若在实验过程中检测到上清液和沉淀物中均有放射性，说明搅拌不够充分，少数噬菌体的蛋白质外壳没有与大肠杆菌分开。 ③32P标记的噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌，新合成的DNA链没有被标记，随着DNA的复制，32P标记的DNA的比例越来越小，故只有少量的噬菌体中能检测到32P。 （2）科学家用TMV进行实验证明RNA是某些病毒的遗传物质时发现，从TMV中提取出单独存在的RNA和蛋白质不稳定，导致实验效果不太理想，可通过重新构建重组病毒进行实验，实验方案：步骤一：用TMV的蛋白外壳和HRV的RNA组合构建重组病毒甲；步骤二：用TMV的RNA和HRV的蛋白外壳组合构建重组病毒乙；步骤三：再用病毒甲和病毒乙侵染烟草，培养一段时间后观察烟草是否出现病斑和病斑的形态。 拔高·限时模拟 一、选择题：本题共15小题，每小题3分，共45分。 1．为加深对赫尔希和蔡斯“T2噬菌体侵染细菌”实验的理解，某生物兴趣小组通过绘图进行讨论学习。据图分析，下列叙述错误的是（    ） A．该兴趣小组通过构建物理模型开展学习 B．图中T2噬菌体的黑色部分代表被标记 C．搅拌促使噬菌体从大肠杆菌内释放出来 D．离心的目的是为了沉淀培养液中的大肠杆菌 【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、结合图示可知，该兴趣小组通过构建物理模型开展学习，A正确； B、35S标记噬菌体的蛋白质外壳，32P标记DNA，即图中T2噬菌体的黑色部分代表被标记，B正确； C、搅拌的目的是使吸附在大肠杆菌上的噬菌体与大肠杆菌分离，C错误； D、离心的目的是为了使上清液中分布的是噬菌体外壳蛋白，沉淀物中是大肠杆菌，D正确。 故选C。 2．1952年，赫尔希和蔡斯完成了著名的“噬菌体侵染细菌”的实验。下列分析正确的是（　　） A．需用含35S或32P的培养基培养噬菌体，得到含35S或32P标记的噬菌体 B．保温时间过长不影响35S标记组的实验结果 C．若实验二中的c的放射性偏高，与④过程中搅拌不充分有关 D．实验一和实验二的子代噬菌体均含有少量放射性 【答案】B 【详解】A、噬菌体是病毒，没有细胞结构，不能独立在培养基上生存，因此不能用含32P或35S的培养基直接培养噬菌体，需要先标记大肠杆菌，再用噬菌体去侵染被标记的大肠杆菌来实现标记，A错误； B、保温时间过长会导致大肠杆菌裂解，子代噬菌体释放出来，其中含32P的子代噬菌体进入上清液，会使上清液的放射性升高，影响32P标记组实验结果；保温时间过长不影响35S标记组的实验结果，但搅拌不充分影响35S标记组的实验结果，B正确； C、用含32P标记的噬菌体侵染细菌时，c部分放射性含量偏高的原因是混合培养时间过短导致DNA还来不及注入细菌，或混合培养时间过长导致细菌裂解后释放出了子代噬菌体，C错误； D、实验一中35S标记的蛋白质外壳不进入大肠杆菌，子代噬菌体不含35S；实验二中32P标记的DNA进入大肠杆菌，DNA半保留复制，只有少数子代噬菌体含有来自亲代的32P，因此只有实验二的子代噬菌体含少量放射性，D错误。 3．赫尔希和蔡斯利用T2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，T2噬菌体侵染大肠杆菌20分钟会引起大肠杆菌裂解。下列叙述正确的是（    ） A．A组试管Ⅰ获得的噬菌体2的DNA和蛋白质分别被32P和35S标记 B．B组试管Ⅱ培养20分钟后，得到的子代噬菌体的DNA均含32P C．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 D．搅拌不充分会造成A组试管Ⅲ上清液的放射性强度减弱 【答案】D 【分析】T2噬菌体侵染细菌的实验步骤：分别用35S或32P标记噬菌体→噬菌体与大肠杆菌混合培养→噬菌体侵染未被标记的细菌→在搅拌器中搅拌，然后离心，检测上清液和沉淀物中的放射性物质。 【详解】A、A组中用35S标记大肠杆菌，噬菌体在侵染大肠杆菌时，以大肠杆菌的物质为原料（核苷酸原料没有被标记）合成自身的组成成分，所以获得的噬菌体2的蛋白质被35S标记，但DNA不会被32P标记，A错误； B、B组用32P标记大肠杆菌长时间培养噬菌体2，使得噬菌体2的DNA被32P标记，再去侵染未标记大肠杆菌，新合成的子代噬菌体的DNA都来自大肠杆菌的原料，得到的子代噬菌体的DNA部分含32P，所以B组试管Ⅱ培养20分钟后，大肠杆菌裂解，得到的子代噬菌体的DNA部分含32P，B错误 ； C、B组试管Ⅲ上清液中的放射性主要来自未侵染的噬菌体或侵染后释放的子代噬菌体，若培养时间过短，部分噬菌体未侵染，试管Ⅲ上清液的放射性强度会增强。若培养时间过长，大肠杆菌裂解，子代噬菌体释放，试管Ⅲ上清液的放射性强度也会增强。但上清液中的放射性强度并不是与接种后的培养时间一直成正比，当培养时间过长，大肠杆菌全部裂解后，上清液放射性强度不再增加，C错误； D、A组用35S标记的是大肠杆菌，搅拌不充分会使吸附在大肠杆菌表面的噬菌体蛋白质外壳没有与大肠杆菌分离，经离心后会进入沉淀中，造成A组试管Ⅲ上清液的放射性强度减弱，D正确。 故选D。 4．艾弗里及其同事利用肺炎链球菌的不同亚型（如：RⅡ、SⅡ、SⅢ等）进行如下实验： 甲组：SⅡ经诱变可产生RⅡ，部分RⅡ可回复突变为SⅡ，但无法突变为SⅢ； 乙组：RⅡ可存在多种亚型，分别与加热杀死的SⅢ混合，只有RⅡ36A可以转化为SⅢ； 丙组： 关于实验下列说法错误的是（    ） A．甲组可为RⅡ36A转化为SⅢ提供间接证据 B．RⅡ菌在固体培养基上形成的菌落表面是粗糙的 C．X酶可能是酯酶、蛋白酶、RNA酶或DNA酶 D．乙组其他类型不能实现转化的原因是SⅢ的DNA变性 【答案】D 【详解】A、SⅢ不可能由RⅡ或SⅡ突变而来，可以为RⅡ36A转化为SⅢ提供间接证据，即SⅢ的出现是RⅡ36A发生基因重组的结果，A正确； B、RⅡ菌在固体培养基上形成的菌落表面是粗糙的，B正确； C、通过去除提取物中的某项成分来确定转化因子，X酶可能是酯酶、蛋白酶，RNA酶或DNA酶，C正确； D、乙组其他类型不能实现转化的原因不可能是SⅢ的DNA变性，因为RⅡ36A可以转化为SⅢ，D错误。 5．赫尔希和蔡斯的T2噬菌体侵染细菌实验，其中一组如下图所示，下列叙述正确的是（　　） A．过程①保温时间的长短不会对实验结果产生影响 B．T2噬菌体的侵染实验通过步骤②实现噬菌体的蛋白质与DNA分离 C．过程③中分离出的子代噬菌体，大部分含31P，少部分含32P D．该组实验不能根据放射性结果证明DNA是噬菌体的遗传物质 【答案】D 【详解】A、保温的目的是让噬菌体侵染细菌，过程①保温时间过短会导致部分噬菌体未侵染细菌，过长则会导致细菌裂解，均会对实验结果产生影响，A错误； B、T2噬菌体的侵染实验通过步骤②实现噬菌体（蛋白质外壳）与细菌分离，B错误； C、由于DNA进行半保留复制，过程③中分离出的子代噬菌体，全部含31P，少部分含32P和31P，C错误； D、该组实验不能根据沉淀物放射性结果证明DNA是噬菌体的遗传物质，还需观察子代噬菌体是否有放射性，D正确。 故选D。 6．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。 7．ФX174噬菌体特异性寄生于大肠杆菌，其中大肠杆菌的R2基因是被噬菌体吸附和侵染的关键基因，R2基因敲除的大肠杆菌无法被噬菌体吸附。科研人员参照赫尔希和蔡斯的实验流程，设置多个实验，实验处理如下表所示。下列叙述正确的是（　　） 实验 大肠杆菌处理 ФX174噬菌体处理 ① 无同位素标记，分为R2基因未敲除组和R2基因敲除组 用35S标记 ② 处理同① 用32P标记 ③ 处理同① 用3H标记 ④ 用标记，分为R2基因未敲除组和R2基因敲除组 未被同位素标记 A．实验①R2基因敲除组沉淀物中放射性强度显著低于未敲除组 B．实验②R2基因敲除组和未敲除组上清液中放射性强度无明显差异 C．实验③R2基因敲除组沉淀物中放射性强度显著低于未敲除组 D．实验④培养后获得的子代噬菌体中只有少部分带有3H标记 【答案】C 【详解】A、35S标记噬菌体的蛋白质外壳，蛋白质无法进入大肠杆菌。R2未敲除组搅拌充分时，几乎所有吸附在大肠杆菌表面的蛋白质外壳都会脱离进入上清液，沉淀物放射性极低；R2敲除组噬菌体无法吸附，全部游离在上清液中，沉淀物放射性也极低，两组沉淀物放射性无显著差异，A错误； B、32P标记噬菌体的DNA，R2未敲除组DNA可进入大肠杆菌，因此上清液放射性低、沉淀物放射性高；R2敲除组噬菌体无法吸附，DNA不能进入大肠杆菌，全部留在上清液，上清液放射性很高，两组上清液放射性差异显著，B错误； C、3H可同时标记噬菌体的DNA和蛋白质，R2未敲除组噬菌体的DNA可进入大肠杆菌，沉淀物中含有带3H的噬菌体DNA，放射性较高；R2敲除组噬菌体无法吸附，DNA不能进入大肠杆菌，沉淀物放射性极低，因此敲除组沉淀物放射性显著低于未敲除组，C正确； D、实验④中大肠杆菌被3H标记，R2未敲除组的噬菌体增殖时，合成子代DNA和蛋白质的原料全部来自带3H标记的大肠杆菌，所有子代噬菌体均带3H标记；R2敲除组无法产生子代噬菌体，并非只有少部分子代带标记，D错误。 8．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。 9．X病毒由蛋白质和RNA构成，能侵染特定细菌。研究人员用放射性同位素分别标记X病毒的蛋白质和RNA，然后侵染未标记的细菌，实验结果如表所示。下列叙述正确的是（    ） 组别 标记部位 侵染后检测目标 放射性检测结果 甲组 蛋白质 细菌细胞内 无放射性 乙组 RNA 细菌细胞内 有放射性 丙组 蛋白质 细菌细胞外 有放射性 丁组 RNA 细菌细胞外 无放射性 A．为标记病毒，需用含放射性同位素的培养基直接培养X病毒 B．由甲组和丙组结果可知，X病毒的蛋白质外壳未进入细菌细胞 C．由乙组和丁组结果可知，X病毒的RNA进入细菌细胞，并在其中复制 D．该实验证明了X病毒的遗传物质是RNA，故RNA是病毒主要的遗传物质 【答案】B 【详解】A、病毒为专性活细胞寄生生物，无法在普通培养基中独立代谢繁殖，标记X病毒需先标记其宿主细菌，再用被标记的细菌培养X病毒，不能直接用含放射性同位素的培养基培养病毒，A错误； B、甲组标记X病毒的蛋白质，检测发现细菌细胞内无放射性，丙组同样标记蛋白质，检测发现细菌细胞外有放射性，可证明X病毒的蛋白质外壳未进入细菌细胞，留在了细胞外，B正确； C、乙组和丁组的结果只能证明X病毒的RNA进入了细菌细胞，实验未检测子代病毒的放射性，无法证明RNA在细菌细胞内完成了复制过程，C错误； D、该实验仅能证明X病毒的遗传物质是RNA，多数病毒的遗传物质为DNA，无法得出“RNA是病毒主要的遗传物质”的结论，D错误。 10．图甲是将加热杀死的S型细菌与R型活细菌混合注射到小鼠体内后两种细菌的含量变化；图乙是噬菌体侵染细菌实验的部分操作步骤。下列有关叙述错误的是（　　） A．图甲中出现的S型细菌是由R型细菌转化并增殖而来的 B．图乙中上清液的放射性很高，沉淀物的放射性很低 C．图乙中噬菌体增殖需要细菌提供原料、能量、酶等 D．图乙搅拌的目的是将噬菌体的蛋白质外壳与DNA分开 【答案】D 【分析】题图分析：图甲表示加热杀死的S型菌和R型活菌混合注射到小鼠体内，开始是R型菌较多，在小鼠体内扩增，数量上升，后被小鼠免疫系统清除，数量下降，此过程中少部分R型菌在加热杀死的S型菌DNA作用下转化为S型活菌，S型活菌扩增并破坏小鼠的免疫系统，使R型菌和S型菌数量重新上升，由此可得实线表示R型菌，虚线表示S型菌。观察图乙可得，噬菌体在侵染细菌时需要先吸附在细菌表面，再将噬菌体DNA注入到细菌，离心前搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分开，离心后细菌主要分布在沉淀物中，噬菌体及其蛋白质外壳主要分布在上清液中。 【详解】A、图甲表示加热杀死的S型菌和R型活菌混合注射到小鼠体内，初始只有获得R型菌，后出现S型菌，出现的S型细菌是由R型细菌转化并增殖而来的，A正确； B、35S标记物质为噬菌体的蛋白质外壳，在噬菌体侵染细菌时吸附在大肠杆菌细胞膜上，因此离心后其放射性主要分布在上清液中，上沉淀物中的放射性会很低，B正确； C、噬菌体为病毒没有细胞结构，不能独立进行生命活动，因此图乙中噬菌体增殖需要细菌提供原料、能量、酶等，C正确； D、观察图乙可得，噬菌体在侵染细菌时需要先吸附在细菌表面，再将噬菌体DNA注入到细菌，离心前搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分开，D错误。 故选D。 11．如图是以肺炎链球菌为实验材料探究生物遗传物质的实验。下列分析错误的是（    ）    A．该实验单独探究了S型细菌的DNA和蛋白质的作用 B．甲组培养皿中有S型细菌出现，加热没有破坏转化因子的活性 C．乙组培养皿与丙组培养皿中的肺炎链球菌种类都不相同 D．若设丁组不加入DNA酶，与丙组对比则说明丁组提取物含DNA 【答案】C 【分析】在艾弗里证明遗传物质是DNA的实验中，艾弗里将S型细菌的DNA、蛋白质、糖类等物质分离开，单独的、直接的观察它们各自的作用。 【详解】A、该实验中甲组是对照，乙组去除了蛋白质，丙组去除了DNA，设计思路是单独探究S型菌的DNA和蛋白质等成分的作用，A正确； B、甲组中出现S型细菌，由此可推测加热不会破坏转化因子的活性，B正确； C、乙组蛋白酶不能水解DNA，故乙组培养皿中会出现S型细菌和R型细菌，丙组培养皿中加入了DNA酶，S型细菌DNA被水解后不会导致R型细菌的转化，丙组培养皿中只出现R型细菌，C错误； D、DNA酶能水解DNA，丙组加入DNA酶，若设丁组不加入DNA酶，与丙组对比则说明丁组提取物含DNA，D正确。 故选C。 12．某些细菌受到噬菌体侵染后，会将部分噬菌体DNA片段整合到细菌DNA片段中并遗传给子代。当再次感染相同噬菌体后，细菌会产生crRNA、tracrRNA、Cas9蛋白等并形成复合体结构。该结构能剪切噬菌体DNA而达到免疫的目的（如图所示）。下列叙述错误的是（　　） A．该复合体结构可以水解磷酸二酯键 B．合成crRNA的模板链来源于整合的噬菌体DNA片段 C．tracrRNA连接环内含A－U、C－G碱基对，可形成特定的空间结构 D．若设计特定的tracrRNA序列，则该复合体结构可用于敲除特定的基因 【答案】D 【详解】A 、复合体剪切噬菌体 DNA，作用于磷酸二酯键，A 正确； B、crRNA 的模板来自整合的噬菌体 DNA 片段（细菌将噬菌体 DNA 整合后转录 ），B 正确； C、tracrRNA 是 RNA，含 A - U、C - G 碱基对，可形成特定空间结构（与 crRNA、Cas9 蛋白结合 ），C 正确； D、该复合体识别并剪切的是噬菌体 DNA，不能直接用于 “敲除特定基因”（基因敲除需精准设计且涉及细胞内复杂调控，此复合体是细菌针对噬菌体的免疫机制 ），D 错误。 故选D。 13．下图表示探索遗传物质的经典实验的部分过程，①～④组经过相关实验处理。图中④组的实验处理是（    ）    A．S型细菌+DNA酶+R型细菌 B．加热杀死的R型细菌+S型细菌 C．加热杀死的S型细菌+R型细菌 D．S型细菌+蛋白酶+R型细菌 【答案】C 【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型菌中存在某种转化因子，能将S型细菌转化为R型细菌。 【详解】由图可知，④组的实验结果为小鼠死亡，且从死亡的小鼠中分离出了S型细菌，故④组的实验处理是加热杀死的S型细菌+R型细菌，加热杀死的S型细菌中存在转化因子，可使一部分的R型细菌转化为S型细菌，从而导致小鼠死亡。 故选C。 14．单链RNA病毒可诱导机体产生大量抗菌肽来降低肠道内菌群的数量和丰富度，导致有益菌群受到削弱从而降低机体抗病毒能力。下列叙述错误的是（　　） A．病毒的单链RNA能携带遗传信息 B．抗菌肽与RNA均是由单体聚合形成的 C．抗菌肽与RNA均含有C、H、O、N四种元素 D．服用抗菌肽制成的药物，可以增强机体抵抗病毒的能力 【答案】D 【分析】RNA（核糖核酸） 是一类重要的生物大分子。 它具有以下主要特点和作用： 遗传信息的传递：在某些病毒中，RNA 可以作为遗传物质携带遗传信息。 参与基因表达调控：如 mRNA（信使 RNA）作为蛋白质合成的模板。 【详解】A、病毒RNA是病毒的遗传物质，能携带遗传信息，A正确； B、抗菌肽为多肽，由氨基酸聚合而成，RNA由核糖核苷酸聚合而成，B正确； C、氨基酸和核糖核苷酸均含有C、H、O、N四种元素，C正确； D、抗菌肽能降低肠道内菌群的数量和丰富度，导致有益菌群受到削弱从而降低机体抗病毒能力，D错误。 故选D。 15．用32P标记的T2噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌，在适宜温度下保温培养，定时取样并离心，检测沉淀物的放射性强度，结果如图所示。下列分析正确的是（　　） A．0～a段沉淀物和上清液放射性强度都很低 B．a～b段沉淀物放射性上升，是由新合成的子代噬菌体DNA积累导致 C．b～c段放射性下降，是因为大肠杆菌裂解，子代噬菌体释放至上清液 D．c点后放射性稳定，说明噬菌体DNA已全部整合到大肠杆菌DNA上 【答案】C 【详解】A、0～a段保温时间短，多数噬菌体还未将DNA注入大肠杆菌，带放射性的亲代噬菌体主要分布在上清液，因此上清液放射性高，沉淀物放射性低，A错误； B、a～b段沉淀物放射性上升，是因为亲代噬菌体的DNA不断注入大肠杆菌，随大肠杆菌进入沉淀物；子代噬菌体DNA以大肠杆菌未被标记的脱氧核苷酸为原料合成，不带32P放射性，不是放射性上升的原因，B错误； C、b～c段保温时间过长，大肠杆菌裂解，带有放射性的子代噬菌体释放到上清液，导致沉淀物放射性下降，C正确； D、c点后放射性稳定，是因为大部分被侵染的大肠杆菌已裂解，子代噬菌体已释放到上清液；T2噬菌体的DNA不会整合到大肠杆菌DNA上，而是独立复制，D错误。 二、非选择题：本题共5题，共55分。 16．（每空1分，共15分）肺炎链球菌的转化实验和T2噬菌体侵染细菌的实验是证明DNA是遗传物质的两大经典实验， I.已知S型菌分为I-S、Ⅱ-S、Ⅲ-S三种类型，R型菌分为I-R、Ⅱ-R、Ⅲ-R三种类型。研究发现许多细菌有自然转化能力。在格里菲思所做的肺炎链球菌转化实验中，无毒性的Ⅱ-R型活细菌与加热致死的Ⅲ-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。对于S型活细菌是怎样出现的，主要存在2种假说。假说一：R型菌突变为S型菌；假说二：加热致死的S型菌中有某种物质进入了R型菌体内导致其转化。请回答下列问题： (1)S型肺炎链球菌的菌体有多糖类的________，在培养基上形成的菌落表面______，可使小鼠患败血症死亡。 (2)自然状态下会有R型菌突变为同型的S型菌，如I-R可突变为I-S，但不会突变为Ⅲ-S。事实上，格里菲思从小鼠体内未分离出有毒性的________型活细菌，证实了假说一是不合理的。 (3)为研究R型菌转化为S型菌的转化因子是DNA，艾弗利的实验流程如图所示： 若要去除提取液中的蛋白质，通常向提取液中加入_________这在实验变量的控制上采用了________原理 Ⅱ.赫尔希和蔡斯利用放射性同位素标记技术证明DNA才是真正的遗传物质。 (4)实验包括4个步骤：a．T2噬菌体与未被大肠杆菌混合培养；b．35S或32P分别标记T2噬菌体；c．放射性检测；d．离心分离。该实验步骤的正确顺序是_________（请用字母和→表示）。 (5)赫尔希和蔡斯用不同的放射性同位素分别标记噬菌体的DNA和蛋白质，而不是同时标记在同一个噬菌体上，这其中的设计思路是：___________。 (6)若合成DNA的原料用32P标记，用含此原料的培养基培养T2噬菌体，_________（填“能”或“否”）获得DNA被32P标记的T2噬菌体。若用DNA被32P标记的T2噬菌体侵染普通大肠杆菌，则子代T2噬菌体的DNA含P的情况是_________，离心后，发现放射性物质主要存在于__________（填“上清液”或“沉淀物”）中。 Ⅲ.为探究某病毒（能使小鼠致病）的遗传物质是DNA还是RNA，研究人员做了如下实验。 实验用具：该病毒核酸提取物、DNA酶、RNA酶、小鼠、等渗生理盐水、注射器等。 实验步骤： 取健康且生长状况等基本一致的小鼠若干，随机均分成四组，编号为A、B、C、D,其中A和B为对照组，C和D为实验组 (7)向A组鼠体内注射________________，向B组鼠体内注射适量的该病毒核酸提取物，向C组鼠体内注射________________，向D组鼠体内注射________________； (8)将四组小鼠放在相同且适宜的条件下培养一段时间后，观察比较各组小鼠的发病情况。 结果及结论： A组和____组的小鼠不发病，B组和____组的小鼠发病，则说明DNA是该病毒的遗传物质。 【答案】(1) 荚膜 光滑 (2)Ⅱ-S (3) 蛋白酶 减法 (4)b→a→d→c (5)将蛋白质和DNA完全分开，单独观察他们的作用 (6) 否 有的DNA一条链含32P，另一条链含31P，有的DNA两条链都含31P 沉淀物 (7) 等量的等渗的生理盐水 等量的该病毒核酸提取物和DNA酶（或等量的该病毒核酸提取物和RNA酶） 等量的该病毒核酸提取物和RNA酶（或等量的该病毒核酸提取物和DNA酶） (8) C（或D） D（或C） 【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，没有证明转化因子是什么物质，而艾弗里体外转化实验，将各种物质分开，单独研究它们在遗传中的作用，并用到了生物实验中的减法原理，最终证明DNA是遗传物质。 T2噬菌体侵染细菌的实验：①研究者：1952年，赫尔希和蔡斯。②实验材料：T2噬菌体和大肠杆菌等。③实验方法：放射性同位素标记法。④实验思路：S是蛋白质的特有元素，DNA分子中含有P，蛋白质中几乎不含有，用放射性同位素32P和放射性同位素35S分别标记DNA和蛋白质，直接单独去观察它们的作用。⑤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。⑥实验结论：DNA是遗传物质。 【详解】（1）S型菌因具有多糖类荚膜，菌落表面光滑。 （2）S型菌分为Ⅰ-S、Ⅱ-S、Ⅲ-S三种类型，R型菌分为Ⅰ-R、Ⅱ-R、Ⅲ-R三种类型，自然转化中，R型菌只能突变为同型S型菌（如Ⅰ-R→Ⅰ-S，Ⅲ-R→Ⅲ-S）。格里菲思实验中，无毒性的Ⅱ-R型活细菌与加热致死的Ⅲ-S菌混合后，转化产生Ⅲ-S型菌，但无法产生Ⅱ-S型菌，因此未分离出Ⅱ-S型菌，证实了假说一是不合理的。 （3）若要去除提取液中的蛋白质，通常向提取液中加入蛋白酶，这应用了减法原理。 （4）赫尔希和蔡斯用放射性同位素标记方法，进一步证明DNA才是真正的遗传物质，实验过程是先配制含放射性元素（32P或35S）的培养基→用含放射性元素的培养基培养大肠杆菌，使大肠杆菌中含有放射性元素→用T2噬菌体侵染含放射性元素的大肠杆菌，使T2噬菌体被放射性元素标记→用标记的T2噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌→培养适宜时间、搅拌离心，观察结果，因此该实验步骤的正确顺序是b→a→d→c。 （5）噬菌体侵入细菌时，遗传物质DNA能进入细菌体内，而蛋白质外壳不能进去，赫尔希和蔡斯用不同的放射性同位素分别标记噬菌体的DNA和蛋白质，而不是同时标记在同一个噬菌体上，这其中的设计思路是将蛋白质和DNA完全分开，单独观察他们的作用。 （6）病毒没有细胞结构，不能独立生活，所以若合成DNA的原料用32P标记，用含此原料的培养基培养T2噬菌体，不能获得DNA被32P标记的T2噬菌体。DNA的复制方式是半保留复制，用DNA被32P标记的T2噬菌体侵染普通大肠杆菌，则子代T2噬菌体的DNA含P的情况是有的DNA一条链含32P，另一条链含31P，有的DNA两条链都含31P。由于噬菌体的DNA会进入大肠杆菌，离心后在沉淀物中，所以放射性物质主要存在于沉淀物中。 （7）细胞生物的遗传物质是DNA，T2噬菌体的传物质是DNA，新冠病毒的遗传物质是RNA，根据酶的专一性，即一种酶只能催化一种或一类化学反应。A组DNA酶可以催化DNA水解，最终产物中没有DNA；B组RNA酶可以催化RNA的水解，最终产物中没有RNA。表中向C组鼠体内注射等量的该病毒核酸提取物，向D组鼠体内注射等量的等渗生理盐水；将四组小鼠放在相同且适宜的条件下培养一段时间后，观察比较各组小鼠的发病情况。 （8）探究某病毒（能使小鼠致病）的遗传物质是DNA还是RNA，利用的原理是酶具有专一性，A和B为对照组，C和D为实验组，所以A组注射等量的等渗的生理盐水，B组鼠体内注射适量的该病毒核酸提取物，C组注射等量的该病毒核酸提取物和DNA酶（水解DNA，只保留RNA），向D组鼠体内注射等量的该病毒核酸提取物和RNA酶（水解RNA，只保留DNA）。 如果DNA是该病毒的遗传物质，则A组不含核酸，C组只含RNA，不会发病，B组和D组含有DNA会发病。 17．（每空1分，共11分）1952年赫尔希和蔡斯完成了著名的噬菌体侵染大肠杆菌实验。下图1表示噬菌体侵染大肠杆菌的部分过程，图2所示的是他们利用同位素标记法完成的噬菌体侵染大肠杆菌实验的部分过程。请回答下列问题。 (1)图1中噬菌体侵染大肠杆菌的正确顺序：B→___________→C． (2)由图2实验结果分析，用于标记噬菌体的同位素是___________(选填“35S”、“32P”)，请完成标记T2噬菌体的操作步骤： ①配制适合大肠杆菌生长的培养基，在培养基中加入用放射性标记的___________，作为DNA复制的原料； ②在上述培养基中接种___________，培养一段时间； ③用___________培养T2噬菌体。 ④图2中要获得32P标记的噬菌体，必须用含32P的大肠杆菌培养，而不能用含32P的培养基直接培养，原因是___________。 (3)上述实验中，___________(填“能”或“不能”)用15N来标记噬菌体的DNA，理由是___________。 (4)图2实验结果表明，经离心处理后上清液中具有很低的放射性，请分析该现象出现的可能原因有___________。 (5)在35S组实验中，保温时间和上清液放射性强度的关系可以下面的___________表示。 (6)赫尔希、蔡斯的噬菌体侵染细菌实验与艾弗里的肺炎链球菌转化实验具有相同的设计思路。下列关于两者的对比分析中，说法正确的有___________。 A．两个实验共同证明DNA是主要的遗传物质 B．两个实验基本上都能把DNA和蛋白质区分开 C．他们在开始实验之前就知道遗传物质应该能向子代传递，保持连续性，并控制生物的性状 【答案】(1)D→A→E (2) 32P (4种)脱氧核苷酸 大肠杆菌 培养得到的大肠杆菌 噬菌体是细菌病毒，不能独立生活，必须寄生在活细胞中(答案合理即可) (3) 不能 蛋白质和DNA中都含有N (4)培养时间过短，部分噬菌体未侵入大肠杆菌体内；培养时间过长，增殖的子代噬菌体从大肠杆菌内释放出来 (5)④ (6)BC 【分析】赫尔希和蔡斯运用噬菌体侵染细菌实验，证明了噬菌体的遗传物质和DNA，该实验运用的方法是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。 【详解】（1）噬菌体侵染大肠杆菌的过程包括吸附→注入→合成→组装→释放。分析题图1可知，A为合成过程，B为吸附过程，C为释放过程，D为注入过程，E为组装过程，因此图1中噬菌体侵染大肠杆菌的正确顺序：B→D→A→E→C。 （2）分析图2可知，上清液中放射性很低，沉淀物中放射性很高，且在新形成的噬菌体中检测到放射性，说明该放射性标记的物质进入到大肠杆菌中且是噬菌体的遗传物质，说明该物质为DNA，用32P标记。①合成DNA的原料是4种脱氧核苷酸；②用含32P标记的培养基培养大肠杆菌；③用带32P标记的大肠杆菌培养T2噬菌体；④噬菌体是病毒，不能独立生活，必须寄生在活细胞中，因此图2中要获得32P标记的噬菌体，必须用含32P的大肠杆菌培养，而不能用含32P的培养基直接培养。 （3）该实验主要是设法将蛋白质与DNA分开来分别探究其作用，由于蛋白质和DNA中都含有N元素，因此不能用15N来标记噬菌体的DNA。 （4）用32P标记噬菌体的DNA，培养时间过短，部分噬菌体未侵入大肠杆菌体内；培养时间过长，增殖的子代噬菌体从大肠杆菌内释放出来，都会导致上清液中出现放射性。 （5）保温的目的是使T2噬菌体侵染大肠杆菌。T2噬菌体侵染大肠杆菌时注入其DNA，而35S标记蛋白质分子，因此保温时间长短不影响35S组，对应图④。 （6）A、艾弗里的实验证明DNA是遗传物质，而赫尔希和蔡斯的实验进一步确认了这一点，A错误； B、艾弗里、赫尔希和蔡斯的实验都设法将DNA和蛋白质分开，单独分析起作用，B正确； C、他们在开始实验之前就知道遗传物质应该能向子代传递，保持连续性，并控制生物的性状，C正确。 故选BC。 18．（每空2分，共14分）对于遗传物质化学本质的探索以及利用遗传物质进行相关的研究一直是生命科学史上的热点课题。探索遗传物质本质的历程中，几个经典实验发挥了重要作用。回答下列问题： (1)①格里菲思通过肺炎链球菌的体内转化实验，得出S型细菌中存在某种_______，能将R型细菌转化成S型细菌。 ②下图表示艾弗里实验的某组实验，根据实验结果可知，加入的物质X为_______，利用的是酶的________特性。 (2)1952年，赫尔希和蔡斯完成了著名的噬菌体侵染细菌的实验，完成了另一个有说服力的实验。下图是部分实验的示意图。 ①若要大量制备含有35S标记的噬菌体，需先用含35S的培养基培养_______，再用噬菌体去侵染________，收集噬菌体；若用3H标记的T2噬菌体去侵染大肠杆菌，经离心后放射性存在于________。 ②噬菌体侵染细菌之后，合成新的噬菌体需要______。 A．细菌的DNA   B．噬菌体的DNA C．噬菌体的原料  D．细菌的原料 【答案】(1) 转化因子 DNA酶（DNA水解酶） 专一性 (2) 大肠杆菌 含35S的大肠杆菌（带标记的大肠杆菌） 上清液和沉淀物 BD 【分析】T2噬菌体侵染细菌的实验：赫尔希和蔡斯用T2噬菌体和大肠杆菌等为实验材料采用放射性同位素标记法对生物的遗传物质进行了研究，方法如下：用放射性同位素32P和放射性同位素35S分别标记DNA和蛋白质，直接单独去观察它们的作用。 【详解】（1）①格里菲思通过肺炎链球菌的体内转化实验，得出S型细菌中存在某种转化因子，能将R型细菌转化成S型细菌。 ②下图表示艾弗里实验的某组实验，实验结果显示只有R型菌出现，说明S型菌的细胞提取物中不含DNA，因此加入的物质X为DNA酶（DNA水解酶），利用的是酶的专一性。 （2）①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技术，若要大量制备含有35S标记的噬菌体，需先用含35S的培养基培养大肠杆菌，再用噬菌体去侵染含35S的大肠杆菌（带标记的大肠杆菌），收集噬菌体；若用3H标记的T2噬菌体去侵染大肠杆菌，由于噬菌体的DNA和蛋白质均被标记，经离心后放射性存在于上清液和沉淀物。 ②噬菌体是病毒，不能独立生活，只能依赖于宿主细胞生存，所以侵染细菌之后，合成新的噬菌体需要噬菌体的DNA和细菌的原料，BD正确，AC错误。 故选BD。 19．（每空1分，共7分）在探究生物的遗传物质的相关实验研究中，有如下的实验过程或理论解释。 I、图一是关于肺炎双球菌R型菌的转化过程图：据研究，并非任意两株R型菌与S型菌之间的接触都可发生转化，凡能发生转化的，其R型菌必须处于感受态，产生一些感受态特异蛋白，包括膜相关DNA结合蛋白、细胞壁自溶素和几种核酸酶。 Ⅱ、图二是关于肺炎双球菌的体外转化试验过程图 Ⅲ、图三是噬菌体的蛋白质和DNA在侵染过程中的检测数据请回答下列问题： (1)图一中，步骤______是将S型菌加热杀死的过程，S型菌的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（a）在DNA水解酶的作用下水解，另一条链（b）与感受态特异蛋白结合进入R型菌细胞内。完成步骤④后，这条链（b）在相关酶的作用下，形成_______（填“单”或“双”）链整合进R型菌的DNA中，这种变异属于_______。 (2)图二中，实验最关键的设计思路是______。 (3)图三中所示实验中，以噬菌体为研究材料，利用________的技术，分别用32P和35S标记噬菌体，用标记的噬菌体侵染细菌，从而追踪在侵染过程中DNA和蛋白质的位置变化。 实验结果表明：______（填整数）分钟后的曲线变化基本上可说明DNA与蛋白质实现分离。图中“被侵染细菌”的存活率曲线基本保持在100%，这组数据的意义是作为对照组，以证明______。 【答案】(1) ① 双 基因重组 (2)把S细菌的DNA和蛋白质等分开，单独观察它们在细菌转化中的作用 (3) 放射性同位素标记 2/二/两 细菌没有裂解，无子代噬菌体释放出来 【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】（1） 实验过程中，首先要将S型菌加热杀死，因此步骤①是将S型菌加热杀死的过程。将外源DNA片段整合到R型菌的DNA双链，需要限制性内切酶形成末端和DNA连接酶进行缝合，从而实现基因重组。 （2）艾弗里等人做肺炎双球菌体外转化实验，目的是探究使R型细菌转化为S型细菌的 “转化因子” 到底是什么，之前不知道DNA、蛋白质谁起关键作用，所以要拆分研究，故实验最关键的设计思路是把S细菌的DNA和蛋白质等分开，单独、直接地观察它们在细菌转化中的作用。 （3）图三中所示实验中，以噬菌体为研究材料，利用放射性同位素标记的技术，分别用32P和35S标记噬菌体的DNA和蛋白质。实验结果表明：2分钟后，细胞外的蛋白质约占80%，细胞内的DNA约占30%，这基本上可说明DNA与蛋白质实现分离。图中“被侵染细菌”的存活率曲线基本保持在100%，意味着细菌没有因为噬菌体侵染而裂解死亡，这组数据的意义是作为对照组，以证明细菌没有裂解，无子代噬菌体释放出来。 20．（除标注外，每空2分，共8分）某研究小组将分别标记有放射性同位素32P、35S的T2噬菌体与大肠杆菌混合培养，依次分为甲、乙两组。一段时间后，分别进行搅拌、离心，并检测甲、乙两组沉淀物和上清液中的放射性。回答下列问题： (1)检测放射性时，若甲组上清液中的放射性较高，原因可能是___________（答出2点）；乙组实验中T2噬菌体的__________含有35S，正常情况下，乙组中__________的放射性很高。 (2)T2噬菌体侵染大肠杆菌后，可使菌体破裂形成噬菌斑。T2噬菌体中，基因h﹢、h控制噬菌斑的透明程度，基因r﹢、r控制噬菌斑的大小。用基因组成为hr﹢和h﹢r的T2噬菌体侵染大肠杆菌后，将释放出的子代噬菌体涂布到长满大肠杆菌的培养基上，培养结果如图。    据图分析，含基因r的T2噬菌体的侵染、繁殖能力____________（填“强于”、“弱于”或“等于”）含基因r﹢的T2噬菌体的侵染和繁殖能力；基因组成为hr﹢和h﹢r的噬菌体混合培养，出现了上图中四种表型的菌落，原因是____________。 【答案】(1) 培养时间过长，噬菌体在大肠杆菌体内增殖后释放子代；培养时间过短，有一部分噬菌体没有侵染到大肠杆菌内 蛋白质外壳 （1分） 上清液（1分） (2) 强于 基因组成为hr﹢和h﹢r的噬菌体混合培养后（在大肠杆菌细胞内）发生了基因重组 【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（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】（1）甲组标记的是噬菌体的DNA，DNA会进入大肠杆菌，正常情况是沉淀物的放射性高，若检测到上清液中的放射性较高，原因可能是培养时间过短，有一部分噬菌体没有侵染到大肠杆菌内或培养时间过长，噬菌体在大肠杆菌体内增殖后释放子代。乙组用35S标记的是噬菌体的蛋白质，蛋白质不进入大肠杆菌，则检测到的放射性主要在上清液中。 （2）结合图示可知，含有r+的噬菌斑小，含有r的噬菌斑大，因此含有r基因噬菌体的侵染和繁殖能力强。两种噬菌体基因型为h+r和hr+混合培养出现四种表现型的菌落 ，说明子代噬菌体有h+r+、hr、hr+、h+r四种基因型，推测两种噬菌体的DNA在大肠杆菌内发生了基因重组。 第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $