摘要:
**基本信息**
以经典实验为主线构建“考情-知识-方法-训练”四维体系,融合科学思维与探究实践,实现遗传物质考点的系统性突破。
**专项设计**
|模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|核心知识|3个实验|实验设计遵循加法/减法原理,同位素标记法追踪物质去向|从肺炎链球菌转化实验到噬菌体侵染实验,逐步推导DNA是主要遗传物质|
|基础通关|15题|概念辨析聚焦易混点(基因与DNA等),实验题强化步骤分析|通过对比S型/R型菌、DNA/蛋白质功能,构建遗传物质认知框架|
|重难应用|7题|情境题注重实验变量控制与结果预测,迁移教材实验原理|结合病毒重建等拓展实验,深化遗传物质多样性与统一性理解|
|高考真题|9题|真题溯源考向,提炼实验结论表述规范与误差分析方法|以浙江卷真题为载体,衔接新课标要求与科学探究能力考查|
内容正文:
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第14讲核酸是遗传物质(浙江专用)
专练靶向攻关
两年模拟基础通关
1.B
2.D
3.C
4.C
5.D
6.C
7.D
8.B
9.C
10.A
11.A
12.D
13.D
14.D
15.A
一年重难情境应用
1.B
2.C
3.B
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7.
0
112
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高考真题考向感知
1.C
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3.C
4.D
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6.C
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8.D
9.D
212
第14讲 核酸是遗传物质(浙江专用)
考情·精准定向
核心·主干速记
核心1 肺炎链球菌转化实验
核心2 噬菌体侵染细菌实验
核心3 DNA是主要的遗传物质
专练·靶向攻关
浙江专练+全国视野
两年模拟·基础通关 & 一年重难·情境应用 & 高考真题·考向感知
考情·精准定向
考情概览
新课标要求
考题统计
1、说出染色体的组成成分,说明肺炎链球菌转化实验和的过程和原理,形成生命形成的物质基础以及DNA作为遗传物质决定生物体功能的观点。
2、描述烟草花叶病毒感染烟草实验的过程和原理,举例说明RNA可以作为某些生物的遗传物质,形成生物具有多样性和统一性的观点。
3、通过分析经典实验说明DNA是主要的遗传物质,培养和完善科学探究能力训练推理和判断的科学思维能力。
2026年浙江卷1月卷
2022年浙江卷6月卷
2021年 浙江卷1月卷
2020年 浙江卷1月卷
2019年 浙江统4考卷
考情分析:
1.考查频次:选择题在近几年考查的频率不高,最多考查一道选择题,分值为2分,难度一般不大。选择题中考查较多的是核酸是遗传物质的经典实验的实验步骤以及相关的实验结论,有时会通过略微改变实验材料设计实验探索。
2.考查要点:肺炎链球菌的转化实验、噬菌体侵染细菌实验、烟草花叶病毒的感染和重建实验。
3.命题情境:选择题一般结合教材中的相关实验原理、材料、步骤考查学生对该实验的基本认识,将“加法原理”和“减法原理”运用到实验中,考查学生分析实验目的,设计实验来探究或证明最终获得实验结论的能力。
备考策略
1.抓牢核心概念:基因、染色体和DNA的关系;遗传物质;基因重组;同位素标记;离心。
2.构建知识网络:以 “肺炎链球菌的转化实验”,“噬菌体侵染细菌实验”“烟草花叶病毒的感染和重建实验”为主线,通过上述遗传物质的经典实验的分析,得出DNA是主要遗传物质的证据,总结和归纳各种生物的遗传物质,分析遗传物质、基因和DNA之间的关系。
3.强化题型方法:
概念辨析题:准确区分易混概念,如基因和DNA;离心和密度梯度离心、差速离心;遗传物质和主要遗传物质;核酸和DNA。
实验探究题:学会分析和理解教材中核酸是遗传物质的经典实验的设计原理、步骤,明确选择相关实验材料的原因,清楚加法原理和减法原理在实验中的运用,同时能够学会运用相关的实验材料区设计实验得出相关的实验结论。
核心·主干速记
核心1 肺炎链球菌转化实验
1.体内转化实验——格里菲思的实验
(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
光滑
粗糙
菌体
有多糖类荚膜
无多糖类荚膜
致病性
有,可使人和小鼠患肺炎,小鼠并发败血症死亡
无
(2)过程与结果:
(3)结果分析
实验①②对比说明R型活细菌无致病性,S型活细菌有致病性;实验②③对比说明被加热致死的S型细菌无(填“有”或“无”)致病性。
实验②③④对比说明R型活细菌可转化为S型活细菌。
(4) 结论:加热致死的S型细菌,含有某种促使R型活细菌转化为S型活细菌的活性物质——转化因子。
2.体外转化实验——艾弗里的实验
(1)实验过程及结果
(2)实验分析
实验①是对照组,②③④⑤是实验组;实验②③④分别说明蛋白质、RNA、脂质没有转化作用;实验①⑤说明DNA有转化作用。
(3)实验结论
DNA是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。
转化的实质是基因重组而非基因突变;肺炎链球菌转化实验是指S型细菌的DNA片段整合到R型细菌的DNA中,使受体细胞获得了新的遗传信息,即发生了基因重组。
核心2 噬菌体侵染细菌实验
1.实验方法
放射性同位素标记技术,用35S、32P分别标记噬菌体的蛋白质和DNA。
2.实验过程及结果
(1)标记噬菌体
T2噬菌体属于病毒,专门寄生在大肠杆菌体内,不能直接用培养基培养。若要标记T2噬菌体,需先标记大肠杆菌。
(2)噬菌体侵染细菌
①搅拌的目的:使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离。
②离心的目的:让上清液中析出质量较轻的T2噬菌体颗粒,沉淀物中留下被侵染的大肠杆菌。
③上清液和沉淀物中放射性结果分析
分组
结果
结果分析
对比实验(相互对照)
被32P标记的噬菌体+细菌
32P主要分布在宿主细胞内,上清液中几乎无32P
32P-DNA进入了宿主细胞内
被35S标记的噬菌体+细菌
沉淀物内几乎无35S,35S主要分布在上清液中
35S-蛋白质外壳未进入宿主细胞,留在了外面
(3)检测子代噬菌体放射性
细菌裂解,释放出子代噬菌体,并检测子代噬菌体放射性。可以检测到32P标记的DNA,但却不能检测到35S标记的蛋白质。
3.实验结论
(1)噬菌体侵染细菌时,DNA进入细菌的细胞中,而蛋白质外壳仍留在细胞外。
(2)子代噬菌体的各种性状是通过亲代的DNA遗传的——DNA才是噬菌体的遗传物质。
核心3 DNA是主要的遗传物质
1.烟草花叶病毒感染和重建实验
(1)实验材料:烟草花叶病毒是一种RNA病毒,只含有RNA和蛋白质,不含有DNA,能感染烟草,使其出现相应的病斑。
(2)感染实验的过程
第一组:从烟草花叶病毒中提取蛋白质→感染烟草→烟草不出现病斑。
第二组:从烟草花叶病毒中提取RNA→感染烟草→烟草出现病斑。
(3) 重建实验的过程
(4) 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.DNA是主要的遗传物质
生物类型
细胞生物
非细胞生物
真核生物
原核生物
DNA病毒
RNA病毒
实例
动物、植物、
真菌等
细菌、支
原体等
T2噬菌
体等
HIV、SARS
病毒、烟草
花叶病毒等
核酸种类
DNA和
RNA
DNA和
RNA
DNA
RNA
遗传物质
DNA
DNA
DNA
RNA
归纳: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。
结论:DNA是主要的遗传物质
两年模拟·基础通关
1.用32P、35S标记的两组T2噬菌体,分别侵染未标记的大肠杆菌。保温适宜的时间后,分别进行搅拌、离心,并检测沉淀物和上清液中的放射性。下列分析错误的是( )
A.32P标记噬菌体的DNA
B.搅拌使噬菌体和大肠杆菌混合均匀
C.甲组的放射性主要位于沉淀物
D.乙组的子代噬菌体中均检测不到35S
2.科学家将加热杀死的S型肺炎链球菌与活的R型肺炎链球菌混合后培养,子代中发现了活的S型肺炎链球菌,此实验中使R型细菌转化为S型细菌的转化因子是( )
A.S型细菌的荚膜 B.S型细菌的蛋白质
C.R型细菌的RNA D.S型细菌的DNA
3.1944年,美国科学家艾弗里等人研究肺炎链球菌离体转化实验,其中能将R型菌转化为S型菌的实验组是( )
A.S型菌的蛋白质+活的R型菌
B.S型菌的荚膜多糖+活的R型菌
C.S型菌的DNA+活的R型菌
D.S型菌的DNA+DNA酶+活的R型菌
4.某研究小组以肺炎链球菌为材料进行如图所示实验。混合培养一段时间后,有S型细菌出现的培养组是( )
A.① B.② C.③ D.④
5.下列关于“噬菌体侵染细菌的实验”的叙述,不正确的是( )
A.需用分别含有32P或35S的噬菌体侵染未作标记的大肠杆菌
B.搅拌的目的是使吸附在大肠杆菌上的噬菌体外壳与细菌分离
C.离心是为了沉淀培养液中的大肠杆菌
D.该实验证明了大肠杆菌的遗传物质是DNA
6.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
7.赫尔希和蔡斯利用同位素标记法完成了T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验,其中一组实验如下图所示,①②③代表实验过程中不同的操作步骤。下列叙述正确的是( )
A.①表示混合,目的是获得35S标记的噬菌体
B.②表示搅拌,目的是使DNA与蛋白质分离
C.③表示离心,目的是使亲代大肠杆菌与子代分离
D.该组的实验结果是悬浮液的放射性较沉淀物强
8.科学家在一系列实验的基础上,对遗传物质的本质有了全新的认知。下列关于探索核酸是遗传物质的实验叙述错误的是( )
A.肺炎链球菌体外转化实验说明DNA是转化因子
B.T2噬菌体侵染细菌实验证明大肠杆菌的遗传物质是DNA
C.艾弗里离体细菌转化实验中,S型细菌的RNA不能遗传给子代
D.烟草花叶病毒侵染烟草的实验,证明了RNA是烟草花叶病毒的遗传物质
9.科学家通过许多科学实验证明了核酸是生物的遗传物质。下列叙述正确的是( )
A.噬菌体侵染细菌实验依次分为培养、混合、离心、搅拌和检测等步骤
B.烟草花叶病毒的感染与重建实验证明了其遗传物质主要是RNA
C.S型菌的DNA注射到活的小鼠体内,从小鼠体内不可能分离得到S型活菌
D.肺炎链球菌离体转化实验中,转化来的S型菌的遗传物质中不含R型菌的遗传物质
10.某实验小组模拟“T2噬菌体侵染大肠杆菌实验”,如下图所示。下列叙述错误的是( )
A.可利用含32P的培养基培养得到32P标记的噬菌体
B.保温时会有部分噬菌体未能侵染细菌
C.搅拌的目的是将噬菌体外壳与大肠杆菌分离
D.实验结束在上清液与沉淀中均可检测到放射性
11.赫尔希和蔡斯用35S和32P分别标记T2噬菌体的蛋白质和DNA,进行侵染实验。在搅拌离心后检测上清液和沉淀中的放射性。关于该实验的叙述,正确的是( )
A.用35S标记的噬菌体侵染时,若搅拌不充分,则沉淀的放射性偏高
B.用35S标记的噬菌体侵染时,若保温时间过短,则上清液的放射性强度偏低
C.用32P标记的噬菌体侵染时,若子代中出现放射性,证明DNA复制为半保留复制
D.用32P标记的噬菌体侵染时,若培养液中加入非放射性磷酸盐,则子代噬菌体放射性显著增强
12.下图表示T2噬菌体侵染细菌的实验,有关叙述正确的是( )
A.该实验结果证明DNA是主要的遗传物质,蛋白质不是噬菌体的遗传物质
B.32P标记的T2噬菌体和大肠杆菌混合后,搅拌离心,放射性主要在上清液中
C.35S标记的T2噬菌体和大肠杆菌混合后,产生少量含35S的子代噬菌体
D.要获得32P标记的T2噬菌体,需将T2噬菌体和32P标记的大肠杆菌混合培养
13.格里菲斯的肺炎链球菌体内转化实验如图所示。下列叙述错误的是( )
A.组①②③可以作为组④的实验对照组
B.通过组①③可知加热杀死的S型菌不会导致小鼠死亡
C.组④患病死亡的小鼠体内能分离出R型菌和S型菌
D.该实验可证明S型菌的DNA能引起R型菌的转化
14.噬菌体侵染大肠杆菌的实验是证明DNA是遗传物质的关键实验。下列关于该实验的叙述,正确的是( )
A.用含32P的培养基直接培养T2噬菌体,即可获得DNA被32P标记的噬菌体
B.用35S标记的噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌,搅拌不充分会导致上清液放射性升高
C.搅拌的目的是使大肠杆菌裂解,释放出子代噬菌体,以便离心后分层检测
D.用32P标记的噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌,保温时间过长会导致上清液放射性升高
15.下图是肺炎链球菌体外转化实验的部分过程示意图,下列叙述正确的是( )
A.①、④组培养后可能出现光滑型菌落
B.该实验证明了DNA是S型菌主要的遗传物质
C.各种物质与R型活细菌混合后均使用固体培养基
D.实验结果出现的S型菌与原S型菌遗传信息完全相同
一年重难·情境应用
1.DNA是遗传物质的直接证据包括“肺炎链球菌离体转化实验”和“噬菌体侵染细菌的实验”,下列关于这两个实验共同点的叙述,错误的是( )
A.设计思路都是把DNA与蛋白质分开研究
B.都应用了同位素示踪技术追踪物质去向
C.都应用了细菌培养技术和物质分离技术
D.都证明了亲代的性状能通过DNA遗传给后代
2.下图为肺炎链球菌的三组转化实验,相关叙述正确的是( )
A.图中三组培养基中均会长出R型菌和S型菌
B.甲组和乙组的培养产物只有S型菌
C.丙组用DNA酶处理S型菌的细胞提取物后,转化作用消失,证明了DNA是肺炎链球菌的遗传物质
D.体外转化实验中,R型菌转化为S型菌的本质是发生了基因突变,使R型菌获得了致病性
3.如图为烟草花叶病毒的感染和病毒重建实验部分示意图,下列叙述正确的是( )
A.“B型后代”的组成是RNAB和蛋白质A
B.两种烟草花叶病毒具有不同的RNA和蛋白质
C.烟草花叶病毒的蛋白质在自身的核糖体上合成
D.重组病毒的感染实验,证明了该病毒的遗传物质是核糖核苷酸
4.科研小组为探究肺炎链球菌的致病特性与转化现象,开展了如图所示的小鼠体内转化实验,下列叙述正确的是( )
A.活菌甲是有荚膜的R型肺炎链球菌
B.鼠2,鼠4和鼠5的血液中分离出的活菌都是活菌乙
C.步骤⑤的实验结果:鼠5因感染肺炎致死
D.本实验结果证明活菌甲在加热致死的菌乙的某种物质下发生了稳定的转化
5.某实验小组用35S标记的T2噬菌体侵染未标记的大肠杆菌,保温适宜时间后搅拌、离心,测得沉淀物放射性为a,上清液放射性为b。只改变某一实验条件后重复实验,下列对应关系正确的是( )
A.若保温时间过长,则a增大,b减小
B.若搅拌不够充分,则a增大,b减小
C.若改用15N标记的大肠杆菌,则a不变,b增大
D.若改用未标记的培养基培养噬菌体,则a、b均不变
6.赫尔希和蔡斯进行噬菌体侵染细菌实验时,设置不同搅拌时间分别检测35S和32P两个组别的上清液放射性,结果如下表。下列叙述正确的是( )
搅拌持续时间(min)
1
2
3
4
5
上清液35S所占比例(%)
50
70
75
80
80
上清液32P所占比例(%)
21
25
28
30
30
被侵染细菌存活率(%)
100
100
100
100
100
A.搅拌的主要作用是使噬菌体DNA与细菌分离,终止侵染
B.由数据可知,实验所用噬菌体可能并未100%侵染大肠杆菌
C.若搅拌时间进一步延长,两个组别的放射性也不再发生变化
D.被侵染细菌均存活,表明子代噬菌体已从宿主细菌中释放
7.现有新发现的一种感染A细菌的病毒B,科研人员设计了如图所示的两种方法,来探究该病毒的遗传物质是DNA还是RNA。一段时间后,检测甲、乙两组子代病毒B的放射性和丙、丁两组子代病毒B的产生情况。下列相关说法错误的是( )
A.同位素标记法中,若换用标记上述两种核苷酸,也能实现实验目的
B.酶解法中,向丙、丁两组分别加入DNA酶和RNA酶,应用了减法原理
C.若丙组能产生子代病毒B而丁组不能产生,则说明该病毒的遗传物质是RNA
D.若甲组产生的子代病毒B有放射性而乙组没有,则说明该病毒的遗传物质是RNA
高考真题·考向感知
(2026·浙江1月选考真题)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。
1.(2026·浙江1月选考真题)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
2.(2026·浙江1月选考真题)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
3.(2022·浙江6月选考真题)下列关于“噬菌体侵染细菌的实验”的叙述,正确的是( )
A.需用同时含有32P和35S的噬菌体侵染大肠杆菌 B.搅拌是为了使大肠杆菌内的噬菌体释放出来
C.离心是为了沉淀培养液中的大肠杆菌 D.该实验证明了大肠杆菌的遗传物质是DNA
4.(2021·浙江1月选考真题)下列关于遗传学发展史上4个经典实验的叙述,正确的是( )
A.孟德尔的单因子杂交实验证明了遗传因子位于染色体上
B.摩尔根的果蝇伴性遗传实验证明了基因自由组合定律
C.T2噬菌体侵染细菌实验证明了DNA是大肠杆菌的遗传物质
D.肺炎双球菌离体转化实验证明了DNA是肺炎双球菌的遗传物质
5.(2020·浙江1月选考真题)下列关于“肺炎双球菌转化实验”的叙述,正确的是( )
A.活体转化实验中,R型菌转化成的S型菌不能稳定遗传
B.活体转化实验中,S型菌的荚膜物质使R型菌转化成有荚膜的S型菌
C.离体转化实验中,蛋白质也能使部分R型菌转化成S型菌且可实现稳定遗传
D.离体转化实验中,经DNA酶处理的S型菌提取物不能使R型菌转化成S型菌
6.(2019·浙江4月选考真题)某研究小组用放射性同位素、分别标记噬菌体,然后将大肠杆菌和被标记的噬菌体置于培养液中培养,如图所示。一段时间后,分别进行搅拌、离心,并检测沉淀物和悬浮液中的放射性。下列分析错误的是
A.甲组的悬浮液含极少量标记的噬菌体DNA,但不产生含的子代噬菌体
B.甲组被感染的细菌内含有标记的噬菌体DNA,也可产生不含的子代噬菌体
C.乙组的悬浮液含极少量标记的噬菌体蛋白质,也可产生含的子代噬菌体
D.乙组被感染的细菌内不含标记的噬菌体蛋白质,也不产生含的子代噬菌体
7.(2018·浙江4月选考真题)为研究R型肺炎双球菌转化为S型肺炎双球菌的转化物质是DNA还是蛋白质,进行了肺炎双球菌体外转化实验,其基本过程如图所示:
下列叙述正确的是
A.甲组培养皿中只有S型菌落,推测加热不会破坏转化物质的活性
B.乙组培养皿中有R型及S型菌落,推测转化物质是蛋白质
C.丙组培养皿中只有R型菌落,推测转化物质是DNA
D.该实验能证明肺炎双球菌的主要遗传物质是DNA
8.(2017·浙江4月选考真题)下列关于“核酸是遗传物质的证据”的相关实验的叙述,正确的是:
A.噬菌体侵染细菌实验中,用32P标记的噬菌体侵染细菌后的子代噬菌体多数具有放射性
B.肺炎双球菌活体细菌转化实验中,R型肺炎双球菌转化为S型菌是基因突变的结果
C.肺炎双球菌离体细菌转化实验中,S型菌的DNA使R型菌转化为S型菌,说明DNA是遗传物质,蛋白质不是遗传物质
D.烟草花叶病毒感染和重建实验中,用TMV A的RNA和TMV B的蛋白质重建的病毒感染烟草叶片细胞后,可检测到A型病毒,说明RNA是TMV A的遗传物质
9.肺炎双球菌转化实验的部分过程如图所示。下列叙述正确的是
A.S型肺炎双球菌的菌落为粗糙的,R型肺炎双球菌的菌落是光滑的
B.S型菌的DNA经加热后失活,因而注射S型菌后的小鼠仍存活
C.从病死小鼠中分离得到的肺炎双球菌只有S型菌而无R型菌
D.该实验未证明R型菌转化为S型菌是由S型菌的DNA引起的
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第14讲 核酸是遗传物质(浙江专用)
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核心1 肺炎链球菌转化实验
核心2 噬菌体侵染细菌实验
核心3 DNA是主要的遗传物质
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考题统计
1、说出染色体的组成成分,说明肺炎链球菌转化实验和的过程和原理,形成生命形成的物质基础以及DNA作为遗传物质决定生物体功能的观点。
2、描述烟草花叶病毒感染烟草实验的过程和原理,举例说明RNA可以作为某些生物的遗传物质,形成生物具有多样性和统一性的观点。
3、通过分析经典实验说明DNA是主要的遗传物质,培养和完善科学探究能力训练推理和判断的科学思维能力。
2026年浙江卷1月卷
2022年浙江卷6月卷
2021年 浙江卷1月卷
2020年 浙江卷1月卷
2019年 浙江统4考卷
考情分析:
1.考查频次:选择题在近几年考查的频率不高,最多考查一道选择题,分值为2分,难度一般不大。选择题中考查较多的是核酸是遗传物质的经典实验的实验步骤以及相关的实验结论,有时会通过略微改变实验材料设计实验探索。
2.考查要点:肺炎链球菌的转化实验、噬菌体侵染细菌实验、烟草花叶病毒的感染和重建实验。
3.命题情境:选择题一般结合教材中的相关实验原理、材料、步骤考查学生对该实验的基本认识,将“加法原理”和“减法原理”运用到实验中,考查学生分析实验目的,设计实验来探究或证明最终获得实验结论的能力。
备考策略
1.抓牢核心概念:基因、染色体和DNA的关系;遗传物质;基因重组;同位素标记;离心。
2.构建知识网络:以 “肺炎链球菌的转化实验”,“噬菌体侵染细菌实验”“烟草花叶病毒的感染和重建实验”为主线,通过上述遗传物质的经典实验的分析,得出DNA是主要遗传物质的证据,总结和归纳各种生物的遗传物质,分析遗传物质、基因和DNA之间的关系。
3.强化题型方法:
概念辨析题:准确区分易混概念,如基因和DNA;离心和密度梯度离心、差速离心;遗传物质和主要遗传物质;核酸和DNA。
实验探究题:学会分析和理解教材中核酸是遗传物质的经典实验的设计原理、步骤,明确选择相关实验材料的原因,清楚加法原理和减法原理在实验中的运用,同时能够学会运用相关的实验材料区设计实验得出相关的实验结论。
核心·主干速记
核心1 肺炎链球菌转化实验
1.体内转化实验——格里菲思的实验
(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
光滑
粗糙
菌体
有多糖类荚膜
无多糖类荚膜
致病性
有,可使人和小鼠患肺炎,小鼠并发败血症死亡
无
(2)过程与结果:
(3)结果分析
实验①②对比说明R型活细菌无致病性,S型活细菌有致病性;实验②③对比说明被加热致死的S型细菌无(填“有”或“无”)致病性。
实验②③④对比说明R型活细菌可转化为S型活细菌。
(4) 结论:加热致死的S型细菌,含有某种促使R型活细菌转化为S型活细菌的活性物质——转化因子。
2.体外转化实验——艾弗里的实验
(1)实验过程及结果
(2)实验分析
实验①是对照组,②③④⑤是实验组;实验②③④分别说明蛋白质、RNA、脂质没有转化作用;实验①⑤说明DNA有转化作用。
(3)实验结论
DNA是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。
转化的实质是基因重组而非基因突变;肺炎链球菌转化实验是指S型细菌的DNA片段整合到R型细菌的DNA中,使受体细胞获得了新的遗传信息,即发生了基因重组。
核心2 噬菌体侵染细菌实验
1.实验方法
放射性同位素标记技术,用35S、32P分别标记噬菌体的蛋白质和DNA。
2.实验过程及结果
(1)标记噬菌体
T2噬菌体属于病毒,专门寄生在大肠杆菌体内,不能直接用培养基培养。若要标记T2噬菌体,需先标记大肠杆菌。
(2)噬菌体侵染细菌
①搅拌的目的:使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离。
②离心的目的:让上清液中析出质量较轻的T2噬菌体颗粒,沉淀物中留下被侵染的大肠杆菌。
③上清液和沉淀物中放射性结果分析
分组
结果
结果分析
对比实验(相互对照)
被32P标记的噬菌体+细菌
32P主要分布在宿主细胞内,上清液中几乎无32P
32P-DNA进入了宿主细胞内
被35S标记的噬菌体+细菌
沉淀物内几乎无35S,35S主要分布在上清液中
35S-蛋白质外壳未进入宿主细胞,留在了外面
(3)检测子代噬菌体放射性
细菌裂解,释放出子代噬菌体,并检测子代噬菌体放射性。可以检测到32P标记的DNA,但却不能检测到35S标记的蛋白质。
3.实验结论
(1)噬菌体侵染细菌时,DNA进入细菌的细胞中,而蛋白质外壳仍留在细胞外。
(2)子代噬菌体的各种性状是通过亲代的DNA遗传的——DNA才是噬菌体的遗传物质。
核心3 DNA是主要的遗传物质
1.烟草花叶病毒感染和重建实验
(1)实验材料:烟草花叶病毒是一种RNA病毒,只含有RNA和蛋白质,不含有DNA,能感染烟草,使其出现相应的病斑。
(2)感染实验的过程
第一组:从烟草花叶病毒中提取蛋白质→感染烟草→烟草不出现病斑。
第二组:从烟草花叶病毒中提取RNA→感染烟草→烟草出现病斑。
(3) 重建实验的过程
(4) 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.DNA是主要的遗传物质
生物类型
细胞生物
非细胞生物
真核生物
原核生物
DNA病毒
RNA病毒
实例
动物、植物、
真菌等
细菌、支
原体等
T2噬菌
体等
HIV、SARS
病毒、烟草
花叶病毒等
核酸种类
DNA和
RNA
DNA和
RNA
DNA
RNA
遗传物质
DNA
DNA
DNA
RNA
归纳: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。
结论:DNA是主要的遗传物质
两年模拟·基础通关
1.用32P、35S标记的两组T2噬菌体,分别侵染未标记的大肠杆菌。保温适宜的时间后,分别进行搅拌、离心,并检测沉淀物和上清液中的放射性。下列分析错误的是( )
A.32P标记噬菌体的DNA
B.搅拌使噬菌体和大肠杆菌混合均匀
C.甲组的放射性主要位于沉淀物
D.乙组的子代噬菌体中均检测不到35S
【答案】B
【详解】A、噬菌体的DNA含有P元素,蛋白质几乎不含P,因此可用标记噬菌体的DNA,A正确;
B、搅拌的目的是使吸附在大肠杆菌表面的噬菌体及其蛋白质外壳与大肠杆菌分离,不是使二者混合均匀,B错误;
C、甲组是标记的噬菌体侵染未标记大肠杆菌,噬菌体的DNA会进入大肠杆菌细胞内,离心后大肠杆菌质量较大分布在沉淀物中,因此甲组放射性主要位于沉淀物,C正确;
D、乙组是标记的噬菌体,标记的是噬菌体的蛋白质外壳,蛋白质外壳不进入大肠杆菌,子代噬菌体的蛋白质合成原料来自未标记的大肠杆菌,因此乙组子代噬菌体中均检测不到,D正确。
2.科学家将加热杀死的S型肺炎链球菌与活的R型肺炎链球菌混合后培养,子代中发现了活的S型肺炎链球菌,此实验中使R型细菌转化为S型细菌的转化因子是( )
A.S型细菌的荚膜 B.S型细菌的蛋白质
C.R型细菌的RNA D.S型细菌的DNA
【答案】D
【详解】A、肺炎链球菌体外转化实验证实,单独添加S型细菌的荚膜无法使R型细菌发生转化,因此荚膜不是转化因子,A错误;
B、单独添加S型细菌的蛋白质时,不会出现R型细菌转化为S型细菌的现象,说明蛋白质不是转化因子,B错误;
C、转化因子来源于加热杀死的S型细菌,且实验证实RNA不具备转化功能,C错误;
D、只有添加S型细菌的DNA时,可实现R型细菌向S型细菌的转化,若用DNA酶降解S型细菌的DNA则转化现象消失,证实S型细菌的DNA是转化因子,D正确。
3.1944年,美国科学家艾弗里等人研究肺炎链球菌离体转化实验,其中能将R型菌转化为S型菌的实验组是( )
A.S型菌的蛋白质+活的R型菌
B.S型菌的荚膜多糖+活的R型菌
C.S型菌的DNA+活的R型菌
D.S型菌的DNA+DNA酶+活的R型菌
【答案】C
【详解】A、S型菌的蛋白质不是转化因子,和活的R型菌混合后无法使R型菌发生转化,A错误;
B、S型菌的荚膜多糖不是转化因子,和活的R型菌混合后无法使R型菌发生转化,B错误;
C、S型菌的DNA是转化因子,和活的R型菌混合后,可使部分R型菌转化为S型菌,C正确;
D、DNA酶会将S型菌的DNA水解为脱氧核苷酸,完整的DNA结构被破坏,失去转化功能,无法使R型菌转化,D错误。
4.某研究小组以肺炎链球菌为材料进行如图所示实验。混合培养一段时间后,有S型细菌出现的培养组是( )
A.① B.② C.③ D.④
【答案】C
【详解】只有含有S菌的DNA,且S菌的DNA没有被破坏,比如被DNA酶破坏,与R型菌混合后才能出现S型菌,C正确。
5.下列关于“噬菌体侵染细菌的实验”的叙述,不正确的是( )
A.需用分别含有32P或35S的噬菌体侵染未作标记的大肠杆菌
B.搅拌的目的是使吸附在大肠杆菌上的噬菌体外壳与细菌分离
C.离心是为了沉淀培养液中的大肠杆菌
D.该实验证明了大肠杆菌的遗传物质是DNA
【答案】D
【详解】A、噬菌体是专性活细胞寄生的病毒,无法直接用培养基标记,实验中需要先制备分别含32P或35S标记噬菌体,再用标记的噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌,该操作符合实验流程,A正确;
B、搅拌的目的是使吸附在大肠杆菌表面的噬菌体蛋白质外壳与大肠杆菌分离,避免外壳随大肠杆菌进入沉淀层,B正确;
C、离心利用不同物质的密度差异实现分离,可将重量较大的大肠杆菌沉淀在下层,重量较轻的噬菌体颗粒留在上清液中,C正确;
D、该实验的研究对象是T2噬菌体,实验结论为噬菌体的遗传物质是DNA,并未证明大肠杆菌的遗传物质是DNA,D错误。
6.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。
7.赫尔希和蔡斯利用同位素标记法完成了T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验,其中一组实验如下图所示,①②③代表实验过程中不同的操作步骤。下列叙述正确的是( )
A.①表示混合,目的是获得35S标记的噬菌体
B.②表示搅拌,目的是使DNA与蛋白质分离
C.③表示离心,目的是使亲代大肠杆菌与子代分离
D.该组的实验结果是悬浮液的放射性较沉淀物强
【答案】D
【详解】A、①表示将35S标记的噬菌体与大肠杆菌混合,使其侵染大肠杆菌,A错误;
B、②表示搅拌,目的是使大肠杆菌和吸附在大肠杆菌表面的噬菌体分开,B错误;
C、离心的目的是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,C错误;
D、35S标记噬菌体的蛋白质外壳,而蛋白质没有侵染大肠杆菌,留在悬浮液中,所以悬浮液的放射性较沉淀物强,D正确。
8.科学家在一系列实验的基础上,对遗传物质的本质有了全新的认知。下列关于探索核酸是遗传物质的实验叙述错误的是( )
A.肺炎链球菌体外转化实验说明DNA是转化因子
B.T2噬菌体侵染细菌实验证明大肠杆菌的遗传物质是DNA
C.艾弗里离体细菌转化实验中,S型细菌的RNA不能遗传给子代
D.烟草花叶病毒侵染烟草的实验,证明了RNA是烟草花叶病毒的遗传物质
【答案】B
【详解】A、肺炎链球菌体外转化实验中,艾弗里将S型细菌的各组分分离后分别与R型细菌混合培养,只有加入S型细菌DNA的组能发生转化,证明DNA是转化因子,A正确;
B、T2噬菌体侵染细菌实验的研究对象是T2噬菌体,该实验证明的是T2噬菌体的遗传物质是DNA,B错误;
C、艾弗里离体细菌转化实验中,S型细菌的RNA与R型细菌混合培养时,无法得到S型活菌,说明S型细菌的RNA不能作为遗传物质传递给子代,C正确;
D、烟草花叶病毒侵染烟草的实验中,仅用烟草花叶病毒的RNA侵染烟草即可使烟草患病,证明RNA是烟草花叶病毒的遗传物质,D正确。
9.科学家通过许多科学实验证明了核酸是生物的遗传物质。下列叙述正确的是( )
A.噬菌体侵染细菌实验依次分为培养、混合、离心、搅拌和检测等步骤
B.烟草花叶病毒的感染与重建实验证明了其遗传物质主要是RNA
C.S型菌的DNA注射到活的小鼠体内,从小鼠体内不可能分离得到S型活菌
D.肺炎链球菌离体转化实验中,转化来的S型菌的遗传物质中不含R型菌的遗传物质
【答案】C
【详解】A、噬菌体侵染细菌实验的正确步骤为培养、混合、搅拌、离心、检测,搅拌需在离心前进行,A错误;
B、烟草花叶病毒的感染与重建实验证明其遗传物质就是RNA,“DNA是主要遗传物质”是针对整个生物界的结论,单一生物的遗传物质是确定的,B错误;
C、肺炎链球菌的转化原理是S型菌的DNA进入R型活菌体内完成基因重组,仅注射S型菌DNA到小鼠体内,缺少R型活菌作为转化受体,且DNA会被小鼠体内的核酸酶降解,无法得到S型活菌,C正确;
D、转化的本质是基因重组,S型菌的DNA片段整合到R型菌的基因组中,因此转化来的S型菌仍含有R型菌的大部分遗传物质,D错误。
10.某实验小组模拟“T2噬菌体侵染大肠杆菌实验”,如下图所示。下列叙述错误的是( )
A.可利用含32P的培养基培养得到32P标记的噬菌体
B.保温时会有部分噬菌体未能侵染细菌
C.搅拌的目的是将噬菌体外壳与大肠杆菌分离
D.实验结束在上清液与沉淀中均可检测到放射性
【答案】A
【详解】A、T2噬菌体为病毒,无细胞结构,不能独立进行代谢,必须寄生在活细胞中才能增殖,无法直接用含32P的培养基培养得到标记噬菌体,正确操作是先培养32P标记的大肠杆菌,再用噬菌体侵染被标记的大肠杆菌,才能获得32P标记的噬菌体,A错误;
B、实验中无法保证所有噬菌体都完成侵染,保温过程中会有部分噬菌体未能侵染细菌,B正确;
C、搅拌的目的是使吸附在大肠杆菌表面的噬菌体蛋白质外壳与大肠杆菌分离,便于后续离心分层,C正确;
D、沉淀物:被侵染的大肠杆菌内部有32P标记的噬菌体 DNA,且大肠杆菌自身被35S标记,因此沉淀物有放射性;上清液:未侵染细菌的游离噬菌体(带32P)、脱落的噬菌体外壳,因此上清液也能检测到放射性,D正确。
11.赫尔希和蔡斯用35S和32P分别标记T2噬菌体的蛋白质和DNA,进行侵染实验。在搅拌离心后检测上清液和沉淀中的放射性。关于该实验的叙述,正确的是( )
A.用35S标记的噬菌体侵染时,若搅拌不充分,则沉淀的放射性偏高
B.用35S标记的噬菌体侵染时,若保温时间过短,则上清液的放射性强度偏低
C.用32P标记的噬菌体侵染时,若子代中出现放射性,证明DNA复制为半保留复制
D.用32P标记的噬菌体侵染时,若培养液中加入非放射性磷酸盐,则子代噬菌体放射性显著增强
【答案】A
【详解】A、35S标记噬菌体的蛋白质外壳,搅拌的目的是使吸附在大肠杆菌表面的噬菌体外壳与细菌分离,若搅拌不充分,部分蛋白质外壳会随大肠杆菌进入沉淀物,导致沉淀的放射性偏高,A正确;
B、35S标记的蛋白质外壳不进入大肠杆菌,保温时间过短仅会导致部分噬菌体未完成吸附,未吸附的噬菌体仍会进入上清液,不会使上清液放射性偏低,B错误;
C、用32P标记的噬菌体侵染时,子代出现放射性仅能证明DNA是遗传物质,可传递给子代,无法证明DNA的半保留复制,半保留复制需通过同位素标记结合密度梯度离心实验验证,C错误;
D、用32P标记的噬菌体侵染时,子代噬菌体的DNA合成原料来自宿主细胞的培养液,加入非放射性磷酸盐后,子代噬菌体DNA的新合成链无放射性,仅少数含亲代DNA链的子代有放射性,放射性不会显著增强,D错误。
12.下图表示T2噬菌体侵染细菌的实验,有关叙述正确的是( )
A.该实验结果证明DNA是主要的遗传物质,蛋白质不是噬菌体的遗传物质
B.32P标记的T2噬菌体和大肠杆菌混合后,搅拌离心,放射性主要在上清液中
C.35S标记的T2噬菌体和大肠杆菌混合后,产生少量含35S的子代噬菌体
D.要获得32P标记的T2噬菌体,需将T2噬菌体和32P标记的大肠杆菌混合培养
【答案】D
【详解】A、T2噬菌体侵染细菌的实验中DNA在亲子代之间具有连续性,该实验证明DNA是遗传物质,但不能证明DNA是主要的遗传物质,也不能证明蛋白质不是遗传物质,A错误;
B、32P标记T2噬菌体的DNA,噬菌体侵染细菌时DNA进入大肠杆菌细胞内,离心后大肠杆菌分布在沉淀物中,因此放射性主要集中在沉淀物中,B错误;
C、35S标记T2噬菌体的蛋白质外壳,侵染时蛋白质外壳未进入大肠杆菌,子代噬菌体的蛋白质外壳以大肠杆菌内未标记的氨基酸为原料合成,因此子代噬菌体都不含35S,C错误;
D、T2噬菌体是病毒,只能寄生在活细胞中完成增殖,因此要获得32P标记的T2噬菌体,需要先培养得到32P标记的大肠杆菌,再将T2噬菌体和该标记大肠杆菌混合培养,D正确。
13.格里菲斯的肺炎链球菌体内转化实验如图所示。下列叙述错误的是( )
A.组①②③可以作为组④的实验对照组
B.通过组①③可知加热杀死的S型菌不会导致小鼠死亡
C.组④患病死亡的小鼠体内能分离出R型菌和S型菌
D.该实验可证明S型菌的DNA能引起R型菌的转化
【答案】D
【详解】A、组①证明活S型菌可致小鼠死亡,组②证明活R型菌不会致小鼠死亡,组③证明加热杀死的S型菌不会致小鼠死亡,三组可作为组④的对照,排除单一成分对实验结果的干扰,A正确;
B、组①注射活S型菌小鼠死亡,组③注射加热杀死的S型菌小鼠存活,对比可知加热杀死的S型菌不会导致小鼠死亡,B正确;
C、组④中只有部分R型菌发生转化,因此死亡小鼠体内可同时分离出未转化的R型菌和转化形成的S型菌,C正确;
D、该实验仅能证明加热杀死的S型菌中存在“转化因子”,可使R型菌发生转化,并未证明转化因子是DNA,D错误。
14.噬菌体侵染大肠杆菌的实验是证明DNA是遗传物质的关键实验。下列关于该实验的叙述,正确的是( )
A.用含32P的培养基直接培养T2噬菌体,即可获得DNA被32P标记的噬菌体
B.用35S标记的噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌,搅拌不充分会导致上清液放射性升高
C.搅拌的目的是使大肠杆菌裂解,释放出子代噬菌体,以便离心后分层检测
D.用32P标记的噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌,保温时间过长会导致上清液放射性升高
【答案】D
【详解】A、T2噬菌体为病毒,无细胞结构,不能独立完成代谢,无法直接在普通培养基中增殖,需先用含32P的培养基培养大肠杆菌,再用被标记的大肠杆菌培养噬菌体,才能获得DNA被32P标记的噬菌体,A错误;
B、35S标记的是噬菌体的蛋白质外壳,噬菌体侵染大肠杆菌时蛋白质外壳不进入细胞,仅吸附在细菌表面,搅拌不充分会导致部分蛋白质外壳随大肠杆菌进入沉淀物,使沉淀物放射性升高、上清液放射性降低,B错误;
C、搅拌的目的是使吸附在大肠杆菌表面的噬菌体及其蛋白质外壳与大肠杆菌分离,使大肠杆菌裂解是保温时间过长导致的结果,并非搅拌的作用,C错误;
D、32P标记的是噬菌体的DNA,侵染时DNA会进入大肠杆菌内部,保温时间过长会导致大肠杆菌裂解,子代噬菌体释放后进入上清液,最终使上清液放射性升高,D正确。
15.下图是肺炎链球菌体外转化实验的部分过程示意图,下列叙述正确的是( )
A.①、④组培养后可能出现光滑型菌落
B.该实验证明了DNA是S型菌主要的遗传物质
C.各种物质与R型活细菌混合后均使用固体培养基
D.实验结果出现的S型菌与原S型菌遗传信息完全相同
【答案】A
【详解】A、①组加入完整S型菌破碎物,含有活性的S型菌DNA,④组加入S型菌的DNA,二者都能使部分R型菌转化为有荚膜的S型菌,而S型菌的菌落为光滑型,即两组都可能出现光滑型菌落,A正确;
B、该实验只能证明DNA是肺炎链球菌的遗传物质,“DNA是主要的遗传物质”是基于绝大多数生物的遗传物质是DNA得出的结论,B错误;
C、物质与R型活细菌混合时需要先使用液体培养基,让R型菌和外源物质充分接触完成转化过程,之后再接种到固体培养基上观察菌落,并非混合后均使用固体培养基,C错误;
D、转化形成的S型菌是R型菌整合了S型菌控制荚膜合成的DNA片段形成的,其遗传信息大部分来自原R型菌,与原S型菌遗传信息并不完全相同,D错误。
一年重难·情境应用
1.DNA是遗传物质的直接证据包括“肺炎链球菌离体转化实验”和“噬菌体侵染细菌的实验”,下列关于这两个实验共同点的叙述,错误的是( )
A.设计思路都是把DNA与蛋白质分开研究
B.都应用了同位素示踪技术追踪物质去向
C.都应用了细菌培养技术和物质分离技术
D.都证明了亲代的性状能通过DNA遗传给后代
【答案】B
【详解】A、两个实验的核心设计思路均是将DNA与蛋白质等其他物质分开,单独、直接研究二者的作用,A正确;
B、肺炎链球菌离体转化实验没有应用同位素示踪技术,仅噬菌体侵染细菌实验用同位素示踪技术分别标记了DNA和蛋白质,B错误;
C、两个实验都需要培养细菌(肺炎链球菌/大肠杆菌),且都用到物质分离技术(分离S型菌的不同组分/离心分离上清液与沉淀物),C正确;
D、两个实验均证明DNA是遗传物质,亲代的性状可以通过DNA遗传给后代,D正确。
2.下图为肺炎链球菌的三组转化实验,相关叙述正确的是( )
A.图中三组培养基中均会长出R型菌和S型菌
B.甲组和乙组的培养产物只有S型菌
C.丙组用DNA酶处理S型菌的细胞提取物后,转化作用消失,证明了DNA是肺炎链球菌的遗传物质
D.体外转化实验中,R型菌转化为S型菌的本质是发生了基因突变,使R型菌获得了致病性
【答案】C
【详解】A、丙组中加入了DNA酶,会将S型菌的DNA水解,无法使R型菌发生转化,因此丙组培养基中只有R型菌,不会同时长出R型菌和S型菌,A错误;
B、甲组和乙组中,S型菌的DNA未被破坏,能使部分R型菌转化为S型菌,因此培养基中既有R型菌,也有S型菌,不是只有S型菌,B错误;
C、丙组用DNA酶处理S型菌的细胞提取物后,DNA被水解,转化作用消失,与甲组、乙组对照,证明了DNA是肺炎链球菌的遗传物质,C正确;
D、体外转化实验中,R型菌转化为S型菌的本质是基因重组(S 型菌的DNA片段整合到了R 型菌的DNA 中),而非基因突变,D错误。
3.如图为烟草花叶病毒的感染和病毒重建实验部分示意图,下列叙述正确的是( )
A.“B型后代”的组成是RNAB和蛋白质A
B.两种烟草花叶病毒具有不同的RNA和蛋白质
C.烟草花叶病毒的蛋白质在自身的核糖体上合成
D.重组病毒的感染实验,证明了该病毒的遗传物质是核糖核苷酸
【答案】B
【详解】A、子代病毒的性状由作为遗传物质的RNA决定,B型后代的遗传物质是RNAB,因此B型后代的组成为RNAB和蛋白质B,A错误;
B、由题图可知,两种烟草花叶病毒具有不同的RNA和蛋白质,TMVA的RNA为RNA A,蛋白质为蛋白质A;TMVB的RNA为RNA B,蛋白质为蛋白质B,B正确;
C、病毒没有细胞结构,不含核糖体,烟草花叶病毒的蛋白质是在宿主细胞的核糖体上合成的,C错误;
D、重组病毒的感染实验,证明了该病毒的遗传物质是核糖核酸(RNA),核糖核苷酸是RNA的基本组成单位,D错误。
4.科研小组为探究肺炎链球菌的致病特性与转化现象,开展了如图所示的小鼠体内转化实验,下列叙述正确的是( )
A.活菌甲是有荚膜的R型肺炎链球菌
B.鼠2,鼠4和鼠5的血液中分离出的活菌都是活菌乙
C.步骤⑤的实验结果:鼠5因感染肺炎致死
D.本实验结果证明活菌甲在加热致死的菌乙的某种物质下发生了稳定的转化
【答案】D
【详解】A、注射活菌甲后鼠1存活,说明活菌甲无毒,是无荚膜的R型肺炎链球菌,A错误;
B、由于转化效率不是100%,鼠2体内同时存在未转化的活菌甲(R型)和转化得到的活菌乙(S型),并非只有活菌乙,B错误;
C、步骤⑤注射的是分离得到的有毒活菌乙+加热致死的甲,活菌乙本身具有致病性,因此鼠5会患肺炎,并发败血症死亡,C错误;
D、本实验证明活菌甲在加热致死的菌乙的某种物质下发生了稳定的转化,D正确。
5.某实验小组用35S标记的T2噬菌体侵染未标记的大肠杆菌,保温适宜时间后搅拌、离心,测得沉淀物放射性为a,上清液放射性为b。只改变某一实验条件后重复实验,下列对应关系正确的是( )
A.若保温时间过长,则a增大,b减小
B.若搅拌不够充分,则a增大,b减小
C.若改用15N标记的大肠杆菌,则a不变,b增大
D.若改用未标记的培养基培养噬菌体,则a、b均不变
【答案】B
【详解】A、保温过长,细菌裂解释放子代噬菌体,但子代噬菌体外壳无35S,故a、b均不变,A错误;
B、搅拌不充分,外壳仍吸附在细菌上随细菌沉淀,故a增大、b减小,B正确;
C、15N无放射性,故a、b均不变,C错误;
D、噬菌体不能在无细胞的培养基中增殖,无法进行该实验,D错误。
6.赫尔希和蔡斯进行噬菌体侵染细菌实验时,设置不同搅拌时间分别检测35S和32P两个组别的上清液放射性,结果如下表。下列叙述正确的是( )
搅拌持续时间(min)
1
2
3
4
5
上清液35S所占比例(%)
50
70
75
80
80
上清液32P所占比例(%)
21
25
28
30
30
被侵染细菌存活率(%)
100
100
100
100
100
A.搅拌的主要作用是使噬菌体DNA与细菌分离,终止侵染
B.由数据可知,实验所用噬菌体可能并未100%侵染大肠杆菌
C.若搅拌时间进一步延长,两个组别的放射性也不再发生变化
D.被侵染细菌均存活,表明子代噬菌体已从宿主细菌中释放
【答案】B
【详解】A、搅拌的主要作用是使吸附在细菌表面的噬菌体与细菌分离,A错误;
B、被侵染细菌存活率是100%,说明大肠杆菌没有裂解释放噬菌体,35S 标记的是噬菌体蛋白质外壳,搅拌充分后上清液35S 比例最高只有 80%,说明有 20%噬菌体可能没有成功侵染大肠杆菌,同时 32P 标记的噬菌体 DNA,上清液 32P所占比例最高 30%,说明有 30%噬菌体可能没有成功侵染大肠杆菌,B正确;
C、若搅拌时间进一步延长,剧烈搅拌可能导致部分被侵染的细菌破裂,子代噬菌体释放,会使32P组上清液放射性升高,C错误;
D、被侵染细菌均存活表明细菌未裂解,子代噬菌体未从宿主细菌中释放,D错误。
7.现有新发现的一种感染A细菌的病毒B,科研人员设计了如图所示的两种方法,来探究该病毒的遗传物质是DNA还是RNA。一段时间后,检测甲、乙两组子代病毒B的放射性和丙、丁两组子代病毒B的产生情况。下列相关说法错误的是( )
A.同位素标记法中,若换用标记上述两种核苷酸,也能实现实验目的
B.酶解法中,向丙、丁两组分别加入DNA酶和RNA酶,应用了减法原理
C.若丙组能产生子代病毒B而丁组不能产生,则说明该病毒的遗传物质是RNA
D.若甲组产生的子代病毒B有放射性而乙组没有,则说明该病毒的遗传物质是RNA
【答案】D
【详解】A、在同位素标记法中,标记的核苷酸用于追踪DNA或RNA(因为DNA或RNA中含有磷酸基团)。若换用也能标记上述两种核苷酸,因为核苷酸含有氢元素,这样还是可以通过检测甲、乙两组子代病毒的放射性来判断出病毒B的遗传物质是DNA还是RNA,能实现实验目的,A正确;
B、酶解法中,向丙、丁两组分别加入DNA酶和RNA酶是将相应的核酸物质去除,这是减法原理(即去除某种物质来观察实验结果的变化),B正确;
C、若丙组能产生子代病毒B而丁组不能产生,说明丁组的RNA被RNA酶水解后病毒无法增殖产生子代,所以该病毒的遗传物质是RNA,C正确。
D、若甲组产生的子代病毒B有放射性而乙组没有,说明子代病毒中含有标记的胸腺嘧啶,说明该病毒的遗传物质是DNA,D错误。
故选D。
高考真题·考向感知
(2026·浙江1月选考真题)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。
1.(2026·浙江1月选考真题)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
2.(2026·浙江1月选考真题)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】1.C 2.B
【详解】1.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。
故选C。
2.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、在侵染过程中,M13的DNA和部分蛋白质会同时进入宿主细胞”,因此不适合作为材料用于证明DNA是遗传物质,D错误。
故选B。
3.(2022·浙江6月选考真题)下列关于“噬菌体侵染细菌的实验”的叙述,正确的是( )
A.需用同时含有32P和35S的噬菌体侵染大肠杆菌 B.搅拌是为了使大肠杆菌内的噬菌体释放出来
C.离心是为了沉淀培养液中的大肠杆菌 D.该实验证明了大肠杆菌的遗传物质是DNA
【答案】C
【详解】A、实验过程中需单独用32P标记噬菌体的DNA和35S标记噬菌体的蛋白质,A错误;
B、实验过程中搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体外壳与细菌分离,B错误;
C、大肠杆菌的质量大于噬菌体,离心的目的是为了沉淀培养液中的大肠杆菌,C正确;
D、该实验证明噬菌体的遗传物质是DNA,D错误。
故选C。
4.(2021·浙江1月选考真题)下列关于遗传学发展史上4个经典实验的叙述,正确的是( )
A.孟德尔的单因子杂交实验证明了遗传因子位于染色体上
B.摩尔根的果蝇伴性遗传实验证明了基因自由组合定律
C.T2噬菌体侵染细菌实验证明了DNA是大肠杆菌的遗传物质
D.肺炎双球菌离体转化实验证明了DNA是肺炎双球菌的遗传物质
【答案】D
【详解】A、孟德尔的单因子杂交实验没有证明遗传因子位于染色体上,当时人们还没有认识染色体,A错误;
B、摩尔根的果蝇伴性遗传实验只研究了一对等位基因,不能证明基因自由组合定律,B错误;
C、T2噬菌体侵染细菌实验证明了DNA是噬菌体的遗传物质,C错误;
D、肺炎双球菌离体转化实验证明了DNA是转化因子,即DNA是肺炎双球菌的遗传物质,D正确。
故选D。
5.(2020·浙江1月选考真题)下列关于“肺炎双球菌转化实验”的叙述,正确的是( )
A.活体转化实验中,R型菌转化成的S型菌不能稳定遗传
B.活体转化实验中,S型菌的荚膜物质使R型菌转化成有荚膜的S型菌
C.离体转化实验中,蛋白质也能使部分R型菌转化成S型菌且可实现稳定遗传
D.离体转化实验中,经DNA酶处理的S型菌提取物不能使R型菌转化成S型菌
【答案】D
【详解】A、 活体转化实验中,小鼠体内有大量 S型菌,说明R型菌转化成的S型菌能稳定遗传,A错误;
B、活体转化实验中,无法说明是哪种物质使R型菌转化成有荚膜的S型菌,B错误;
C、离体转化实验中,只有S型菌的DNA才能使部分R型菌转化成S型菌且可实现稳定遗传,C错误;
D、离体转化实验中,经DNA酶处理的S型菌提取物,其DNA被水解,故不能使R型菌转化成 S型菌,D正确。
故选D。
6.(2019·浙江4月选考真题)某研究小组用放射性同位素、分别标记噬菌体,然后将大肠杆菌和被标记的噬菌体置于培养液中培养,如图所示。一段时间后,分别进行搅拌、离心,并检测沉淀物和悬浮液中的放射性。下列分析错误的是
A.甲组的悬浮液含极少量标记的噬菌体DNA,但不产生含的子代噬菌体
B.甲组被感染的细菌内含有标记的噬菌体DNA,也可产生不含的子代噬菌体
C.乙组的悬浮液含极少量标记的噬菌体蛋白质,也可产生含的子代噬菌体
D.乙组被感染的细菌内不含标记的噬菌体蛋白质,也不产生含的子代噬菌体
【答案】C
【详解】A、甲组用标记的噬菌体侵染大肠杆菌,由于P存在于DNA中,悬浮液含极少量标记的噬菌体DNA,说明这一部分DNA没有和蛋白质外壳组装在一起,不会产生含的子代噬菌体,A正确;
B、甲组用标记的噬菌体侵染大肠杆菌,由于P存在于DNA中,在侵染过程中,DNA进入大肠杆菌体内,由于噬菌体繁殖所需原料来自未被标记的大肠杆菌,且DNA复制为半保留复制,所以可产生含的子代噬菌体和不含的子代噬菌体,B正确;
C、由于噬菌体的蛋白质外壳不会进入大肠杆菌,所以乙组的悬浮液含较多标记的噬菌体蛋白质,不会产生含的子代噬菌体,C错误;
D、由于噬菌体的蛋白质外壳不会进入大肠杆菌,乙组被感染的细菌内不含标记的噬菌体蛋白质,也不产生含的子代噬菌体,D正确。
故选C。
7.(2018·浙江4月选考真题)为研究R型肺炎双球菌转化为S型肺炎双球菌的转化物质是DNA还是蛋白质,进行了肺炎双球菌体外转化实验,其基本过程如图所示:
下列叙述正确的是
A.甲组培养皿中只有S型菌落,推测加热不会破坏转化物质的活性
B.乙组培养皿中有R型及S型菌落,推测转化物质是蛋白质
C.丙组培养皿中只有R型菌落,推测转化物质是DNA
D.该实验能证明肺炎双球菌的主要遗传物质是DNA
【答案】C
【详解】甲组中培养一段 时间后可发现有极少的R型菌转化成了S型菌,因此甲组培养皿中不仅有S型菌落也有R型菌落,A选项错误;乙组培养皿中加入了蛋白质酶,故在乙组的转化中已经排除了蛋白质的干扰,应当推测转化物质是DNA,B选项错误;丙组培养皿中加入了DNA酶,DNA被水解后R型菌便不发生转化,故可推测是DNA参与了R型菌的转化,C选项正确;该实验只能证明肺炎双球菌的遗传物质是DNA,无法证明还有其他的物质也可做遗传物质,D选项错误。
8.(2017·浙江4月选考真题)下列关于“核酸是遗传物质的证据”的相关实验的叙述,正确的是:
A.噬菌体侵染细菌实验中,用32P标记的噬菌体侵染细菌后的子代噬菌体多数具有放射性
B.肺炎双球菌活体细菌转化实验中,R型肺炎双球菌转化为S型菌是基因突变的结果
C.肺炎双球菌离体细菌转化实验中,S型菌的DNA使R型菌转化为S型菌,说明DNA是遗传物质,蛋白质不是遗传物质
D.烟草花叶病毒感染和重建实验中,用TMV A的RNA和TMV B的蛋白质重建的病毒感染烟草叶片细胞后,可检测到A型病毒,说明RNA是TMV A的遗传物质
【答案】D
【详解】A、噬菌体侵染细菌的实验中,用32P标记的是噬菌体的DNA,而DNA进行半保留复制,因此子代噬菌体极少数具有放射性,A错误;
B、肺炎双球菌活体细菌转化实验中,R型肺炎双球菌转化为S型菌是基因重组的结果,B错误;
C、肺炎双球菌离体细菌转化实验中,S型菌的DNA使R型菌转化为S型菌,说明DNA是遗传物质,C错误;
D、烟草花叶病毒感染和重建实验中,用TMV A的RNA和TMV B的蛋白质重建的病毒感染烟草叶片细胞后,可检测到A型病毒,说明RNA是TMV A的遗传物质,D正确。
故选D。
9.肺炎双球菌转化实验的部分过程如图所示。下列叙述正确的是
A.S型肺炎双球菌的菌落为粗糙的,R型肺炎双球菌的菌落是光滑的
B.S型菌的DNA经加热后失活,因而注射S型菌后的小鼠仍存活
C.从病死小鼠中分离得到的肺炎双球菌只有S型菌而无R型菌
D.该实验未证明R型菌转化为S型菌是由S型菌的DNA引起的
【答案】D
【详解】S型肺炎双球菌的菌落为光滑的,R型肺炎双球菌的菌落是粗糙的,A错误;S型菌的蛋白质经过加热后已经失活,但其DNA经加热后没有失去活性,B错误;S型细菌中的DNA能将部分R性细菌转化为S型细菌,因此从病死小鼠中分离得到的肺炎双球菌有S型菌和R型菌,C错误;该实验证明S型细菌中存在某种转化因子,能将R型细菌转化为S型细菌,但不能证明R型菌转化为S型菌是由S型菌的DNA引起的,D正确。
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