第二单元 遗传的分子基础第1讲 DNA是主要的遗传物质人类对遗传物质的探索过程(Ⅱ)知识点一 肺炎双球菌转化实验体内转化实验体外转化实验时间、人物1928年 英国科学家①________1944年 美国科学家⑨________和他的同事实验材料R型细菌②________________R型活菌，S型细菌的DNA、蛋白质、多糖荚膜S型细菌③________________实验过程Ⅰ将R型活菌注射到小鼠体内―→④________ R型活菌和SDNA混合培养―→________________ Ⅱ将S型活菌注射到小鼠体内―→⑤______R型活菌和S蛋白质混合培养―→⑪________ Ⅲ将加热杀死的S型菌注射到小鼠体内―→⑥________R型活菌和S多糖荚膜混合培养―→⑫________ Ⅳ将R型活菌和S型死菌混合注射到小鼠体内―→⑦________R型活菌与用DNA酶处理的SDNA混合培养―→⑬________结 论加热杀死的S型细菌内含有使R型细菌转化为S型细菌的⑧________SDNA是促使R型细菌转化为S型细菌的物质，即⑭________知识点二 噬菌体侵染细菌的实验1．实验材料T2噬菌体、大肠杆菌2．实验过程及现象(1)首次标记：标记细菌(2)二次标记：标记噬菌体(3)噬菌体侵染细菌3．实验结论：________才是真正的遗传物质17\n知识点三 RNA也是遗传物质的实验烟草花叶病毒侵染细菌实验1．过程 RNA 烟草被感染病毒上下代之间具有遗传连续性的是 蛋白质 烟草未被感染2．结论在无DNA情况下(如RNA病毒)，________是遗传物质3．综上所述绝大多数生物的遗传物质是________，所以说________是主要的遗传物质,噬菌体侵染细菌实验巧记：噬菌体增殖过程一吸(附)二注(入)三合成，组装、释放、再侵染判一判1．肺炎双球菌体外转化实验以体内转化实验作基础( )。2．艾弗里证明转化因子是DNA而不是蛋白质( )。3．转化的实质是基因突变( )。4．同位素标记噬菌体时不能直接将噬菌体放在培养基上( )。17\n5．同时用35S、32P标记一组噬菌体实验效果更明显( )。6．有细胞的生物以DNA作为主要遗传物质( )。7．有少数病毒不含DNA，只有RNA，此时RNA才是遗传物质( )。自我校对：①格里菲思 ②菌体无多糖荚膜、菌落表面粗糙、无毒性 ③菌体有多糖荚膜、菌落表面光滑、有毒性 ④小鼠不死亡 ⑤小鼠死亡 ⑥小鼠不死亡 ⑦小鼠死亡 ⑧“转化因子” ⑨艾弗里 ⑩既有R型菌，也有S型菌 ⑪只有R型菌 ⑫只有R型菌 ⑬只有R型菌 ⑭DNA是遗传物质，而蛋白质等不是遗传物质 35S ⑯32P ⑰35S ⑱32P ⑲宿主细胞内 ⑳宿主细胞 宿主细胞外 宿主细胞 DNA RNA RNA DNA DNA判一判：1.√ 2.√ 3.× 4.√ 5.× 6.× 7.√肺炎双球菌转化实验1．体内转化与体外转化比较体内转化实验体外转化实验操作人格里菲思艾弗里及其同事细菌培养场所小鼠体内培养基(体外)巧妙构思用加热杀死的S型细菌做对照将物质提纯分离各自观察结果观察小鼠是否死亡培养基中菌落实验结论S型菌体内有转化因子S型菌的DNA是遗传物质相同点①巧妙选用R型和S型两种肺炎双球菌②实验目的都是探究遗传物质的成分③体内转化实验是体外转化实验的基础，后者则是前者的延伸④实验设计都遵循对照原则和单一变量原则2.相关问题分析(1)加热杀死的S型细菌，其蛋白质变性失活，但DNA在加热过程中，双螺旋解开，氢键断裂，但缓慢冷却时，其结构可恢复。(2)转化的实质是S型细菌的DNA片段整合到了R型细菌的DNA中，即实现了基因重组。(3)转化后形成的S型细菌可以遗传下去，说明S型细菌的DNA是遗传物质。17\n体外转化实验运用了物质提纯、分离、鉴定及细菌培养技术。本考点的考查主要有三个方向：一是实验操作过程，二是实验的目的，三是考查探究性实验设计的基本思路和方法。本考点考查集中在DNA是遗传物质的经典实验，主要以选择题形式出现。【典例1】(2022·广东理综，2)艾弗里和同事用R型和S型肺炎双球菌进行实验，结果如下表。从表可知( )。实验组号接种菌型加入S型菌物质培养皿长菌情况①R蛋白质R型②R荚膜多糖R型③RDNAR型、S型④RDNA(经DNA酶处理)R型A.①不能证明S型菌的蛋白质不是转化因子B．②说明S型菌的荚膜多糖有酶活性C．③和④说明S型菌的DNA是转化因子D．①～④说明DNA是主要的遗传物质解析 本题考查艾弗里的肺炎双球菌转化实验，属于对理解层次的考查。由表格信息可以看出，含有S型细菌的蛋白质和荚膜多糖的培养皿中没有S型细菌的产生，说明蛋白质和荚膜多糖不是转化因子，A不符合题意；酶的化学本质是蛋白质或RNA，B不符合题意；③和④的自变量为DNA的完整性，在DNA保持完整的培养皿中有S型细菌出现，说明DNA是转化因子，C符合题意；因为大多数生物的遗传物质是DNA，我们才能说DNA是主要的遗传物质，①～④只能说明DNA是遗传物质，D不符合题意。答案 C题后反思 S型菌的DNA＋DNA水解酶＋R型活细菌只有R型细菌，该实验是从另一个角度进一步证明DNA是遗传物质，而不是为了证明DNA的水解产物——脱氧核苷酸不是遗传物质，尽管此实验可以证明该问题，但不是该实验的实验目的。噬菌体侵染细菌的实验及遗传物质辨析高考地位：5年11考一、噬菌体侵染细菌特点及过程的现代生物学认识(高倍电子显微镜下可观察)(1)噬菌体侵染细菌要经过吸附→注入核酸→合成→组装→释放五个过程。17\n(2)真正进入细菌体内的是噬菌体的DNA，噬菌体蛋白质外壳留在外面不起作用。(3)噬菌体增殖场所是大肠杆菌细胞内，除噬菌体的DNA做模板起指导作用外，其余的原料——脱氧核苷酸和氨基酸、合成蛋白质的场所核糖体、ATP和相关酶全由大肠杆菌提供。1952年赫尔希和蔡斯做实验时根本不具备现代的技术条件，其高明巧妙之处在于把“微观条件下看不到的侵染过程，转化为宏观实验”！二、赫尔希、蔡斯的实验过程及结果1．实验思路及方法S是蛋白质特有的元素，P几乎都存在于噬菌体DNA分子中，用放射性同位素32P和35S分别标记DNA和蛋白质，直接地单独地观察它们各自的作用。2．标记噬菌体用分别含35S和32P的培养基培养细菌，再用培养的细菌培养T2噬菌体，分别得到蛋白质被35S标记和DNA被32P标记的噬菌体。3．侵染实验结果及分析分组结果结果分析对比实验(相互对照)含32P噬菌体＋细菌上清液中几乎无32P,32P主要分布在宿主细胞内32PDNA进入了宿主细胞内含35S噬菌体＋细菌宿主细胞内无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外面由上表分析可知：噬菌体的DNA是其亲代与子代之间联系的“桥梁”，即“DNA是遗传物质”(结论)。该实验可同时证明：(1)DNA分子具有相对稳定性。(2)DNA能自我复制，使前后代保持一定的连续性。(3)DNA能控制蛋白质的生物合成。但不能证明DNA分子产生可遗传的变异。三、与肺炎双球菌转化实验的比较相同点①均把DNA和蛋白质分开，单独处理，观察它们各自的作用，但两类实验中DNA与蛋白质分开的方式不同②都遵循了对照原则③都能证明DNA是遗传物质，都不能证明DNA是主要的遗传物质续表17\n不同点方法不同艾弗里实验直接分离：分离S型细菌的DNA、多糖、蛋白质等，分别与R型菌混合培养噬菌体侵染细菌实验同位素标记法：分别标记DNA和蛋白质的特征元素(32P和35S)四、生物的遗传物质1．烟草花叶病毒侵染烟草实验证明RNA也是遗传物质2．主要的遗传物质(1)事实生物(2)结论：绝大多数生物的遗传物质都是DNA，所以说DNA是主要的遗传物质。★ 本考点高考命题多以实验分析选择题的形式出现，涉及内容有：同位素标记法的应用，噬菌体的成分、结构与增殖，探究性实验设计的原则、方法等，题目有一定难度和区分度。【典例2】1952年“噬菌体小组”的赫尔希和蔡斯研究了噬菌体的蛋白质和DNA在侵染过程中的功能，请回答下列有关问题。(1)他们指出“噬菌体在分子生物学的地位就相当于氢原子在玻尔量子力学模型中的地位一样”。这句话指出了噬菌体作实验材料具有________________的特点。(2)通过________________的方法分别获得被32P或35S标记的噬菌体，用标记的噬菌体侵染细菌，从而追踪在侵染过程中________变化。(3)侵染一段时间后，用搅拌机搅拌，然后离心得到上清液和沉淀物，检测上清液中的放射性，得到如图所示的实验结果。搅拌的目的是________________，所以搅拌时间少于1min时，上清液中的放射性________。实验结果表明当搅拌时间足够长以后，上清液中的35S和3217\nP分别占初始标记噬菌体放射性的80%和30%，证明________________。图中“被侵染细菌”的存活率曲线基本保持在100%，本组数据的意义是作为对照组，以证明________________，否则细胞外________放射性会增高。(4)本实验证明病毒传递和复制遗传特性中________起着重要作用。解析 (1)噬菌体作为实验材料，是因为其结构简单，只含有蛋白质和DNA。(2)噬菌体是病毒，离开活体细胞不能繁殖，所以要标记噬菌体，首先应用含32P和35S的培养基分别培养大肠杆菌，再让噬菌体分别侵染标记后的大肠杆菌，即可达到标记噬菌体的目的，进而追踪在侵染过程中蛋白质和DNA的位置变化。(3)噬菌体侵染大肠杆菌的时间要适宜，时间过长，子代噬菌体从大肠杆菌体内释放出来，会使细胞外32P含量增高。图中被侵染细菌的存活率始终保持在100%，说明细菌没有裂解，没有子代噬菌体释放出来。细胞外的35S含量只有80%，原因是在搅拌时被侵染细菌和噬菌体外壳没有全部分离；细胞外的32P含量有30%，原因是有部分标记的噬菌体还没有侵染细菌。该实验证明DNA是噬菌体的遗传物质。答案 (1)结构简单，只含有蛋白质和DNA(核酸) (2)用含32P和35S的培养基分别培养大肠杆菌，再用噬菌体分别侵染被32P和35S标记的大肠杆菌 DNA和蛋白质的位置 (3)使噬菌体和细菌分离 较低 DNA进入细菌，蛋白质没有进入细菌 细菌没有裂解，没有子代噬菌体释放出来 32P (4)DNA【训练】下列关于“DNA是主要的遗传物质”的叙述中，正确的是( )。A．细胞核遗传的遗传物质是DNA，细胞质遗传的遗传物质是RNAB．“肺炎双球菌的转化实验”和“噬菌体侵染细菌的实验”都证明了DNA是主要的遗传物质C．真核生物、原核生物、大部分病毒的遗传物质是DNA，少数病毒的遗传物质是RNAD．细胞生物的遗传物质是DNA，非细胞生物的遗传物质是RNA解析 细胞(细胞核、细胞质)的遗传物质都是DNA，大部分病毒的遗传物质也是DNA，只有少数病毒的遗传物质是RNA。“肺炎双球菌的转化实验”和“噬菌体侵染细菌的实验”都证明了DNA是遗传物质，但不能说明DNA是主要的遗传物质。答案 C辨析2个误区、规避2个易失分点误区1 误认为体内转化实验是“S型细菌的DNA可使小鼠致死” 点 拨 S型细菌与R型细菌混合培养时，S型细菌的DNA进入R型细菌体内。结果在S型细菌DNA的控制下，R型细菌体内合成了S型细菌的DNA和蛋白质，从而组装成了具有毒性的S型细菌。误区2 误认为加热杀死的S型细菌可使所有R型细菌实现转化17\n 点 拨 并非所有的R型细菌都转化为S型细菌，事实上转化的效率很低，并且转化受DNA的纯度、两种细菌的亲缘关系、受体菌的状态等因素影响，因此只有少部分R型细菌被转化为S型细菌。易失分点1 实验误差分析不到位而失分 点 拨 (1)用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌，上清液中含放射性的原因：①保温时间过短，有一部分噬菌体还没有侵染到大肠杆菌细胞内，经离心后分布于上清液中，上清液中出现放射性。②噬菌体和大肠杆菌混合培养到用离心机分离，这一段保温时间过长，噬菌体在大肠杆菌内增殖后释放子代，经离心后分布于上清液，也会使上清液中出现放射性。(2)用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌，沉淀物中有放射性的原因：由于搅拌不充分，有少量含35S的噬菌体吸附在细菌表面，随细菌离心到沉淀物中。易失分点2 未明确“标记”对象与实验结果的对应关系 点 拨 ①若用32P和35S标记病毒而宿主细胞未被标记，相当于间接地将核酸和蛋白质分开，只在子代病毒的核酸中有32P标记。②若用32P和35S标记宿主细胞而病毒未被标记，则在子代病毒的核酸和外壳中均有标记元素。③若用C、H、O、N等标记病毒而宿主细胞未被标记，则只在子代病毒的核酸中有标记元素。④若用C、H、O、N等标记宿主细胞而病毒未被标记，则在子代病毒的核酸和外壳中均可找到标记元素。纠错演练1．(2022·江西省丰、樟、高、宜四市联考)某研究人员模拟赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌实验，进行了以下4个实验：①用未标记的噬菌体侵染35S标记的细菌；②用32P标记的噬菌体侵染未标记的细菌；③用未标记的噬菌体侵染3H标记的细菌；④用15N标记的噬菌体侵染未标记的细菌，经过一段时间后离心，检测到以上4个实验中放射性的主要位置依次是( )。A．沉淀物、沉淀物、沉淀物和上清液、沉淀物和上清液B．沉淀物、上清液、沉淀物、沉淀物和上清液C．上清液、上清液、沉淀物和上清液、上清液D．沉淀物、沉淀物、沉淀物、沉淀物和上清液解析 在该实验中，沉淀物的主要成分是细菌，上清液的主要成分为噬菌体外壳。①③都直接对细菌进行了标记，放射性主要出现在沉淀物中；②用32P只能标记噬菌体的DNA，在该实验中，噬菌体的DNA会进入细菌体内，放射性也主要出现在沉淀物中；④用15N可以标记噬菌体的蛋白质外壳和DNA，在该实验中，噬菌体的蛋白质外壳不会进入细菌体内，而DNA可以进入细菌体内，故放射性会出现在上清液和沉淀物中。答案 D2．(2022·山东临沂一模，16)用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌，经培养、搅拌、离心、检测，上清液的放射性占10%，沉淀物的放射性占90%。上清液带有放射性的原因可能是( )。A．离心时间过长，上清液中析出较重的大肠杆菌17\nB．搅拌不充分，吸附在大肠杆菌上的噬菌体未与细菌分离C．噬菌体侵染大肠杆菌后，大肠杆菌裂解释放出子代噬菌体D．32P标记了噬菌体蛋白质外壳，离心后存在于上清液中解析 噬菌体侵染大肠杆菌时，经过搅拌、离心，上清液是质量较轻的噬菌体，沉淀物是被侵染的大肠杆菌，A错误；搅拌不充分，噬菌体与细菌未分离，放射性应出现在沉淀物中，B错误；32P标记的是噬菌体的DNA，噬菌体侵染大肠杆菌时注入自身的DNA，子代噬菌体的DNA会含32P，上清液带有放射性的原因可能是噬菌体侵染大肠杆菌后，大肠杆菌裂解释放出子代噬菌体，C正确、D错误。答案 C17\n遗传物质的探索实验考查1.(2022·重庆理综，2)针对耐药菌日益增多的情况，利用噬菌体作为一种新的抗菌治疗手段的研究备受关注。下列有关噬菌体的叙述，正确的是( )。 A．利用宿主菌的氨基酸合成子代噬菌体的蛋白质B．以宿主菌DNA为模板合成子代噬菌体的核酸C．外壳抑制了宿主菌的蛋白质合成，使该细菌死亡D．能在宿主菌内以二分裂方式增殖，使该细菌裂解解析 本题主要考查噬菌体的增殖特点等相关知识。噬菌体侵染细菌时，仅将其DNA注入细菌体内，利用细菌细胞内的原料，以自身遗传物质为模板合成噬菌体的DNA和蛋白质外壳，最后再组装成子代噬菌体，这种增殖方式称为复制式增殖，由于噬菌体的蛋白质外壳没有进入宿主菌内，其与宿主菌蛋白质的合成无关，故选项A正确，选项B、C、D错误。答案 A2．(2022·江苏单科，12)关于“噬菌体侵染细菌的实验”的叙述，正确的是( )。A．分别用含有放射性同位素35S和放射性同位素32P的培养基培养噬菌体B．分别用35S和32P标记的噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌进行长时间的保温培养C．用35S标记噬菌体的侵染实验中，沉淀物存在少量放射性可能是搅拌不充分所致D．32P、35S标记的噬菌体侵染实验分别说明DNA是遗传物质、蛋白质不是遗传物质解析 培养噬菌体需用含细菌的培养基；被标记的噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌，经短时间培养后，搅拌离心处理；噬菌体侵染细菌的实验中，若搅拌不充分，噬菌体的外壳没有与细菌完全分离，沉淀物中存在少量放射性35S；噬菌体侵染细菌的实验仅能说明DNA是遗传物质，不能说明蛋白质不是遗传物质。答案 C生物体内的遗传物质3.(2022·江苏单科，2)人类对遗传物质本质的探索经历了漫长的过程，下列有关叙述正确的是( )。A．孟德尔发现遗传因子并证实了其传递规律和化学本质B．噬菌体侵染细菌实验比肺炎双球菌体外转化实验更具说服力C．沃森和克里克提出在DNA双螺旋结构中嘧啶数不等于嘌呤数D．烟草花叶病毒感染烟草实验说明所有病毒的遗传物质是RNA17\n解析 本题主要考查了人类对遗传物质本质的探究历程。孟德尔发现遗传因子并证实了其传递规律，但没有证实其化学本质，A不正确；在肺炎双球菌体外转化实验中提取的DNA的纯度没有达到100%，从单独、直接观察DNA生理效应方面分析，说服力不如噬菌体侵染细菌的实验，B正确；沃森和克里克提出在DNA双螺旋结构中嘧啶数等于嘌呤数，C不正确；烟草花叶病毒感染烟草实验只说明烟草花叶病毒的遗传物质是RNA，D不正确。答案 B考向借鉴——他山之石4．(2022·上海单科，11)赫尔希(A.Hershey)和蔡斯(M.Chase)于1952年所做的噬菌体侵染细菌的著名实验进一步证实了DNA是遗传物质。这项实验获得成功的原因之一是噬菌体( )。A．侵染大肠杆菌后会裂解宿主细胞B．只将其DNA注入大肠杆菌细胞中C．DNA可用15N放射性同位素标记D．蛋白质可用32P放射性同位素标记解析 本题考查了通过噬菌体侵染细菌的实验，证明DNA是遗传物质这一知识点。噬菌体的结构物质有蛋白质和DNA，对蛋白质和DNA进行标记要用特有元素35S和32P，不能用共有元素15N，故C项错误。蛋白质的组成元素中一般没有P，故D错误。噬菌体侵染细菌时把DNA注入大肠杆菌中，而蛋白质外壳留在外面，这一特性将蛋白质和DNA分离开，实验结果更科学、更准确，故B项正确。答案 B(时间：45分钟)A级 基础演练1．一百多年前，人们就开始了对遗传物质的探索历程。下列有关叙述错误的是( )。A．最初认为遗传物质是蛋白质，推测氨基酸的多种排列顺序可能蕴含遗传信息B．在艾弗里肺炎双球菌转化实验中，细菌转化的实质是发生了基因重组C．噬菌体侵染细菌实验之所以更有说服力，是因为其蛋白质与DNA完全分开D．在用32P标记噬菌体侵染细菌实验中，只有在离心后沉淀物中才能检测到放射性同位素32P解析 蛋白质是生命活动的承担者、体现者，最初人们认为蛋白质是遗传物质，但是后来的实验证明了蛋白质不是遗传物质，核酸才是遗传物质。肺炎双球菌的转化实验的实质是S型细菌的DNA与R型细菌的DNA发生了基因重组。噬菌体侵染细菌的实验利用了病毒的侵染特点，使蛋白质与DNA完全分开，因此结果更具有说服力。噬菌体侵染细菌的实验中，在离心后的上清液中也能检测到放射性同位素32P。答案 D17\n2．在肺炎双球菌的转化实验中，向培养有R型细菌的1、2、3、4四支试管中依次加入从S型活细菌中提取的DNA、DNA和DNA酶、蛋白质、多糖，经过培养，检查结果发现试管内仍然有R型细菌的是( )。 A．3和4B．1、3和4C．2、3和4D．1、2、3和4解析 2、3、4三支试管内只有R型细菌，因为没有S型活细菌的DNA，所以都不会发生转化。1号试管因为有S型活细菌的DNA，所以会使R型细菌发生转化，但是发生转化的R型细菌只是一部分，故试管内仍然有R型细菌存在。答案 D3．(2022·陕西五校三模，4)在艾弗里及其同事利用肺炎双球菌证明遗传物质是DNA的实验中，用DNA酶处理从S型菌中提取的DNA之后与R型活菌混合培养，结果发现培养基上仅有R型肺炎双球菌生长。设置本实验步骤的目的是( )。A．证明R型菌生长不需要DNAB．补充R型菌生长所需要的营养物质C．直接证明S型菌DNA不是促进R型菌转化的因素D．与“以S型菌的DNA与R型菌混合培养”的实验形成对照解析 用DNA酶处理从S型活细菌中提取的DNA并与R型菌混合培养就是与“以S型菌的DNA和R型菌混合培养”的实验形成对照。答案 D4．(新视角)艾弗里等人为了弄清转化因子的本质，进行了一系列的实验，如图是他们所做的一组实验，则三个实验的培养皿中只存在一种菌落的为( )。A．实验一B．实验二C．实验三D．实验一和三解析 实验二中加入的DNA酶能分解S型细菌的DNA活性片段，使基因无法转移进入R型细菌中，所以菌落只有一种，即R型菌落。答案 B17\n5．(2022·山东滨州一模，12)肺炎双球菌的转化实验和噬菌体侵染细菌的实验，均不能证明的是( )。A．DNA可以产生可遗传的变异B．蛋白质不是遗传物质C．DNA可以控制生物的性状D．DNA是主要的遗传物质解析 肺炎双球菌的转化实验可证明DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质；噬菌体浸染细菌的实验只能证明DNA是遗传物质；大多数生物遗传物质为DNA，所以，DNA是主要的遗传物质，两实验均不能证明此结论，D项正确。答案 D6．下图中病毒甲、乙为两种不同的植物病毒，经重建后形成“杂种病毒丙”，用病毒丙侵染植物细胞，在植物细胞内增殖后产生的新一代病毒是( )。解析 杂种病毒丙是由病毒甲的蛋白质外壳和病毒乙的核酸组装而成的。其在侵染植物细胞时注入的是病毒乙的核酸，并由病毒乙的核酸指导合成病毒乙的蛋白质外壳，因而病毒丙在植物细胞内增殖产生的新一代病毒就是病毒乙。答案 D7．下列关于遗传物质的说法，错误的是( )。①真核生物的遗传物质是DNA ②原核生物的遗传物质是RNA ③细胞核的遗传物质是DNA ④细胞质的遗传物质是RNA ⑤甲型H1N1流感病毒的遗传物质是DNA或RNAA．①②③B．②③④C．②④⑤D．③④⑤解析 凡具有细胞结构的生物的遗传物质都是DNA。甲型H1N1流感病毒的遗传物质是RNA。答案 C8．下面是噬菌体侵染细菌实验的部分实验步骤示意图，对此实验的有关叙述正确的是( )。A．本实验所使用的被标记的噬菌体是接种在含有35S的培养基中获得的B．本实验选用噬菌体作实验材料的原因之一是其结构组成只有蛋白质和DNAC．实验中采用搅拌和离心等手段是为了把DNA和蛋白质分开再分别检测其放射性D．在新形成的噬菌体中没有检测到35S说明噬菌体的遗传物质是DNA而不是蛋白质17\n解析 噬菌体是病毒，是在活细胞中营寄生生活的生物，不能直接在培养基上培养。该实验搅拌是为了使细菌外吸附着的噬菌体外壳与细菌分离；离心是一种分离混合物的方法，在该实验中，被感染的细菌(含有子代噬菌体的细菌)在下层的沉淀物中，噬菌体蛋白质外壳的质量较小，在上层的上清液中。噬菌体侵染细菌的实验不能证明蛋白质不是遗传物质。答案 B9．如图为肺炎双球菌转化实验的部分图解，请据图回答问题。(1)该实验是________所做的肺炎双球菌转化实验的部分图解。(2)该实验是在________实验的基础上进行的，其目的是证明“________”的化学成分。(3)在对R型细菌进行培养之前，必须首先进行的工作是________________________________________________________________________。(4)依据上图所示实验，可以作出________________________的假设。(5)为验证上面的假设，他们又设计了下面的实验：实验中加入DNA酶的目的是________，他们观察到的实验现象是________________________________________________________________________。(6)通过上面两步实验，仍然不能说明________，为此他们设计了下面的实验：他们观察到的实验现象是________________________________________________________________________，该实验能够说明________________________________________________________________________。17\n解析 (1)由实验图解可看出，这是在R型细菌的培养基中加入R型细菌和S型细菌的DNA，是艾弗里及其同事所做的肺炎双球菌的转化实验的部分图解。(2)该实验是在格里菲思实验的基础上为进一步证明“转化因子”的化学成分而设计的。(3)该实验是将S型细菌打碎，分离并提纯其DNA、蛋白质、多糖等物质后分别加入到R型细菌培养基中。(4)艾弗里等人的肺炎双球菌转化实验，可以证明DNA是遗传物质。(5)为了验证所作假设，将能够水解DNA的DNA酶与S型细菌的DNA混合后加入到培养基中，结果培养基中只长R型细菌。(6)要进一步证明DNA是遗传物质，而蛋白质、多糖等不是遗传物质，还需将这些物质分别加入培养基中，看结果是不是只有R型细菌的生长。答案 (1)艾弗里及其同事 (2)格里菲思肺炎双球菌转化 转化因子 (3)分离并提纯S型细菌的DNA、蛋白质、多糖等物质 (4)DNA是遗传物质 (5)分解从S型细菌中提取的DNA 培养基中只长R型细菌 (6)蛋白质、多糖等不是遗传物质 培养基中只长R型细菌 蛋白质、多糖不是遗传物质10．(2022·龙岩四校联考)某科学家做“噬菌体侵染细菌实验”时，用放射性同位素标记某个噬菌体和细菌的有关结构或物质(如下表所示)。产生的n个子代噬菌体与亲代噬菌体的形状、大小完全一样。噬菌体细菌DNA或核苷酸32P标记31P标记蛋白质或氨基酸32S标记35S标记(1)子代噬菌体的DNA应含有表中的________和________元素，各占________个和________个。(2)子代噬菌体的DNA中，只含32P的有________个；只含31P的有________个；同时含有32P、31P的有________个。(3)子代噬菌体的蛋白质分子中都没有________元素，由此说明________；子代噬菌体蛋白质都含有________元素，这是因为________________________________________________________________________。解析 由题干知细菌中核苷酸含31P，噬菌体中核酸含32P，细菌氨基酸含35S，噬菌体蛋白质含32S，噬菌体侵染细菌时，其蛋白质外壳留在外面，只有DNA侵入，合成子代噬菌体所需的原料均来自细菌，因此，每个噬菌体侵染细菌所形成的子代噬菌体中有2个DNA分子同时含31P、32P，其余均只含31P，而蛋白质外壳应全是由细菌提供的原料构建的，即都只含35S。答案 (1)31P 32P n 2 (或32P 31P 2 n)(2)0 n－2 2 (3)32S 噬菌体侵染细菌时，蛋白质没有进入细菌内 35S 子代噬菌体的外壳(或蛋白质)是以细菌内35S标记的氨基酸为原料合成的B级 智能提升11．下列叙述不能证明核酸是遗传物质的是( )。A．T2噬菌体的DNA进入大肠杆菌细胞后能合成T2噬菌体的外壳蛋白B．外源DNA导入受体细胞后并整合到染色体上，随受体细胞稳定遗传C．烟草花叶病毒的RNA与霍氏车前病毒的蛋白质重建而成的新病毒能感染烟草并增殖出完整的烟草花叶病毒17\nD．肺炎双球菌的转化实验中，加热后杀死的S型菌和活的R型菌混合后注射到小鼠体内，最终能分离出活的S型菌解析 本题考查考生对探究核酸是遗传物质的经典实验思路的掌握与应用。要证明核酸是遗传物质，应将加热后杀死的S型菌的核酸从其他化学成分中分离出来，单独观察其作用。答案 D12．(2022·皖南八校第三次联考，4)在噬菌体侵染细菌实验中，分别用标记的噬菌体去侵染未标记的细菌，噬菌体在细菌体内复制了三代，则下列说法正确的是( )。A．噬菌体侵染细菌的实验可以证明DNA是主要的遗传物质B．含有32P的子代噬菌体和含有35S的子代噬菌体分别占子代噬菌体总数的和0C．标记噬菌体的方法是分别用含32P的培养基和35S的培养基培养噬菌体D．上述过程中噬菌体的遗传信息流动方向是：RNA―→DNA―→RNA―→蛋白质解析 噬菌体侵染细菌的实验可以证明DNA是遗传物质，不能证明DNA是主要的遗传物质，A错误；噬菌体侵染细菌的过程中，进入细胞内部的是噬菌体的DNA，蛋白质外壳留在外部，故子代产生的噬菌体蛋白质外壳都不具有放射性，由于DNA的复制是半保留复制，复制三代，含有32P的子代噬菌体占全部噬菌体的比例为＝，B正确；噬菌体必须寄生在活细胞体内才能生活，不能直接用培养基培养，C错误；噬菌体是DNA病毒，不具有逆转录过程，D错误。答案 B13．(2022·陕西咸阳模考)将加热杀死的S型细菌与R型活细菌相混合后，注射到小鼠体内，在小鼠体内S型和R型细菌含量变化情况如图所示。下列有关叙述中错误的是( )。A．在死亡的小鼠体内可分离出S型和R型两种活细菌B．曲线ab段下降是因为部分R型细菌被小鼠的免疫系统所消灭C．曲线bc段上升，与S型细菌使小鼠发病后免疫力降低有关D．S型细菌数量从0开始增多是由于R型细菌基因突变的结果解析 S型细菌的数量从0开始增多，是因为S型细菌中的转化因子促使R型细菌转化为S型细菌的结果，属于基因重组。答案 D17\n14．(2022·江南十校联考，5)下图1中的噬菌斑(白色区域)，是在长满大肠杆菌(黑色)的培养基上，由一个T2噬菌体侵染细菌后不断裂解细菌产生的一个不长细菌的透明小圆区，它是检测噬菌体数量的重要方法之一。现利用培养基培养并连续取样的方法，得到噬菌体在感染大肠杆菌后数量的变化曲线(下图2)，下列叙述错误的是( )。A．培养基中加入含35S或32P的营养物质，则放射性先在细菌中出现，后在噬菌体中出现B．曲线a～b段，细菌内正旺盛地进行噬菌体DNA的复制和有关蛋白质的合成C．曲线b～c段所对应的时间内噬菌体共繁殖了10代D．限制c～d段噬菌斑数量增加的因素最可能是绝大部分细菌已经被裂解解析 本题考查噬菌体代谢及遗传的特点。包括噬菌体在内的所有病毒均是严格的寄生生物，无独立的代谢能力，需要利用寄主细胞的原料增殖，而大肠杆菌可以利用环境中的物质进行代谢。曲线a～b段，正处于噬菌体物质合成的阶段，细菌未裂解释放噬菌体；曲线b～c段，噬菌斑从100个增殖到1000个，是细菌裂解释放的噬菌体数量，并不代表噬菌体增殖10代，增殖10代得到的噬菌体数为100×210个，C错误；d～e段噬菌斑数量达到最大，说明d点之前绝大部分细菌已经裂解。答案 C15．噬菌体是一类细菌病毒。下列关于噬菌体侵染细菌实验的相关叙述中，不正确的是( )。A．该实验证明DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质B．侵染过程的“合成”阶段，噬菌体DNA作为模板，而原料、ATP、酶、场所等条件均由细菌提供C．为确认何种物质注入细菌体内，可用32P、35S分别标记噬菌体的DNA和蛋白质D．若用32P对噬菌体双链DNA标记，再转入培养有细菌的普通培养基中让其连续复制n次，则含32P的DNA应占子代DNA总数的解析 噬菌体是一类细菌病毒，侵染细菌的时候是将DNA注入细菌细胞内，以噬菌体的DNA为模板，利用细菌的原料来合成噬菌体的DNA及蛋白质。噬菌体侵染细菌的实验中，用32P、35S分别标记噬菌体的DNA和蛋白质，证明了DNA是遗传物质，但不能证明蛋白质不是遗传物质，若要证明蛋白质是否为遗传物质，可将分离出来的蛋白质单独注入细菌中，看能否产生同样的噬菌体后代；DNA具有半保留复制的特点，所以用32P标记的噬菌体双链DNA，让其连续复制n次后，含32P的DNA应占子代DNA总数的。答案 A17
