資源簡介

中小學教育資源及組卷應用平臺
新高考生物一輪考點梳理&分層訓練
第16講　人類對遺傳物質的探索過程
內容比較——知考向 核心素養——提考能
內容要求 人類對遺傳物質的探索過程 生命觀念 DNA的結構與其作為遺傳物質的功能相適應
科學思維 分析總結肺炎鏈球菌轉化實驗和噬菌體侵染細菌實驗的原理和過程，培養邏輯分析能力
科學探究 分析人類對遺傳物質探索的實驗設計思路
與舊教 材對比 增：①莢膜的解釋(相關信息)；②自變量控制中的加法和減法原理。 改：①肺炎雙球菌改為肺炎鏈球菌；②艾弗里實驗內容；③T2噬菌體改為T2噬菌體。
考點一　肺炎鏈球菌的轉化實驗
1.肺炎鏈球菌的類型
2.格里菲思的肺炎鏈球菌轉化實驗　僅能證明S型細菌中含有某種“轉化因子”，但轉化因子的本質不清楚。
提醒　發生轉化的只是少部分R型細菌。
3.艾弗里的肺炎鏈球菌轉化實驗 涉及酶解法和細菌培養技術
提醒　①轉化的實質是基因重組而非基因突變：肺炎鏈球菌轉化實驗是指S型細菌的DNA片段整合到R型細菌的DNA中，使受體細胞獲得了新的遺傳信息，即發生了基因重組(屬于廣義上的)。
②加熱并沒有使DNA完全失去活性：加熱致死S型細菌的過程中，其蛋白質變性失活，但是其內部的DNA在加熱結束后隨著溫度的降低又逐漸恢復活性。
考向　圍繞肺炎鏈球菌轉化實驗，考查科學探究能力
1.(2021·廈門外國語學校調研)肺炎鏈球菌轉化實驗的部分過程如圖所示。下列敘述正確的是(　　)
A.S型肺炎鏈球菌的菌落表面粗糙，R型肺炎鏈球菌的菌落表面光滑
B.S型肺炎鏈球菌的DNA經加熱后失活，因而注射加熱致死的S型肺炎鏈球菌的小鼠仍存活
C.從病死小鼠中分離得到的只有S型肺炎鏈球菌而無R型肺炎鏈球菌
D.該實驗未證明R型肺炎鏈球菌轉化為S型肺炎鏈球菌是由S型肺炎鏈球菌的DNA引起的
答案　D
解析　有莢膜的S型肺炎鏈球菌的菌落表面光滑，無莢膜的R型肺炎鏈球菌的菌落表面粗糙，A錯誤；注射加熱致
死的S型肺炎鏈球菌后的小鼠仍存活的原因是S型肺炎鏈球菌的蛋白質經加熱后變性失活，B錯誤；從病死小鼠中分離得到的有S型肺炎鏈球菌也有R型肺炎鏈球菌，C錯誤；該實驗證明存在轉化因子，但沒有證明R型肺炎鏈球菌轉化為S型肺炎鏈球菌是由S型肺炎鏈球菌的DNA引起的，D正確。
2.(2021·江蘇省姜堰中學期中)某生物興趣小組為了驗證艾弗里關于肺炎鏈球菌轉化實驗的結論，設計了如下實驗，其中不能獲得活的S型細菌的是(　　)
將加熱致死的S型肺炎鏈球菌破碎后，設法去除絕大部分糖類、蛋白質和脂質，制成細胞提取液并均分到編號為①②③④的四支試管中備用
甲組 將①號試管中的提取液與R型活細菌混合培養
乙組 在②號試管的提取液中加入蛋白酶，處理一段時間后與R型活細菌混合培養
丙組 在③號試管的提取液中加入DNA酶，處理一段時間后與R型活細菌混合培養
丁組 在④號試管的提取液中加入RNA酶，處理一段時間后與R型活細菌混合培養
A.甲組 B.乙組 C.丙組 D.丁組
答案　C
解析　制備的細胞提取液中含有S型細菌的DNA、蛋白質等物質，S型細菌的DNA可使R型細菌發生轉化，DNA酶可催化DNA水解，將含S型細菌的DNA的細胞提取液用DNA酶處理一段時間后與R型活細菌混合培養，R型細菌不能轉化為S型細菌，故丙組實驗不能獲得活的S型細菌。蛋白酶可催化蛋白質水解，RNA酶可催化RNA水解，分析甲、乙、丁三組實驗，這三組實驗均含有S型細菌的DNA，因此這三組實驗都能獲得活的S型細菌。
考點二　噬菌體侵染細菌實驗
1.實驗材料　T2噬菌體和大腸桿菌。
(1)噬菌體的結構及生活方式
(2)噬菌體的增殖
2.實驗方法
同位素標記法。該實驗中用35S、32P分別標記蛋白質和DNA。　　　不用14C和18O
3.實驗過程及結果
(1)標記噬菌體　T2噬菌體屬于病毒，專門寄生在大腸桿菌體內，不能直接用培養基培養。若要標記T2噬菌體，需先標記大腸桿菌。
(2)噬菌體侵染細菌　對比實驗(相互對照)
提醒　攪拌的目的是把吸附在細菌上的噬菌體外殼和細菌分開；離心的目的是讓上清液中析出重量較輕的T2噬菌體顆粒，而離心管的沉淀物中留下被感染的大腸桿菌。
4.實驗結果分析
(1)噬菌體侵染細菌時，其DNA進入細菌細胞中，而蛋白質外殼留在外面。
(2)子代噬菌體的各種性狀是通過親代DNA遺傳的。
5.結論
DNA是遺傳物質。
[思維巧記]　“二看法”判斷子代噬菌體標記情況
1.對T2噬菌體的化學組成分析表明：僅蛋白質分子中含有硫，磷幾乎都存在于DNA分子中。
必修② P46“思考·討論拓展”2.從控制自變量的角度，艾弗里實驗的基本思路是什么？在實際操作過程中最大的困難是什么？
提示　從控制自變量的角度，艾弗里在每個實驗組中特異性地去除了一種物質，然后觀察在沒有這種物質的情況下，實驗結果會有什么變化。最大的困難是，如何徹底去除細胞中含有的某種物質(如糖類、脂質、蛋白質等)。
1.(科學思維)用35S標記的噬菌體侵染大腸桿菌，理論上沉淀物中不含放射性，但實際上含有少量放射性的原因是_______________________________________________________
________________________________________________________________________。
提示　可能由于攪拌不充分，離心時間過短，轉速過低等原因有少量含35S的噬菌體外殼仍吸附在細菌表面，隨細菌離心到沉淀物中，使沉淀物中出現了少量的放射性。
2.(科學探究)寫出用32P標記噬菌體的步驟：(1)用含32P的培養基培養大腸桿菌，獲得被32P標記的大腸桿菌。(2)再用被標記的大腸桿菌培養T2噬菌體，得到DNA中含有32P標記的噬菌體。
1.噬菌體侵染細菌實驗的兩個關鍵環節——“保溫”與“攪拌”
(1)用32P標記的噬菌體侵染大腸桿菌
(2)用35S標記的噬菌體侵染大腸桿菌
2.比較肺炎鏈球菌轉化實驗和噬菌體侵染細菌實驗
項目 肺炎鏈球菌轉化實驗 噬菌體侵染細菌實驗
處理方法 酶解法：對細胞提取物分別用蛋白酶、RNA酶、酯酶、DNA酶處理后，與R型細菌混合培養 同位素標記法：分別用同位素35S、32P標記蛋白質和DNA
檢測方式 觀察菌落類型 檢測放射性同位素存在位置
結論 證明DNA是遺傳物質 證明DNA是遺傳物質，但不能直接證明蛋白質不是遺傳物質
因蛋白質沒有進入細菌體內　　
考向1　巧借噬菌體侵染細菌實驗，考查科學探究能力
1.(2019·江蘇卷，3改編)赫爾希和蔡斯的T2噬菌體侵染大腸桿菌實驗證實了DNA是遺傳物質，下列關于該實驗的敘述正確的是(　　)
A.實驗中可用15N代替32P標記DNA
B.噬菌體外殼蛋白是由大腸桿菌的DNA控制形成的
C.噬菌體DNA的合成原料來自大腸桿菌
D.實驗證明了大腸桿菌的遺傳物質是DNA
答案　C
解析　N是蛋白質和DNA共有的元素，若用15N代替32P標記噬菌體的DNA，則其蛋白質也會被標記，不能區分噬菌體的蛋白質和DNA，A錯誤；噬菌體的蛋白質外殼是以噬菌體的DNA為模板，利用大腸桿菌體內的原料合成的，B錯誤；子代噬菌體DNA合成的模板來自親代噬菌體自身的DNA，而合成的原料來自大腸桿菌，C正確；該實驗證明了噬菌體的遺傳物質是DNA，D錯誤。
2.(2021·廣東深圳調研)用32P標記的噬菌體侵染大腸桿菌，經培養、攪拌、離心、檢測，上清液的放射性占15%，沉淀物的放射性占85%。上清液帶有放射性的原因可能是(　　)
A.攪拌不充分，吸附在大腸桿菌上的噬菌體未與細菌分離
B.噬菌體侵染大腸桿菌后，大腸桿菌裂解釋放出子代噬菌體
C.離心時間過長，上清液中析出較重的大腸桿菌
D.32P標記噬菌體的蛋白質外殼，離心后存在于上清液中
答案　B
解析　用32P標記的噬菌體侵染大腸桿菌時，攪拌不充分，吸附在大腸桿菌上的噬菌體未與細菌分離，上清液中不會出現放射性，A錯誤；上清液的放射性占15%，原因可能是保溫時間偏長，噬菌體大量繁殖后，大腸桿菌裂解釋放出子代噬菌體，B正確；不論離心時間多長，上清液中也不會析出較重的大腸桿菌，C錯誤；32P不可能標記在噬菌體蛋白質上，D錯誤。
考向2　結合兩大經典實驗，考查科學思維能力
3.(2021·中原名校聯盟質量考評)關于肺炎鏈球菌的轉化實驗以及T2噬菌體侵染大腸桿菌實驗的分析正確的是(　　)
A.設計思路一致
B.都用到了同位素標記法
C.都不能得出蛋白質不是遺傳物質的結論
D.所涉及生物的遺傳物質都是DNA
答案　D
解析　三個實驗中，只有肺炎鏈球菌的體外轉化實驗和噬菌體侵染細菌實驗的設計思路相同，A錯誤；肺炎鏈球菌的轉化實驗都沒有用到放射性同位素標記法，B錯誤；肺炎鏈球菌的艾弗里的轉化實驗能得出蛋白質不是遺傳物質的結論，C錯誤；三個實驗所涉及生物有T2噬菌體、小鼠、細菌，它們的遺傳物質都是DNA，D正確。
4.(2020·海南省高考模擬，4)下列各項中，能作為DNA是遺傳物質直接證據的是(　　)
A.不同生物的DNA不同
B.同種生物的不同細胞中，DNA的性質和含量保持恒定
C.用加熱殺死的S型肺炎鏈球菌能把R型活細菌轉化為S型活菌
D.赫爾希和蔡斯利用同位素標記技術進行的噬菌體侵染細菌的實驗
答案　D
解析　不同生物的DNA不同，只能證明DNA的多樣性，不能證明DNA是生物的遺傳物質，A錯誤；同種生物的不同細胞中，DNA的性質和含量保持恒定，不能證明DNA是生物的遺傳物質，B錯誤；用加熱致死的S型肺炎鏈球菌能把R型活細菌轉化為S型活細菌，可證明加熱致死的S型肺炎鏈球菌中有能把R型活細菌轉化為S型活細菌的物質，不能證明DNA是生物的遺傳物質，C錯誤；赫爾希和蔡斯利用同位素32P、35S分別標記DNA、蛋白質，通過噬菌體侵染細菌的實驗，證明了DNA是遺傳物質，D正確。
考點三　生物體內遺傳物質的分析
1.煙草花葉病毒感染煙草的實驗
提醒　煙草花葉病毒TMV的增殖方式與噬菌體增殖方式類似，TMV裸露的RNA可以通過植物葉片摩擦形成的微傷口進入植物細胞。沒有蛋白質衣殼的保護，感染的頻率比較低。一旦TMV的RNA能順利進入煙草的細胞內，就能像噬菌體一樣繁殖，產生新的TMV，從而讓煙草植株感染。
2.DNA是主要的遺傳物質
就生物個體而言，其遺傳物質是唯一的
真核生物與原核生物的遺傳物質是DNA，病毒的遺傳物質是DNA或RNA。生物界絕大多數生物的遺傳物質是DNA，只有極少數生物的遺傳物質是RNA，因而DNA是主要的遺傳物質。　　是對整個生物界而言
3.不同生物的遺傳物質　　　常見的RNA病毒有哪些？
生物類型 病毒 原核生物 真核生物
體內核酸種類 DNA或RNA DNA和RNA DNA和RNA
體內堿基種類 4種 5種 5種
體內核苷酸種類 4種 8種 8種
遺傳物質 DNA或RNA DNA DNA
實例 噬菌體、煙草花葉病毒 乳酸菌、藍細菌 玉米、小麥、人
提示　常見的RNA病毒有：2019新型冠狀病毒、煙草花葉病毒、HIV、禽流感病毒等。
考向　結合探究遺傳物質的思路與方法，考查科學探究能力
1.(2021·山西運城調研)已知煙草花葉病毒(TMV)和車前草病毒(HRV)都能侵染煙草葉片，且兩者都由蛋白質和RNA組成，如圖是探索HRV的遺傳物質是蛋白質還是RNA的操作流程圖。請據圖分析下列說法錯誤的是(　　)
A.本實驗運用了對照原則，無空白對照組
B.實驗過程中重組病毒的后代是HRV
C.該實驗只能說明HRV的遺傳物質是RNA
D.若運用同位素標記法，不能選擇15N標記
答案　A
解析　a組和b組分別由TMV和HRV直接侵染煙草葉片，屬于空白對照組，A錯誤；將TMV的蛋白質外殼和HRV的RNA進行重組，獲得重組病毒，其后代是HRV，B正確；該實驗只設計用HRV的RNA和TMV的蛋白質外殼重組獲得的病毒侵染煙草葉片的實驗，因此，該實驗只能證明HRV的遺傳物質是RNA，C正確；病毒的蛋白質外殼和RNA均含有N，故無法用15N將蛋白質外殼和RNA區分開，因此，不能選擇15N標記，D正確。
2.(2021·安徽蚌埠聯考)某科研機構發現了一種新型病毒，并對該病毒的遺傳物質做了進一步研究。請思考并回答下列相關問題：
(1)據研究人員介紹，該病毒的遺傳物質比HIV的遺傳物質更加穩定。據此可初步推測，該病毒的遺傳物質是________，理由是______________________________________________。
(2)通過化學分析的方法對該病毒的遺傳物質種類進行研究，分析其五碳糖或堿基種類均可作出判斷，如果________________，則為DNA，如果________________，則為RNA。
(3)也可以用同位素標記技術研究其遺傳物質種類，將宿主細胞置于含有放射性標記核苷酸的培養基中培養，再用病毒感染該宿主細胞，一段時間后搜集病毒并檢測其放射性。培養基中的各種核苷酸是否都需要標記？________，理由是_____________________________________ ____________________________。
答案　(1)DNA　DNA是雙鏈而RNA是單鏈，DNA的結構相比RNA更穩定，不易發生變異　(2)五碳糖是脫氧核糖或含堿基T　五碳糖是核糖或含堿基U　(3)不需要　如果對各種核苷酸都進行標記，則該病毒的核酸無論是DNA還是RNA，在病毒中均能檢測到放射性
解析　(1)HIV的遺傳物質是RNA，易發生變異，而題中病毒的遺傳物質比HIV的遺傳物質穩定，說明其遺傳物質是DNA，DNA具有獨特的雙螺旋結構，不易發生變異。(2)兩種核酸中，DNA特有的成分是脫氧核糖和胸腺嘧啶，RNA特有的成分是核糖和尿嘧啶。(3)如果對各種核苷酸都進行標記，則該病毒的核酸無論是DNA還是RNA，在病毒中均能檢測到放射性，因此培養基中的核苷酸是不需要都標記的。
　探究遺傳物質的方法
1.探究思路
(1)若探究哪種物質是遺傳物質——設法將物質分開，單獨看作用。
(2)若探究未知病毒的遺傳物質是DNA還是RNA——利用酶的專一性或同位素標記法。
2.探究方法
重溫真題　經典再現
1.經典重組　判斷正誤
(1)新冠病毒與肺炎鏈球菌均可利用自身的核糖體進行蛋白質合成(2020·全國卷Ⅱ，1B)(　　)
(2)新冠病毒與肺炎鏈球菌二者遺傳物質所含有的核苷酸是相同的(2020·全國卷Ⅱ，1C)(　　)
(3)T2噬菌體可感染肺炎鏈球菌導致其裂解(2018·全國卷Ⅱ，5B)(　　)
(4)T2噬菌體的核酸和蛋白質中含硫元素。(2013·海南卷，13A)(　　)
(5)格里菲思實驗證明了DNA是肺炎鏈球菌的遺傳物質(2016·江蘇卷，1B)(　　)
提示　(1)×　新冠病毒不具細胞結構，不含核糖體等細胞器。
(2)×　新冠病毒的遺傳物質為RNA，肺炎鏈球菌的遺傳物質為DNA，二者核苷酸不同。
(3)×　T2噬菌體是一種專門寄生在大腸桿菌體內的病毒。
(4)×　核酸中不含硫元素。
(5)×
2.(2019·海南卷，21改編)下列實驗及結果中，能作為直接證據說明“核糖核酸是遺傳物質”的是(　　)
A.紅花植株與白花植株雜交，F1為紅花，F2中紅花∶白花＝3∶1
B.病毒甲的RNA與病毒乙的蛋白質混合后感染煙草只能得到病毒甲
C.加熱致死的S型肺炎鏈球菌與R型活菌混合培養后可分離出S型活菌
D.用放射性同位素標記T2噬菌體外殼蛋白，在子代噬菌體中檢測不到放射性
答案　B
解析　紅花植株與白花植株雜交，F1為紅花，F2中紅花∶白花＝3∶1，屬于性狀分離現象，不能說明RNA是遺傳物質，A錯誤；病毒甲的RNA與病毒乙的蛋白質混合后感染煙草只能得到病毒甲，說明病毒甲的RNA是遺傳物質，B正確；加熱致死的S型肺炎鏈球菌與R型活菌混合培養后可分離出S型活菌，只能說明加熱致死的S型菌中存在轉化因子，不能說明RNA是遺傳物質，C錯誤；用放射性同位素標記T2噬菌體外殼蛋白，在子代噬菌體中檢測不到放射性，說明蛋白質未進入大腸桿菌，不能證明RNA是遺傳物質，D錯誤。
3.(2017·全國卷Ⅱ，2改編)在證明DNA是遺傳物質的過程中，T2噬菌體侵染大腸桿菌的實驗發揮了重要作用。下列與該噬菌體相關的敘述，正確的是(　　)
A.T2噬菌體也可以在肺炎鏈球菌中復制和增殖
B.T2噬菌體病毒顆粒內可以合成mRNA和蛋白質
C.培養基中的32P經宿主攝取后可出現在T2噬菌體的核酸中
D.人體免疫缺陷病毒與T2噬菌體的核酸類型和增殖過程相同
答案　C
解析　T2噬菌體只能侵染大腸桿菌，不能侵染肺炎鏈球菌，所以不可以在肺炎鏈球菌中復制和增殖，A錯誤；病毒沒有細胞結構，不能獨立生活，所以在T2噬菌體病毒顆粒內不可以合成mRNA和蛋白質，需要借助宿主細胞來合成mRNA和蛋白質，B錯誤；噬菌體侵染細菌時，其DNA進入細菌并作為模板控制子代噬菌體的合成，復制及表達需大腸桿菌提供原料、酶和ATP，所以培養基中的32P經宿主攝取后可出現在T2噬菌體的核酸中，C正確；人體免疫缺陷病毒與T2噬菌體的核酸類型和增殖過程不相同，前者是RNA病毒，后者是DNA病毒，D錯誤。
4.(2017·全國卷Ⅰ，29) 根據遺傳物質的化學組成，可將病毒分為RNA病毒和DNA病毒兩種類型，有些病毒對人類健康會造成很大危害，通常，一種新病毒出現后需要確定該病毒的類型。
假設在宿主細胞內不發生堿基之間的相互轉換，請利用放射性同位素標記的方法，以體外培養的宿主細胞等為材料，設計實驗以確定一種新病毒的類型，簡要寫出：(1)實驗思路，(2)預期實驗結果及結論即可。(要求：實驗包含可相互印證的甲、乙兩個組)
答案　(1)實驗思路：甲組：將宿主細胞培養在含有放射性標記尿嘧啶的培養基中，之后接種新病毒，培養一段時間后收集病毒并檢測其放射性。乙組：將宿主細胞培養在含有放射性標記胸腺嘧啶的培養基中，之后接種新病毒，培養一段時間后收集病毒并檢測其放射性。
(2)結果及結論：若甲組收集的病毒有放射性，乙組無，即為RNA病毒；若乙組收集的病毒有放射性，甲組無，即為DNA病毒。
解析　(1)DNA和RNA的化學組成存在差異，如DNA特有的堿基是T，而RNA特有的堿基是U，因此可用放射性同位素分別標記堿基T和堿基U，通過檢測子代的放射性可知該病毒的類型。根據分析，本實驗思路為：甲組：將宿主細胞培養在含有放射性標記尿嘧啶的培養基中，之后接種新病毒，培養一段時間后收集病毒并檢測其放射性。乙組：將宿主細胞培養在含有放射性標記胸腺嘧啶的培養基中，之后接種新病毒，培養一段時間后收集病毒并檢測其放射性。
(2)若甲組收集的病毒有放射性，乙組無，即為RNA病毒；若乙組收集的病毒有放射性，甲組無，即為DNA病毒。
課后·分層訓練
(時間：35分鐘)
1.(2020·北京等級模考，5)在噬菌體侵染白喉棒狀桿菌并增殖的過程中，需要借助細胞器完成的步驟是(　　)
A.噬菌體特異性吸附在細菌細胞上
B.噬菌體遺傳物質整合到細菌DNA上
C.噬菌體DNA在細菌細胞中轉錄
D.噬菌體的蛋白質在細菌細胞中合成
答案　D
解析　噬菌體特異性吸附在細菌細胞上不需要借助細胞器完成，A錯誤；噬菌體將其遺傳物質注入到細菌細胞內，并整合到細菌的DNA上，不需要借助細胞器完成，B錯誤；噬菌體的DNA在細菌細胞中轉錄，不需要借助細胞器完成，C錯誤；噬菌體蛋白質的合成需要借助細菌的核糖體，D正確。
2.(2021·長沙一中質檢)S型肺炎鏈球菌具有多糖類的莢膜，R型肺炎鏈球菌則不具有。下列敘述錯誤的是(　　)
A.培養R型活細菌時加入S型細菌的多糖類物質，不能產生具有莢膜的細菌
B.培養R型活細菌時加入S型細菌的DNA的完全水解產物，不能產生具有莢膜的細菌
C.培養R型活細菌時加入S型細菌的DNA和DNA酶，能產生具有莢膜的細菌
D.培養R型活細菌時加入S型細菌的蛋白質，不能產生具有莢膜的細菌
答案　C
解析　S型細菌的多糖類物質不是轉化因子，不能將R型細菌轉化成具有莢膜的S型細菌，A正確；S型細菌的DNA的完全水解產物是脫氧核糖、堿基、磷酸，不是轉化因子，故培養R型活細菌時加入S型細菌的完全水解產物，不會產生具有莢膜的S型細菌，B正確；培養R型活細菌時，加入S型細菌的DNA和DNA酶后，DNA被水解，不會產生具有莢膜的細菌，C錯誤；S型細菌的蛋白質不能將R型細菌轉化成具有莢膜的S型細菌，D正確。
3.(2021·福建廈門模擬)如圖是T2噬菌體侵染大腸桿菌實驗的部分實驗步驟示意圖，對此實驗有關敘述錯誤的是(　　)
A.本實驗選用T2噬菌體做實驗材料的原因之一是其結構組成只有蛋白質和DNA
B.圖示實驗步驟中若混合培養后保溫時間過長則上清液中放射性會增強
C.本實驗所使用的被標記的噬菌體不能通過接種在含有35S的培養基中獲得
D.T2噬菌體侵染大腸桿菌實驗未能證明DNA是主要的遺傳物質
答案　B
解析　本實驗選用噬菌體做實驗材料的原因之一是其結構組成只有蛋白質和DNA，A正確；本實驗是用35S標記噬菌體，圖示實驗步驟中若混合培養后保溫時間過長上清液中放射性也不會增強，B錯誤；本實驗所使用的被標記的噬菌體不能通過接種在含有35S的培養基中獲得，只能通過活的被標記的大腸桿菌培養獲得，C正確；噬菌體侵染大腸桿菌實驗能證明DNA是遺傳物質，但未能證明DNA是主要的遺傳物質，D正確。
4.(2021·廣東珠海期末改編)下列有關遺傳物質發現的經典實驗的敘述，錯誤的是(　　)
A.格里菲思的肺炎鏈球菌轉化實驗未能說明遺傳物質的化學本質
B.格里菲思的肺炎鏈球菌轉化實驗中對DNA和蛋白質等物質進行了分離
C.赫爾希和蔡斯實驗的巧妙之處是以T2噬菌體為實驗材料并運用了同位素標記法
D.艾弗里等人的體外轉化實驗證明了DNA是遺傳物質
答案　B
解析　格里菲思的肺炎鏈球菌轉化實驗證明了S型細菌中有一種轉化因子能將R型細菌轉化為S型細菌，未能說明遺傳物質的化學本質是DNA，A正確；格里菲思的肺炎鏈球菌體內轉化實驗中沒有對DNA和蛋白質等物質進行分離，B錯誤；T2噬菌體侵染大腸桿菌時只有DNA進入大腸桿菌，這樣可以將DNA和蛋白質徹底分開，而用放射性同位素分別標記DNA和蛋白質的特征元素，便于放射性分布的檢測，因此赫爾希和蔡斯實驗的巧妙之處在于使用T2噬菌體為實驗材料并運用了同位素標記法，C正確；艾弗里等人的體外轉化實驗證明了DNA是遺傳物質，D正確。
5.(2021·廣東佛山期末)下列關于肺炎鏈球菌轉化實驗的敘述，正確的是(　　)
A.加熱致死的S型細菌中DNA全部失去活性
B.加熱致死的S型細菌能使小鼠死亡
C.加入S型細菌的DNA后，只有部分R型細菌轉化成了S型細菌
D.在轉化過程中，加熱致死的S型細菌中的DNA沒有進入R型活細菌中
答案　C
解析　加熱致死的S型細菌的DNA在溫度降低后仍有活性，仍能起作用，A錯誤；加熱致死后的S型細菌不能使小鼠死亡，B錯誤；加入S型細菌的DNA后，只有部分R型細菌轉化成了S型細菌，C正確；在轉化過程中，加熱致死的S型細菌中的DNA進入R型活細菌中，使R型細菌轉化為S型細菌，D錯誤。
6.(2021·湖南師大附中檢測)用32P標記的一個噬菌體侵染用15N標記的大腸桿菌，一段時間后大腸桿菌裂解釋放出100個子代噬菌體。下列有關敘述不正確的是(　　)
A.所有子代噬菌體的蛋白質外殼中都含15N
B.所有子代噬菌體的核酸中都含15N
C.含32P的子代噬菌體占所有子代噬菌體的
D.所有子代噬菌體只含15N不含32P
答案　D
解析　N是構成蛋白質和DNA的重要元素，而合成子代噬菌體的原料全部來自大腸桿菌，A、B正確；無論DNA復制多少代，所有子代噬菌體中只有2個各自含有親代DNA的一條鏈，因此含32P的子代噬菌體占所有子代噬菌體的，C正確，D錯誤。
7.(2021·陜西西安高新中學檢測)自2009年3月起，在墨西哥和美國等先后發生甲型H1N1流感后，我國及世界各國都先后向世界衛生組織申請索要甲型H1N1流感病毒毒株用于生產疫苗，我國研制出的預防甲型H1N1流感的疫苗，已在全國進行分批次免費接種。據所學知識回答下列問題：
(1)在研制疫苗過程中，實驗室獲得大量甲型H1N1病毒，不是將病毒直接接種在無細胞的培養基上，而是將其接種到7日齡的活雞胚上培養，其原因是　
____________________________________________________。
(2)利用特定的顏色反應來鑒定H1N1流感病毒的化學成分，原理是①RNA在濃鹽酸中與苔黑酚試劑共熱顯綠色；
②DNA可被甲基綠染色劑染成綠色；
③____________________________________________________。
(3)在上述鑒定其化學成分的基礎上，請利用活雞胚為材料，以雞胚組織中是否含有H1N1病毒為檢測指標，設計實驗探究H1N1病毒的遺傳物質并預測結果和結論。
①實驗設計思路：____________________________________________________________
____________________________________________________。
②實驗結果、結論：
a.　 ____________________________________，說明H1N1病毒的RNA和蛋白質都具有遺傳效應。
b.　 ______________________________，說明________________________________________。
c.只在用蛋白質感染的雞胚中檢測到H1N1病毒，說明_______________________________
____________________________________________________。
答案　(1)病毒的繁殖只能在宿主細胞中進行
(2)③蛋白質與雙縮脲試劑反應顯紫色
(3)①將H1N1病毒的RNA和蛋白質分開，分別用RNA和蛋白質感染活雞胚組織，在適宜條件下培養一段時間，分別檢測雞胚中是否存在H1N1病毒
②a.在用RNA、蛋白質分別感染的雞胚中都檢測到了H1N1病毒
b.只在用RNA感染的雞胚中檢測到H1N1病毒　H1N1病毒的RNA具有遺傳效應
c.H1N1病毒的蛋白質具有遺傳效應
解析　(1)病毒營寄生生活，只能在活細胞中生存。(2)蛋白質可用雙縮脲試劑鑒定。(3)根據題意可知，要探究H1N1病毒的遺傳物質，其設計思路是將H1N1病毒的化學成分分離開，分別感染活雞胚，檢測雞胚中是否有H1N1病毒存在。探究性實驗的結果及結論可能存在多種情況，需要進行全面預測。
8.(2020·浙江1月選考，23)某研究小組用放射性同位素32P、35S分別標記T2噬菌體，然后將大腸桿菌和被標記的噬菌體置于培養液中培養，如圖所示。一段時間后，分別進行攪拌、離心，并檢測沉淀物和懸浮液中的放射性。下列分析錯誤的是(　　)
A.甲組的懸浮液含極少量32P標記的噬菌體DNA，但不產生含32P的子代噬菌體
B.甲組被感染的細菌內含有32P標記的噬菌體DNA，也可產生不含32P的子代噬菌體
C.乙組的懸浮液含極少量35S標記的噬菌體蛋白質，也可產生含35S的子代噬菌體
D.乙組被感染的細菌內不含35S標記的噬菌體蛋白質，也不產生含35S的子代噬菌體
答案　C
解析　甲組32P標記的為噬菌體的DNA，由于噬菌體侵染大腸桿菌并非高度同步，因此混合培養適宜時間后攪拌、離心，甲組的懸浮液可含極少量32P，但不產生含32P的子代噬菌體，A正確；DNA復制為半保留復制，由于大腸桿菌不能提供32P，因此經若干代復制后，大多數子代噬菌體的DNA不含32P，B正確；乙組標記的是噬菌體的蛋白質外殼，而在侵染過程中蛋白質外殼不能進入宿主細胞，且宿主細胞不提供35S，因此子代噬菌體均不含35S，C錯誤，D正確。
9.(2021·安徽五校聯考)用32P和35S標記的噬菌體分別侵染細菌，經短時間保溫后，用攪拌機攪拌，然后離心得到上清液和沉淀物，檢測上清液中35S和32P的放射性以及被侵染細菌的存活率，得到下圖所示的實驗結果。下列說法不正確的是(　　)
A.攪拌的目的是使吸附在細菌上的噬菌體與細菌分離
B.攪拌時間小于1 min時，沉淀物中的放射性很高
C.在實驗過程中細菌沒有裂解，沒有子代噬菌體釋放出來
D.若被侵染細菌的存活率下降，細胞外35S放射性會增高
答案　D
解析　噬菌體侵染細菌時，蛋白質外殼吸附在細菌外面，通過攪拌使蛋白質外殼與細菌、沒侵染成功的噬菌體與細菌分離，A正確；攪拌時間小于1 min時，噬菌體的蛋白質外殼與細菌不能很好地分離，沉淀物中的放射性很高，B正確；由圖可知，被侵染細菌全部存活，即噬菌體沒有裂解，故沒有子代噬菌體釋放出來，C正確；如果被侵染細菌的存活率下降，細胞外32P放射性會增高，D錯誤。
10.(2021·山東濰坊統考)下列關于艾弗里肺炎鏈球菌體外轉化實驗的敘述，錯誤的是(　　)
A.該實驗是在英國微生物學家格里菲思的實驗基礎上進行的
B.該實驗運用了同位素標記法
C.實驗過程中，通過觀察菌落的特征來判斷是否發生轉化
D.該實驗證明肺炎鏈球菌的遺傳物質是DNA
答案　B
解析　艾弗里的肺炎鏈球菌體外轉化實驗運用了酶解法和細菌培養技術等，但沒有采用同位素標記法，B錯誤。
11.(2021·武漢市調研)為證明蛋白質和DNA究竟哪一種是遺傳物質，赫爾希和蔡斯做了“噬菌體侵染大腸桿菌”的實驗。下圖中親代噬菌體已用32P標記，A、C中的方框代表大腸桿菌。下列關于本實驗及病毒、細菌的有關敘述正確的是(　　)
A.圖中錐形瓶中的培養液是用來培養大腸桿菌的，其內的營養成分中要加入32P標記的無機鹽
B.若要達到實驗目的，還要再設計一組用35S標記噬菌體的實驗，兩組相互對照，都是實驗組
C.噬菌體的遺傳不遵循基因分離定律，而大腸桿菌的遺傳遵循基因分離定律
D.若本組實驗B(上清液)中出現放射性，則一定是感染時間太長，子代噬菌體釋放出來造成的
答案　B
解析　由于親代噬菌體已用32P標記，要研究該標記物出現的部位，因此培養大腸桿菌的培養液不應含有32P標記的無機鹽，A錯誤；基因分離定律適用于進行有性生殖的真核生物的核基因的遺傳，病毒和細菌的遺傳均不遵循該規律，C錯誤；若本組實驗B(上清液)中出現放射性，可能是感染時間較短，部分噬菌體沒有侵入大腸桿菌，仍存在于培養液中，也可能是感染時間過長，子代噬菌體會從大腸桿菌中釋放出來，導致上清液中出現放射性，D錯誤。
12.(2021·河南九師聯盟)1928年，英國微生物學家格里菲思以小鼠為實驗材料做了如下實驗：
項目 第一組 第二組 第三組 第四組
實驗處理 注射R型活細菌 注射S型活細菌 注射加熱致死的S型細菌 注射R型活細菌與加熱致死的S型細菌
實驗結果 小鼠不死亡 小鼠死亡，從小鼠體內分離出S型活細菌 小鼠不死亡 小鼠死亡，從小鼠體內分離出S型活細菌
下列關于此實驗的分析不正確的是(　　)
A.實驗的關鍵現象是第四組小鼠死亡并從其體內分離出S型活細菌
B.對第四組實驗的分析必須以第一、二、三組的實驗為對照
C.本實驗說明R型細菌發生了某種轉化
D.本實驗結論為“DNA是使R型細菌轉化為S型細菌的轉化因子”
答案　D
解析　本實驗只能得出S型細菌體內存在“轉化因子”，但是“轉化因子”的化學本質是通過艾弗里的體外轉化實驗得出的，D錯誤。
13.(2021·河北唐山質檢)如圖為T2噬菌體侵染細菌實驗的部分步驟和結果，請據圖回答下列問題：
(1)T2噬菌體的化學成分是__________________，用放射性32P標記的是T2噬菌體的________。
(2)要獲得32P標記的噬菌體，必須用含32P的大腸桿菌培養，而不能用含32P的培養基直接培養，原因是____________________________________________________。
(3)實驗過程中攪拌的目的是　，
離心后放射性較高的是________(填“上清液”或“沉淀物”)。
(4)接種噬菌體后培養時間過長，發現上清液中放射性增強，最可能的原因是　
____________________________________________________。
(5)赫爾希和蔡斯還設計了一組實驗，請簡述對照實驗設計：____________________________________________________。
預期的實驗結果是____________________________________________________。
答案　(1)蛋白質和DNA　DNA
(2)噬菌體是細菌病毒，不能獨立生活，必須寄生在活細胞中(其他答案合理亦可)
(3)使細菌表面的T2噬菌體外殼與細菌分離　沉淀物
(4)培養時間過長，增殖形成的子代噬菌體從細菌體內釋放出來
(5)用35S標記的T2噬菌體重復上述實驗　上清液放射性很高，沉淀物放射性很低
解析　(1)T2噬菌體由蛋白質外殼和DNA組成，其中有磷元素的是DNA。(2)噬菌體是細菌病毒，不能獨立生活，必須寄生在活細胞中，所以不能用含32P的培養基培養噬菌體，必須用含32P的大腸桿菌培養。(3)實驗過程中，通過攪拌可以使細菌表面的T2噬菌體外殼與細菌分離。由于32P存在于噬菌體DNA中，噬菌體侵染細菌時DNA進入細菌體內，所以沉淀物中放射性很高。(4)培養時間過長，增殖形成的子代噬菌體從細菌體內釋放出來，所以上清液中放射性增強。(5)赫爾希和蔡斯還設計用35S標記的T2噬菌體重復上述實驗，由于S元素標記的蛋白質沒有進入細菌，所以上清液放射性很高，沉淀物放射性很低。
14.(科學探究)(2021·山東菏澤調研)回答下列關于遺傳物質的問題：
(1)由于____________________________________，所以DNA是主要的遺傳物質。
(2)現有一種剛剛發現的新型動物病毒，經過鑒定發現，其遺傳物質和HIV一樣都是RNA。
①HIV侵入宿主細胞后，要利用宿主細胞中的原料及場所合成自身的RNA，請用箭頭和文字寫出該過程：________________________；如果新發現的病毒合成RNA的過程和HIV的不同，請用箭頭和文字的形式寫出該過程：
________________________________________________________________________。
②請你用實驗探究新發現的病毒合成RNA的過程是否與HIV的相同。要求寫出實驗思路、預期實驗結果和結論。________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案　(1)絕大多數生物的遺傳物質是DNA
(2)①RNADNARNA　RNARNA
②實驗思路：設法將病毒破碎獲取提取液，置于試管中，同時加入脫氧核苷酸、ATP并保持適宜的溫度和pH等條件，一段時間后檢測有無DNA分子產生
預期實驗結果和結論：如果試管中有DNA分子產生，則該病毒合成RNA的過程與HIV的相同；如果沒有DNA產生，則與HIV的不同
解析　(1)絕大多數生物的遺傳物質是DNA，只有少數病毒的遺傳物質是RNA，所以DNA是主要遺傳物質。(2)HIV含逆轉錄酶，所以HIV合成自身RNA的過程是先逆轉錄形成DNA，再通過轉錄形成RNA；RNA病毒合成RNA的途徑只有兩條，如果新發現的病毒與HIV的不同，則合成RNA的過程屬于另一個途徑——RNA的復制。是否與HIV合成RNA的過程相同，關鍵是看能否發生逆轉錄，所以可將新發現的病毒破碎獲取提取液，同時加入脫氧核苷酸、ATP并保持適宜的溫度和pH等條件，一段時間后檢測有無DNA分子產生，如果其中含有逆轉錄酶，就能在試管中合成出DNA，則合成RNA的過程與HIV的相同；如果不含逆轉錄酶，則合成RNA的途徑只能通過RNA復制，則試管中就不能檢測到DNA。

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