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全国版2019版高考生物一轮复习第19讲DNA是主要的遗传物质培优学案

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                       第  19 讲 DNA     是主要的遗传物质
    [考纲明细] 人类对遗传物质的探索过程(Ⅱ)
                              板块一 知识·自主梳理
    一、肺炎双球菌转化实验
    1.体内转化实验——格里菲思
    (1)实验材料:S     型和   R 型肺炎双球菌、小鼠。
    S 型细菌:菌落光滑,有多糖类荚膜,有毒性。
    R 型细菌:菌落粗糙,无多糖类荚膜,无毒性。
    (2)实验过程及结果


    (3)结论:加热杀死的        S 型细菌中含有“转化因子”,将无毒性的                 R 型活细菌转化为有
毒性的   S 型活细菌。
    2.体外转化实验——艾弗里
    (1)实验思路:将组成        S 型活细菌的各种物质分离提纯,并使其分别与                   R 型活细菌混合
培养,单独观察各种物质的作用。
    (2)实验过程及结果
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(3)实验结论:S     型细菌的    DNA 分子是使    R 型细菌发生转化并产生稳定遗传的物质。
二、噬菌体侵染细菌实验
1.实验方法
同位素标记法,用        35S、32P 分别标记噬菌体的蛋白质和           DNA。

2.实验材料:T2      噬菌体和大肠杆菌
(1)噬菌体的结构


(2)噬菌体的生活方式:活细胞寄生。
(3)噬菌体的复制式增殖
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3.实验思路
设法将   DNA 和蛋白质分开,单独研究它们各自的功能。
4.实验步骤及结果和结论
(1)标记大肠杆菌
①大肠杆菌+含       35S 的培养基→含     35S 的大肠杆菌。
②大肠杆菌+含       32P 的培养基→含     32P 的大肠杆菌。
(2)标记噬菌体
①噬菌体+含      35S 的大肠杆菌→含      35S 标记蛋白质的噬菌体。
②噬菌体+含      32P 的大肠杆菌→含      32P 标记 DNA 的噬菌体。
(3)让噬菌体侵染细菌
①方法:分别用含        32P 的 DNA 和含 35S 的蛋白质的噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌。
②搅拌器搅拌:使吸附于细菌上的噬菌体外壳与细菌分离。
③离心:让上清液中析出重量较轻的噬菌体外壳,而沉淀物中留下被感染的大肠杆菌。

(4)结果检测
①用  35S 标记的噬菌体侵染时
a.上清液放射性很高;b.沉淀物放射性很低;c.新形成的噬菌体未检测到放射性。
②用  32P 标记的噬菌体侵染时
a.上清液放射性很低;b.沉淀物放射性很高;c.新形成的噬菌体检测到放射性。
(5)结论
①噬菌体侵染细菌时         DNA 进入细菌细胞,而蛋白质外壳留在外面。
②子代噬菌体的各种性状是通过亲代                DNA 遗传的——DNA    才是真正的遗传物质。
三、RNA  是遗传物质的实验
1.过程及结果
               感―染―烟→草
(1)烟草花叶病毒         烟草叶出现病斑
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                感―染―烟→草                感―染―烟→草
    (2)烟叶草病花毒RNA    烟草叶出现病斑蛋白质             烟草叶未出现病斑
    2.结论:RNA    是遗传物质。
    四、DNA  是主要的遗传物质


                                   ◆ 深入思考
    1.艾弗里实验中设置“DNA+DNA           酶”这一组实验的目的是什么?
    提示 与只加      DNA 一组形成对照,说明         DNA 水解产物不能实现转化。
    2.遗传信息只存在于         DNA 中吗?
    提示 不是,RNA      病毒的遗传信息存在于          RNA 中。
                                   ◆ 自查诊断
    1.格里菲思的肺炎双球菌转化实验证明了                  DNA 是遗传物质。(  )
    答案 ×
    2.在艾弗里的实验中,DNA          酶将  S 型细菌的    DNA 分解为脱氧核苷酸,因此不能使             R 型
细菌发生转化。(  )
    答案 √
    3.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。(  )
    答案 ×
    4.用  32P、35S 标记的噬菌体侵染细菌实验分别说明               DNA 是遗传物质、蛋白质不是遗传
物质。(  )
    答案 ×
    5.用  35S 标记的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。
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(  )
    答案 √
    6.豌豆的遗传物质主要是           DNA。(  )
    答案 ×
                              板块二 考点·题型突破
                                      考点  1
                                肺炎双球菌转化实验


    [广东高考]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
    ①                R                  蛋白质                        R 型
    ②                R                 荚膜多糖                        R 型
    ③                R                    DNA                    R 型、S  型
    ④                R             DNA(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] ①中     R 型菌中加入     S 型菌的蛋白质,没有        S 型菌生长,能证明蛋白质不是转
化因子,A    错误;②中加入       S 型菌的荚膜多糖,没有          S 型菌生长,证明荚膜多糖不是转化
因子,不能说明       S 型菌的荚膜多糖有酶活性,B            错误;③中加入       S 型菌的  DNA,培养皿中长
出了   S 型菌,④中加入经       DNA 酶处理的    DNA,DNA 酶分解   DNA,培养皿中无      S 型菌,因此,
③④证明    DNA 是转化因子,C      正确;①~④说明        DNA 是遗传物质,不能说明         DNA 是主要的
遗传物质,D     错误。
    [答案] C


    题型一 肺炎双球菌转化实验
    1.1928 年,英国细菌学家格里菲思以小鼠为实验材料做了如下实验。
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    下列关于此实验的分析不正确的是(  )
    A.实验的关键现象是第          4 组小鼠死亡并分离出        S 型活细菌
    B.分析第    4 组实验时必须是以第         1~3 组的实验为参照
    C.本实验说明      R 型肺炎双球菌发生了某种类型的转化
    D.本实验结论为“DNA        是使  R 型菌转化为     S 型菌的转化因子”
    答案 D
    解析 实验中没有从         S 型菌体内提取      DNA,单独直接地观察        DNA 的作用,故不能证明
DNA 是使  R 型菌转化为     S 型菌的转化因子。
    2.将  R 型细菌与加热杀死的         S 型细菌混合后,注射到小鼠体内,小鼠死亡。该小鼠体
内  S 型、R 型细菌含量变化情况是如图            1 所示还是如图      2 所示以及对此相关的叙述,正确
的是(  )


    A.最可能是图      1,小鼠的免疫调节致使          R 型细菌数量逐渐下降
    B.最可能是图      2,小鼠体内的      S 型细菌最初来自       R 型细菌的转化
    C.最可能是图      1,死亡小鼠体内只能分离出活的              S 型细菌
    D.最可能是图      2,小鼠体内     S 型细菌与    R 型细菌为共生关系
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    答案 B
    解析 随着     R 型细菌转化成      S 型细菌,S    型细菌的数量变化呈“S”型曲线,而               R 型细
菌在小鼠体内开始时大部分会被免疫系统消灭,随着                      R 型菌转化成     S 型菌,S   型细菌增多,
小鼠免疫系统的破坏,R          型细菌数量又开始增加。
    3.[2017·苏北二调]利用两种类型的肺炎双球菌进行相关转化实验。各组肺炎双球菌
先进行图示处理,再培养一段时间后注射到不同小鼠体内。下列说法不正确的是(  )


    A.通过   E、F  对照,能说明转化因子是           DNA 而不是蛋白质
    B.F 组可以分离出       S 和 R 两种肺炎双球菌
    C.F 组产生的     S 肺炎双球菌可能是基因重组的结果
    D.能导致小鼠死亡的是          A、B、C、D   四组
    答案 D
    解析 从图示实验过程看出,通过               E、F 对照,能说明转化因子是           DNA 而不是蛋白质,
A 正确;F   组加入了    S 菌的  DNA,可以分离出      S 和 R 两种肺炎双球菌,而        S 肺炎双球菌可能
是基因重组的结果,B、C          正确;A   组经煮沸、D      组为  R 菌,均不能导致小鼠死亡,D           错误。
    易错警示
    1格里菲思实验仅能证明         S 型细菌中含有某种“转化因子”,但并未证明转化因子是
何种物质。
    2艾弗里实验证明转化因子为           DNA。
    题型二 肺炎双球菌发生转化的实质
    4.[2017·江淮十校联考]如图是肺炎双球菌的转化实验,下列说法中正确的是(  )
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    A.实验遵循了对照原则和单一变量原则
    B.a、d  组小鼠死亡是小鼠免疫功能丧失的结果
    C.从  d 组死亡小鼠身上分离到的           S 型细菌是由    S 型细菌转化的
    D.从变异的角度看,细菌的转化属于基因突变
    答案 A
    解析 图中     a 与 b、a  与 c、c 与  d 之间相互对照,各对照组间只有一个变量,A                  正确;
a、b  小鼠死亡是由      S 型细菌有毒性导致的,B         错误;从    d 组死亡小鼠身上分离到的           S 型细
菌是由   R 型活细菌转化而来的,C          错误;细菌的转化属于基因重组,D              错误。
    易错警示
                              关于“转化”的两点提醒


                                      考点  2
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                               噬菌体侵染细菌的实验


    [2017·全国卷Ⅱ]在证明        DNA 是遗传物质的过程中,T2         噬菌体侵染大肠杆菌的实验发
挥了重要作用。下列与该噬菌体相关的叙述,正确的是(  )

    A.T2 噬菌体也可以在肺炎双球菌中复制和增殖

    B.T2 噬菌体病毒颗粒内可以合成            mRNA 和蛋白质
                 32
    C.培养基中的       P 经宿主摄取后可出现在          T2 噬菌体的核酸中

    D.人类免疫缺陷病毒与          T2 噬菌体的核酸类型和增殖过程相同

    [解析] T2   噬菌体只能寄生在大肠杆菌中,并在其细胞中复制和增殖,A                         错误;T2   噬
菌体只有在宿主细胞内才能合成              mRNA 和蛋白质,B    错误;培养基中的        32P 经宿主摄取后进

入宿主细胞内部,在宿主细胞内,T2              噬菌体以自身      DNA 为模板,以宿主细胞内的物质(含
32P 的脱氧核苷酸等)为原料合成子代噬菌体,因此培养基中的                       32P 经宿主摄取后可出现在

T2 噬菌体的核酸中,C       正确;人类免疫缺陷病毒所含的核酸是                 RNA,T2 噬菌体所含的核酸是
DNA,故两者的核酸类型不同,增殖过程不完全相同,D                     错误。
    [答案] C


    题型一 噬菌体侵染细菌的实验分析
    1.[2017·湖北重点中学联考]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直接接种在含有                      35S 的培养基中获得的
    B.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                           DNA
    C.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.实际操作中只能在上清液中检测到放射性,下层沉淀物中不可能检测到
    答案 B
    解析 噬菌体是病毒,无细胞结构,不能在培养基上生存,应该先用含有                               35S 的培养
基培养细菌,再用被         35S 标记的细菌去培养噬菌体,A           错误;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              DNA,便于分离,B      正确;实验中采用搅拌和离心等手段是
为了把蛋白质外壳和细菌分开,再分别检测其放射性,C                       错误;本实验的结果是放射性主
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要集中在上清液中,沉淀物中有少量放射性,D                    错误。

                         32   35
    2.[2016·广州模拟]用        P 或  S 标记  T2 噬菌体并分别与无标记的细菌混合培养,保
温一定时间后经搅拌、离心得到上清液和沉淀物,并测量放射性。对此实验的叙述,不正
确的是(  )
    A.实验目的是研究遗传物质是             DNA 还是蛋白质
    B.保温时间过长会使         32P 标记组上清液的放射性偏低
    C.搅拌不充分会使        35S 标记组沉淀物的放射性偏高
    D.实验所获得的子代噬菌体不含              35S 而部分可含有     32P
    答案 B
    解析 蔡斯、赫尔希用          32P 或 35S 标记的噬菌体侵染无标记的大肠杆菌,从而可将
DNA 和蛋白质分开,单独研究是哪种物质在起遗传效应,A                      正确;32P  标记组的离心结果是
试管底部出现大量的放射性,说明               DNA 是进入到大肠杆菌细胞内的物质,如果保温时间过
长,子代噬菌体会因为大肠杆菌裂解而被释放,从而使上清液放射性偏高,B                                错误;如果
搅拌不充分,吸附在大肠杆菌表面的被                 35S 标记的噬菌体随着大肠杆菌一起离心到试管底
部,从而使沉淀物的放射性偏高,C               正确;实验结果表明         DNA 才是真正进入大肠杆菌的物
质,是噬菌体的遗传物质,被             32P 标记的噬菌体     DNA 会因为半保留复制使得部分子代噬菌
体带有   32P 标记,但被标记的蛋白质不进入大肠杆菌,故子代噬菌体不会含有                           35S,D 正确。

    知识拓展
                   噬菌体侵染细菌实验中上清液和沉淀物放射性分析
    (1)32P 噬菌体侵染大肠杆菌


     (2)35S 噬菌体侵染大肠杆菌
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    题型二 同位素示踪法及标记问题
    3.若  1 个 35S 标记的大肠杆菌被       1 个 32P 标记的噬菌体侵染,裂解后释放的所有噬菌
体(  )
    A.一定有    35S,其中有    1 个含有   32P
    B.一定有    35S,其中有    2 个含有   32P
    C.一定有    32P,其中有    1 个含有   35S
    D.一定有    32P,其中有    2 个含有   35S
    答案 B
    解析 噬菌体侵染大肠杆菌时,进入大肠杆菌内部的是(1                       个  32P 标记)DNA,蛋白质外
壳留在大肠杆菌外面,侵入内部后,以大肠杆菌为场所,利用大肠杆菌的结构、酶系统和
原料(无标记的脱氧核苷酸、35S           标记的氨基酸),合成噬菌体的             DNA 和蛋白质。另外,
DNA 复制为半保留复制,因此,子代噬菌体的                 DNA 中有  2 个含有   32P,子代噬菌体的蛋白质
一定有   35S。
    4.[2017·山西忻州一中月考]如果用             32P、35S、15N 标记噬菌体后,让其侵染细菌,在
产生的子代噬菌体组成结构中,能够找到的放射性元素为(  )
    A.可在外壳中找到        35S、15N
    B.可在   DNA 中找到   32P、15N
    C.可在外壳中找到        32P、15N
    D.可在   DNA 中找到   32P、35S、15N
    答案 B
    解析 用    32P、35S、15N 标记后,亲代噬菌体的         DNA 中含有   32P、15N,蛋白质外壳中含
有  35S、15N。噬菌体侵染细菌过程中,噬菌体外壳留在外面,DNA                    进入细菌。子代噬菌体的
蛋白质外壳完全以细菌体内的氨基酸为原料合成,无放射性,A、C                           错误;子代噬菌体
DNA 只有一部分含有亲代链(含          32P、15N),B 正确;DNA    中不含有    S 元素,D   错误。
    技法提升
                       “两看法”解答噬菌体侵染细菌标记问题
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                                      考点  3
                              生物体内遗传物质的分析


    [全国卷Ⅱ]在生命科学发展过程中,证明                 DNA 是遗传物质的实验是 (  )
    ①孟德尔的豌豆杂交实验 ②摩尔根的果蝇杂交实验

    ③肺炎双球菌转化实验 ④T2           噬菌体侵染大肠杆菌实验 ⑤DNA             的 X 光衍射实验
    A.①②  B.②③  C.③④  D.④⑤
    [解析] ①孟德尔通过豌豆杂交实验,发现了“基因的分离定律和自由组合定律”;
②摩尔根通过果蝇杂交实验,证明了“基因在染色体上”;③肺炎双球菌的体外转化实验,

证明了   DNA 是遗传物质;④T2      噬菌体侵染大肠杆菌的实验,运用了同位素标记法,证明了
DNA 是遗传物质;⑤DNA       的 X 光衍射实验为      DNA 双螺旋结构的确定提供了有力的佐证。故正
确答案为    C。
    [答案] C


    题型一 RNA    是遗传物质的有关实验
    1.烟草花叶病毒(TMV)和车前草病毒(HRV)都能感染烟叶,但二者的病斑不同,如图所
示。下列说法中不正确的是(  )
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    A.a 过程表示用      TMV 的蛋白质外壳感染烟叶,结果说明              TMV 的蛋白质外壳没有侵染作
用
    B.b 过程表示用      HRV 的 RNA 单独接种烟叶,结果说明其有侵染作用
    C.c、d  过程表示用      TMV 的外壳和   HRV 的 RNA 合成的“杂种病毒”接种烟叶,结果说
明该“杂种病毒”有侵染作用,表现病症为感染车前草病毒症状,并能从中分离出车前草
病毒
    D.该实验证明只有车前草病毒的              RNA 是遗传物质,蛋白质外壳和烟草花叶病毒的
RNA 不是遗传物质
    答案 D
    解析 由于该实验中并没有用烟草花叶病毒的                   RNA 侵染烟草叶片,因此没有证明烟草
花叶病毒的     RNA 是不是遗传物质。
    2.如图表示科研人员探究“烟草花叶病毒(TMV)遗传物质”的实验过程,由此可以判
断(  )
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    A.水和苯酚的作用是分离病毒的蛋白质和                  RNA
    B.TMV 的蛋白质能感染烟草细胞
    C.侵入烟草细胞的        RNA 进行了逆转录过程
    D.RNA 是  TMV 的主要遗传物质
    答案 A
    解析 由于     TMV 放在水和苯酚中振荡后,其组成成分               RNA 和蛋白质能分开,所以可判
断水和苯酚的作用是分离病毒的蛋白质和                  RNA;TMV 的蛋白质不能使正常烟草感染病毒;图
中接种   RNA 的正常烟草感染病毒,说明侵入烟草细胞的                  RNA 指导合成了自身的蛋白质,不
能证明其进行了逆转录过程;RNA             是 TMV 的遗传物质,没有体现它是            TMV 的主要遗传物质。

    题型二 生物体内遗传物质的判断
    3.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 RNA
    A.①②③  B.②③④  C.②④⑤  D.③④⑤
    答案 C
    解析 真核生物和原核生物的遗传物质都是                  DNA,①正确,②错误;细胞核和细胞质
中的遗传物质都是        DNA,③正确,④错误;甲型           H1N1 流感病毒属于      RNA 病毒,遗传物质是
RNA,⑤错误。

    4.如图表示     T2 噬菌体、乳酸菌、酵母菌和家兔体内遗传物质组成中五碳糖、碱基和
核苷酸的种类,其中与实际情况相符的是(  )


    A.T2 噬菌体        B.乳酸菌
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    C.酵母菌       D.家兔
    答案 A
    解析 乳酸菌、酵母菌和家兔是细胞生物,遗传物质为                       DNA,组成遗传物质的五碳糖

有  1 种,碱基有    4 种,核苷酸有      4 种;T2 噬菌体是    DNA 病毒,遗传物质为        DNA,五碳糖有
1 种,碱基有     4 种,核苷酸有     4 种。
    题型三 探究遗传物质的思路和方法
    5.下面是兴趣小组为探究某种流感病毒的遗传物质是                      DNA 还是  RNA 设计的实验步骤,
请将其补充完整。
    (1)实验目的:略。
    (2)材料用具:显微注射器,该流感病毒的核酸提取液,猪胚胎干细胞,DNA                             水解酶和
RNA 水解酶等。
    (3)实验步骤
    第一步:把该流感病毒核酸提取液分成相同的                   A、B、C   三组,
________________________________________________________。
    第二步:取等量的猪胚胎干细胞分成三组,用显微注射技术分别把                            A、B、C  三组处理
过的核酸提取物注射到三组猪胚胎干细胞中。
    第三步:将三组猪胚胎干细胞放在相同且适宜的环境中培养一段时间,然后从培养好
的猪胚胎干细胞中抽取样品,检测是否有该流感病毒产生。
    (4)请预测结果及结论:
    ①_______________________________________________;
    ②_______________________________________________;
    ③若  A、B、C   三组均出现该流感病毒,则该流感病毒的遗传物质既不是                        DNA 也不是
RNA。
    答案 (3)分别用等量的相同浓度的              DNA 水解酶、RNA   水解酶处理     A、B  两组核酸提取
液,用等量生理盐水处理           C 组核酸提取液
    (4)①若  A、C  两组出现该流感病毒,B          组没有出现,则该流感病毒的遗传物质是                 RNA 
②若   B、C 两组出现该流感病毒,A          组没有出现,则该流感病毒的遗传物质是                 DNA
    解析 病毒是由蛋白质外壳和核酸组成的,核酸是遗传物质,核酸为                             DNA 或 RNA 其中
一种,根据题目要求探究的问题及给予的材料、试剂分析可知,实验中分别利用                                  DNA 水解
酶、RNA  水解酶处理该病毒核酸提取液,然后再注射到猪胚胎干细胞中培养,由于酶具有
专一性,可根据培养后是否检测到该流感病毒来判断其核酸类型。
    技法提升
                            “遗传物质”探索的          4 种方法
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                              板块三 方向·真题体验
    1.[2017·江苏高考]下列关于探索            DNA 是遗传物质的实验,叙述正确的是(  )
    A.格里菲思实验证明         DNA 可以改变生物体的遗传性状
    B.艾弗里实验证明从         S 型肺炎双球菌中提取的         DNA 可以使小鼠死亡
    C.赫尔希和蔡斯实验中离心后细菌主要存在于沉淀中
    D.赫尔希和蔡斯实验中细菌裂解后得到的噬菌体都带有                       32P 标记
    答案 C
    解析 格里菲思实验证明加热杀死的                S 型细菌中,含有某种可使无毒性的              R 型活细菌
转化为有毒性      S 型活细菌的“转化因子”,A            错误;艾弗里实验证明          S 型细菌体内的
DNA 能使  R 型细菌转化为      S 型菌,然后使小鼠死亡,B          错误;赫尔希和蔡斯实验中,细菌比
重较大,离心后存在于沉淀中,C              正确;赫尔希和蔡斯实验中,噬菌体进入细菌后,以自
身  DNA 为模板,以细菌细胞内的物质为原料,遵循半保留复制原则,合成子代噬菌体的
DNA,进而实现个体增殖,因此细菌裂解后得到的噬菌体中只有                         2 个含有   32P 标记,D  错误。

    2.[2016·江苏高考]下列关于探索            DNA 是遗传物质实验的相关叙述,正确的是(  )
    A.格里菲思实验中肺炎双球菌             R 型转化为    S 型是基因突变的结果
    B.格里菲思实验证明了          DNA 是肺炎双球菌的遗传物质

                                           32
    C.赫尔希和蔡斯实验中          T2 噬菌体的   DNA 是用   P 直接标记的

    D.赫尔希和蔡斯实验证明了            DNA 是 T2 噬菌体的遗传物质
    答案 D
    解析 格里菲思实验中肺炎双球菌               R 型转化为   S 型是基因重组的结果,A          错误;格里
菲思实验证明了       S 型肺炎双球菌中含有转化因子,艾弗里实验证明了                     DNA 是遗传物质,

                                                         32
B 错误;赫尔希和蔡斯实验中           T2 噬菌体的    DNA 是利用大肠杆菌中含         P 的脱氧核苷酸标记
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的,该实验证明了        DNA 是 T2 噬菌体的遗传物质,C        错误,D   正确。
    3.[2017·全国卷Ⅰ]根据遗传物质的化学组成,可将病毒分为                       RNA 病毒和   DNA 病毒两
种类型。有些病毒对人类健康会造成很大危害。通常,一种新病毒出现后需要确定该病毒
的类型。
    假设在宿主细胞内不发生碱基之间的相互转换。请利用放射性同位素标记的方法,以
体外培养的宿主细胞等为材料,设计实验以确定一种新病毒的类型。简要写出(1)实验思路,
(2)预期实验结果及结论即可。(要求:实验包含可相互印证的甲、乙两个组)
    答案 (1)思路
    甲组:将宿主细胞培养在含有放射性标记尿嘧啶的培养基中,之后接种新病毒。培养
一段时间后收集病毒并检测其放射性。
    乙组:将宿主细胞培养在含有放射性标记胸腺嘧啶的培养基中,之后接种新病毒。培
养一段时间后收集病毒并检测其放射性。
    (2)结果及结论
    若甲组收集的病毒有放射性,乙组无,即为                  RNA 病毒;反之为      DNA 病毒。
    解析 该实验的目的是鉴定一种病毒的遗传物质是                     DNA 还是  RNA,要求使用的实验方
法是同位素标记法。DNA         和 RNA 的元素组成相同,都含有           C、H、O、N、P,因此只标记化学
元素是不可行的,而         DNA 和 RNA 的不同之处在于含氮碱基不同,因此可在培养基中分别加
入含有放射性标记的胸腺嘧啶和含有放射性标记的尿嘧啶,看病毒的增殖是利用了含有放
射性标记的胸腺嘧啶来合成            DNA,还是利用含有放射性标记的尿嘧啶来合成                  RNA。
                                   限时规范特训
    一、选择题
    1.[2017·江西高安中学模拟]一百多年前,人们就开始了对遗传物质的探索历程。对
此有关叙述不正确的是(  )
    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  32P 标记噬菌体侵染细菌实验中,离心后只有在沉淀物中才能测到放射性同位素
32P
    答案 D
    解析 由于蛋白质中氨基酸的排列顺序多种多样,导致蛋白质种类多种多样,可能蕴
含着遗传信息,所以最初认为蛋白质是遗传物质,A                     正确;肺炎双球菌转化实验证明,死
亡的   S 型细菌的   DNA 进入  R 型活细菌中,使       R 型细菌转化为有毒性的         S 型活细菌,细菌转
化的实质是发生了基因重组,B             正确;噬菌体侵染细菌时,DNA            进入到细菌的细胞中,而蛋
白质外壳仍留在外面,因此,子代噬菌体的各种性状是通过亲代的                            DNA 遗传的,所以噬菌
体侵染细菌实验更有说服力,C             正确;噬菌体侵染细菌实验中,用放射性同位素                    32P 标记噬
菌体的   DNA,在离心后的沉淀物中放射性很高,上清液中也有少量的放射性,原因可能是
由于部分噬菌体没来得及侵染细菌,或者是因为侵染时间过长,部分细菌裂解释放出噬菌
体,D   错误。
    2.[2017·厦门质检]关于格里菲思的肺炎双球菌转化实验,下列叙述正确的是(  )
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    A.加热杀死的      S 型细菌和    R 型活细菌混合后,R       型细菌全部转化为        S 型
    B.R 型细菌能够使加热杀死的           S 型细菌的蛋白质恢复活性,从而产生毒性
    C.该实验证明      DNA 是细菌的遗传物质,而蛋白质不是
    D.实验说明     S 型细菌中必定存在某种因子,使             R 型细菌发生可遗传的转化
    答案 D
    解析 加热杀死的        S 型细菌和    R 型活细菌混合后,会使部分           R 型细菌转化为      S 型细菌,
A 错误;加热杀死的        S 型细菌和   R 型活细菌的遗传物质重组,合成              S 型细菌的蛋白质,从
而产生毒性,B      错误;格里菲思的肺炎双球菌转化实验只证明                    S 型细菌中必定存在某种因
子,使   R 型细菌发生可遗传的转化,C            错误,D   正确。
    3.[2017·江苏南京、盐城模拟]艾弗里及其同事为了探究                     S 型肺炎双球菌中何种物质
是“转化因子”,进行了肺炎双球菌体外转化实验。下列有关叙述错误的是(  )
    A.添加   S 型细菌   DNA 的培养基中只长       S 型菌落
    B.实验过程中应使用固体培养基培养                R 型细菌
    C.实验结论是      S 型细菌的    DNA 使 R 型细菌发生了转化
    D.实验设计思路是单独观察            S 型细菌各种组分的作用
    答案 A
    解析 肺炎双球菌体外转化实验中,添加                  S 型细菌  DNA 的培养基中的菌落有         S 型和
R 型两种,A    错误。
    4.[2017·武汉调研]某同学模拟赫尔希和蔡斯做了噬菌体侵染大肠杆菌的部分实验,
有关分析错误的是(  )


    A.35S 标记的是噬菌体的        DNA
    B.沉淀物    b 中含放射性的高低,与②过程中搅拌是否充分有关
    C.上清液    a 中放射性较强
    D.上述实验过程并不能证明            DNA 是遗传物质
    答案 A
    解析 35S   标记的应该是噬菌体的外壳,外壳中含有                 S 元素,而    DNA 中不含   S 元素,
A 错误;在②过程中,如果不充分搅拌,会使较多的蛋白质外壳吸附在大肠杆菌上,这样
沉淀物中含有的放射性较高,如果搅拌充分,沉淀物的放射性较低,在上清液中含有较多
的噬菌体外壳,所以放射性相对较高,B、C                  均正确;由于上述实验没有观察             DNA 的作用,
因此不能证明      DNA 是遗传物质,D      正确。
    5.[2017·河南南阳月考]下列关于科学家探究“DNA                 是遗传物质”实验的叙述,正确
的是(  )
    A.用含   35S 标记的噬菌体侵染细菌,子代噬菌体中也有                  35S 标记
    B.给两组小鼠分别注射          R 型活细菌、加热杀死的         S 型细菌,小鼠均不死亡
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    C.用含   32P 标记的噬菌体侵染细菌,离心后上清液中具有较强的放射性
    D.艾弗里等肺炎双球菌转化实验、赫尔希与蔡斯噬菌体侵染细菌实验的技术相同
    答案 B
    解析 35S   标记的是噬菌体的蛋白质外壳,噬菌体侵染细菌时只有                       DNA 进入细菌,蛋白
质外壳留在细菌外,且合成子代噬菌体所需的原料均来自细菌,因此用含                               35S 标记的噬菌
体侵染细菌时,子代噬菌体中不含               35S,A 错误;R   型细菌无毒性,加热杀死的            S 型菌已经
失去侵染能力,因此分别给两组小鼠注射                  R 型活细菌、加热杀死的         S 型细菌,小鼠均不死
亡,B   正确;32P  标记的是噬菌体的        DNA,噬菌体侵染细菌时,DNA          进入细菌内部,并随着
细菌离心到沉淀物中,因此沉淀物中含有较强的放射性,C                        错误;艾弗里等肺炎双球菌转
化实验是将     S 型菌的物质一一提纯,单独观察它们的作用,而赫尔希与蔡斯噬菌体侵染细
菌实验采用了放射性同位素标记法和离心法,D                    错误。
    6.赫尔希和蔡斯做噬菌体侵染细菌实验时,分别用放射性同位素标记的噬菌体去侵染
未标记的细菌,若噬菌体在细菌体内复制了三代,则下列说法正确的是(  )
    A.标记噬菌体的方法是分别用含              32P 和 35S 的培养基培养噬菌体
    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               25%和  0
    C.上述过程中噬菌体的遗传信息流动方向是:RNA→DNA→RNA→蛋白质
    D.噬菌体侵染细菌的实验可以证明               DNA 是主要的遗传物质
    答案 B
    解析 噬菌体是病毒,不能在培养基中独立生存,A                     错误;噬菌体侵染细菌时,只有
DNA 注入细菌并作为模板控制子代噬菌体的合成,而合成子代噬菌体所需的原料均由细菌
提供,因此子代噬菌体中都不含              35S,但  DNA 复制方式为半保留复制,因此复制三代后,子
代噬菌体中含      32P 的比例为   2/23=1/4,B  正确;噬菌体是       DNA 病毒,其遗传信息的流动方
向是   DNA→RNA→蛋白质,C     错误;噬菌体侵染细菌的实验可以证明                 DNA 是遗传物质,D      错
误。
    7.[2017·河北冀州中学月考]用噬菌体(31P、32S)去感染体内含有放射性标记                        32P 和
35S 的大肠杆菌,得到的子代噬菌体所含的元素是(  )
    A.31P、32P、32S      B.31P、32P、35S
    C.31P、32S、35S      D.32P、32S、35S
    答案 B
    解析 噬菌体侵染细菌时,只有              DNA 进入细菌作为模板控制子代噬菌体的合成,而且
合成子代噬菌体的原料均来自细菌。根据                  DNA 半保留复制特点,子代噬菌体的             DNA 含有大
量的   32P 和少量的   31P,而子代噬菌体蛋白质外壳均只含有              35S。
    8.[2016·山东济南模拟]用甲种病毒的              RNA 与乙种病毒的蛋白质外壳组装成一种病毒
丙,以病毒丙侵染宿主细胞,在宿主细胞中产生大量子代病毒,子代病毒具有的特征是(  )
    A.甲种病毒的特征  B.乙种病毒的特征
    C.丙种病毒的特征  D.都不是
    答案 A
    解析 重组所得的病毒丙含有甲种病毒的                  RNA,因此它所产生的病毒具有甲种病毒的
特征。
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                                     32                   32
    9.[2017·西安调研]赫尔希和蔡斯用              P 标记的   T2 噬菌体与无     P 标记的大肠杆菌混
合培养,一段时间后经搅拌、离心得到了上清液和沉淀物。下列叙述正确的是(  )

           32                             32
    A.用含     P 的培养基培养     T2 噬菌体可获得被        P 标记的  T2 噬菌体
    B.搅拌的目的是使噬菌体的蛋白质外壳与噬菌体的                     DNA 分开
    C.如果离心前保温时间过长,会导致上清液中的放射性升高
    D.该实验结果说明        DNA 是主要的遗传物质而蛋白质不是遗传物质
    答案 C

    解析 T2   噬菌体是一种细菌性病毒,不能用培养基直接培养,A                      错误;搅拌的目的是
使噬菌体的蛋白质外壳与大肠杆菌分开,B                  错误;离心前保温时间过长,部分细菌裂解释
放出子代噬菌体,导致上清液中的放射性升高,C                    正确;该实验结果只能说明            DNA 是遗传
物质,并不能证明        DNA 是主要的遗传物质,也不能证明蛋白质不是遗传物质,D                       错误。
    10.如图是某种高等植物病原体的遗传实验过程。实验表明这种病原体(  )


    A.寄生于细胞内,通过          RNA 遗传
    B.寄生于细胞间,通过蛋白质遗传
    C.寄生于细胞内,通过蛋白质遗传
    D.寄生于细胞间,通过          RNA 遗传
    答案 A
    解析 从图示可看出,将           RNA 接种在叶片上,叶片出现了病斑,而将蛋白质外壳接种
到叶片上,叶片上没有出现病斑,所以该病原体是通过                       RNA 遗传的。病毒都是寄生在细胞
内的。
    二、非选择题
    11.1952 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)噬菌体作为实验材料具有______________________________的特点。
    (2)通过__________________________________的方法分别获得被         32P 和 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。
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    (3)侵染一段时间后,用搅拌器搅拌,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                              1 
min 时,上清液中的放射性________________。实验结果表明当搅拌时间足够长时,上清
液中的   35S 和 32P 分别占初始标记噬菌体放射性的            80%和 30%,证明________________。图
中“被侵染的细菌”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________的含量会增高。
    (4)本实验证明在病毒复制和遗传过程中________起着作用。
    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)使噬菌体外壳和细菌分离 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
    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。
    12.[2017·东北名校联考]1952        年,赫尔希和蔡斯利用同位素标记法,完成了著名的
噬菌体侵染细菌的实验,实验包括               4 个步骤:①培养噬菌体,②35S          和  32P 分别标记噬菌体,
③放射性检测,④离心分离。
    (1)该实验步骤的正确顺序是________。
    A.①②④③  B.④②①③
    C.②①④③  D.②①③④
    (2)下图中锥形瓶内的培养液是用来培养________的,其内的营养成分中能否含有
32P?________。
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    注:A、C   中的方框代表大肠杆菌。
    (3)如果让放射性同位素主要分布在图中离心管的上清液中,则获得该实验中的噬菌体
的培养方法是________。
    A.用含   35S 的培养基直接培养噬菌体
    B.用含   32P 培养基直接培养噬菌体
    C.用含   35S 的培养基培养细菌,再用此细菌培养噬菌体
    D.用含   32P 的培养基培养细菌,再用此细菌培养噬菌体
    (4)用被  32P 标记的噬菌体去侵染未被标记的大肠杆菌,离心后,发现上清液中有放射
性物质存在,这些放射性物质的来源可能是
________________________________________________________。
    (5)连续培养噬菌体       n 代,则含亲代噬菌体         DNA 的个体应占总数的________。
    答案 (1)C (2)大肠杆菌 不能 (3)C (4)有少量               32P 标记的噬菌体     DNA 没有进入
大肠杆菌;离心时间过长,子代噬菌体得以释放,经离心后到达上清液中
         1
    (5)2n-1
    解析 (1)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。
所以要先培养细菌,使细菌被标记,用噬菌体侵染被标记的细菌,再用被标记的噬菌体侵
染未标记的细菌,保温、离心处理,检测放射性,因此顺序为②①④③,故选                                 C。
    (2)如果标记噬菌体,则先标记细菌,图中锥形瓶内的培养液是用来培养大肠杆菌的;
图中①是用带有放射性的噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌,所以培养液中成分不能含有
32P。
    (3)标记噬菌体的方法是:分别用含              35S 和含 32P 的培养基培养细菌,再用此细菌培养
出带相应标记的噬菌体。根据图示:上清液测得放射性,说明标记的是                              S 元素。噬菌体只
能寄生在活细胞内,不能单独用普通培养基培养,A、B                      错误;根据分析可知:标记的是
S 元素,所以     C 正确,D   错误。
    (4)用被  32P 标记的噬菌体去侵染未被标记的大肠杆菌,离心后,发现上清液中有放射
性物质存在,这些放射性物质的来源可能是有少量                     32P 标记的噬菌体     DNA 没有进入大肠杆
菌或者离心时间过长,子代噬菌体得以释放,经离心后到达上清液中。
    (5)DNA 复制是半保留复制,合成子代噬菌体需利用细菌提供的原料,所以子代的噬菌
体中只有两个噬菌体         DNA 分子含有亲代      DNA 分子的各一条链,n       代后   DNA 分子总数为    2n,
含亲代噬菌体      DNA 的个体应占总数的        2÷2n=1/2n-1。
    13.如图为肺炎双球菌转化实验的部分图解,请据图回答问题:
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    (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______________________________。
    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
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    (6)蛋白质、荚膜多糖等不是遗传物质 培养基中只长                     R 型细菌 蛋白质、荚膜多糖不
是遗传物质
    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、荚膜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。
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