科学前沿 组装细胞公开课教案

[考纲要求]

人类对遗传物质的探索过程(Ⅱ)。

考点一

肺炎双球菌转化实验的分析

1.肺炎双球菌类型的比较

特点

菌落

类型

S型

R型

2.格里菲思的体内转化实验过程和结论

光滑

粗糙

有

无

有

无

荚膜

毒性

3.艾弗里的体外转化实验

(1)过程与结果

(2)结论：DNA是“转化因子”，是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。

1.判断常考语句，澄清易混易错

(1)肺炎双球菌的遗传遵循基因的分离定律和自由组合定律(

×

) (2)格里菲思的肺炎双球菌转化实验直接证明了DNA是“转化因子”(

×

) (3)艾弗里的肺炎双球菌转化实验证明了DNA是主要的遗传物质(

×

) (4)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(

√

) 2.分析命题热图，明确答题要点

如图为肺炎双球菌的转化实验中的一部分图解，请分析：

(1)在对R型细菌进行培养之前，必须首先进行的工作是分离并提纯S型细菌的DNA、蛋白质、多糖等物质。

(2)依据上述实验，可作出DNA是遗传物质的假设。

1.肺炎双球菌两个转化实验的比较

科学家

细菌培养场所

实验原理

体内转化实验

格里菲思

小鼠体内

S型细菌可以使人患肺炎或使小鼠患体外转化实验

艾弗里及其同事

培养基(体外) 对S型细菌中的物质进行提取、分

败血症

实验原则

实验构思

为对照实验来说明确实发生了转化

结果观察

实验结论

小鼠是否死亡

S型细菌体内有转化因子

R型细菌与S型细菌的毒性进行对照

用加热杀死的S型细菌注射到小鼠体内作离，分别单独观察各种物质的作用

S型细菌各成分的作用进行对照

将物质提纯分离后，直接、单独地观察某种物质在实验中所起的作用

培养基中菌落类型

S型细菌的DNA是遗传物质，蛋白质等不是遗传物质

①所用的材料相同：都巧妙选用R型和S型两种肺炎双球菌

②体内转化实验是体外转化实验的基础，仅说明S型细菌体内有“转化因联系

子”，体外转化实验则是前者的延伸，进一步证明了“转化因子”是DNA ③实验设计都遵循对照原则和单一变量原则

2.S型细菌和R型细菌转化的实质

(1)加热杀死的S型细菌，其蛋白质变性失活，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)一般情况下，转化率很低，形成的S型细菌很少，转化后形成的S型细菌可以遗传下去，快速繁殖形成大量的S型细菌，说明S型细菌的DNA是遗传物质。

命题点一

肺炎双球菌体内转化实验分析

1.如图表示肺炎双球菌的转化实验，下列说法中正确的是(

)

A.该实验的设计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得到的S型活细菌是由S型死细菌转化而成的

D.从变异的角度看，细菌的转化属于基因突变

答案

A 解析

对照原则和单一变量原则是生物实验设计的基本原则，图中的实验是肺炎双球菌的体内转化实验，四组实验的处理方法不同并相互对照，A正确。a、d两组小鼠是由于感染了S型活细菌后患败血症死亡的，B错误。d组小鼠体内出现的S型活细菌是由R型活细菌转化而来的，C错误。从变异的角度看，细菌的转化属于基因重组，D错误。

2.在肺炎双球菌的转化实验中，将加热杀死的S型细菌与R型细菌混合后，注射到小鼠体内，小鼠死亡，则小鼠体内S型、R型细菌含量变化情况最可能是(

)

答案

B 解析

加热杀死的S型细菌与R型细菌混合后，能使R型细菌转化为S型细菌，由于R型菌转化为S型细菌以及S型细菌在小鼠体内的繁殖，小鼠体内的S型细菌会表现为“S”型增长。R型细菌在小鼠体内由于开始时大部分被小鼠免疫系统所消灭，导致R型细菌减少，随着小鼠免疫系统的破坏，R型细菌也表现出“S”型增长。

命题点二

肺炎双球菌的体外转化实验分析

3.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后与R型活菌混合培养，结果发现培养基上仅有R型菌生长。设置本实验步骤的目的是(

) A.直接证明S型菌的DNA不是促进R型菌转化的因素

B.补充R型菌生长所需要的营养物质

C.证明R型菌生长不需要DNA D.与“以S型菌的DNA与R型菌混合培养”的实验形成对照

答案

D 解析

“用DNA酶处理从S型菌中提取的DNA”的目的是与“以S型菌的DNA与R型菌混合培养”的实验形成对照，说明DNA的水解产物不是“转化因子”，从而证明了DNA

是遗传物质，D项正确。

4.某研究人员模拟肺炎双球菌转化实验，进行了以下4个实验：

①S型菌的DNA＋DNA酶→加入R型菌→注射到小鼠体内

②R型菌的DNA＋DNA酶→加入S型菌→注射到小鼠体内

③R型菌＋DNA酶→高温加热后冷却→加入S型菌的DNA→注射到小鼠体内

④S型菌＋DNA酶→高温加热后冷却→加入R型菌的DNA→注射到小鼠体内

以上4个实验中小鼠存活的情况依次是(

) A.存活，存活，存活，死亡

B.存活，死亡，存活，死亡

C.死亡，死亡，存活，存活

D.存活，死亡，存活，存活

答案

D 解析

对4个实验的分析如下：①中DNA酶能将S型细菌的DNA水解为脱氧核苷酸，脱氧核苷酸不能引起R型细菌的转化，无S型细菌的形成，小鼠存活；②中DNA酶

能水解R型细菌的DNA，但小鼠体内注入了有毒性的S型细菌，小鼠死亡；③中高温处理之后，R型细菌已经死亡，且DNA酶已经失活，注入小鼠体内的只有S型细菌的DNA和R型细菌的DNA，没有活的S型细菌，小鼠存活；④中最终注入小鼠体内的只有S型细菌的DNA和R型细菌的DNA，小鼠存活。

体内转化实验不能简单地说成S型细菌的DNA可使小鼠死亡：S型细菌的DNA与R型细菌混合培养，S型细菌的DNA进入R型细菌体内，进而在R型细菌体内控制合成了S型细菌的蛋白质，使之具有相应的毒性，因而导致小鼠死亡。

考点二

噬菌体侵染细菌实验的分析

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.实验过程

(1)标记噬菌体

(2)侵染细菌

4.实验结果分析

分组

对比实验(相互对照)

5.结论：DNA是遗传物质。

1.判断常考语句，澄清易混易错

(1)噬菌体增殖需要细菌提供模板、原料和酶等(

×

) (2)噬菌体侵染细菌的实验比肺炎双球菌转化实验更具有说服力(

√

) 被32P标记的噬菌体＋细菌

被35S标记的噬菌体＋细菌

结果

上清液中几乎无32P，32P主要分布在宿主细胞内

宿主细胞内无35S,35S主要分布在上清液中

3532结果分析

P—DNA进入了宿主细胞内

S—蛋白质外壳未进入宿主细胞，留在外面

(3)噬菌体能在宿主细胞内以二分裂的方式增殖，使该细菌裂解(

×

) (4)32P、35S标记的噬菌体侵染细菌的实验分别说明DNA是遗传物质、蛋白质不是遗传物质(

×

) (5)噬菌体侵染细菌的实验获得成功的原因之一是噬菌体只将DNA注入大肠杆菌细胞中(

√

) 2.分析命题热图，明确答题要点

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在侵染细菌过程中的功能，搅拌离心后的实验数据如图所示，请分析：

(1)图中被侵染的细菌的存活率基本保持在100%，本组数据的意义是作为对照组，以证明细菌未裂解。

(2)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。

1.噬菌体增殖的条件

(1)场所：大肠杆菌。

原料：大肠杆菌的氨基酸(2)蛋白质的合成

场所：大肠杆菌的核糖体原料：大肠杆菌的四种脱氧核苷酸(3)DNA的合成

模板：噬菌体的DNA

2.噬菌体侵染细菌的实验中应注意的三个关键点

(1)含放射性标记的噬菌体不能用培养基直接培养，因为病毒营专性寄生生活，所以应先培养细菌，再用细菌培养噬菌体。

(2)不能标记C、H、O、N，因这些元素是蛋白质和DNA共有的，无法将DNA和蛋白质区分开。

(3)35S(标记蛋白质)和32P(标记DNA)不能同时标记在同一个噬菌体上，因为放射性检测时，只能检测到存在部位，不能确定是何种元素的放射性。

3.噬菌体侵染细菌实验和肺炎双球菌体外转化实验的比较

比较项目

设计思路

处理方法

DNA和蛋白质的特殊元素

检测结果检测放射性位置

的方式

结论

DNA是遗传物质

DNA是遗传物质，蛋白质等不是遗传物质

观察菌落类型

质，分别与R型细菌混合培养

噬菌体侵染细菌实验

肺炎双球菌体外转化实验

设法将DNA和其他物质分开，单独研究它们各自不同的功能

放射性同位素标记法：分别标记直接分离法：分离S型细菌的多种组成物

命题点一

分析噬菌体侵染细菌实验的标记问题

1.赫尔希和蔡斯于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

答案

B 解析

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，C项错误；蛋白质的组成元素中一般没有P，D项错误；噬菌体侵染细菌时将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，使实验结果更科学、更准确，故B项正确。

2.(2017·忻州一中第一次月考)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 351515解析

用32P、S、N标记后，亲代噬菌体的DNA中含有32P、N，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进入细菌中。子代噬菌体的蛋白质外壳完全由细菌体内的氨基酸为原料合成，无放射性，A、C错误；子代噬菌体的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。

“二看法”判断子代噬菌体标记情况

命题点二

噬菌体侵染细菌的实验分析

3.(2016·武汉新起点调考)下列有关噬菌体侵染细菌的实验的说法，错误的是(

) A.赫尔希和蔡斯的实验是以T2噬菌体为材料，采用了同位素标记技术

B.用含32P的培养基直接培养噬菌体，将获得DNA含有32P标记的噬菌体

C.噬菌体侵染细菌实验能将DNA与蛋白质分开，单独观察它们各自的作用

D.用32P标记的噬菌体与细菌混合一段时间后离心，结果沉淀物的放射性很高

答案

B 解析

噬菌体属于病毒，没有细胞结构，不能在培养基上独立生存，因此不能用含32P的培养基直接培养噬菌体，B错误。

4.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

B.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

答案

C 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外壳，沉淀物

是被侵染的大肠杆菌，A项错误；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项错误；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项正确、D项错误。

噬菌体侵染细菌实验的误差分析

(1)32P标记的噬菌体侵染未标记的细菌

①培养时间短⇒部分噬菌体还未吸附、侵染至大肠杆菌细胞⇒离心后未吸附至大肠杆菌细胞的噬菌体分布在上清液中⇒32P标记的一组上清液中放射性也较高。

②培养时间过长⇒噬菌体在大肠杆菌内大量繁殖⇒大肠杆菌裂解死亡，释放出子代噬菌体⇒离心后噬菌体将分布在上清液中⇒32P标记的一组上清液中放射性也较高。

(2)搅拌后离心，将吸附在大肠杆菌表面的噬菌体蛋白质外壳与大肠杆菌细胞分离

①搅拌不充分⇒留在大肠杆菌细胞表面的噬菌体蛋白质外壳随大肠杆菌细胞分布在沉淀物中⇒35S标记的一组沉淀物中放射性也较高。

②搅拌过于剧烈⇒大肠杆菌细胞被破坏⇒释放出其中的子代噬菌体⇒32P标记的一组上清液中放射性也较高。

考点三

烟草花叶病毒感染实验及遗传物质

1.烟草花叶病毒对烟草叶细胞的感染实验

(1)实验过程及现象

(2)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.不同生物的遗传物质

生物类型

病毒

原核生物

真核生物

体内核酸种类

体内碱基种类

体内核苷酸种类

遗传物质

实例

3.探索结论

DNA或RNA 4种

4种

DNA或RNA 噬菌体、烟草花叶病毒

DNA和RNA 5种

8种

DNA 乳酸菌、蓝藻

DNA和RNA 5种

8种

DNA 玉米、小麦、人

DNA是主要的遗传物质，因为实验证明绝大多数生物的遗传物质是DNA，只有少部分生物的遗传物质是RNA。

1.判断常考语句，澄清易混易错

(1)生物的遗传物质的基本组成单位是脱氧核糖核苷酸或核糖核苷酸(

√

) (2)所有生物的遗传物质都是DNA(

×

) (3)细胞核内的遗传物质是DNA，细胞质内的遗传物质是RNA(

×

) (4)小麦的遗传物质主要是DNA(

×

) (5)乳酸菌的遗传物质主要分布在染色体上(

×

) 2.分析命题热图，明确答题要点

如图是某种高等植物病原体的遗传实验过程，请分析：

(1)该病原体的生活方式是活细胞寄生。

(2)该实验证明了该病原体的遗传物质是RNA，而不是蛋白质。

命题点一

RNA是遗传物质的实验分析

1.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(

)

A.水和苯酚的作用是分离病毒中的蛋白质和RNA B.TMV的蛋白质不能进入烟草细胞中

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

据图示分析，TMV放入水和苯酚中后，RNA和蛋白质分离，A正确；通过接种的方式，TMV的蛋白质可以进入烟草细胞中，B错误；此实验不能看出TMV的RNA在烟草细胞中进行了逆转录过程，C错误；此实验说明TMV的遗传物质是RNA，而不是蛋白质，同种生物的遗传物质没有主次之分，D错误。

2.科学家从烟草花叶病毒(TMV)中分离出a、b两个不同品系，它们感染植物产生的病斑形态不同。下列4组实验结果(见下表)中，不可能出现的是(

) 实验结果

实验

实验过程

编号

①

②

③

RNA)→感染植物

组合病毒(b型TMV的蛋白质＋a型TMV的④

RNA)→感染植物

A.实验①

B.实验②

C.实验③

D.实验④

答案

C 解析

因为烟草花叶病毒的遗传物质是RNA，所以决定病毒类型和病斑类型的是RNA，而不是蛋白质。③中的RNA是b型TMV的，分离出的病毒类型就应该是b型。

命题点二

探究遗传物质的思路和方法

疑难精讲

a型

a型

a型TMV感染植物

b型TMV感染植物

组合病毒(a型TMV的蛋白质＋b型TMV的b型

a型

病斑类型

病毒类型

a型

b型

a型

b型

病斑中分离出的

1.探究思路

(1)若探究哪种物质是遗传物质——设法将物质分开，单独看作用。

(2)若探究未知病毒的遗传物质是DNA还是RNA——利用酶的专一性，破坏其一，看其二。

2.探究方法

(1)分离提纯法：艾弗里及其同事做的肺炎双球菌的体外转化实验，缺点是物质纯度不能保证100%。

(2)同位素标记法：噬菌体侵染细菌的实验。方法：分别标记两者的特有元素；将病毒的化学物质分开，单独、直接地观察它们各自的作用。目的：把DNA与蛋白质区分开。

(3)病毒重组法：烟草花叶病毒的遗传物质验证实验。方法：将一种病毒的遗传物质与另一种病毒的蛋白质外壳重新组合，得到杂种病毒。

(4)酶解法：利用酶的专一性，如加入DNA水解酶，将DNA水解，观察起控制作用的物质是否还有控制作用，若“是”其遗传物质不是DNA，若“否”其遗传物质可能是DNA。

3.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，C组不做处理

(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。

[构建知识网络]

[必背答题语句]

1.格里菲思的体内转化实验得出的结论是：加热杀死的S型细菌中含有某种转化因子使R型活细菌转化为S型活细菌。

2.艾弗里的体外转化实验得出的结论是：DNA是遗传物质，蛋白质等不是遗传物质。

3.肺炎双球菌转化的实质是：基因重组。

4.噬菌体侵染细菌实验证明了DNA是遗传物质。

5.细胞生物的遗传物质是DNA，病毒的遗传物质是DNA或RNA。

重温高考

演练模拟

1.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

C.赫尔希和蔡斯实验中T2噬菌体的DNA是用32P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项错误；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，蛋白质等不是遗传物质，B项错误；赫尔希和蔡斯实验中T2噬菌体的DNA是利用大肠杆菌中含32P的脱氧核苷酸标记的，该实验证明了DNA是T2噬菌体的遗传物质，C项错误、D项正确。

2.(2016·大庆一模)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：

实验注射活的R型菌

处理

实验小鼠不死亡

结果

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.对第4组实验的分析必须是以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

本实验只能得出存在转化因子，但是转化因子的化学本质需要通过艾弗里的体外转化实验来得出的，D错误。

3.(2013·海南，13)关于T2噬菌体的叙述，正确的是(

) A.T2噬菌体的核酸和蛋白质中含硫元素

B.T2噬菌体寄生于酵母菌和大肠杆菌中

C.RNA和DNA都是T2噬菌体的遗传物质

D.T2噬菌体可利用寄主体内的物质大量繁殖

答案

D 解析

核酸中不含硫元素，A错误；病毒的寄生具有专一性，噬菌体寄生在细菌中，不能寄分离出S型活细菌

小鼠死亡，从小鼠体内小鼠不死亡

分离出S型活细菌

注射活的S型菌

死的S型菌

热杀死的S型菌

小鼠死亡，从小鼠体内第一组

第二组

第三组

注射加热杀第四组

注射活的R型菌与加

生在真菌中，B错误；T2噬菌体的遗传物质是DNA，C错误。

4.(2016·青岛模拟)某研究人员模拟赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌的实验，进行了如下实验：①用32P标记的噬菌体侵染未标记的细菌；②用未标记的噬菌体侵染35S标记的细菌；③用15N标记的噬菌体侵染未标记的细菌。一段时间后进行离心，检测到放射性存在的主要部位依次是(

) A.沉淀物、上清液、沉淀物和上清液

B.沉淀物、沉淀物、沉淀物和上清液

C.沉淀物、上清液、沉淀物

D.上清液、上清液、沉淀物和上清液

答案

B 解析

①中32P标记了噬菌体的DNA，放射性主要集中在沉淀物中；②35S标记的是细菌，放射性主要集中在沉淀物中；③15N标记了噬菌体的DNA和蛋白质，放射性在沉淀物和上清液中均出现。

5.(2013·新课标Ⅱ，5)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

答案

C 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，蛋白质等不是遗传物质；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证据。故正确答案为C。

1.(2016·银川九中第四次模拟)探索遗传物质的过程是漫长的，直到20世纪初期，人们仍普遍认为蛋白质是遗传物质。当时人们作出判断的理由不包括(

) A.蛋白质比DNA具有更高的热稳定性，并且能够自我复制

B.蛋白质与生物的性状密切相关

C.蛋白质中氨基酸的不同排列组合可以贮存大量遗传信息

D.不同生物的蛋白质在结构上存在差异

答案

A 解析

蛋白质的热稳定性没有DNA高，且不能自我复制。

2.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。

3.(2016·泰安二模)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型和R型两种肺炎双球菌

C.F组产生的S型肺炎双球菌可能是基因重组的结果

D.不能导致小鼠死亡的是A、C、D、E四组

答案

D 解析

A中是加热杀死的S型细菌，失去感染能力，不能使小鼠死亡；B中是S型细菌，能使小鼠死亡；C中是S型细菌＋R型细菌的DNA，能使小鼠死亡；D中是R型细菌，不能使小鼠死亡；E中是R型细菌＋S型细菌的蛋白质，不能将R型细菌转化成S型细菌，不能使小鼠死亡；F中是R型细菌＋S型细菌的DNA，能将R型细菌转化成S型细菌，能使

小鼠死亡。E组没有出现S型细菌，F组出现转化的S型细菌，所以通过E、F对照，能说明转化因子是DNA而不是蛋白质，A正确；将加热杀死的S型细菌的DNA与R型细菌混合，S型细菌的DNA能将部分R型细菌转化为S型细菌，所以F组可以分离出S型和R型两种肺炎双球菌，B正确；将加热杀死的S型细菌的DNA与R型细菌混合，S型细菌的DNA能与R型细菌的DNA进行重新组合，进而将R型细菌转化成S型细菌，C正确；能导致小鼠死亡的是B、C和F组，不能导致小鼠死亡的是A、D、E组，D错误。

4.(2016·广州一模)用32P或35S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

本实验是将噬菌体的DNA与蛋白质分别进行放射性标记，来研究遗传物质是DNA还是蛋白质，A正确；保温时间过长，细菌裂解，子代噬菌体释放出来，使上清液放射性偏高，B错误；35S标记组搅拌不充分，会导致亲代噬菌体外壳吸附在细菌上，随着细菌一起沉淀，沉淀物放射性偏高，C正确；35S标记组，35S标记的亲代噬菌体的外壳，未能侵入细菌的内部，子代噬菌体不含35S,32P标记组，32P标记的亲代噬菌体的DNA，会侵入细菌中，子代噬菌体部分含有32P，D正确。

5.在探索遗传物质的过程中，赫尔希和蔡斯设计了T2噬菌体侵染细菌的实验。下列有关叙述正确的是(

) A.该实验证明了DNA是主要的遗传物质

B.为了获得35S标记的噬菌体，可用含35S的完全培养基培养T2噬菌体

C.细菌裂解释放的噬菌体中，可检测到32P标记的DNA，检测不到35S标记的蛋白质

D.用同位素35S标记的一组实验中，放射性少量出现在试管的下层，可能是侵染时间过短所致

答案

C 解析

由于噬菌体的成分只有DNA和蛋白质，没有RNA，所以噬菌体侵染细菌的实验只能证明DNA是遗传物质，不能证明DNA是主要的遗传物质，A错误；噬菌体没有细胞结构，不能在完全培养基中直接培养，B错误；35S标记的是噬菌体的蛋白质外壳，噬菌体侵染细

菌时，若搅拌不充分，少数蛋白质外壳仍吸附在细菌表面会使放射性少量出现在试管下层，D错误。

6.赫尔希与蔡斯用32P标记T2噬菌体与无标记的细菌培养液混合，一段时间后，经过搅拌、离心得到了上清液和沉淀物。下列与此有关的叙述不正确的是(

) A.32P主要集中在沉淀物中，但上清液中也不排除有少量放射性

B.如果离心前混合时间过长，会导致上清液中放射性降低

C.本实验的目的是独立研究DNA在遗传中的作用

D.本实验说明了DNA在亲子代之间的传递具有连续性

答案

B 解析

被32P标记的噬菌体DNA，正常情况下是要进入细菌体内传到子代噬菌体中的。在培养过程中噬菌体在细菌体内大量繁殖，离心是为了把重的大肠杆菌沉淀，放射性主要在底部大肠杆菌体内的噬菌体中，上层有放射性说明噬菌体未侵入或有部分的子代噬菌体从大肠杆菌体内释放出来。如果离心前混合时间过长，会导致上清液中放射性升高。

7.在探索遗传物质的过程中，赫尔希和蔡斯做了T2噬菌体侵染细菌的实验。下列有关叙述正确的是(

) A.不能用32P、35S标记同一组T2噬菌体的DNA和蛋白质

B.实验过程中搅拌的目的是把DNA和蛋白质分开

C.该实验证明了DNA是主要的遗传物质

D.用32P标记的T2噬菌体侵染细菌，经搅拌、离心处理，沉淀物的放射性高低与培养时间的长短无关

答案

A 解析

赫尔希和蔡斯的实验应该用32P、35S分别标记噬菌体的DNA和蛋白质，不能同时标记，A正确。噬菌体侵染细菌的过程中，噬菌体将核酸注入细菌体内，蛋白质外壳留在外面，搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体外壳与细菌分离，而不是把DNA和蛋白质分开，B错误。该实验的结论为DNA是遗传物质，注意这个结论中不能加“主要”，C错误。用32P标记的T2噬菌体侵染细菌，培养时间的长短是决定实验成败的关键：如果培养时间过长，噬菌体在大肠杆菌内增殖后被释放，经离心后分布于上清液中，沉淀物的放射性将变低；如果培养时间过短，部分噬菌体没有侵染到大肠杆菌中，经离心后分布于上清液中，使上清液中出现放射性，D错误。

8.(2016·山东齐鲁名校调研)下列有关遗传物质是核酸，而不是蛋白质的实验证据的叙述，正

确的是(

) A.格里菲思的肺炎双球菌的体内转化实验证明将R型细菌转化为S型细菌的物质是DNA B.艾弗里的肺炎双球菌体外转化实验运用了物质提纯和鉴定技术、同位素示踪技术和细菌培养技术等

C.赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌的实验过程是：标记噬菌体→噬菌体与细菌混合培养→搅拌、离心→检测放射性

D.库兰特用烟草花叶病毒(TMV)的重建实验证明了DNA是遗传物质

答案

C 解析

格里菲思的肺炎双球菌体内转化实验证明S型细菌中存在转化因子，但没有证明该转化因子是DNA，A错误；艾弗里的肺炎双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，没有使用同位素示踪技术，B错误；赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌的实验过程是：32P或35S分别标记噬菌体→噬菌体与未标记的细菌混合培养→搅拌、离心→分别检测上清液和沉淀物中的放射性，C正确；库兰特用烟草花叶病毒(TMV)的重建实验证明了RNA也是遗传物质，D错误。

9.下列关于肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌的实验中，说法正确的是(

) A.肺炎双球菌的体内转化实验是根据小鼠是否死亡来说明R型肺炎双球菌中有无转化因子的

B.肺炎双球菌体外转化实验中，转化得到的S型肺炎双球菌体内存在R型肺炎双球菌的遗传物质

C.实验前用来培养噬菌体的大肠杆菌和噬菌体侵染细菌的实验中被侵染的大肠杆菌都是标记好的大肠杆菌

D.实验不能说明DNA是主要的遗传物质，但都可以说明蛋白质不是遗传物质

答案

B 解析

肺炎双球菌的体内转化实验是根据小鼠体内是否出现S型细菌来说明S型肺炎双球菌中有无转化因子的，最终通过小鼠是否死亡来判断，A错误；肺炎双球菌体外转化实验中，转化得到的S型肺炎双球菌体内存在R型肺炎双球菌的遗传物质，B正确；实验前用来培养噬菌体的大肠杆菌是标记好的大肠杆菌，而噬菌体侵染细菌的实验中被侵染的大肠杆菌不是被标记的大肠杆菌，C错误；肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌的实验都不能说明DNA是主要的遗传物质，其中肺炎双球菌体外转化实验可以说明蛋白质不是遗传物质，而噬菌体侵染细菌的实验不能说明蛋白质不是遗传物质，D错误。

10.(2016·长沙模拟)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细胞核中的遗传物质是DNA ④细胞质中的遗传物质是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；细胞核和细胞质中的遗传物质都是DNA；甲型H1N1流感病毒属于RNA病毒，遗传物质是RNA。

11.请分析以下实验并回答问题：

(1)某人曾重复做了“肺炎双球菌转化实验”，步骤如下：

a.将一部分S型细菌加热杀死；

b.制备符合要求的培养基并均匀分为若干组，将相应菌种分别接种到各组培养基上(如图中文字说明部分)；

c.将接种后的培养基置于适宜温度下培养一段时间后，观察菌落生长情况，实验结果如图所示：

本实验可得出的结论是__________________________________________________。

(2)艾弗里等人通过实验证实了在上述细菌转化过程中起作用的是DNA。请用DNA酶作试剂，选择适当的材料用具，设计实验方案，验证“促使R型细菌转化成S型细菌的物质是DNA”，并预测实验结果，得出实验结论。

①实验方案如下：

第一步：从S型细菌中提取出其DNA。同时，制备符合要求的培养基，并将盛有等量培养基的培养装置分别标号A、B、C；

第二步：__________________________________________________________________ ________________________________________________________________________；

第三步：__________________________________________________________________ ________________________________________________________________________；

第四步：__________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。

②请预测实验结果并得出合理结论：_________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。

③通过本实验，还能得出的新结论：________________________________________ ________________________________________________________________________。

答案

(1)S型细菌中的“某种物质”(转化因子)能使R型细菌转化成S型细菌，而且这种转化是可遗传的

(2)①第二步：A中不加任何提取物，B中加入提取的S型细菌的DNA，C中加入提取的S型细菌的DNA和DNA酶(顺序可变)

第三步：在三组培养基上分别接种等量的R型细菌

第四步：将接种后的培养装置放在适宜温度下培养一段时间后，观察菌落生长情况

②结果预测：A中只有R型细菌菌落；B中出现R型细菌和S型细菌两种菌落；C中只有R型细菌菌落。结论：S型细菌的DNA可以使R型细菌转化为S型细菌

③DNA只有在结构保持完整、未被破坏的前提下才具有促使R型细菌转化为S型细菌的功能

解析

第(2)题是验证实验。欲证明促进R型细菌转化的物质是DNA，可用DNA酶将S型细菌的DNA破坏，看其是否还能使R型细菌转化为S型细菌。解答时可考虑以下几个方面：①设置对照实验，在实验组中加入提取的S型细菌的DNA；在对照组中，一组中不加任何提取物，另一组中加入提取的S型细菌的DNA和DNA酶。②单一变量的控制，即只有培养细菌的培养基中是否加入S型细菌的DNA这一个实验变量，其余的变量(如接种的细菌种类、数量以及培养条件等)应基本相同。

12.1952年赫尔希和蔡斯完成了著名的噬菌体侵染大肠杆菌的实验，下图为其所做实验中的一组。请据图回答下列问题：

(1)图1中，噬菌体的核酸位于________(用图1中字母表示)。

(2)在图2实验过程中，离心后的沉淀中含有__________________________。

(3)图2实验利用了同位素标记法，由实验结果可知，此次实验的标记元素是________，根据该组实验结果可以说明________进入了细菌。该组实验能否说明蛋白质不是遗传物质？________(填“能”或“不能”)。

答案

(1)A

(2)细菌及进入细菌的噬菌体DNA(或细菌及细菌中的噬菌体) (3)32P

DNA

不能

解析

(1)图1中，噬菌体的核酸位于其头部(A)，由蛋白质外壳包被着。(2)在图2实验过程中，离心后的沉淀中含有细菌及进入细菌的噬菌体DNA。(3)图2实验过程中，沉淀物的放射性很高，所以标记元素是32P。根据该组实验结果可以说明DNA进入了细菌。该组实验不能说明蛋白质不是遗传物质。

13.要研制诺瓦克病毒疫苗，必须知道其大分子组成，设计实验探究其物质组成。

(1)实验原理：

①RNA溶液在盐酸中与苔黑酚试剂共热显绿色。

②蛋白质溶液与____________反应显________色。

③______________________________________。

(2)实验步骤：

①用三支洁净的试管分别取等量的含有诺瓦克病毒的溶液，编号A、B、C。

②向A试管中滴加适量的二苯胺试剂，沸水浴加热。

③向B试管中滴加适量的浓盐酸与苔黑酚试剂，加热。

④向C试管中__________________________________。

(3)请设计一个表格并记录实验结果。

(4)实验结论：________________________________。

答案

(1)②双缩脲试剂

紫

③DNA溶液与二苯胺试剂沸水浴加热显蓝色

(2)④滴加适量的双缩脲试剂，振荡

(3)表格如下：

试管

试剂

现象

成分

A 二苯胺

不变色

不存在DNA B 苔黑酚

绿色

RNA C 双缩脲

紫色

蛋白质

(4)诺瓦克病毒的大分子组成为RNA和蛋白质

注：(3)(4)其他答案也可，但表格内容要与结论一致。