2022届高三生物一轮复习 第17讲　DNA是主要的遗传物质(新高考 共83页)

第六单元 遗传的分子基础 第17讲 DNA是主要的遗传物质  【内容要求】 3.1亲代传递给子代 的遗传信息主要编 码在DNA分子上 3.1.1概述多数生物 的基因是DNA分子 的功能片段,有些病 毒的基因在RNA分 子上 【素养解读】 1.生命观念:阐明DNA是主要的遗传物质,知道有些病毒 的遗传物质是RNA;运用进化与适应观,从生物的遗传物 质角度说明生物的多样性和统一性。 2.科学思维:基于证据论证DNA是主要的遗传物质,论证 某些病毒以RNA为遗传物质。 3.科学探究:基于科学家对基因本质的探索过程,认同科 学探究是一个不断深化的过程;理解科学家探索求真的 科学精神,以及交流合作、技术进步、多学科交叉渗透 等,对于科学的发展都具有重要作用。 考点一  肺炎双球菌转化实验 基础·自主诊断 素养·全面提升 1.肺炎双球菌类型 项目 S型肺炎双球菌 R型肺炎双球菌 菌落      粗糙 菌体          无多糖类荚膜 毒性      无 光滑 有多糖类荚膜 有 2.格里菲思的肺炎双球菌体内转化实验 (1)实验过程 S型活细菌 R型活细菌 (2)结论: 加热杀死的S型细菌中含有       ,将无毒性的R型活细菌转化为有毒 性的S型活细菌。  转化因子 3.艾弗里的体外转化实验 (1)方法:直接分离S型细菌的DNA、荚膜多糖、蛋白质等,将它们分别与       混合培养,研究它们各自的遗传功能。  (2)实验过程及结果 (3)结论:    才是使R型细菌产生 稳定遗传变化的物质,即    是 转化因子,是遗传物质。  R型活细菌 DNA DNA+ DNA酶 DNA DNA 4.体内转化实验和体外转化实验的比较 项目  体内转化实验  体外转化实验 培养细菌 的场所 小鼠(体内) 培养基(体外) 原则 R型细菌与S型细菌的毒性对照  S型细菌体内各成分的   对照  实验结果  加热杀死的S型细菌能使R型细 菌转化为S型细菌  S型细菌的    能使R型细菌转 化为S型细菌  实验结论  加热杀死的S型细菌体内含有某 种“      ”       是S型细菌的遗传物质,而     等其他物质不是其遗传物质  相互 DNA  转化因子 DNA  蛋白质 项目  体内转化实验  体外转化实验 两实 验的 联系  ①所用材料相同,都是R型和S型肺炎双球菌  ②体内转化实验是基础,仅说明加热杀死的S型细菌体内含有某种 “      ”,而体外转化实验则进一步说明“转化因子”就是       ③两实验都遵循    原则、      原则  转化因子 DNA 对照 单一变量 正误辨析 (1)加热杀死的S型细菌的DNA已经全部断裂,失去活性。 (  ) (2)格里菲思的体内转化实验证明了DNA是遗传物质。 (  ) (3)艾弗里的实验中,DNA酶将S型细菌的DNA分解,不能使R型细菌发生转化。  (  ) × [解析]加热杀死的S型细菌的DNA只是氢键断裂,降温后会恢复双螺旋结构。 × [解析]格里菲思的体内转化实验只是提出加热杀死的S型细菌内存在“转化因子”。 √ (4)艾弗里的体外转化实验证明了DNA是主要的遗传物质。 (  ) (5)R型细菌与S型细菌控制有无荚膜性状的基因的遗传遵循分离定律。 (  ) (6)加热杀死的S型细菌与R型活细菌混合后注射给小鼠,从死亡小鼠体内只能分 离出S型菌。 (  ) × [解析]艾弗里的体外转化实验证明了DNA是遗传物质。 × [解析]肺炎双球菌是原核生物,没有染色体,其基因遗传不遵循孟德尔遗传定律。 × [解析]加热杀死的S型细菌只能转化一部分R型活细菌,活的R型细菌在小鼠体内 也繁殖产生后代。 教材拓展 1.加热后S型细菌死亡,但加入R型细菌后为何能转化成活的S型细菌? 加热会使蛋白质和DNA的空间结构发生改变,但DNA在降温后会恢复双螺旋 结构,蛋白质不能恢复原结构,恢复原结构的S型细菌的DNA使R型细菌发生 转化。 2.体外转化实验中R型细菌转化为S型细菌时的遗传物质、原料、能量分别由 哪方提供? 实现转化时的遗传物质来自S型细菌,原料和能量均来自R型细菌。 科学思维  重理解 拓思维 1.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型细菌的DNA+DNA酶→加入R型细菌→注入小鼠 ②R型细菌的DNA+DNA酶→加入S型细菌→注入小鼠 ③R型细菌+DNA酶→高温加热后冷却→加入S型细菌的DNA→注入小鼠 ④S型细菌+DNA酶→高温加热后冷却→加入R型细菌的DNA→注入小鼠 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 D [解析] ①S型细菌的DNA+DNA酶,DNA被水解,失去了转化作用,对后面加入 的R型细菌没有转化作用,R型细菌无毒,注入小鼠体内,小鼠存活;②R型细菌的 DNA+DNA酶,DNA被水解,不起作用,加入S型细菌,有毒性,注入小鼠体内,小鼠 死亡;③R型细菌+DNA酶,DNA酶对细菌不起作用,高温加热后冷却,DNA酶变 性失活,R型细菌被杀死(R型细菌的DNA有活性,冷却后复性),加入S型细菌的 DNA,没有了R型活细菌,不能转化,也就相当于把两种DNA注入小鼠体内,两种 DNA没有毒性,也不会使小鼠的细胞发生转化,小鼠存活;④S型细菌+DNA酶 →高温加热后冷却→加入R型细菌的DNA→注入小鼠,和③类似,小鼠存活。 2.[2019·皖江名校联盟第一次联考] 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,某研究小组进行了肺炎双球菌体外转化实验, 其基本过程如图所示。 结合所学知识,预测这三组培养皿上 所出现的菌落情况依次是(  ) A.甲组:R型+S型;乙组:S型;丙组:R型 B.甲组:S型;乙组:R型+S型;丙组:R型 +S型 C.甲组:R型+S型;乙组:S型;丙组:R型 +S型 D.甲组:R型+S型;乙组:R型+S型;丙 组:R型 D [解析] 甲组加热处理S型菌的提取物,冷 却后其DNA仍可将R型菌转化为S型菌。 酶具有专一性,蛋白酶不会将DNA破坏。 所以甲组和乙组都有S型菌的DNA,加入 含R型细菌的培养液中会有S型菌出现, 进而培养皿上会出现S型菌,也有R型菌; 丙组S型菌的DNA被DNA酶破坏,加入含 R型细菌的培养液中不会有S型菌出现, 培养皿上只有R型菌。 ■题后归纳 辨析细菌体内的转化问题 (1)格里菲思实验只证明了加热杀死的S型细菌中含有某种“转化因子”,并没有 证明DNA是遗传物质。 (2)转化的实质是基因重组而非基因突变。肺炎双球菌转化实验的实质是S型 细菌的DNA片段整合到了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。 (3)使小鼠死亡的是S型肺炎双球菌而不是S型肺炎双球菌的DNA。 (4)并非所有的R型细菌都被转化。转化受到DNA的纯度、两种细菌的亲缘关 系、受体菌的状态等因素的影响,因此转化过程中并不是所有的R型细菌都被 转化成了S型细菌,只是少部分R型细菌被转化成S型细菌。 考点二  噬菌体侵染细菌实验 基础·自主诊断 素养·全面提升 1.实验方法:        法,用35S、32P分别标记            。   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:        。  同位素标记 噬菌体的蛋白质和DNA DNA C、H、O、N、P 蛋白质 C、H、O、N、S等 寄生在活细胞内 3.实验过程 (1)标记噬菌体 大肠杆菌 大肠杆菌 噬菌体 噬菌体 (2)侵染细菌 高 低 低 高 4.实验结果分析 分组 结果 结果分析 对比实验 (相互对照)  含32P的噬菌 体+细菌  上清液中几乎无32P,32P 主要分布在宿主细胞内                  含35S的噬菌 体+细菌  宿主细胞内无35S,35S主 要分布在上清液中                      5.结论:    是遗传物质。  32P-DNA进入 了宿主细胞内 35S-蛋白质外壳未进入 宿主细胞,留在外面 DNA 正误辨析 (1)分别用含32P、35S及各种营养成分的培养基培养噬菌体,可得到被标记的噬 菌体。 (  ) (2)噬菌体侵染细菌实验过程中,通过搅拌、离心使噬菌体的蛋白质和DNA分开。  (  ) × [解析]噬菌体必须寄生在活细胞内才能繁殖,在普通培养基上无法生存。 × [解析]在实验中,搅拌、离心的目的是将噬菌体外壳与大肠杆菌分离开。 (3)噬菌体增殖需要细菌提供模板、原料和酶等。 (  ) (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。 (  ) × [解析]噬菌体增殖所需要的模板来自于亲代噬菌体。 × [解析]侵染时,噬菌体的蛋白质外壳留在外面,不能进入细菌内,因此不能说明蛋 白质不是遗传物质。 (5)噬菌体侵染细菌实验比肺炎双球菌转化实验更具说服力。 (  )√ [解析]噬菌体侵染细菌时只有它的DNA侵入细菌细胞内,艾弗里的肺炎双球 菌转化实验采用了物质分离和提纯的方法,但所获得的DNA中仍混有少量 的蛋白质,因而噬菌体侵染细菌实验比肺炎双球菌转化实验更具说服力。 教材拓展 为什么选择35S和32P这两种同位素分别对蛋白质和DNA进行标记,而不用14C和 18O标记? S是蛋白质的特征元素,P是DNA的特征元素,若用14C和18O进行标记,由于蛋白 质和DNA都含有C和O,因此无法确认被标记的是何种物质。 1.肺炎双球菌体外转化实验和噬菌体侵染细菌实验的比较 项目 肺炎双球菌体外转化实验 噬菌体侵染细菌实验 设计思路  设法将DNA与其他物质分开,单独、直接研究它们各自的功能 处理方法  直接分离:分离S型菌的DNA、多糖、 蛋白质等,分别与R型菌混合培养  同位素标记法:分别用同位素35S、 32P标记蛋白质和DNA 结论  ①证明DNA是遗传物质,而蛋白质不 是遗传物质  ②说明了遗传物质可发生可遗传的 变异  ①证明DNA是遗传物质,但不能证 明蛋白质不是遗传物质  ②说明DNA能控制蛋白质的合成  ③说明DNA能自我复制 2.噬菌体侵染细菌实验的上清液和沉淀物放射性分析 (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保温培养时间过短,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,使上清液中出现放射性。 ②保温培养时间过长,噬菌体在大肠杆菌内增殖后释放子代,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:搅拌不充分,有 少量含35S的噬菌体外壳吸附在细菌表面,随细菌离心到沉淀物中。 (3)35S(标记蛋白质)和32P(标记DNA)不能同时标记在同一噬菌体上,因为放射性 检测时只能检测到放射性存在的部位,不能确定是何种元素产生的放射性。 生命观念  识结构 明功能 1.[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 C.培养基中的32P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 C [解析] T2噬菌体是专门寄生在大肠杆菌体内的病毒,不能在肺炎双球菌中复制 和增殖,A项错误。 病毒颗粒内没有合成mRNA和蛋白质的“工具”和原料等,B项错误。 T2噬菌体侵染大肠杆菌后可利用宿主细胞内的脱氧核苷酸合成其自身的核酸, 故大肠杆菌所摄取的32P可出现在T2噬菌体的核酸中,C项正确。 人类免疫缺陷病毒属于逆转录病毒,含有RNA,T2噬菌体属于DNA病毒,二者的 核酸类型和增殖过程不同,D项错误。 科学思维  重理解 拓思维 角度一 考查噬菌体侵染细菌实验的过程与结论 2.赫尔希和蔡斯精妙的实验设计思路使得T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验更具有 说服力,下列相关叙述错误的是 (  ) A.选择了化学组成和结构简单的T2噬菌体作为实验材料 B.利用放射性同位素标记技术区分 DNA 和蛋白质分子 C.被标记的T2噬菌体与大肠杆菌混合后,需长时间保温培养 D.对离心后试管中的上清液和沉淀物进行放射性检测 C [解析] 噬菌体由蛋白质和DNA组成,其化学组成和结构简单,是噬菌体侵染细 菌实验获得成功的原因之一;采用同位素标记法分别标记噬菌体的DNA和蛋 白质,可以证明噬菌体侵染细菌时只有DNA进入细菌,这也是噬菌体侵染细菌 实验获得成功的原因之一;被标记的T2噬菌体与大肠杆菌混合后,不能长时间 保温培养,否则,大肠杆菌裂解后,子代噬菌体释放出来,影响实验结果;离心后检 测到35S标记的一组放射性主要集中在上清液,32P标记的一组放射性主要集中 在沉淀物中,则可推测侵入细菌中的物质是DNA,噬菌体的蛋白质外壳留在细 菌的外面。 3.[2019·湖北部分重点中学一联] 图6-17-7为“噬菌体侵染细菌”实验的部分过程, 下列叙述正确的是(  ) A.第一步中的噬菌体被35S标记了 B.第二步培养时间过长会使沉淀 中放射性增强 C.图示实验结果可证明噬菌体的DNA进入细菌 D.少量噬菌体未侵入细菌会导致上清液中的放射性强于沉淀物中的放射性 C 图6-17-7 [解析] 由于沉淀物的放射性很高,所以第一步中的噬菌体被32P标记了,A错误; 第二步培养时间过长,细菌裂解,从而使上清液的放射性增强,B错误; 由于32P标记的是噬菌体的DNA,结果检测到沉淀物放射性很强,这说明噬菌体 侵染细菌时,DNA分子进入了细菌内,C正确; 少量噬菌体未侵入细菌会导致上清液的放射性增大,但不会强于沉淀物中的放 射性,D错误。 4.[2021·武汉调研] 某同学模拟赫尔希和蔡斯做了如图所示的实验,下列有关分 析正确的是 (  ) A.“被35S 标记的噬菌体”中35S 标记的是 DNA B.图示实验过程并不能证明 DNA 是遗传物质 C.上清液a中放射性比较低,沉淀物b中放射性比较高 D.沉淀物b中放射性的高低,与 ② 过程中的离心程度无关 B [解析] “被35S 标记的噬菌体”中,35S标记的是蛋白质,A错误; 35S标记的是噬菌体的蛋白质,噬菌体侵染细菌时,DNA进入细菌的细胞中,而蛋白 质外壳仍留在细菌细胞外,本题缺乏一个DNA标记的对照实验,因此图示实验过程 并不能证明 DNA 是遗传物质,B正确; 因细菌的质量重于噬菌体,所以离心后, 细菌主要存在于沉淀物中,噬菌体的蛋白质外壳主要集中在上清液中,可见,图示上 清液a中放射性较高,沉淀物b中放射性较低,C错误; 若离心程度低,则会使沉淀物中含较高的放射性,因此沉淀物b中放射性的高低,与 ②过程中的离心程度有关,D错误。 5.如果用3H、15N、35S标记噬菌体后,让其侵染 细菌(无放射性),下列分析正确的是(  ) A.只有噬菌体的蛋白质被标记了,DNA没有被 标记 B.子代噬菌体的外壳中可检测到3H、15N、35S C.子代噬菌体的DNA分子中可检测到3H、15N D.子代噬菌体的DNA分子中部分含有3H、15N、 32S C [解析] DNA分子中含有H、N,所 以用3H、15N、35S标记噬菌体后, 噬菌体的蛋白质和DNA都被标记 了,A错误; 由于3H、15N、35S标记的是噬菌 体蛋白质外壳,不进入细菌,3H、 15N标记的是噬菌体DNA分子,进 入细菌但不能用于合成子代噬菌 体的外壳,所以子代噬菌体的外壳 中没有放射性,B错误; 5.如果用3H、15N、35S标记噬菌体后,让其侵染细菌 (无放射性),下列分析正确的是 (  ) A.只有噬菌体的蛋白质被标记了,DNA没有被标记 B.子代噬菌体的外壳中可检测到3H、15N、35S C.子代噬菌体的DNA分子中可检测到3H、15N D.子代噬菌体的DNA分子中部分含有3H、15N、32S C 由于3H、15N标记了噬菌 体的DNA分子,所以子代 噬菌体的DNA分子中可 检测到3H、15N,C正确; 子代噬菌体的DNA分子 中不含有S,D错误。 ■技法提炼 1.“两看法”判断子代噬菌体标记情况 2.同位素标记法归类分析 (1)标记某元素,追踪其转移途径。如用18O标记H2O,光合作用只产生18O2;再用 18O标记CO2,光合作用只产生O2;证明光合作用产生的氧气中的氧原子全部来自 于H2O,而不来自于CO2。 (2)标记特征元素,探究化合物的作用。如在T2噬菌体侵染细菌的实验中,用32P 标记噬菌体的DNA,大肠杆菌内发现放射性物质;用35S标记蛋白质,大肠杆菌内 未发现放射性物质;证明DNA是噬菌体的遗传物质。 (3)标记特征化合物,探究详细生理过程,研究生物学原理。如用3H标记亮氨酸, 探究分泌蛋白的分泌过程;用3H标记胸腺嘧啶脱氧核苷酸,研究有丝分裂过程中 染色体的变化规律;用15N标记DNA,证明DNA复制的特点是半保留复制。 角度三 肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验的比较 6.[2019·东北三省四市联考] 在人类对遗传物质的探索过程中,肺炎双球菌的体外转化 实验和噬菌体侵染细菌的实验最为经典,下列有关两个实验的叙述,不正确的是(  ) A.两个实验的成功完成,都离不开细菌培养技术的支持 B.两个实验设计思路都是设法将DNA与其他物质分开,单独地、直接地研究它们各自 不同的遗传功能 C.肺炎双球菌体外转化实验证明了“转化因子”的存在 D.噬菌体侵染细菌的实验中,离心的目的是让上清液中析出重量较轻的T2噬菌体颗粒 C [解析] 肺炎双球菌的体外转化实验和噬菌体侵染大肠杆菌实验过程都需要对 细菌进行培养,故都离不开细菌培养技术的支持,A正确; 两个实验设计的总体思路都是设法将DNA与其他物质分开,单独地、直接地 研究它们各自不同的遗传功能,B正确; 格里菲思的肺炎双球菌转化实验的推论是存在“转化因子”使R型活细菌转化 为S型活细菌,C错误; 噬菌体侵染细菌的实验中,离心的目的是让上清液中析出重量较轻的T2噬菌体 颗粒,D正确。 考点三  DNA 是主要的遗传物质 基础·自主诊断 素养·全面提升 1.RNA是遗传物质的实验证据——烟草花叶病毒对烟草细胞的感染实验 (1)实验过程及现象: (2)结论:烟草花叶病毒中的    是遗传物质。 RNA 生物类型 所含核酸 遗传物质 举例 细胞 生物 真核生物 DNA和 RNA      动物、植物、真菌 原核生物       细菌、蓝藻、放线菌 非细胞 生物 DNA病毒 仅有DNA        乙肝病毒、T2噬菌体、天花 病毒 RNA病毒 仅有RNA        烟草花叶病毒、艾滋病病毒、 SARS病毒 DNA DNA DNA RNA 3.DNA是主要的遗传物质: 生物界绝大多数生物的遗传物质是    ,只有极少数生物的遗传物质是     ,因此DNA是主要的遗传物质。  DNA RNA 正误辨析 (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)细胞核的遗传物质是DNA,细胞质内的遗传物质是RNA。 (  ) (3)小麦的遗传物质主要是DNA。 (  ) √ × [解析]细胞核的遗传物质是DNA,细胞质内的遗传物质也是DNA。 × [解析]小麦的遗传物质是DNA。 (4)乳酸菌的遗传物质主要分布在染色体上。 (  ) (5)只有细胞内的核酸才是携带遗传信息的物质。 (  ) × [解析]乳酸菌是原核生物,无染色体。 × [解析]病毒无细胞结构,病毒的核酸是其遗传物质。 科学思维  重理解 拓思维 1.图6-17-11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 C 图6-17-11 A [解析] 从题图可看出,该病原体是病毒。将病毒的RNA接种在叶片上,叶片出 现了病斑,而将其蛋白质外壳接种到叶片上,叶片上没有出现病斑,该病毒的遗 传物质是RNA,故选A。 2.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 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。 ■技法提炼 “遗传物质”探索的4种方法 真题·新题 五年真题 1.[2021·全国乙卷] 在格里菲思所做的肺炎双球菌转化实验中，无毒性的R型 活细菌与被加热杀死的S型细菌混合后注射到小鼠体内，从小鼠体内分离出 了有毒性的S型活细菌。某同学根据上述实验，结合现有生物学知识所做的 下列推测中，不合理的是（    ） A. 与R型菌相比，S型菌毒性可能与荚膜多糖有关 B. S型菌的DNA能够进入R型菌细胞指导蛋白质的合成 C. 加热杀死S型菌使其蛋白质功能丧失而DNA功能可能不受影响 D. 将S型菌的DNA经DNA酶处理后与R型菌混合，可以得到S型菌 D [解析] A、与R型菌相比，S型菌具有荚膜多糖，S型菌有毒，故可推测S型菌 的毒性可能与荚膜多糖有关，A正确； B、S型菌的DNA进入R型菌细胞后使R型菌具有了S型菌的性状，可知S型菌 的DNA进入R型菌细胞后指导蛋白质的合成，B正确； C、加热杀死的S型菌不会使小白鼠死亡，说明加热杀死的S型菌的蛋白质功 能丧失，而加热杀死的S型菌的DNA可以使R型菌发生转化，可知其DNA功 能不受影响，C正确； D、将S型菌的DNA经DNA酶处理后，DNA被水解为小分子物质，故与R型 菌混合，不能得到S型菌，D错误。 2.[2019·海南卷] 下列实验及结果中,能作为直接证据说明“核糖核酸是遗传物 质”的是(  ) A.红花植株与白花植株杂交,F1为红花,F2中红花∶白花=3∶1 B.病毒甲的RNA与病毒乙的蛋白质混合后感染烟草只能得到病毒甲 C.加热杀死的S型肺炎双球菌与R型活菌混合培养后可分离出S型活菌 D.用放射性同位素标记T2噬菌体外壳蛋白,在子代噬菌体中检测不到放射性 B [解析] 红花植株与白花植株杂交,F1为红花,F2中红花∶白花=3∶1,不能说明 RNA是遗传物质,A错误; 病毒甲的RNA与病毒乙的蛋白质混合后感染烟草只能得到病毒甲,说明病毒甲 的RNA是遗传物质,B正确; 加热杀死的S型肺炎双球菌与R型活菌混合培养后可分离出S型活菌,不能说明 RNA是遗传物质,C错误; 用放射性同位素标记T2噬菌体外壳蛋白,在子代噬菌体中检测不到放射性,不 能证明RNA是遗传物质,D错误。 3.[2017·江苏卷] 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 C [解析] 格里菲思实验只 证明S型细菌含有转化 因子,A项错误。 艾弗里实验证明从S型 肺炎双球菌中提取的 DNA可以使R型细菌转 化成S型细菌,B项错误。 3.[2017·江苏卷] 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 C 赫尔希和蔡斯的T2噬菌 体侵染大肠杆菌实验中, 离心后细菌主要存在于 沉淀中, C项正确。 赫尔希和蔡斯实验中 32P标记的细菌裂解后 得到的噬菌体才带有32P  标记,D项错误。 4.[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) 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] RNA病毒只含有RNA一种核酸,DNA病毒只含有DNA一种核酸,且RNA 中有碱基尿嘧啶,DNA中没有,DNA中有胸腺嘧啶,RNA中没有。所以用含有放 射性同位素标记尿嘧啶的宿主细胞培养RNA病毒,子代病毒中就会有放射性, 如果培养的是DNA病毒,子代病毒中就不会有放射性。用含有放射性同位素 标记胸腺嘧啶的宿主细胞培养DNA病毒,子代病毒中就有放射性,而如果培养 的是RNA病毒,子代病毒中就不会有放射性。 新题精选 1.[2021·辽宁凌源] 若要验证某种细菌或病毒的遗传物质是DNA,下列方法不可行的 是 (  ) A.向R型肺炎双球菌的培养基中加入S型菌的DNA,检测细菌的转化情况 B.向大肠杆菌培养基中加入DNA合成抑制剂,检测大肠杆菌的菌落情况 C.用35S、32P标记的T2噬菌体分别侵染未标记的大肠杆菌,检测子代噬菌体的放射性 D.向大肠杆菌的培养液中加入用35S标记的无机盐,检测子代大肠杆菌DNA中的放 射性 D [解析] DNA不含硫元素,向大肠杆菌的培养液中加入用35S标记的无机盐,子代大 肠杆菌DNA不会出现放射性,所以此方法不可行,D错误。 2.[2019·“江淮十校”高三联考] 某同学对格里菲思的实验进行了改良,将R型菌、S 型菌、加热杀死的S型菌、加热杀死的S型菌和R型活菌的混合物分别接种到甲、 乙、丙、丁四组相同的培养基上,在适宜无菌的条件下进行培养,一段时间后,菌落 的生长情况如图所示。下列有关叙述中正确的是 (  ) A.若培养前在甲组培养基中加入S型 菌的DNA,得到的菌落类型与丁不同 B.甲、乙两组作为丁组的对照组, 丙组培养基无菌落产生,可以不必设置 C.丁组的实验结果说明了促进R型菌发生转化的物质是S型菌的DNA D.该实验中的无关变量有培养基的成分、培养条件、以及培养时间等 D [解析] 若培养前在甲组培养基中加入S型菌的DNA,可使部分R型菌发生转化, 得到的菌落类型与丁相同,A项错误; 丙组作为丁组的对照组,排除加热杀死的S型菌复活的可能,B项错误; 丁组的实验结果只能说明加热杀死的S型菌含有某种转化因子将R型菌转化为 S型菌,不能说明促使R型菌发生转化的物质是S型菌的DNA,C项错误; 该实验中的无关变量有培养基的 成分、培养条件以及培养时间等, D项正确。 1.重点易错语句 (1)P43 格里菲思的肺炎双球菌体内转化实验得出的结论:加热杀死的S型细菌 中含有某种转化因子使无毒性的R型活细菌转化为有毒性的S型活细菌。 (2)P44艾弗里实验的结论:DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。 (3)P44 T2噬菌体是一种专门寄生在大肠杆菌体内的病毒。 (4)P45噬菌体侵染细菌实验证明了DNA是遗传物质。 (5)P45 搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离,离心的目的是让上 清液中析出重量较轻的T2噬菌体颗粒,而离心管的沉淀物中留下被感染的大肠 杆菌。 2.边角知识 (1)P44 证明DNA是遗传物质的两大实验的共同思路是设法将DNA和蛋白质等 其他物质分开,单独地、直接地观察它们各自的作用。 (2)P45 T2噬菌体仅蛋白质分子中含有S,P几乎都存在于DNA分子中。 1.在用肺炎双球菌证明核酸是遗传物质的证据的历史探究实验中,科学家进行 了活体细菌转化实验(实验一)和离体细菌转化实验(实验二)。以下说法正确的 是 (  ) A.加热杀死的S型菌中的DNA和蛋白质均变性失活 B.菌落光滑型肺炎双球菌可使小鼠患肺炎死亡 C.实验一证明S型菌中的转化因子DNA进入R型菌体内 D.实验二中S型菌的DNA使R型菌转化为S型菌过程中发生了基因重组 D [解析] 加热杀死的S型菌中的蛋白质变性失活,DNA仍有活性,A错误; 菌落光滑型肺炎双球菌可使小鼠患败血症死亡,B错误; 实验一证明S型菌中的转化因子进入R型菌体内,但是不能证明转化因子是 DNA,C错误; 实验二中S型菌的DNA使R型菌转化为S型菌的过程中发生了基因重组,D正确。 2.用15N标记的噬菌体侵染大肠杆菌,培养一段时间, 再经搅拌、离心后进行放射性检测。下列相关叙 述正确的是 (  ) A.搅拌的目的是使噬菌体可以从细胞中释放出来 B.离心后放射性同位素主要分布在试管的沉淀 物中 C.合成子代噬菌体所需的模板、原料均来自大肠 杆菌 D.此实验不能证明DNA是噬菌体的遗传物质 D [解析] 在噬菌体侵染细菌 的实验中,搅拌的目的是 使吸附在细菌上的噬菌体 与大肠杆菌分离,A错误; 15N能标记噬菌体的蛋白 质外壳和DNA分子,离心 后上清液和沉淀物中均含 放射性,B错误; 2.用15N标记的噬菌体侵染大肠杆菌,培养一段时间, 再经搅拌、离心后进行放射性检测。下列相关叙述 正确的是 (  ) A.搅拌的目的是使噬菌体可以从细胞中释放出来 B.离心后放射性同位素主要分布在试管的沉淀物中 C.合成子代噬菌体所需的模板、原料均来自大肠 杆菌 D.此实验不能证明DNA是噬菌体的遗传物质 D 合成子代噬菌体所需的模 板来自亲代噬菌体,原料 来自大肠杆菌,C错误; 由于DNA和蛋白质都含 有氮元素,所以此实验不 能证明DNA是噬菌体的 遗传物质,D正确。 3.甲图表示将加热杀死的S型菌与R型活菌混合注射到小鼠 体内后两种细菌的含量变化,乙图是噬菌体侵染细菌实验的 部分操作步骤。下列叙述错误的是 (  ) A.甲图中小鼠体内能分离出活的S型菌和R型菌 B.甲图中小鼠体内的S型菌由R型菌转化而来 C.乙图中如果噬菌体和细菌混合培养后不经 过搅拌,上清液中的放射性增强 D.乙图中噬菌体被标记的成分是蛋白质,但在沉淀物中也有少许放射性 C [解析] 从乙图可知,该实验用35S标记了T2噬菌体的蛋白质外壳,搅拌的目的是 使噬菌体与细菌分离,经过离心后,重量较轻的噬菌体外壳会在上清液中,而较 重的细菌则在沉淀物中,如果噬菌体和细菌混合培养后不经过搅拌,上清液中 的噬菌体外壳会减少,上清液的放射性会减弱,C项错误。 4.如图为肺炎双球菌的活体转化实验,下列推测不科学的是 (  ) A.(d)中S型菌是由活的R型菌转化而来的 B.S型菌转化的原因最有可能是基因突变 C.S型菌中的毒性成分因加热而失效 D.转化因子存在于S型菌中且有较高 的热稳定性 B [解析] 将加热杀死的S型菌与R型活菌混合后同时注入小鼠体内,小鼠死亡,而 单独注射加热杀死的S型菌小鼠存活,说明S型菌是由活的R型菌转化而来,A项 正确; S型菌转化的原因是基因重组,B项错误; S型菌中的毒性成分经加热而失效,所以单独注射加热杀死的S型菌小鼠存活,C 项正确; 转化因子存在于S型菌中且有较高的热稳定性,所以将加热杀死的S型菌与R型 活菌混合后同时注入小鼠体内,导致小鼠死亡,D项正确。 5.噬菌体侵染细菌的实验中,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15%,沉淀物的放射性占85%。下列关于“上清液 带有放射性的原因”及实验结论的叙述正确的是 (  ) A.原因可能为培养时间过长,部分大肠杆菌裂解释放出子代噬菌体 B.原因为搅拌不充分,吸附在大肠杆菌上的噬菌体未与细菌分离 C.原因为离心时间过长,上清液中析出较重的大肠杆菌 D.该实验证明了DNA是遗传物质,蛋白质不是遗传物质 A [解析] P是DNA的特征元素,用32P标记噬菌体的DNA,在侵染大肠杆菌 时,DNA能够进入细菌体内,但经培养、搅拌、离心、检测,上清液的放射性 占15%,原因可能是培养时间偏长,噬菌体大量繁殖后,部分大肠杆菌裂解释 放出子代噬菌体;该实验证明了DNA是遗传物质。 6.[2019·南通二调] 如图是用32P标记噬菌体并侵染细菌的过程,下列有关叙述正 确的是 (  ) A.过程①32P标记的是噬菌体外壳的磷脂分子和内部的DNA分子 B.过程②应短时保温,有利于吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离 C.过程③离心的目的是析出噬菌体外壳,使被感染的大肠杆菌沉淀 D.过程④沉淀物的放射性很高,说明噬菌体的DNA是遗传物质 C [解析] 噬菌体外壳由蛋白质构成,不含磷脂分子,过程①32P标记的是噬菌体内 部的DNA分子,A项错误; 过程②为噬菌体侵染大肠杆菌,时间不应过长及过短,要让噬菌体充分侵染大 肠杆菌,B项错误; 过程③的离心是为了分离噬菌体外壳和大肠杆菌,C项正确; 缺少35S标记噬菌体蛋白质外壳的实验,因此不能说明噬菌体的DNA是遗传物 质,D项错误。