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第六单元 第16讲核酸是遗传物质的证据
1．涵盖范围
本单元主要包括：①生物遗传的物质基础以及核酸是遗传物质的证据；②DNA分子的结构、特点和功能；③DNA分子的复制过程、特点和意义；④遗传信息的传递和表达的过程。
2．重点关注
(1)考查经典实验的设计思路和结论。
(2)DNA的分子结构、复制特点及碱基计算。
(3)中心法则的应用及相关计算。
3．命题角度
(1)DNA是遗传物质的经典实验及拓展应用。
(2)结合同位素标记以实验探究的方式考查DNA复制方式。
(3)以选择题的形式考查“遗传信息的流动及复制、转录和翻译的比较”，一直受到历年高考命题专家青睐。
第16讲　核酸是遗传物质的证据
[考纲要求]　核酸是遗传物质的证据(Ⅱ)。
一、DNA是遗传物质的直接证据
1．噬菌体结构及增殖
2．实验过程
(1)标记噬菌体
(2)侵染细菌
3．结论：在噬菌体中，保证亲代与子代之间具有连续性的物质是DNA，即DNA是遗传物质。
二、肺炎双球菌转化实验
1．活体细菌转化实验
(1)过程
(2)结论：加热杀死的S型菌中，含有某种促成R型菌转化为S型菌的“转化因子”。
判一判　(1)S型肺炎双球菌有毒性，R型肺炎双球菌无毒性 (　√　)
(2)加热杀死的S型菌和R型活菌混合注射到小鼠体内，从小鼠尸体中提取到的细菌全部是S型菌 (　×　)
(3)格里菲思认为加热杀死的S型菌的DNA是转化因子 (　×　)
2．离体细菌转化实验
(1)过程
(2)结论：DNA才是使R型菌产生稳定遗传变化的物质，即DNA是转化因子，是遗传物质。
思考　埃弗里实验中设置DNA＋DNA酶这一组实验的目的是什么？
提示　一是对照说明只加DNA组的结论，二是说明DNA的基本构成成分不能实现转化。
[技巧]　培养基中R型和S型菌的辨析
(1)制作装片，显微观察是否有荚膜结构。
(2)培养形成菌落——培养基中两种细菌不断增殖形成菌落的形态、大小、颜色可以区分——肉眼即可辨别。
三、烟草花叶病毒的感染和重建实验
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)结论：RNA是烟草花叶病毒的遗传物质，蛋白质不是遗传物质。
2．病毒重建及其对烟草叶细胞的感染
(1)实验过程及现象
(2)结果分析与结论：重组病毒所繁殖的病毒类型取决于提供RNA的病毒类型。
[连一连]
[判一判]
1．豌豆细胞内既有DNA，也有RNA，但是DNA是豌豆的主要遗传物质 (　×　)
2．细胞核中的遗传物质是DNA，细胞质中的遗传物质是RNA (　×　)
[解惑]　噬菌体侵染细菌和肺炎双球菌转化实验证明DNA是遗传物质，而烟草花叶病毒的感染和重建实验证明RNA是遗传物质。故通过上述实验，有力地证明了核酸是遗传物质。
考点一　分析噬菌体侵染细菌的实验
1．完善噬菌体增殖的相关条件
(1)模板：噬菌体DNA。
(2)合成DNA的原料：大肠杆菌提供的四种脱氧核苷酸。
(3)合成蛋白质
2．对噬菌体侵染细菌实验的结果分析
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 32P—DNA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
易错警示　噬菌体侵染细菌实验中的标记误区
(1)该实验不能标记C、H、O、N这些DNA和蛋白质共有的元素，否则无法将DNA和蛋白质区分开。
(2)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存在部位，不能确定是何种元素的放射性。
1．在证明DNA是生物遗传物质的实验中，用35S标记的T2噬菌体侵染未标记的大肠杆菌，下列对于沉淀物中含有少量放射性物质的解释，正确的是 (　　)
A．经搅拌与离心后有少量含35S的T2噬菌体吸附在大肠杆菌上
B．离心速度太快，含35S的T2噬菌体有部分留在沉淀物中
C．T2噬菌体的DNA分子上含有少量的35S
D．少量含有35S的蛋白质进入大肠杆菌
答案　A
解析　在证明DNA是生物遗传物质的实验中，用35S标记的T2噬菌体侵染未标记的大肠杆菌，在沉淀物中含有少量放射性，原因是搅拌不充分，有少量的含35S的T2噬菌体还吸附在大肠杆菌上。
2．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，沉淀物中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　C
解析　噬菌体是寄生生物，一般的培养基无法培养噬菌体；在用35S和32P标记的噬菌体分别侵染未被标记的大肠杆菌时，保温培养的时间不能过长，否则子代噬菌体会从大肠杆菌中释放出来，从而影响实验结果；用35S标记噬菌体的侵染细菌实验中，沉淀物中有少量放射性是因为搅拌不充分，使含35S的蛋白质外壳残留在细菌上；噬菌体侵染细菌的实验只能说明DNA是遗传物质，不能证明蛋白质是不是遗传物质。
[互动探究]　(1)按B选项所述的标记方法，进入细菌体内的成分是什么？
(2)若C选项中的35S改为32P，若实验结果的上清液中含有放射性，其原因是什么？
提示　(1)用32P标记的DNA。(2)噬菌体还没有侵染到大肠杆菌细胞内或噬菌体在大肠杆菌内增殖后释放子代
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。
考点二　分析肺炎双球菌的转化实验
1．比较体内转化实验与体外转化实验
体内转化实验 体外转化实验
操作人 格里菲思 埃弗里及其同事
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
2．体内转化实验与体外转化实验存在怎样的关系？
答案　体内转化实验说明S型菌体内有转化因子，体外转化实验进一步证明转化因子是DNA。
易错警示　肺炎双球菌转化实验中的4点易错分析
(1)体内转化实验不能简单地说成S型菌的DNA可使小鼠致死，而是具有毒性的S型菌，使小鼠致死。
(2)在转化过程中并不是所有的R型菌均转化成S型菌，而是只有少部分R型菌转化为S型菌。
(3)在加热杀死的S型菌中，其蛋白质变性失活，但不要认为DNA也变性失活。DNA在加热过程中，双螺旋解开，氢键被打开，但缓慢冷却时，其结构可恢复。
(4)转化的实质并不是基因发生突变，而是S型菌的DNA片段整合到了R型菌的DNA中，即实现了基因重组。
(5)噬菌体侵染细菌实验与埃弗里的肺炎双球菌转化实验的方法不同：①前者采用放射性
同位素标记法，即分别标记DNA和蛋白质的特征元素(32P和35S)；②后者采用直接分离
法，即分离S型菌的DNA、多糖、蛋白质等，分别与R型菌混合培养。
3．注射后能使小白鼠患败血症而死亡的是 (　　)
A．R型肺炎双球菌
B．加热杀死后的R型肺炎双球菌
C．加热杀死后的S型肺炎双球菌
D．R型肺炎双球菌与加热杀死后的S型肺炎双球菌混合
答案　D
解析　S型肺炎双球菌可使小白鼠患败血症死亡。R型肺炎双球菌与加热杀死后的S型肺炎双球菌混合后，可在小白鼠体内转化为S型肺炎双球菌。
4．格里菲思肺炎双球菌的转化实验是科学家研究、确定遗传物质的经典实验。请回答下列问题：
(1)实验中涉及的S型菌和R型菌可以通过观察培养基上的菌落来区分，区分的依据是_ _______________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)格里菲思根据实验得出的结论是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)该实验能否证明DNA是转化因子？为什么？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)
将加热杀死的S型菌与R型活菌混合后，注射到小鼠体内，两种细菌含量变化如图所示。从免疫学角度解释：曲线ab段下降的原因是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________；
曲线bc段上升的原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案　(1)S型菌形成的菌落表面光滑，R型菌形成的菌落表面粗糙　(2)加热杀死的S型菌中必然含某种“转化因子”，使R型菌转化成S型菌　(3)不能。因为没有把DNA和其他成分分开，单独观察各自的作用　(4)R型菌被小鼠的免疫系统杀死　有毒的S型菌在小鼠体内增殖，导致小鼠的免疫力下降
解析　(1)S型菌和R型菌的菌落不同，S型菌有荚膜，菌落表面光滑，R型菌无荚膜，菌落表面粗糙，可通过观察菌落来区分这两种肺炎双球菌。(2)(3)可联系教材实验作答。(4)注意从免疫学角度解释，R型菌含量在后期上升是小鼠免疫力降低造成的。
肺炎双球菌体内和体外转化实验中的对照
在格里菲思的实验中，分别用活的S型和R型菌注射小鼠形成对照，加热杀死的S型菌单独注射和与R型活菌混合培养形成对照。在埃弗里的体外转化实验中，DNA、蛋白质、多糖等物质之间形成对照，而DNA与DNA酶处理产物之间也形成对照。
考点三　聚焦生物的遗传物质
判断下表中生物体内核酸种类及遗传物质
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 DNA 酵母菌、玉米、人
原核生物 DNA和RNA DNA 细菌、蓝细菌
非细胞生物 大多数病毒 仅有DNA DNA T2噬菌体
极少数病毒 仅有RNA RNA SARS病毒、艾滋病病毒
易错警示　对遗传物质的3点认识
(1)一切生物(朊病毒除外)的遗传物质是核酸(DNA或RNA)。
(2)凡细胞生物(不论是真核生物还是原核生物)，其遗传物质都是DNA，其细胞中的RNA只是遗传信息表达的媒介。
(3)DNA病毒如噬菌体的遗传物质是DNA，只有RNA病毒的遗传物质是RNA。
5．烟草花叶病毒(TMV)和车前草病毒(HRV)都能感染烟叶，但二者致病斑不同，如图所示。下列说法中不正确的是 (　　)
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。
6．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，水浴加热。
③向B试管中滴加适量浓盐酸与苔黑粉，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溶液与二苯胺试剂共热显蓝色　(2)④加适量的双缩脲试剂，振荡
(3)表格如下：
双缩脲试剂 二苯胺试剂 苔黑酚
现象 紫色 不变色 绿色
成分 蛋白质 不存在DNA RNA
(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。
解析　诺瓦克病毒由蛋白质外壳和核酸组成，核酸包括DNA和RNA，要鉴定这些大分子物质，可利用某些化学试剂与这些物质发生颜色反应，根据特定的颜色，判断该病毒中是否含有这些大分子成分。设计表格方便记录实验结果，利用实验结果分析，并得出结论。
探究遗传物质是DNA、RNA还是蛋白质
1．基本设计思路：设法将DNA(或RNA)与蛋白质分开，单独地直接地观察各自的作用。
2．基本设计原则：对照原则。
序号 错因分析 正确答案 序号 错因分析 正确答案
① 对对照组的理解不到位，导致答案不完整 1、2、3 ② 结论表述不到位，没有抓住本质 S型菌中的某种物质(转化因子)能使R型菌转化成S型菌
③ 忽视了题干中提供的材料“请利用DNA酶作试剂” 加入提取的S型菌DNA和DNA酶 ④ 答案表述过于简化 将R型菌分别接种到三组培养基上
⑤ 把该验证实验误判为探究实验 实验结果：A、C组培养基中未出现S型菌，只有B组培养基中出现S型菌，结论：DNA分子可以使R型菌转化为S型菌
题组一　两个经典实验的分析
1．(2011·广东卷，2)埃弗里和同事用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
答案　C
解析　第①②组实验说明蛋白质和荚膜多糖与R型菌转化为S型菌无关，A、B项错误。第③组实验说明DNA与R型菌转化为S型菌有关。第④组实验说明DNA被水解后的产物不能使R型菌转化为S型菌，C项正确。①～④只能说明DNA是遗传物质，而不能说明DNA是主要的遗传物质，D项错误。
2．(2012·重庆卷，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
答案　A
解析　病毒不仅没有细胞结构，而且也不能独立生存，只能在活细胞中进行增殖。病毒的生活史包括五个基本过程：吸附、注入(病毒自身的遗传物质)、复制(利用宿主细胞的核苷酸，以病毒的核酸为模板，合成病毒自身的核酸；利用宿主细胞的氨基酸合成病毒的蛋白质外壳)、组装、释放，故B项错误；噬菌体抗菌的机理是通过噬菌体的寄生作用，使细菌裂解死亡，故C项错误；病毒的增殖方式叫做“复制”，原核生物主要进行二分裂增殖，故D项错误。
3．(2012·上海卷，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
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，故C项错误。蛋白质的组成元素中一般没有P，故D项错误。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。
题型二　遗传物质的探索
4．判断正误
(1)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(2012·江苏，2B) (　　)
(2)烟草花叶病毒感染烟草实验说明所有病毒的遗传物质是RNA(2012·江苏，2D) (　　)
(3)DNA是主要的遗传物质(2010·广东，4D) (　　)
(4)豌豆的遗传物质主要是DNA(2009·江苏，5A) (　　)
(5)酵母菌的遗传物质主要分布在染色体上(2009·江苏，5B) (　　)
答案　(1)√　(2)×　(3)√　(4)×　(5)√
5．(2010·江苏卷，4)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．不同生物的蛋白质在结构上存在差异
B．蛋白质与生物的性状密切相关
C．蛋白质比DNA具有更高的热稳定性，并且能够自我复制
D．蛋白质中氨基酸的不同排列组合可以贮存大量遗传信息
答案　C
解析　早期人们认为：不同生物的蛋白质在结构上存在一定的差异，这是不同生物差异的直接原因；蛋白质是生命活动的体现者和承担者，与生物性状密切相关；蛋白质的差异性主要体现在氨基酸的种类、数目、排列顺序不同引起了结构的不同，因此不同氨基酸的排列组合可以贮存大量遗传信息。后来发现，蛋白质的热稳定性差，易变性失活，并且不能自我复制，而DNA比蛋白质具有更高的热稳定性，并且能够自我复制。
6．(2010·海南卷，13)某同学分离纯化了甲、乙两种噬菌体的蛋白质和DNA，重新组合为“杂合”噬菌体，然后分别感染大肠杆菌，并对子代噬菌体的表现型作出预测，见表。其中预测正确的是 (　　)
“杂合”噬菌体的组成 实验预期结果
预期结果序号 子代表现型
甲的DNA＋乙的蛋白质 1 与甲种一致
2 与乙种一致
乙的DNA＋甲的蛋白质 3 与甲种一致
4 与乙种一致
A．1、3 B．1、4 C．2、3 D．2、4
答案　B
解析　“杂合”噬菌体的遗传性状是由其所含的DNA决定的，如含甲的DNA，其子代的性状和甲种噬菌体相同。
【组题说明】
考　点 题　号 错题统计 错因分析
肺炎双球菌的转化实验 2、3、4、12
噬菌体侵染细菌的实验 6、7、10、13
对遗传物质的探究 1、5、8、9、10、11、14
1．下列有关人类对遗传物质探索历程的叙述，正确的是 (　　)
A．格里菲思的体内转化实验证明了DNA是遗传物质
B．埃弗里的体外转化实验采用了物质提纯、鉴定与细菌体外培养等技术
C．赫尔希和蔡斯的实验证明了DNA是生物界中主要的遗传物质
D．烟草花叶病毒侵染烟草的实验证明了蛋白质和RNA是遗传物质
答案　B
解析　格里菲思的肺炎双球菌体内转化实验只证实了加热杀死的S型菌体内存在某种“转化因子”；赫尔希和蔡斯的实验证明了DNA是遗传物质；烟草花叶病毒侵染烟草的实验证明了RNA是烟草花叶病毒的遗传物质。
2．下列有关肺炎双球菌转化实验的说法，不正确的是 (　　)
A．格里菲思的肺炎双球菌体内转化实验证明了DNA是遗传物质
B．埃弗里的肺炎双球菌体外转化实验证明了蛋白质不是遗传物质
C．若将加热杀死的R型菌和S型菌的DNA混合后注射到小鼠体内，小鼠不会死亡
D．肺炎双球菌转化实验最关键的设计思路是将DNA和蛋白质分开，分别观察其遗传作
用
答案　A
解析　格里菲思的肺炎双球菌体内转化实验只证明了S型菌内有转化因子，但当时他并没有证明出该转化因子就是DNA。加热杀死的R型菌失去活性，即使有S型菌的DNA，其也不会被转化为S型菌。
3．如图是科学家为了弄清转化因子的本质而做的实验，则三个实验的培养皿中只存在一种菌落的是 (　　)
A．实验一 B．实验二
C．实验三 D．实验一和三
答案　B
解析　实验二中加入的DNA酶能水解S型菌的DNA，R型菌不能转化为S型菌，所以实验二的培养皿中只有一种菌落。
4．在证明DNA是遗传物质的实验中，赫尔希和蔡斯分别用32P和35S标记噬菌体的DNA和蛋白质，如图所示标记元素所在部位依次是 (　　)
A．①④ B．②④
C．①⑤ D．③⑤
答案　A
解析　赫尔希和蔡斯分别用32P和35S标记噬菌体的DNA和蛋白质，实际上是标记了脱氧核苷酸中的磷酸基和氨基酸中的R基。
5．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．分别给小鼠注射R型活菌和加热杀死的S型菌，小鼠均不死亡
B．用含35S标记的噬菌体侵染细菌，子代噬菌体中也有35S标记
C．用烟草花叶病毒核心部分感染烟草，可证明DNA是遗传物质
D．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
答案　A
解析　R型活菌无毒性，加热杀死后的S型菌失去活性，故小鼠均不死亡；噬菌体的蛋白质被35S标记，该物质没有进入被侵染的细菌中，故子代噬菌体中无35S标记；烟草花叶病毒的遗传物质是RNA；用含32P标记的噬菌体侵染细菌，离心后沉淀物中具有较强的放射性。
6．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
答案　D
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。
7．某生物兴趣小组利用同位素标记法，重复了赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌实验的部分实验，预期的实验结果是沉淀物中放射性强。可是检测实验结果时却得到了相反的结果：上清液中放射性强。你认为最可能的原因是 (　　)
A．培养时间过长，细菌解体，子代噬菌体被释放出来
B．培养时间过短，大量的子代噬菌体没有被释放出来
C．搅拌力度过大，大量的亲代蛋白质外壳与细菌分离
D．搅拌力度过小，大量的亲代蛋白质外壳没有和细菌分离
答案　A
解析　该实验中，沉淀物主要是细菌，上清液主要含有亲代噬菌体的蛋白质外壳。该小组得到上清液中放射性强的结果，原因可能是培养时间过长，细菌解体，子代噬菌体被释放出来。
8．埃弗里等人的肺炎双球菌转化实验和赫尔希与蔡斯的噬菌体侵染细菌实验都证明了DNA是遗传物质。下列关于这两个实验的叙述正确的是 (　　)
A．二者都应用同位素示踪技术
B．二者的设计思路都是设法把DNA与蛋白质分开，研究各自的效应
C．埃弗里的实验设置了对照，赫尔希与蔡斯的实验没有对照
D．二者都诱发了DNA突变
答案　B
解析　肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验的设计思路都是设法把DNA与蛋白质分开，研究各自的效应，都遵循对照原则，二者都没有诱发DNA突变，其中只有噬菌体侵染细菌实验应用了同位素示踪技术。
9．下列有关实验及实验结论的叙述中，错误的是 (　　)
实验材料 实验过程 实验结果与结论
A R型和S型肺炎双球菌 将R型活菌与S型菌的DNA和DNA水解酶混合培养 只生长R型菌，说明DNA被水解后就失去遗传效应
B 噬菌体和大肠杆菌 用35S标记的噬菌体去感染普通的大肠杆菌，短时间保温 离心后获得的上清液的放射性很高，说明DNA是遗传物质
C 烟草花叶病毒和烟草 用从烟草花叶病毒中分离出的RNA侵染烟草 烟草出现病斑，说明烟草花叶病毒的RNA可能是遗传物质
D 大肠杆菌 将已用15N标记DNA的大肠杆菌培养在普通(14N)培养基中 经三次分裂后，含15N的DNA占DNA总数的1/4，说明DNA分子的复制方式是半保留复制
答案　B
解析　35S标记的是噬菌体的蛋白质外壳，离心后获得的上清液的放射性很高，不能说明DNA是遗传物质。
10．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．该实验证明了DNA是主要的遗传物质
B．用含有32P的T2噬菌体和含有35S的T2噬菌体分别进行侵染实验
C．用含有充足有机物的完全培养基培养T2噬菌体
D．用32P标记T2噬菌体的蛋白质，用35S标记T2噬菌体的DNA
答案　B
解析　赫尔希和蔡斯在T2噬菌体侵染细菌的实验中，分别用32P标记T2噬菌体的DNA，用35S标记T2噬菌体的蛋白质，该实验证明了DNA是遗传物质。T2噬菌体属于病毒，营寄生生活，不能用培养基直接培养T2噬菌体。
11．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　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。
12．1928年，英国科学家利用小鼠做了如下的实验：
实验1：R型活菌＋小鼠→小鼠存活；
实验2：S型活菌＋小鼠→小鼠死亡→分离出S型活菌；
实验3：加热后杀死的S型菌＋小鼠→小鼠存活；
实验4：加热后杀死的S型菌＋R型活菌＋小鼠→小鼠死亡。
请回答下列相关问题：
(1)在实验4中从死亡的小鼠体内能够分离出__________细菌。
(2)除了用注射法，通过观察小鼠的生活情况来区分R型和S型菌外，你还可以利用怎样的方法来区别R型和S型菌？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)如图为实验4中小鼠体内R型菌的增长曲线，请在图中绘出S型菌的增长情况。(用虚线绘制)
(4)通过该实验获得的结论是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)一段时间后，给实验3中的小鼠注射S型活菌，请预测该小鼠的生活情况：________；并分析其原因： ________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案　
(1)S型和R型　(2)显微镜下观察细菌有无荚膜(或在固体培养基中培养，观察菌落特征，若菌落表面光滑，则为S型；若菌落表面粗糙，则为R型)　(3)如图　(4)S型菌中存在着转化因子
(5)存活　加热后杀死的S型菌相当于疫苗，能刺激小鼠产生大量的抗体和记忆细胞
解析　(1)在实验4中，小鼠的死亡是部分R型菌转化成S型菌的结果，故从死亡的小鼠体内能够分离出R型和S型两种细菌。(2)除了运用注射法，通过观察小鼠是否死亡来区分R型和S型菌外，也可以通过培养细菌，直接观察细菌的菌落特征进行判断，以及借助显微镜观察细菌有无荚膜来判断。(3)绘图时需要注意：①S型菌种群将呈现“S”形增长曲线；②S型菌的初始数量应为0，体现转化从无到有的过程；③S型菌应先于R型菌开始增长，且最后数量要多于R型菌。(4)该实验证明了S型菌中存在着转化因子，但不能证明DNA就是遗传物质。(5)一段时间后，给实验3中的小鼠注射S型活菌，小鼠不会死亡，因为先前注射的加热后杀死的S型菌相当于抗原，小鼠体内会产生相应的抗体和记忆细胞，能够杀死注射的S型活菌。
13．1952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中的地位就相当于氢原子在玻尔量子力学模型中的地位。”这句话指出了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。
(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。
14．阅读以下材料，回答有关问题。
材料　从2009年3月底开始，墨西哥、美国等国接连爆发大规模甲型H1N1流感疫情，并迅速蔓延至北美地区以外的国家，全球拉响防疫警报。
某学校生物兴趣小组的同学通过查阅资料发现，常见的流感病毒都是RNA病毒，同时提出疑问：甲型H1N1流感病毒的遗传物质是DNA还是RNA？下面是兴趣小组为探究甲型H1N1流感病毒的遗传物质是DNA还是RNA而设计的实验，请将其补充完整。
(1)实验目的： __________________________________________________________。
(2)材料用具：显微注射器、甲型H1N1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：把甲型H1N1流感病毒核酸提取液分成相同的A、B、C三组，________________________________________________________________________；
第二步：取猪胚胎干细胞分成等量的三组，用显微注射技术分别把处理过的A、B、C三组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，检测是否有甲型H1N1流感病毒产生。
(4)请预测结果及结论：
①________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
②________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
③若A、B、C三组均出现甲型H1N1流感病毒，则甲型H1N1流感病毒的遗传物质既不是DNA也不是RNA。
答案　(1)探究甲型H1N1流感病毒的遗传物质是DNA还是RNA　(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两组出现甲型H1N1流感病毒，B组没有出现，则甲型H1N1流感病毒的遗传物质是RNA　②若B、C两组出现甲型H1N1流感病毒，A组没有出现，则甲型H1N1流感病毒的遗传物质是DNA

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