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(共84张PPT)
第1讲　DNA是主要的遗传物质
新教材生物一轮复习
01
考点研析·重难突破

考点一　肺炎链球菌的转化实验
1.肺炎链球菌的类型
2.转化实验的两个阶段
（1）格里菲思的体内转化实验：
（2）艾弗里的体外转化实验：


1.格里菲思的实验中，第四组死亡小鼠身上分离得到的S 型活细菌是由S 型死细菌转化而来的。（必修2 P43图3－2） （　×　）
2.格里菲思的实验证明DNA可以改变生物体的遗传性状。（必修2 P43正文） （　×　）
3.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。（必修2 P44图3－3） （　√　）
4.艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验证明了DNA是主要的遗传物质。（必修2 P44正文） （　×　）
×
×
√
×

1.（必修2 P43正文）格里菲思的体内转化实验中“加热”是否已导致DNA和蛋白质变性？请说明理由。
提示：是。加热杀死S型细菌的过程中，其蛋白质变性失活，但是其内部的DNA在加热结束后随温度的恢复又逐渐恢复活性。
2.（必修2 P44正文）艾弗里的体外转化实验中导致R型细菌转化为S型细菌的遗传物质、原料、能量分别由哪方提供？其转化的实质是什么？
提示：实现转化时遗传物质来自S型细菌，原料和能量均来自R型细菌。转化实质为基因重组。
3.（必修2 P44正文）艾弗里的体外转化实验中，设置“S型细菌的DNA中加DNA酶”实验组的作用是什么？
提示：起对照作用，从S型细菌中提取的DNA用DNA酶分解后，不能使R型细菌转化，可见DNA被分解后的产物不能使R型细菌转化为S型细菌，说明DNA才是使R型细菌发生转化的物质。

围绕肺炎链球菌转化实验，考查科学
探究能力
1.（2022·浙江1月选考）S型肺炎链球菌的某种“转化因子”可使R型细菌转化为S型细菌。研究“转化因子”化学本质的部分实验流程如图所示。下列叙述正确的是（　　）
A.步骤①中，酶处理时间不宜过长，以免底物完全水解
B.步骤②中，甲或乙的加入量不影响实验结果
C.步骤④中，固体培养基比液体培养基更有利于细菌转化
D.步骤⑤中，通过涂布分离后观察菌落或鉴定细胞形态得到实验结果
解析：D　步骤①中，酶处理时间要足够长，以使底物完全水解，A错误；步骤②中，甲或乙的加入量属于无关变量，应相同，否则会影响实验结果，B错误；步骤④中，液体培养基比固体培养基更有利于细菌转化，C错误；S型细菌有荚膜，菌落光滑，R型细菌无荚膜，菌落粗糙。步骤⑤中，通过涂布分离后观察菌落或鉴定细胞形态，判断是否出现S型细菌，D正确。
2.肺炎链球菌转化实验中，S型细菌的部分DNA片段进入R型细菌内，并整合到R型细菌的DNA分子中，使R型细菌转化成能合成荚膜多糖的S型细菌。下列叙述错误的是（　　）
A.上述转化过程在小鼠体内和体外均能发生
B.上述R型细菌转化成S型细菌的变异属于基因重组
C.S型细菌的DNA片段在R型细菌中表达的产物是多糖
D.转化形成的S型细菌中DNA的嘌呤碱基所占比例不发生变化
解析：C　根据肺炎链球菌体外转化实验和体内转化实验结果可知，上述转化过程在小鼠体内和体外均能发生，A正确；上述R型细菌转化成S型细菌的过程中发生了基因的重新组合，因此该过程中发生的变异属于基因重组，B正确；基因表达的产物是蛋白质，多糖不是基因表达的产物，C错误；转化形成的S型细菌中DNA的嘌呤碱基所占比例不发生变化，仍占50%，D正确。

归纳概括肺炎链球菌转化的实质
　（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分子中，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，但转化后形成的S型细菌的DNA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。
以肺炎链球菌转化实验为载体，
考查解决问题能力
3.为研究肺炎链球菌中的R型细菌转化为S型细菌时是否
需要二者直接接触，研究人员利用如图所示装置进行实
验。将两类菌株分别加入U形管左、右两臂内，U形管中
间隔有微孔滤板。在U形管右臂端口对培养液缓慢吸或压，
让两菌株共享培养液。已知吸或压过程会导致两臂内少量菌体破裂。一段时间后取U形管两臂菌液分别培养，观察菌落形态。下列说法错误的是（　　）
A.装置中的微孔滤板应允许DNA分子通过而不允许肺炎链球菌通过
B.若左臂菌液培养后产生一种菌落、右臂菌液培养后产生两种菌落，则证明R型细菌转化为S型细菌时不需要二者直接接触
C.R型细菌没有多糖类的荚膜导致其形成的菌落比S型细菌形成的菌落粗糙
D.S型细菌的DNA能诱导R型细菌发生基因突变，从而使R型细菌转化为S型细菌
解析：D　装置中的微孔滤板应允许DNA分子通过而不允许肺炎链球菌通过，吸或压导致少量菌体破裂后，有少量的DNA释放，可通过微孔滤板，A正确；若左臂菌液培养后产生一种菌落（S型细菌的菌落）、右臂菌液培养后产生两种菌落（S型和R型细菌的菌落）则证明R型细菌转化为S型细菌时不需要二者直接接触，B正确；R型细菌没有多糖类的荚膜，S型细菌有多糖类的荚膜，因此R型细菌形成的菌落比S型细菌形成的菌落粗糙，C正确；S型细菌的DNA能诱导R型细菌发生基因重组从而使R型细菌转化为S型细菌，D错误。
考点二　噬菌体侵染细菌的实验
1.噬菌体侵染细菌的实验材料：T2噬菌体和大肠杆菌
（1）T2噬菌体的结构及生活方式
（2）T2噬菌体的复制式增殖
2.噬菌体侵染细菌的实验过程和结果
（1）标记噬菌体：T2噬菌体属于病毒，专门寄生在大肠杆菌体内，不能直接用培养基培养。若要标记T2噬菌体，需先标记大肠杆菌。
（2）噬菌体侵染细菌
提醒　搅拌的目的是使吸附在大肠杆菌上的噬菌体和大肠杆菌分离；离心的目的是让上清液中析出质量较轻的T2噬菌体，而离心管的沉淀物中留下被侵染的大肠杆菌。
3.实验结果分析
（1）噬菌体侵染细菌时， 　DNA　 进入细菌的细胞中，而 　蛋白质外壳　 仍留在外面。
（2）子代噬菌体的各种性状，是通过亲代的 　DNA　 遗传的。
DNA　
蛋白质外壳　
DNA　

1.噬菌体侵染细菌实验比肺炎链球菌转化实验更具有说服力。（必修2 P44正文） （　√　）
2.T2噬菌体是一种专门寄生在大肠杆菌体内的病毒。（必修2 P45正文） （　√　）
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。（必修2 P45正文） （　×　）
4.离心管的沉淀物中主要是被侵染的大肠杆菌。（必修2 P45正文） （　√　）
√
√
×
√

1.（必修2 P45图3－6）用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌，理论上沉淀物中不含放射性，但实际上含有少量放射性的原因是什么？
提示：可能由于搅拌不充分，有少量含35S的噬菌体外壳仍吸附在大肠杆菌表面，随大肠杆菌离心到沉淀物中，使沉淀物中出现了少量的放射性。
2.（必修2 P46思考·讨论1）噬菌体侵染细菌实验中，以细菌或病毒作为遗传物质探索的实验材料的优点是什么？
提示：①个体很小，结构简单，容易看出因遗传物质改变导致的结构和功能的变化。细菌是单细胞生物，病毒无细胞结构，只有核酸和蛋白质外壳。②繁殖快。细菌20～30 min就可繁殖一代，病毒短时间内便可大量繁殖。

1.噬菌体侵染细菌实验的两个关键环节——“保温”与“搅拌”
（1）用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌
（2）用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌
2.比较肺炎链球菌体外转化实验和噬菌体侵染细菌实验

围绕噬菌体侵染细菌的实验过程，
考查实验探究能力
1.如图表示赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染大肠杆菌的实验过程，下列有关分析错误的是（　　）
A.实验1中检测子代噬菌体会出现一定量放射性
B.若实验1搅拌不充分，沉淀物的放射性会增强
C.若实验2保温时间太长，上清液的放射性会增强
D.结合实验1和2的结果，说明DNA能指导蛋白质合成
解析：A　据图可知，实验1用35S标记的是噬菌体的蛋白质，噬菌体侵染大肠杆菌时蛋白质未进入大肠杆菌，故子代噬菌体不含放射性，A错误；搅拌的目的是使吸附在大肠杆菌上的噬菌体与细菌分离，若实验1搅拌不充分，部分含35S蛋白质外壳会黏附在大肠杆菌上，沉淀物的放射性会增强，B正确；若实验2保温时间太长，大肠杆菌会裂解，释放出含32P的子代噬菌体，使上清液的放射性增强，C正确；实验1和实验2分别标记的是噬菌体的蛋白质和DNA，实验过程中噬菌体的DNA注入到大肠杆菌中，在大肠杆菌中繁殖出子代噬菌体，故实验1和2能说明DNA能指导蛋白质合成，D正确。
2.科研工作者做噬菌体侵染细菌的实验时，分别用同位素32P、35S、18O和14C对噬菌体以及大肠杆菌成分做了如表标记。以下说法不正确的是（　　）
第一组 第二组 第三组
噬菌体成分 用35S标记 未标记 用14C标记
大肠杆菌成分 用32P标记 用18O标记 未标记
A.第二组实验中，子代噬菌体蛋白质外壳中存在的氧元素是18O
B.第三组实验中，子代噬菌体的DNA中不一定含有14C
C.第一组实验中，噬菌体DNA在大肠杆菌体内复制了三次，释放出的子代噬菌体中含有32P的噬菌体和35S的噬菌体分别占子代噬菌体总数的100%、0
D.第三组实验经过一段时间培养后离心，检测到放射性主要出现在沉淀物中
解析：D　第二组实验中，由于子代噬菌体的原料都来自大肠杆菌，所以子代噬菌体蛋白质外壳中存在的氧元素都是18O，A正确；第三组实验中，14C标记了噬菌体的蛋白质和DNA，由于DNA的半保留复制和蛋白质外壳不进入大肠杆菌，所以子代噬菌体中只有少部分含有亲代被14C标记的DNA链，所以子代噬菌体的DNA分子中不一定含有14C，B正确；第一组实验中，用35S标记了噬菌体的蛋白质，而大肠杆菌用32P标记，由于噬菌体的蛋白质外壳不进入大肠杆菌内，则噬菌体DNA在大肠杆菌体内复制了三次，从大肠杆菌体内释放出的子代噬菌体都含有32P，而子代噬菌体均不含35S，即释放出的子代噬菌体中含有32P的噬菌体和含35S的噬菌体分别占子代噬菌体总数100%、0，C正确；第三组实验中，14C标记了噬菌体的蛋白质和DNA，由于蛋白质外壳不进入大肠杆菌，上清液为噬菌体外壳，沉淀物主要为包含噬菌体DNA的大肠杆菌，所以一段时间培养后离心，检测到放射性出现在上清液和沉淀物中，D错误。

“二看法”判断子代噬菌体标记情况
借助噬菌体侵染细菌实验拓展分析，
考查创新应用能力
3.科学家在噬菌体侵染细菌实验中发现，在培养基中添加14C标记的尿嘧啶（14C－U），培养一段时间后，裂解细菌离心并分离出RNA和核糖体，分离出的RNA含有14C标记（14C－RNA）。把分离得到的14C－RNA分别与细菌DNA、噬菌体DNA杂交，发现其可与噬菌体的DNA结合形成DNA－RNA双链杂交分子，而不能与细菌的DNA结合。下列说法正确的是（　　）
A.培养基中的14C－U可以标记新合成的RNA
B.该14C－RNA是以细菌DNA为模板合成的
C.该14C－RNA能作为细菌蛋白质合成的模板
D.该实验证明DNA是噬菌体的遗传物质
解析：A　尿嘧啶（U）是组成RNA的特有碱基，培养基中的14C－U可以标记新合成的RNA，A正确；该14C－RNA可与噬菌体的DNA结合形成DNA－RNA双链杂交分子，而不能与细菌的DNA结合，说明该14C－RNA是以噬菌体的DNA为模板合成的，B错误；该14C－RNA不能与细菌的DNA结合，说明该14C－RNA不是以细菌DNA为模板合成的，故不能作为细菌蛋白质合成的模板，C错误；该实验不能证明DNA是噬菌体的遗传物质，D错误。
考点三　　生物体内的遗传物质分析
1.烟草花叶病毒感染烟草的实验
2.生物体内的核酸种类及遗传物质

1.烟草花叶病毒的遗传物质主要是RNA。（必修2 P46正文） （　×　）
2.细胞生物的遗传物质是DNA，病毒的遗传物质是RNA。（必修2 P46正文拓展） （　×　）
3.绝大多数生物的遗传物质是DNA，少部分病毒的遗传物质是RNA。（必修2 P46正文） （　√　）
×
×
√

1.（必修2 P46正文）在证明烟草花叶病毒的遗传物质是RNA的实验中，能否利用噬菌体侵染细菌的实验操作过程？请说明理由。
提示：不能。因为烟草花叶病毒侵染烟草细胞时，RNA和蛋白质没有分开，是完整的病毒侵入宿主细胞。因此，本实验只能通过人工分离提纯技术分离RNA和蛋白质，然后再单独导入宿主细胞，单独观察它们的作用。
2.（必修2 P46科学方法）在对照实验中，控制自变量可以采用“加法原理”或“减法原理”。
（1）加法原理：与常态比较，人为 　增加　 某种影响因素，如比较过氧化氢在不同条件下的分解。
（2）减法原理：与常态比较，人为 　去除　 某种影响因素，如艾弗里肺炎链球菌转化实验中每个组特异性去除一种物质。
增加　
去除　

借助RNA是遗传物质的实验探究，
考查科学探究能力
1.烟草花叶病毒（TMV）和车前草病毒（HRV）都是RNA病毒，这两种病毒感染烟草时都能引起花叶病，但在烟叶上出现的病斑不同。将这两种病毒的RNA和蛋白质分离，使其单独感染烟草，或使这两种病毒的RNA和蛋白质之间重新组合形成“杂种”病毒，然后使其感染烟草。与用烟草花叶病毒感染相比，单独用RNA感染烟草时效率很低。下列有关叙述错误的是（　　）
A.病毒重建实验中需用酶解法将TMV的RNA或蛋白质降解
B.病毒感染烟草叶片产生的病斑特征是由病毒的RNA决定的
C.“杂种”病毒感染烟草叶片时，其RNA和蛋白质均进入烟草细胞
D.单独用RNA感染烟草的效率低的原因是RNA侵染力低
解析：B　酶具有专一性，病毒重建实验中需用酶解法将TMV的RNA或蛋白质降解，分别单独观察另一物质的作用，A正确；结合题意“与用烟草花叶病毒感染相比，单独用RNA感染烟草时效率很低”可知，病毒感染烟草叶片产生的病斑特征由RNA和蛋白质共同影响，B错误；病毒的基本组成主要是RNA和蛋白质，“杂种”病毒感染烟草叶片时，其RNA和蛋白质均进入烟草细胞，C正确；与用烟草花叶病毒感染相比，单独用RNA感染烟草时效率很低，推测可能是因为在感染过程中，部分裸露的病毒RNA结构被宿主细胞内的RNA酶破坏，侵染力低，D正确。
2.已知烟草花叶病毒（TMV） 和车前草病毒（HRV） 都能侵染烟草叶片，且两者都由蛋白质和RNA组成，如图是探索HRV 的遗传物质是蛋白质还是RNA的操作流程图。请据图分析下列说法错误的是（　　）
A.本实验运用了对照原则，无空白对照组
B.实验过程中重组病毒的后代是HRV
C.该实验只能说明RNA是HRV的遗传物质
D.若运用放射性同位素标记法，不能选择15N 标记
解析：A　a 组和b 组分别由TMV和HRV直接侵染烟草叶片，属于空白对照组，A错误；将TMV的蛋白质外壳和HRV的RNA进行重组，获得重组病毒，其后代是HRV，B正确；该实验只设计了用HRV的RNA和TMV的蛋白质外壳重组获得的病毒侵染烟草叶片，因此，该实验只能证明RNA是HRV 的遗传物质，C正确；病毒的蛋白质外壳和RNA均含有N，故无法用15N 将蛋白质外壳和RNA区分开，且15N 没有放射性，因此，不能选择15N 标记，D正确。
借助生物遗传物质的实验探究，
考查科学探究能力
3.最近某科研小组在某动物体内发现一种新型病毒，为了确定该病毒的分类，科研工作者们进行了如下讨论，正确的是（　　）
A.甲的方法是检测病毒增殖时产生酶的种类，若有DNA聚合酶，则为DNA病毒
B.乙的方法是检测病毒核酸中嘌呤碱基和嘧啶碱基的数量，若嘌呤数≠嘧啶数，则一定为RNA病毒
C.丙的方法是用含放射性尿苷的宿主细胞培养，若子代病毒有放射性，则为RNA病毒
D.丁的方法是分析该病毒的变异频率，若病毒的变异频率较低，则该病毒为DNA病毒
解析：C　对于逆转录病毒，在其增殖的过程中，先进行逆转录，形成DNA，再进行DNA复制、转录和翻译过程，因此，若增殖过程中产生了DNA聚合酶，只能说明该病毒在增殖过程中进行了DNA复制过程，并不能判定其遗传物质为DNA，A错误；病毒的遗传物质是DNA或RNA，而DNA通常为双链，RNA通常为单链，但在少数病毒体内也发现了单链DNA和双链RNA，根据嘌呤数≠嘧啶数不能判定该病毒的遗传物质为RNA，B错误；尿苷中的尿嘧啶是RNA特有的，若子代病毒具有放射性，说明该病毒一定为RNA病毒，C正确；双链DNA或RNA的变异频率均低于单链DNA或RNA的变异频率，因此，变异频率只能作为判定核酸是双链或单链的证据之一，不足以确定核酸的类型，D错误。
4.（经典高考题）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）
解析：（1）在用放射性同位素标记法对新病毒进行鉴定时，要找出DNA和RNA在化学组成上的区别。题中“假设在宿主细胞内不发生碱基之间的相互转换”，就是引导考生从DNA和RNA的碱基组成上进行分析。因此，使病毒中的DNA或RNA的特殊碱基（DNA为胸腺嘧啶，RNA为尿嘧啶）带上标记，根据病毒中放射性标记的检测结果就可做出判断。由于病毒不能在培养基上独立生活，其增殖时的原料只能来自宿主细胞，所以实验中需配制两种培养基，记为甲组和乙组，甲组含有放射性标记的尿嘧啶，乙组含有放射性标记的胸腺嘧啶，分别加入等量的宿主细胞，使宿主细胞带上相应标记，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）本实验有两种结果：一种是甲组有放射性，乙组无放射性，则该新病毒为RNA病毒；另一种为乙组有放射性，甲组无放射性，则该新病毒为DNA病毒。
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，乙组无放射性，则为RNA病毒；反之为DNA病毒。

探究“遗传物质”种类的3种方法
02
真题体验·感悟高考

从科学探究角度，考查肺炎链球菌
的转化
1.（2021·全国乙卷）在格里菲思所做的肺炎链球菌转化实验中，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型细菌相比，S型细菌的毒性可能与荚膜多糖有关
B.S型细菌的DNA能够进入R型细菌细胞指导蛋白质的合成
C.加热杀死S型细菌使其蛋白质功能丧失而DNA功能可能不受影响
D.将S型细菌的DNA经DNA酶处理后与R型细菌混合，可以得到S型细菌
解析：D　在格里菲思所做的肺炎链球菌转化实验中，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，S型细菌与R型细菌最主要的区别是前者具有多糖类的荚膜，后者不具有多糖类的荚膜，故S型细菌的毒性可能与荚膜多糖有关，A合理；加热杀死的S型细菌其蛋白质已经被破坏，而分离出的S型细菌有毒性，即具备活性蛋白，可推出S型细菌的DNA能够进入R型细菌细胞中指导蛋白质的合成，B合理；加热可使蛋白质变性，由实验结果R型活细菌转化为有毒性的S型活细菌可知，S型细菌的遗传物质未受影响，即加热杀死S型细菌使其蛋白质功能丧失而其DNA功能可能不受影响，C合理；S型细菌的DNA经DNA酶处理后，无法完成DNA的复制、转录及翻译等过程，故与R型细菌混合后，无法得到S型细菌，D不合理。
2.（2020·浙江7月选考）下列关于“肺炎链球菌转化实验”的叙述，正确的是（　　）
A.活体转化实验中，R型细菌转化成的S型细菌不能稳定遗传
B.活体转化实验中，S型细菌的荚膜物质使R型细菌转化成有荚膜的S型细菌
C.离体转化实验中，蛋白质也能使部分R型细菌转化成S型细菌且可实现稳定遗传
D.离体转化实验中，经DNA酶处理的S型细菌提取物不能使R型细菌转化成S型
细菌
解析：D　R型细菌转化为S型细菌属于基因重组，是可遗传变异，能够稳定遗传，A错误；能使R型细菌转化为S型细菌的转化因子是S型细菌的DNA而不是荚膜物质，B错误；转化因子是DNA而不是蛋白质，所以蛋白质不会使R型细菌转化为S型细菌，C错误；S型细菌提取物中的DNA经过DNA酶处理后会被降解，从而不能使R型细菌转化为S型细菌，D正确。
从科学探究角度，考查噬菌体侵染
细菌实验
3.（2020·山东高考）野生型大肠杆菌可以在基本培养基上生长，发生基因突变产生的氨基酸依赖型菌株需要在基本培养基上补充相应氨基酸才能生长。将甲硫氨酸依赖型菌株M和苏氨酸依赖型菌株N单独接种在基本培养基上时，均不会产生菌落。某同学实验过程中发现，将M、N菌株混合培养一段时间，充分稀释后再涂布到基本培养基上，培养后出现许多由单个细菌形成的菌落，将这些菌落分别接种到基本培养基上，培养后均有菌落出现。该同学对这些菌落出现原因的分析，不合理的是（　　）
A.操作过程中出现杂菌污染
B.M、N菌株互为对方提供所缺失的氨基酸
C.混合培养过程中，菌株获得了对方的遗传物质
D.混合培养过程中，菌株中已突变的基因再次发生突变
解析：B　若操作过程中出现杂菌污染，则基本培养基上会有杂菌生长，从而出现菌落，A正确；若M、N菌株互为对方提供所缺失的氨基酸，则M、N菌株混合培养一段时间，充分稀释后再涂布到基本培养基上，培养后不会再有菌落出现，B错误；若混合培养过程中，菌株获得了对方的遗传物质或菌株中已突变的基因再次发生突变，都会造成遗传物质改变，则混合培养一段时间，充分稀释涂布到基本培养基上培养后会有菌落出现，将这些菌落再分别接种到基本培养基上培养后，也会有菌落出现，C、D正确。
4.（2022·湖南高考）T2噬菌体侵染大肠杆菌的过程中，下列哪一项不会发生（　　）
A.新的噬菌体DNA合成
B.新的噬菌体蛋白质外壳合成
C.噬菌体在自身RNA聚合酶作用下转录出RNA
D.合成的噬菌体RNA与大肠杆菌的核糖体结合
解析：C　T2噬菌体侵染大肠杆菌的过程中，新的噬菌体DNA和蛋白质外壳都是在大肠杆菌中合成的，A、B正确；噬菌体是病毒，没有细胞结构，其转录所需的RNA聚合酶必须由宿主提供，C错误；以噬菌体DNA为模板转录的RNA能与大肠杆菌的核糖体结合，翻译出组成T2噬菌体的蛋白质分子，D正确。
5.（2022·浙江6月选考）下列关于“噬菌体侵染细菌的实验”的叙述，正确的是（　　）
A.需用同时含有32P和35S的噬菌体侵染大肠杆菌
B.搅拌是为了使大肠杆菌内的噬菌体释放出来
C.离心是为了沉淀培养液中的大肠杆菌
D.该实验证明了大肠杆菌的遗传物质是DNA
解析：C　32P、35S均具有放射性，若同时含有32P、35S的噬菌体侵染大肠杆菌，则无法判断子代噬菌体中放射性的来源，A错误；搅拌的目的是使吸附在大肠杆菌表面的噬菌体蛋白质外壳脱落，B错误；离心是为了使噬菌体蛋白质外壳和大肠杆菌（其中含有噬菌体DNA）分层，C正确；该实验证明了DNA是噬菌体的遗传物质，D错误。
6.（2022·海南高考）某团队从如表①～④实验组中选择两组，模拟T2噬菌体侵染大肠杆菌实验，验证DNA是遗传物质。结果显示：第一组实验检测到放射性物质主要分布在沉淀物中，第二组实验检测到放射性物质主要分布在上清液中。该团队选择的第一、二组实验分别是（　　）
　　　　　材料及标记 实验组　　　　 T2噬菌体 大肠杆菌
① 未标记 15N标记
② 32P标记 35S标记
③ 3H标记 未标记
④ 35S标记 未标记
A.①和④ B.②和③
C.②和④ D.④和③
解析：C　15N为稳定同位素，所以①组中检测不到放射性；T2噬菌体侵染大肠杆菌时仅将DNA注入大肠杆菌，蛋白质外壳留在细胞外，沉淀物为含有T2噬菌体DNA的大肠杆菌，故②组的放射性物质主要分布在沉淀物中；3H既可标记DNA又可标记蛋白质外壳，所以③组的上清液和沉淀物中均有放射性物质；35S标记蛋白质外壳，因此④组的放射性物质主要分布在上清液中。
03
课后作业·巩固提升

一、选择题
1. 艾弗里的肺炎链球菌转化实验中，利用的细胞提取物是加热杀死的S型细菌破碎后去除绝大部分糖类、蛋白质和脂质制成的。将①细胞提取物、②细胞提取物＋蛋白酶、③细胞提取物＋酯酶、④细胞提取物＋RNA酶、⑤细胞提取物＋DNA酶分别与R型活细菌混合培养。下列叙述错误的是（　　）
A.设置第①组实验的目的是形成对照，以确定细胞提取物中含有转化因子
B.第②～⑤组是实验组，利用酶的专一性去除相应物质观察转化情况
C.混合培养后①～⑤组都会出现R型细菌菌落
D.混合培养后出现的S型活细菌与原S型细菌的遗传信息完全相同
解析：D　设置第①组实验的目的是形成对照，以确定细胞提取物中含有转化因子，A正确；第②～⑤组是实验组，利用酶的专一性去除相应物质观察转化情况，利用了自变量控制中的“减法原理”，B正确；分别用添加S型细菌不同成分的培养基培养R型细菌，不论R型细菌是否发生转化，其结果是培养基中都会出现R型细菌的菌落，C正确；混合培养后出现的S型活细菌与原S型细菌的遗传物质不完全相同，因为混合培养后出现的S型活细菌中含有R型细菌的遗传物质，D错误。
2.某科研小组在格里菲思实验的基础上增加了相关实验，实验过程如图所示。下列有关叙述正确的是（　　）
A.预测鼠5将死亡
B.该实验证明DNA是遗传物质
C.从鼠2血液中分离出的活菌都是S型细菌
D.活菌甲是不会使鼠死亡的S型肺炎链球菌
解析：A　从死亡的鼠2中分离出的活菌乙含S型细菌，所以可预测鼠5将死亡，A正确；该实验证明存在某种转化因子，没有证明DNA是遗传物质，B错误；从鼠2血液中分离出的活菌是S型细菌和R型细菌，C错误；活菌甲是不会使鼠死亡的R型肺炎链球菌，D错误。
3.下表为肺炎链球菌体外转化实验的实验思路，下列相关叙述中正确的是（　　）
组别 第1步 第2步
1 培养基中加入等量的R型细菌 加入S型细菌的细胞提取物
2 加入S型细菌的细胞提取物＋蛋白酶
3 加入S型细菌的细胞提取物＋RNA酶
4 加入S型细菌的细胞提取物＋酯酶
5 加入S型细菌的细胞提取物＋DNA酶
A.该实验是格里菲思在艾弗里的肺炎链球菌转化实验的基础上进行的
B.实验组2～5中分别特异性地去除了一种物质，体现了自变量控制的“减法原理”
C.观察第1～4组的实验结果时可发现，培养基上的所有菌落表面都很光滑
D.由于DNA酶使DNA发生变性，使DNA丧失了让R型细菌产生稳定遗传变化的功能
解析：B　该实验是艾弗里在格里菲思的肺炎链球菌体内转化实验的基础上进行的，A错误；实验组2～5中分别特异性地去除了一种物质，体现了自变量控制的“减法原理”，B正确；观察第1～4组的实验结果时可发现，培养基上长出的菌落中部分菌落表面很光滑，部分菌落表面粗糙，C错误；DNA变性指DNA双链的氢键断开，而DNA酶是断裂脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键，使DNA失去功能，D错误。
4.1952年，赫尔希和蔡斯用35S（甲组）和32P（乙组）分别标记噬菌体，进行噬菌体侵染大肠杆菌的实验。相关叙述正确的是（　　）
A.35S和32P分别标记噬菌体蛋白质的R基和DNA的碱基
B.甲组中保温时间越长，上清液放射性越强
C.乙组中搅拌不充分，沉淀物中放射性减弱
D.进一步分析子代噬菌体的放射性可证明DNA是遗传物质
解析：D　用32P和35S分别标记噬菌体的DNA和蛋白质，P元素和S元素分别存在于组成DNA的磷酸基团和蛋白质的R基中，A错误；甲组中保温时间越长，子代噬菌体会释放出来，但子代噬菌体没有放射性，因而上清液放射性不会越强，B错误；乙组中放射性存在于亲代噬菌体的DNA分子中，搅拌不充分会导致未侵染进入大肠杆菌的亲代噬菌体无法与细菌充分分离，可能会导致沉淀物中放射性增强，C错误；进一步分析子代噬菌体的放射性发现只有乙组中的子代噬菌体带有放射性，据此可证明DNA是遗传物质，D正确。
5.加热杀死的S型细菌自溶时，S型细菌会释放自身的DNA片段，当这些DNA片段遇到R型活细菌时，双链DNA片段会和R型活细菌细胞膜表面的感受态因子结合，然后双链被解开，其中一条链被降解，另一条链逐步进入细胞并和受体菌的部分同源区段配对并将其替换，形成杂种DNA片段，最终形成的DNA如图所示。下列有关说法错误的是（　　）
A.由R型细菌转化形成的S型细菌和原S型细菌遗传信息不同
B.转化过程中会发生氢键和磷酸二酯键的断裂和形成
C.转化后的S型细菌经细胞分裂产生的子代均为S型细菌
D.题中信息可说明DNA重组可实现细菌间性状的转移
解析：C　肺炎链球菌转化实验中转化形成的S型细菌和野生型S型细菌的遗传信息不同，原因是转化形成的S型细菌中大部分遗传物质来自R型细菌，A正确；转化过程中DNA双链被解开，并形成杂种DNA片段，所以会发生氢键和磷酸二酯键的断裂和形成，B正确；根据DNA半保留复制推测可知，有“杂种DNA区段”的S型细菌分裂形成的子代中，能形成“杂种DNA区段”的才是S型细菌，有一半仍是R型细菌，即转化后的S型细菌经细胞分裂产生的子代不都为S型细菌，C错误；题中信息可说明DNA重组可实现细菌间性状的转移，即R型细菌转变成S型细菌的原理是基因重组，D正确。
6.肺炎链球菌S型与R型细菌，都对青霉素敏感（青霉素能抑制细菌细胞壁的形成，从而抑制其增殖）。在多代培养的S型细菌中分离出一种抗青霉素的S型细菌，记为Penr S型。现用Penr S型细菌和R型细菌进行如图所示的实验。下列分析错误的是（　　）
A.组1甲中部分小鼠患败血症，通过注射青霉素治疗后可康复
B.组2培养基中可能会出现R型和S型两种菌落
C.组3培养基中出现菌落是因为Penr S型细菌的DNA转移到了R型细菌中
D.组4培养基中观察不到R型细菌和S型细菌
解析：A　抗青霉素的S型（Penr S型）菌的DNA是转化因子。在组1中，将加热杀死的Penr S型细菌与活的R型细菌混合注射到小鼠体内，部分活的R型细菌会转化为Penr S型细菌，部分小鼠会患败血症，注射青霉素治疗后，体内有Penr S型细菌存在的小鼠不能康复，A错误；Penr S型细菌的DNA能使R型细菌转化成S型细菌，所以组2培养基中可能会出现R型和S型两种菌落，B正确；组3培养基中出现菌落是因为Penr S型细菌的DNA转移到了R型细菌中，使R型细菌转化为S型细菌，能在含有青霉素的培养基中生长，C正确；组4中因为Penr S型细菌的DNA被DNA酶催化水解而无转化因子，且活的R型细菌不抗青霉素，所以观察不到R型细菌和S型细菌，D正确。
7. 如图为肺炎链球菌不同品系间的转化，在R型细菌转化为S型细菌的过程中，下列相关叙述正确的是（　　）
A.加热杀死的S型细菌细胞核中DNA降解为多个较短的DNA片段
B.转化产生的S型细菌中的capS是由R型细菌中的capR发生基因突变产生
C.培养基中若加入S型细菌的DNA和R型活细菌，一段时间后只存在表面光滑的菌落
D.S型细菌表面具有多糖类荚膜，荚膜的形成受DNA（基因）控制
解析：D　S型细菌属于原核生物，细胞内没有细胞核，A错误；转化产生的S型细菌中的capS是S型细菌中的capS进入R型细菌并与R型细菌的DNA重组产生的，B错误；加入S型细菌的DNA和R型活细菌的培养基中，一段时间后只有少数R型细菌转化为S型细菌，因此既存在表面光滑的菌落，也存在表面粗糙的菌落，C错误；由题图可知，导入S型细菌DNA分子片段后形成的S型细菌表面有多糖类荚膜，所以多糖类荚膜的形成受DNA（基因）控制，D正确。
8.为研究某裂解性噬菌体对耐药性肺炎克雷伯氏菌引起的小鼠肺炎的治疗效果，研究人员分别用等体积的缓冲液、感染复数依次为0.1、1.0、10.0的噬菌体与等量的肺炎克雷伯氏菌悬液混合培养（感染复数指侵染时噬菌体与细菌个数之比，感染复数越高，细菌裂解越快），定时测定各组的细菌数量，结果如图所示。下列叙述错误的是（　　）
A.该研究所用裂解性噬菌体不可能是T2噬菌体
B.a组是缓冲液组，b组是感染复数为0.1的噬菌体组
C.用感染复数相对较高的噬菌体治疗小鼠肺炎会更有效
D.b组噬菌体与细菌混合约4 h后，被感染细菌开始裂解
解析：D　T2噬菌体专一寄生于大肠杆菌，而该实验用的是肺炎克雷伯氏菌，因此该研究所用裂解性噬菌体不可能是T2噬菌体，A正确；据题图分析可知，a组是缓冲液组，b组是感染复数为0.1的噬菌体组，B正确；根据实验结果可以看出噬菌体在体内可以有效地治疗肺炎克雷伯氏菌引起的小鼠肺炎，而且感染复数越高，噬菌体对小鼠肺炎感染的治疗作用越强，因此用感染复数相对较高的噬菌体治疗小鼠肺炎会更有效，C正确；b组噬菌体与细菌混合约3 h后，被感染细菌开始裂解，D错误。
9.（不定项）T2噬菌体侵染大肠杆菌后，可使菌体破裂形成噬菌斑。T2噬菌体中，基因h＋、h控制噬菌斑的透明程度，基因r＋、r控制噬菌斑的大小。用基因组成为hr＋和h＋r的噬菌体侵染大肠杆菌后，将释放出的子代噬菌体涂布到长满大肠杆菌的培养基上，培养结果如图。下列说法错误的是（　　）
A.T2噬菌体可在培养基中增殖形成菌落
B.含有基因r的病毒的侵染和繁殖能力强
C.体外将hr＋病毒和h＋r病毒混合后，二者可发生基因重组
D.在大肠杆菌内多数hr＋病毒与h＋r病毒发生了基因重组
解析：ACD　T2噬菌体是病毒，不能形成菌落，在培养基中无法增殖，A错误；结合图示可知，含有基因r＋的噬菌斑小，含有基因r的噬菌斑大，因此含有基因r的病毒的侵染和繁殖能力强，B正确；病毒没有独立生存的能力，所以不能在体外完成重组，C错误；结合图示可知，两种混合后出现的较多的是小菌斑透明（hr＋）和大菌斑半透明（h＋r），说明在大肠杆菌内多数hr＋病毒与h＋r病毒没有发生基因重组，D错误。
10.（不定项）转化是细胞从周围介质中吸收来自另一基因组成细胞的DNA，而使其自身基因组成和性状发生变化的现象。下列关于肺炎链球菌转化实验的叙述，正确的是（　　）
A.格里菲思的实验证明了S型细菌和R型细菌的DNA均可使对方转化
B.艾弗里的实验证明了S型细菌的DNA能使R型细菌的基因组成发生改变并使其具有荚膜
C.给小鼠注入R型细菌与加热杀死的S型细菌的混合物后，R型细菌会被转化并导致小鼠死亡
D.在R型细菌的培养基中只加S型细菌的DNA比加入等量DNA和蛋白质混合物的转化效率要高
解析：BCD　格里菲思的实验仅证明了S型细菌内存在促成转化的转化因子，艾弗里的实验证明了S型细菌的DNA可将R型细菌转化为S型细菌，但没有证明R型细菌的DNA可使S型细菌转化为R型细菌，A错误；艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验证明了S型细菌的DNA能使R型细菌的基因组成发生改变并使其具有荚膜，B正确；给小鼠注入R型细菌与加热杀死的S型细菌的混合物后，R型细菌被转化为S型细菌并导致小鼠死亡，C正确；DNA纯度越高，转化效率越高，D正确。
二、非选择题
11. 关于DNA是遗传物质的实验推测，科学家们找到了很多直接或者间接证据，并解决了很多技术难题，提出了科学的模型，请回答下列问题：
（1）格里菲思的肺炎链球菌转化实验中，将R型活细菌与加热致死的S型细菌混合后注射到小鼠体内，从死亡的小鼠体内可以分离到的细菌是 　　　　　　　　　　 。
解析：（1）格里菲思的肺炎链球菌转化实验中，将R型活细菌与加热致死的S型细菌混合后注射到小鼠体内，有部分R型活细菌转化为S型细菌，导致小鼠死亡，所以从死亡的小鼠体内可以分离到的细菌是S型细菌和R型细菌。
答案：（1）S型细菌和R型细菌　
（2）艾弗里完成体外转化实验后，有学者认为“DNA可能只是在细胞表面起化学作用形成荚膜，而不是起遗传作用”。利用S型肺炎链球菌中存在能抗青霉素的突变型（这种对青霉素的抗性不是荚膜产生的），有人设计了以下实验推翻该观点：R型细菌＋ 　　　　　　　　　　　　 （填“抗青霉素的S型细菌DNA”或“普通S型细菌DNA”）＋青霉素→若 　　　　　　　　　　 出现，则DNA有遗传作用。
解析：（2）要推翻“DNA可能只是在细胞表面起化学作用形成荚膜，而不是起遗传作用”的观点，可以设计如下实验：R型细菌＋抗青霉素的S型细菌DNA＋青霉素，若出现抗青霉素的S型细菌，则证明DNA有遗传作用。
答案：（2）抗青霉素的S型DNA　抗青霉素的S型细菌　
（3）赫尔希和蔡斯的T2噬菌体侵染细菌实验中，不用同位素14C和18O标记的原因是 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。
解析：（3）赫尔希和蔡斯在噬菌体侵染细菌实验中，用到的方法是同位素标记法。由于P是DNA的特征元素，而DNA和蛋白质中都含有C和O元素，所以用32P标记DNA，不用14C和18O标记该物质。
答案：（3）T2噬菌体的蛋白质和DNA均含有C和O元素　
（4）实验中用32P标记的T2噬菌体侵染未标记的大肠杆菌（含31P），子代噬菌体的DNA分子中含有 　　　　　　　　 （填“31P”“32P”或“31P和32P”），原因是 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。若用未标记的噬菌体侵染35S标记的细菌，培养适宜时间，离心后试管中的放射性主要存在于 　　　　　 （填“上清液”或“沉淀物”）中。
解析：（4）实验中用32P标记的T2噬菌体侵染未标记的大肠杆菌（含31P），由于噬菌体的DNA（32P）进入细菌后，利用细菌中未标记的含31P的脱氧核苷酸为原料以半保留复制方式合成自身DNA，所以子代噬菌体的DNA分子中含有31P和32P。若用未标记的噬菌体侵染35S标记的细菌，培养适宜时间，合成的子代噬菌体都含有35S标记，所以离心后试管中的放射性主要存在于沉淀物中。
答案：（4）31P和32P　噬菌体的DNA（32P）进入细菌后，利用细菌中未标记的含31P的脱氧核苷酸为原料合成自身DNA　沉淀物
12.某研究小组在小白鼠体内的某组织中发现一种新病毒M，为探究该病毒的遗传物质是DNA还是RNA，做了如下实验。
材料用具：病毒M核酸提取物、DNA酶、RNA酶、小白鼠、生理盐水、注射器等。
实验步骤：
①取健康且生长状况基本一致的小白鼠若干，随机均分成四组，编号分别为A、B、C、D。
②按下表配制溶液，并将配制的溶液分别注射到相应组别的小白鼠体内。
组别 A B C D
注射 溶液 该病毒核酸提取物和RNA酶 该病毒核酸提取物和 　　　 该病毒核酸提取物 　　　　　　　
③在相同条件下培养一段时间后，观察比较各组小白鼠的发病情况。
请回答下列问题：
（1）从注射的物质看，该探究实验所依据的生物学原理是 　　　　　　　　 ；从实验现象预测和相关判断看，该实验依据的生物学原理 　　　　　　　　　　　　　　 。
解析：（1）该实验的目的是“探究病毒M的遗传物质是DNA还是RNA”，观察指标是小白鼠是否发病，依据的生物学原理是核酸是生物的遗传物质，控制着生物体的性状；自变量是使用的酶的种类，DNA酶能催化DNA水解，RNA酶能催化RNA水解，所依据的生物学原理是酶具有专一性。
答案：（1）酶具有专一性（或病毒只含有一种核酸）　核酸控制生物体的性状　
（2）该实验中，进行步骤①操作的目的是 　　　　　　　　　　　　　　 ；步骤②中B组和D组应注射的溶液分别为 　　　　　 、 　　　　　　　　　 。
解析：（2）无关变量是指在实验中除自变量以外的会影响实验结果的其他因素。该实验中，进行步骤①操作的目的是排除无关变量（小白鼠的生长状况）对实验结果的影响；该实验的自变量是使用的酶的种类，步骤②中A组加RNA酶，则B组应加DNA酶，D组作为空白对照，应注射等量的生理盐水。
答案：（2）排除无关变量对实验结果的影响　DNA酶　等量的生理盐水　
（3）若四组小白鼠的表现分别为 　　　　　　　　　　　　　　　　 ，则病毒M的遗传物质为DNA。为使实验更加严谨，除需观察比较各组小白鼠的发病情况，还应从发病小白鼠体内的相应组织中抽取样品，检测 　　　　　　　 。
解析：（3）若病毒M的遗传物质为DNA，A组加RNA酶，不能水解病毒M的DNA，小白鼠会发病；B组加DNA酶，能水解病毒M的DNA，小白鼠不会发病；C组含有该病毒核酸提取物，小白鼠会发病；D组注射生理盐水，小白鼠不会发病。除需观察比较各组小白鼠的发病情况，还应从发病小白鼠体内的相应组织中抽取样品，检测是否含有病毒M，以使实验更加严谨。
答案：（3）A、C组小白鼠发病，B、D组小白鼠未发病　是否含有病毒M

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