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第六单元|基因的本质和表达
第1讲　DNA是主要的遗传物质
明确 目标 1.掌握肺炎链球菌的转化实验和噬菌体侵染细菌的实验的原理和过程;　2.概述绝大多数生物的基因是DNA分子的功能片段,有些病毒的基因在RNA分子上;　3.明确DNA是生物界主要的遗传物质;　 4.掌握探究生物遗传物质的常用方法。
建构 知识 体系
主题研习(一)　肺炎链球菌的转化实验
1.肺炎链球菌的类型(连线)
2.格里菲思的体内转化实验
(1)过程与现象
(2)结果分析
实验①②对比说明R型活细菌　　　致病性,S型活细菌　　　致病性;实验②③对比说明加热致死的S型细菌　　　致病性。实验①②③④对比说明　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)结论
加热致死的S型细菌,含有某种促使R型活细菌转化为S型活细菌的活性物质——　　　　　　　。
3.艾弗里的体外转化实验
(1)实验①是对照组,②③④⑤是实验组。
(2)实验①②③④对比说明　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)实验①⑤对比说明　　　有转化作用。
(4)结论:　　　　是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。
自我诊断
1.概念理解(判断正误)
(1)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。 (　　)
(2)HIV(人类免疫缺陷病毒)与肺炎链球菌二者遗传物质所含有的核苷酸是相同的。 (　　)
(3)肺炎链球菌转化实验证实了细胞内的DNA和RNA都是遗传物质。 (　　)
(4)格里菲思实验证明DNA可以改变生物体的遗传性状。 (　　)
(5)艾弗里实验证明从S型肺炎链球菌中提取的DNA可以使小鼠死亡。 (　　)
2.事理分析
某同学根据肺炎链球菌转化实验过程,设计如下四组实验:
①S型细菌的DNA+DNA酶→加入R型活细菌→注射入小鼠;
②R型细菌的DNA+DNA酶→加入S型活细菌→注射入小鼠;
③R型细菌+DNA酶→高温加热后冷却→加入S型细菌的DNA→注射入小鼠;
④S型细菌+DNA酶→高温加热后冷却→加入R型细菌的DNA→注射入小鼠。
(1)判断各组实验中小鼠的存活情况:小鼠存活的是　　　　,小鼠死亡的是　　。(均填序号)
(2)请解释各组小鼠存活或死亡的原因:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)肺炎链球菌转化实验是指S型细菌的DNA片段整合到R型细菌的DNA中,使受体细胞获得了新的遗传信息,转化的实质是　　　　　而非基因突变。
题点(一)　肺炎链球菌转化实验的过程和结果分析
1.(2025·益阳一模)为验证DNA是遗传物质,某学习小组进行了肺炎链球菌体外转化实验,其基本过程如图所示。下列叙述错误的是 (　　)
A.本实验思路是将DNA和蛋白质分开,单独观察它们的作用
B.乙组和丙组是该实验的实验组
C.该实验用到了“加法原理”来控制变量
D.实验结束后,甲、乙组将出现两种菌落
2.(2025·长沙高三月考)加热致死的S型细菌会释放自身的DNA小片段,这些小片段和R型活细菌表面的感受态因子结合后,双链被解开,其中一条单链被降解,另一条单链进入受体细菌,和R型细菌的部分同源区段配对,切除并替换相应的单链片段,形成杂合片段(如图所示),使R型细菌(无多糖类荚膜)转变成S型细菌(有多糖类荚膜)。下列有关说法错误的是 (　　)
A.转化形成的S型细菌和原S型细菌的遗传信息不同
B.转化过程中会发生磷酸二酯键的断裂和形成
C.R型细菌转化成S型细菌是发生了基因突变
D.受受体细菌状态等的影响,只有少数R型细菌能转化成S型细菌
题点(二)　肺炎链球菌转化实验的拓展应用分析
3.(2025·哈尔滨模拟)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
主题研习(二)　噬菌体侵染细菌实验与烟草花叶病毒感染实验
(一)噬菌体侵染细菌的实验
1.T2噬菌体的结构及生活方式
2.T2噬菌体的复制式增殖
3.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
(3)实验结果分析
①噬菌体侵染细菌时,其　　　进入细菌细胞中,而　　　　　　　　留在外面。
②子代噬菌体的各种性状是通过亲代的　　　遗传的。
(二)烟草花叶病毒感染实验及生物的遗传物质
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
自我诊断
1.概念理解(判断正误)
(1)赫尔希和蔡斯用对比实验证明DNA是遗传物质。 (　　)
(2)需用同时含有32P和35S的噬菌体侵染大肠杆菌。 (　　)
(3)噬菌体在自身RNA聚合酶作用下转录出RNA。 (　　)
(4)赫尔希和蔡斯的T2噬菌体侵染大肠杆菌实验中可用15N代替32P标记DNA。 (　　)
(5)T2噬菌体可感染肺炎链球菌导致其裂解。 (　　)
(6)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。 (　　)
2.事理分析
(1)(人教版必修2 P45“相关信息”探究思考)
T2噬菌体侵染细菌实验中,选择32P和35S这两种同位素分别对DNA和蛋白质进行标记的原因是　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　;不能用14C和18O这两种同位素标记的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)(人教版必修2 P46“思考·讨论”问题分析)
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　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)(苏教版必修2 P45“积极思维”探究分析)
噬菌体侵染实验中搅拌和离心的作用分别是什么 上清液和沉淀物主要有哪些物质和结构
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(4)某科研小组进行噬菌体侵染细菌实验时,搅拌离心后的实验数据如图所示,则:
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　　　　　　　　　。
②细胞外的32P含量有30%,原因是　　　　　　　　　　　　。
③悬浮液中的35S先增大后保持在80%左右,原因是　　　　　　　　　　　　　　。
重难点(一)　噬菌体侵染细菌实验过程分析
1.实验中“三次”涉及大肠杆菌
2.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
　　[例1]　(2025·大连一模)赫尔希和蔡斯用35S标记的T2噬菌体和32P标记的T2噬菌体分别侵染未标记的大肠杆菌,分别记为甲、乙两组,经短时间保温后进行搅拌,离心。下列叙述正确的是 (　　)
A.甲组中的35S只存在于T2噬菌体的蛋白质中,该组为对照组
B.若搅拌不充分,则会导致甲、乙两组沉淀物的放射性偏高
C.离心后,甲组的放射性主要分布在上清液,子代T2噬菌体少数含放射性
D.离心后,乙组的放射性主要分布在沉淀物,不能说明DNA在亲子代间具有一定的连续性
听课随笔:
重难点(二)　噬菌体侵染细菌实验中亲子代放射性标记分析
　　[例2]　(2022·海南高考,改编)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 (　　)
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
听课随笔:
|认|知|生|成|　“二看法”判断子代噬菌体标记情况
重难点(三)　探究生物遗传物质的方法
　　[例3]　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。(要求:实验包含可相互印证的甲、乙两个组)
|认|知|生|成|　探究“遗传物质”种类的3种方法
题点(一)　噬菌体侵染细菌实验分析
1.(2025·辽阳一模)如图序号①~⑦为某同学绘制的T2噬菌体侵染大肠杆菌的过程示意图,其中①表示子代噬菌体,下列对T2噬菌体侵染大肠杆菌实验的相关叙述,错误的是 (　　)
A.图中T2噬菌体侵染大肠杆菌的时间顺序为④⑤②⑦⑥③①
B.实验过程中充分搅拌的目的主要是加快图中⑦到⑥的过程
C.通过该实验分析可知,DNA是大多数生物主要的遗传物质
D.实验中若保温时间过长,则会导致上清液中①过多而影响实验结果
2.(2025·株洲一模)HIV由核衣壳和包膜两部分组成,包膜的化学组成与细胞膜一致,核衣壳包括衣壳蛋白、两条单链RNA等,其具体结构和入侵宿主细胞及增殖过程如图所示。现参考噬菌体侵染实验的流程,以HIV和其宿主细胞为材料进行相关实验。下列叙述正确的是 (　　)
A.用32P标记的HIV侵染未标记的宿主细胞,搅拌离心后,能在宿主细胞的表面和细胞内检测到放射性
B.若用未标记的HIV侵染32P标记的宿主细胞,子代病毒中只有RNA能检测到放射性;若用未标记的HIV侵染35S标记的宿主细胞,子代病毒中只有蛋白质能检测到放射性
C.用35S标记的HIV侵染未标记的宿主细胞,搅拌离心后,上清液中含有较强的放射性、沉淀中几乎不含放射性
D.用32P标记的HIV侵染未标记的宿主细胞,搅拌离心后,若沉淀中放射性较强、上清液中几乎不含放射性,则说明HIV的遗传物质是RNA
　　[易错提醒]
噬菌体侵染细菌的实验中应注意的问题
①T2噬菌体只能侵染大肠杆菌,而不能侵染其他细菌。
②标记噬菌体时应先标记细菌,再用噬菌体侵染被标记的细菌。这样来标记噬菌体的原因是噬菌体是没有细胞结构的病毒,病毒营寄生生活,必须依赖活细胞生存。
③35S、32P应分开标记,而不能同时标记,因为放射性检测不能区分是何种元素产生的放射性。
题点(二)　RNA是遗传物质的实验分析
3.已知烟草花叶病毒(TMV)和车前草病毒(HRV)都能感染烟草叶片,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。据图分析,下列叙述错误的是 (　　)
A.该实验的因变量是烟草叶片上出现的不同病斑
B.杂交病毒1和杂交病毒2产生的原理是基因重组
C.该实验只能说明TMV、HRV的遗传物质是RNA
D.若实验运用同位素标记技术,不能选择15N进行标记
　　[易错提醒]　有关生物遗传物质的三点提醒
①并不是所有的核酸都能作为遗传物质,如细胞生物中的RNA。
②DNA并不是所有生物的遗传物质,如烟草花叶病毒的遗传物质是RNA。
③一种生物的遗传物质是唯一的,对某种生物不能说“主要遗传物质”。
题点(三)　探究遗传物质的思路和方法
4.(2025·西安模拟)某科研机构发现了一种新型病毒,并对该病毒的遗传物质做了进一步研究。以下关于该研究的描述,不正确的是 (　　)
A.分别用32P和35S标记该病毒,若能被32P标记,则该病毒的遗传物质是DNA
B.用化学分析的方法对该病毒的遗传物质的五碳糖进行分析,用以判断病毒的遗传物质是DNA还是RNA
C.将宿主细胞放在含有放射性标记的核苷酸培养基中培养,再用该病毒感染宿主细胞,一段时间后收集子代病毒并检测其放射性,可用以研究其遗传物质种类
D.提取该病毒的遗传物质,与HIV的遗传物质比较稳定性强弱,用以判断该病毒的遗传物质是不是双链核酸
5.(2025·马鞍山模拟)现有新发现的一种病毒,科研人员设计了如表所示两种方法来探究该病毒的遗传物质。下列叙述错误的是 (　　)
Ⅰ 将该病毒核酸提取物分为两组,一组用适量DNA酶处理(a组),另一组用等量RNA酶处理(b组),然后分别注入宿主细胞 检测是否有子代病毒产生
Ⅱ 将被侵染的宿主细胞分别培养在含有放射性标记的尿嘧啶核苷酸(c组)和胸腺嘧啶核苷酸(d组)的培养基上,之后接种该病毒 检测子代病毒是否具有放射性
A.Ⅰ中采用的是“减法原理”
B.Ⅱ中不能都用3H标记尿嘧啶和胸腺嘧啶
C.a组可作出“该病毒的遗传物质是RNA”的假设
D.b组有病毒产生、d组病毒有放射性说明其遗传物质是DNA
第1讲　DNA是主要的遗传物质
主题研习(一)
基础全面落实
1．A－②－a－Ⅱ　B－①－b－Ⅰ　2.(1)死亡　不死亡　R型活细菌　死亡　(2)无　有　无　R型活细菌可转化为S型活细菌
(3)转化因子　3.(2)蛋白质、RNA、脂质没有转化作用　(3)DNA　(4)DNA
[自我诊断]
1．(1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)×
2．(1)①③④　②　(2)DNA酶能将DNA水解，a组处理不能使R型细菌转化为S型细菌，且R型细菌无致病性，小鼠存活；b组S型细菌有致病性，可使小鼠患肺炎，小鼠并发败血症而死亡；高温能使R型细菌死亡，使酶失去活性，高温后加入S型细菌的DNA，不能实现转化，c组中小鼠存活；高温能使S型细菌死亡，故d组中小鼠存活　(3)基因重组
考向精细研究
1．选C　肺炎链球菌体外转化实验设计思路是设法将DNA和蛋白质分开，单独观察它们的作用，A正确；甲组实验作为对照，而乙、丙两组实验中分别加入了蛋白酶和DNA酶，相当于这两组实验分别研究了S型细菌的蛋白质和DNA的作用，因此，这两组均是该实验中的实验组，B正确；由于蛋白酶和DNA酶能催化蛋白质和DNA水解，所以该实验控制自变量用到了减少提取物中成分的方法，利用的原理是“减法原理”，C错误；由于甲、乙组中S型细菌的DNA结构完整，会引起部分R型细菌发生转化，因而实验结束后，将出现两种菌落，D正确。
2．选C　由于S型细菌DNA片段双链被解开后，一条单链被降解，另一条单链进入受体细菌，和R型细菌的部分同源区段配对，切除并替换相应的单链片段，形成杂合片段，可见，由R型细菌转化形成的S型细菌和原S型细菌的遗传信息不同，转化过程存在磷酸二酯键的断裂和形成，A、B正确；R型细菌转化成S型细菌是发生了基因重组，C错误；受R型细菌(受体细菌)状态等的影响，只有少数R型细菌发生转化，D正确。
3．选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。
主题研习(二)
基础全面落实
(一)1.P　S　寄生　2.T2噬菌体　大肠杆菌　氨基酸　大肠杆菌　3.(2)高　低　低　高　(3)①DNA　蛋白质外壳　②DNA
(二)1.正常　患病　RNA　蛋白质　2.DNA　DNA是主要的遗传物质
[自我诊断]
1．(1)√　(2)×　(3)×　(4)×　(5)×　(6)×
2．(1)T2噬菌体中仅蛋白质分子中含有S，而P几乎都存在于DNA分子中　T2噬菌体的蛋白质和DNA中都含有这两种元素
(2)①个体很小，结构简单：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，容易看出因遗传物质改变导致的结构和功能的变化。②繁殖快：细菌每20～30 min就可繁殖一代；病毒短时间内可大量增殖
(3)搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体(蛋白质外壳)与细菌分离，离心的目的是让上清液中析出重量较轻的噬菌体颗粒，而离心管的沉淀物中留下被感染的大肠杆菌。上清液中主要是噬菌体的蛋白质外壳，沉淀物中主要是包含噬菌体DNA的大肠杆菌
(4)①作为对照组，以证明细菌未裂解　②有部分标记的噬菌体还没有侵染细菌　③有20%的噬菌体没有与细菌分离
重难深化拓展
[例1]　选D　甲组中的35S只存在于T2噬菌体的蛋白质中，两组实验互为对照组，A错误；若搅拌不充分，则会导致甲组沉淀物的放射性偏高，但不影响乙组沉淀物的放射性，B错误；甲组中的35S只存在于T2噬菌体的蛋白质中，侵染过程中蛋白质外壳未进入大肠杆菌，离心后，蛋白质外壳较轻主要会存在于上清液中，因此甲组的放射性主要分布在上清液，子代T2噬菌体不会含放射性，C错误；离心后，乙组的放射性主要分布在沉淀物中，即大肠杆菌细胞内，但不能说明DNA在亲子代间具有一定的连续性，D正确。
[例2]　选C　T2噬菌体侵染大肠杆菌时仅将DNA注入大肠杆菌，蛋白质外壳仍留在细胞外，沉淀物为含有T2噬菌体DNA的大肠杆菌。32P标记DNA、35S标记新合成的子代T2噬菌体的外壳，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标记噬菌体外壳，因此④组的放射性物质主要分布在上清液中；15N为稳定同位素，①组中检测不到放射性。故第一、二组实验分别是②和④，C正确。
[例3]　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)实验思路
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)预期实验结果及结论
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。
考向精细研究
1．选C　T2噬菌体侵染细菌的过程为吸附→注入(注入T2噬菌体的DNA)→合成(合成子代噬菌体的DNA和蛋白质外壳)→组装→释放，据图可知，其所对应的时间顺序为④⑤②⑦⑥③①，A正确；搅拌的目的是使吸附在细菌上的T2噬菌体(外壳)与细菌分离，即题图中⑦到⑥的过程，B正确；通过T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验可知，DNA是T2噬菌体的遗传物质，C错误；T2噬菌体侵染细菌的实验中，若保温时间过长，则会导致①(子代噬菌体)释放，经离心后上清液中①过多，会影响实验结果，D正确。
2．选A　由题图可知，HIV通过包膜(含有磷脂)与宿主细胞的细胞膜相互融合的方式侵入宿主细胞，32P标记HIV的包膜和RNA，因此用32P标记的HIV侵染未标记的宿主细胞，搅拌离心后能在宿主细胞的表面和细胞内检测到放射性，即可以在沉淀中检测到放射性，但不能说明HIV的遗传物质是RNA，A正确，D错误。HIV由核衣壳和包膜两部分组成，且包膜来源于宿主细胞的细胞膜，其成分主要为磷脂和蛋白质，若用未标记的HIV侵染32P标记的宿主细胞，子代病毒中包膜和RNA都能检测到放射性；若用未标记的HIV侵染35S标记的宿主细胞，子代病毒中蛋白质和包膜能检测到放射性，B错误。35S标记HIV蛋白质，HIV的蛋白质在包膜和核衣壳内都有分布，由题图可知，HIV在侵入宿主细胞时包膜与细胞膜相融合，核衣壳整个侵入到宿主细胞内，因此用35S标记的HIV侵染未标记的宿主细胞，搅拌离心后，上清液中几乎不含放射性，沉淀中含有较强的放射性，C错误。
3．选B　该实验的因变量是烟草叶片上出现的不同病斑，A正确；杂交病毒是由蛋白质外壳和核酸重组形成的，其原理不是基因重组，B错误；题述实验只能说明HRV和TMV的遗传物质是RNA，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，因此不能选择15N进行标记，D正确。
4．选A　病毒的遗传物质是DNA或RNA，两种物质都含有P元素，故若能被32P标记，仍不能区分其遗传物质类型，A错误；两种核酸中，DNA特有的五碳糖是脱氧核糖，RNA则是核糖，因此可根据五碳糖的种类判断该病毒的遗传物质是DNA还是RNA，B正确；将宿主细胞放在含有放射性标记的核苷酸(如可标记尿嘧啶核糖核苷酸或标记胸腺嘧啶脱氧核苷酸)培养基中培养，再用该病毒感染宿主细胞，一段时间后收集子代病毒并检测其放射性，可用以研究其遗传物质种类，C正确；HIV的遗传物质是单链的RNA，稳定性弱，易发生变异，故与HIV的遗传物质比较稳定性强弱，可用以判断该病毒的遗传物质是不是双链核酸，D正确。
5．选B　Ⅰ中采用的方法是酶解法，向a、b两组分别加入DNA酶和RNA酶应用了“减法原理”，A正确。尿嘧啶和胸腺嘧啶分别是RNA和DNA特有的碱基，且都含有H元素，因此可以用3H分别标记尿嘧啶和胸腺嘧啶并在不同培养基上培养宿主细胞，B错误。由于该病毒的遗传物质可能是DNA，也可能是RNA，因此a组可作出“该病毒的遗传物质是RNA”的假设，再进一步通过实验来验证该假设的正确性，C正确。b组用RNA酶(RNA被分解)来处理，结果b组有病毒产生，酶具有专一性，说明该病毒的遗传物质是DNA；d组加有含放射性的胸腺嘧啶脱氧核苷酸(合成DNA的原料)，结果子代病毒有放射性，说明该病毒可以利用胸腺嘧啶脱氧核苷酸，则该病毒的遗传物质是DNA，D正确。
　　(共99张PPT)
第六单元
基因的本质和表达
DNA是主要的遗传物质
第1讲
1.掌握肺炎链球菌的转化实验和噬菌体侵染细菌的实验的原理和过程;　
2.概述绝大多数生物的基因是DNA分子的功能片段,有些病毒的基因在RNA分子上;　
3.明确DNA是生物界主要的遗传物质;　
4.掌握探究生物遗传物质的常用方法。
明确目标
建构知识体系
目录
主题研习（二）
噬菌体侵染细菌实验与烟草花叶病毒感染实验
课时跟踪检测
主题研习（一）
肺炎链球菌的转化实验
主题研习（一）肺炎链球菌的转化实验
1.肺炎链球菌的类型(连线)
基础全面落实
2.格里菲思的体内转化实验
(1)过程与现象
死亡
不死亡
死亡
R型活细菌
(2)结果分析
实验①②对比说明R型活细菌___致病性,S型活细菌___致病性;实验②③对比说明加热致死的S型细菌___致病性。
实验①②③④对比说明_____________________________。
(3)结论
加热致死的S型细菌,含有某种促使R型活细菌转化为S型活细菌的活性物质——_________。
无
有
无
R型活细菌可转化为S型活细菌
转化因子
3.艾弗里的体外转化实验
(1)实验①是对照组,②③④⑤是实验组。
(2)实验①②③④对比说明________________________________。
(3)实验①⑤对比说明_____有转化作用。
(4)结论:_____是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。
蛋白质、RNA、脂质没有转化作用
DNA
DNA
自我诊断
1.概念理解(判断正误)
(1)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。
(2)HIV(人类免疫缺陷病毒)与肺炎链球菌二者遗传物质所含有的核苷酸是相同的。
(3)肺炎链球菌转化实验证实了细胞内的DNA和RNA都是遗传物质。
(4)格里菲思实验证明DNA可以改变生物体的遗传性状。 ( )
(5)艾弗里实验证明从S型肺炎链球菌中提取的DNA可以使小鼠死亡。
×
×
×
( )
( )
( )
( )
×
×
2.事理分析
某同学根据肺炎链球菌转化实验过程,设计如下四组实验:
①S型细菌的DNA+DNA酶→加入R型活细菌→注射入小鼠;
②R型细菌的DNA+DNA酶→加入S型活细菌→注射入小鼠;
③R型细菌+DNA酶→高温加热后冷却→加入S型细菌的DNA→注射入小鼠;
④S型细菌+DNA酶→高温加热后冷却→加入R型细菌的DNA→注射入小鼠。
(1)判断各组实验中小鼠的存活情况:小鼠存活的是_______,小鼠死亡的是___。(均填序号)
(2)请解释各组小鼠存活或死亡的原因:______________________
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
①③④
②
DNA酶能将DNA水解,a组处理不能使R型细菌转化为S型细菌,且R型细菌无致病性,小鼠存活;b组S型细菌有致病性,可使小鼠患肺炎,小鼠并发败血症而死亡;高温能使R型细菌死亡,使酶失去活性,高温后加入S型细菌的DNA,不能实现转化,c组中小鼠存活;高温能使S型细菌死亡,故d组中小鼠存活
(3)肺炎链球菌转化实验是指S型细菌的DNA片段整合到R型细菌的DNA中,使受体细胞获得了新的遗传信息,转化的实质是_________而非基因突变。
基因重组
题点(一)　肺炎链球菌转化实验的过程和结果分析
1.(2025·益阳一模)为验证DNA是遗传物质,某学习小组进行了肺炎链球菌体外转化实验,其基本过程如图所示。下列叙述错误的是(　　)
考向精细研究
A.本实验思路是将DNA和蛋白质分开,单独观察它们的作用
B.乙组和丙组是该实验的实验组
C.该实验用到了“加法原理”来控制变量
D.实验结束后,甲、乙组将出现两种菌落
√
解析:肺炎链球菌体外转化实验设计思路是设法将DNA和蛋白质分开,单独观察它们的作用,A正确;甲组实验作为对照,而乙、丙两组实验中分别加入了蛋白酶和DNA酶,相当于这两组实验分别研究了S型细菌的蛋白质和DNA的作用,因此,这两组均是该实验中的实验组,B正确;由于蛋白酶和DNA酶能催化蛋白质和DNA水解,所以该实验控制自变量用到了减少提取物中成分的方法,利用的原理是“减法原理”,C错误;由于甲、乙组中S型细菌的DNA结构完整,会引起部分R型细菌发生转化,因而实验结束后,将出现两种菌落,D正确。
2.(2025·长沙高三月考)加热致死的S型细菌会释放自身的DNA小片段,这些小片段和R型活细菌表面的感受态因子结合后,双链被解开,其中一条单链被降解,另一条单链进入受体细菌,和R型细菌的部分同源区段配对,切除并替换相应的单链片段,形成杂合片段(如图所示),使R型细菌(无多糖类荚膜)转变成S型细菌(有多糖类荚膜)。下列有关说法错误的是 (　　)
A.转化形成的S型细菌和原S型细菌的遗传信息不同
B.转化过程中会发生磷酸二酯键的断裂和形成
C.R型细菌转化成S型细菌是发生了基因突变
D.受受体细菌状态等的影响,只有少数R型细菌
能转化成S型细菌
√
解析:由于S型细菌DNA片段双链被解开后,一条单链被降解,另一条单链进入受体细菌,和R型细菌的部分同源区段配对,切除并替换相应的单链片段,形成杂合片段,可见,由R型细菌转化形成的S型细菌和原S型细菌的遗传信息不同,转化过程存在磷酸二酯键的断裂和形成,A、B正确;R型细菌转化成S型细菌是发生了基因重组,C错误;受R型细菌(受体细菌)状态等的影响,只有少数R型细菌发生转化,D正确。
题点(二)　肺炎链球菌转化实验的拓展应用分析
3.(2025·哈尔滨模拟)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: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。
主题研习（二）噬菌体侵染细菌实验与烟草花叶病毒感染实验
(一)噬菌体侵染细菌的实验
1.T2噬菌体的结构及生活方式
基础全面落实
P
S
寄生
2.T2噬菌体的复制式增殖
大肠杆菌
氨基酸
大肠杆菌
T2噬菌体
3.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
低
低
高
高
(3)实验结果分析
①噬菌体侵染细菌时,其______进入细菌细胞中,而____________留在外面。
②子代噬菌体的各种性状是通过亲代的_______遗传的。
DNA
蛋白质外壳
DNA
(二)烟草花叶病毒感染实验及生物的遗传物质
1.烟草花叶病毒感染烟草的实验
正常
患病
RNA
蛋白质
2.生物体内的核酸种类及遗传物质
DNA
DNA是主
要的遗传
物质
1.概念理解(判断正误)
(1)赫尔希和蔡斯用对比实验证明DNA是遗传物质。 ( )
(2)需用同时含有32P和35S的噬菌体侵染大肠杆菌。 ( )
(3)噬菌体在自身RNA聚合酶作用下转录出RNA。 ( )
(4)赫尔希和蔡斯的T2噬菌体侵染大肠杆菌实验中可用15N代替32P标记DNA。 ( )
(5)T2噬菌体可感染肺炎链球菌导致其裂解。 ( )
(6)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。 ( )
自我诊断
√
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×
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2.事理分析
(1)(人教版必修2 P45“相关信息”探究思考)
T2噬菌体侵染细菌实验中,选择32P和35S这两种同位素分别对DNA和蛋白质进行标记的原因是___________________________________
__________________________;不能用14C和18O这两种同位素标记的原因是__________________________________________。
T2噬菌体中仅蛋白质分子中含有S,而P
几乎都存在于DNA分子中
T2噬菌体的蛋白质和DNA中都含有这两种元素
(2)(人教版必修2 P46“思考·讨论”问题分析)
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____________________________________________________
＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
　　　　①个体很小,结构简单: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,容易看出因遗传物质改变导致的结构和功能的变化。②繁殖快:细菌每20~30 min就可繁殖一代;病毒短时间内可大量增殖
(3)(苏教版必修2 P45“积极思维”探究分析)
噬菌体侵染实验中搅拌和离心的作用分别是什么 上清液和沉淀物主要有哪些物质和结构
＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
　　搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体(蛋白质外壳)与细菌分离,离心的目的是让上清液中析出重量较轻的噬菌体颗粒,而离心管的沉淀物中留下被感染的大肠杆菌。上清液中主要是噬菌体的蛋白质外壳,沉淀物中主要是包含噬菌体DNA的大肠杆菌
(4)某科研小组进行噬菌体侵染细菌实验时,搅拌离心后的实验数据如图所示,则:
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＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
②细胞外的32P含量有30%,原因是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
③悬浮液中的35S先增大后保持在80%左右,原因是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
作为对照组,以证明细菌未裂解
有部分标记的噬菌体还没有侵染
细菌
有20%的噬菌体
没有与细菌分离
重难点(一)　噬菌体侵染细菌实验过程分析
1.实验中“三次”涉及大肠杆菌
重难深化拓展
2.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
[例1]　(2025·大连一模)赫尔希和蔡斯用35S标记的T2噬菌体和32P标记的T2噬菌体分别侵染未标记的大肠杆菌,分别记为甲、乙两组,经短时间保温后进行搅拌,离心。下列叙述正确的是 (　　)
A.甲组中的35S只存在于T2噬菌体的蛋白质中,该组为对照组
B.若搅拌不充分,则会导致甲、乙两组沉淀物的放射性偏高
C.离心后,甲组的放射性主要分布在上清液,子代T2噬菌体少数含放射性
D.离心后,乙组的放射性主要分布在沉淀物,不能说明DNA在亲子代间具有一定的连续性
√
[解析]　甲组中的35S只存在于T2噬菌体的蛋白质中,两组实验互为对照组,A错误;若搅拌不充分,则会导致甲组沉淀物的放射性偏高,但不影响乙组沉淀物的放射性,B错误;甲组中的35S只存在于T2噬菌体的蛋白质中,侵染过程中蛋白质外壳未进入大肠杆菌,离心后,蛋白质外壳较轻主要会存在于上清液中,因此甲组的放射性主要分布在上清液,子代T2噬菌体不会含放射性,C错误;离心后,乙组的放射性主要分布在沉淀物中,即大肠杆菌细胞内,但不能说明DNA在亲子代间具有一定的连续性,D正确。
重难点(二)　噬菌体侵染细菌实验中亲子代放射性标记分析
[例2]　(2022·海南高考,改编)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(　　)
A.①和④　
B.②和③　
C.②和④　
D.④和③
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
√
[解析]　T2噬菌体侵染大肠杆菌时仅将DNA注入大肠杆菌,蛋白质外壳仍留在细胞外,沉淀物为含有T2噬菌体DNA的大肠杆菌。32P标记DNA、35S标记新合成的子代T2噬菌体的外壳,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标记噬菌体外壳,因此④组的放射性物质主要分布在上清液中;15N为稳定同位素,①组中检测不到放射性。故第一、二组实验分别是②和④,C正确。
|认|知|生|成|
“二看法”判断子代噬菌体标记情况
重难点(三)　探究生物遗传物质的方法
[例3]　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。(要求:实验包含可相互印证的甲、乙两个组)
[答案]　(1)实验思路
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)预期实验结果及结论
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。
[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。
|认|知|生|成|
探究“遗传物质”种类的3种方法
题点(一)　噬菌体侵染细菌实验分析
1.(2025·辽阳一模)如图序号①~⑦为某同学绘制的T2噬菌体侵染大肠杆菌的过程示意图,其中①表示子代噬菌体,下列对T2噬菌体侵染大肠杆菌实验的相关叙述,错误的是(　　)
考向精细研究
A.图中T2噬菌体侵染大肠杆菌的时间顺序为④⑤②⑦⑥③①
B.实验过程中充分搅拌的目的主要是加快图中⑦到⑥的过程
C.通过该实验分析可知,DNA是大多数生物主要的遗传物质
D.实验中若保温时间过长,则会导致上清液中①过多而影响实验结果
√
解析:T2噬菌体侵染细菌的过程为吸附→注入(注入T2噬菌体的DNA)→合成(合成子代噬菌体的DNA和蛋白质外壳)→组装→释放,据图可知,其所对应的时间顺序为④⑤②⑦⑥③①,A正确;搅拌的目的是使吸附在细菌上的T2噬菌体(外壳)与细菌分离,即题图中⑦到⑥的过程,B正确;通过T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验可知,DNA是T2噬菌体的遗传物质,C错误;T2噬菌体侵染细菌的实验中,若保温时间过长,则会导致①(子代噬菌体)释放,经离心后上清液中①过多,会影响实验结果,D正确。
2.(2025·株洲一模)HIV由核衣壳和包膜两部分组成,包膜的化学组成与细胞膜一致,核衣壳包括衣壳蛋白、两条单链RNA等,其具体结构和入侵宿主细胞及增殖过程如图所示。现参考噬菌体侵染实验的流程,以HIV和其宿主细胞为材料进行相关实验。下列叙述正确的是 (　　)
A.用32P标记的HIV侵染未标记的宿主细胞,搅拌离心后,能在宿主细胞的表面和细胞内检测到放射性
B.若用未标记的HIV侵染32P标记的宿主细胞,子代病毒中只有RNA能检测到放射性;若用未标记的HIV侵染35S标记的宿主细胞,子代病毒中只有蛋白质能检测到放射性
C.用35S标记的HIV侵染未标记的宿主细胞,搅拌离心后,上清液中含有较强的放射性、沉淀中几乎不含放射性
D.用32P标记的HIV侵染未标记的宿主细胞,搅拌离心后,若沉淀中放射性较强、上清液中几乎不含放射性,则说明HIV的遗传物质是RNA
√
解析:由题图可知,HIV通过包膜(含有磷脂)与宿主细胞的细胞膜相互融合的方式侵入宿主细胞,32P标记HIV的包膜和RNA,因此用32P标记的HIV侵染未标记的宿主细胞,搅拌离心后能在宿主细胞的表面和细胞内检测到放射性,即可以在沉淀中检测到放射性,但不能说明HIV的遗传物质是RNA,A正确,D错误。HIV由核衣壳和包膜两部分组成,且包膜来源于宿主细胞的细胞膜,其成分主要为磷脂和蛋白质,若用未标记的HIV侵染32P标记的宿主细胞,子代病毒中包膜和RNA都能检测到放射性;若用未标记的HIV侵染35S标记的宿主细胞,子代病毒中蛋白质和包
膜能检测到放射性,B错误。35S标记HIV蛋白质,HIV的蛋白质在包膜和核衣壳内都有分布,由题图可知,HIV在侵入宿主细胞时包膜与细胞膜相融合,核衣壳整个侵入到宿主细胞内,因此用35S标记的HIV侵染未标记的宿主细胞,搅拌离心后,上清液中几乎不含放射性,沉淀中含有较强的放射性,C错误。
[易错提醒]
噬菌体侵染细菌的实验中应注意的问题
①T2噬菌体只能侵染大肠杆菌,而不能侵染其他细菌。
②标记噬菌体时应先标记细菌,再用噬菌体侵染被标记的细菌。这样来标记噬菌体的原因是噬菌体是没有细胞结构的病毒,病毒营寄生生活,必须依赖活细胞生存。
③35S、32P应分开标记,而不能同时标记,因为放射性检测不能区分是何种元素产生的放射性。
题点(二)　RNA是遗传物质的实验分析
3.已知烟草花叶病毒(TMV)和车前草病毒(HRV)都能感染烟草叶片,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。据图分析,下列叙述错误的是(　　)
A.该实验的因变量是烟草叶片上出现的不同病斑
B.杂交病毒1和杂交病毒2产生的原理是基因重组
C.该实验只能说明TMV、HRV的遗传物质是RNA
D.若实验运用同位素标记技术,不能选择15N进行标记
√
解析:该实验的因变量是烟草叶片上出现的不同病斑,A正确;杂交病毒是由蛋白质外壳和核酸重组形成的,其原理不是基因重组,B错误;题述实验只能说明HRV和TMV的遗传物质是RNA,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,因此不能选择15N进行标记,D正确。
[易错提醒]　　有关生物遗传物质的三点提醒
①并不是所有的核酸都能作为遗传物质,如细胞生物中的RNA。
②DNA并不是所有生物的遗传物质,如烟草花叶病毒的遗传物质是RNA。
③一种生物的遗传物质是唯一的,对某种生物不能说“主要遗传物质”。
题点(三)　探究遗传物质的思路和方法
4.(2025·西安模拟)某科研机构发现了一种新型病毒,并对该病毒的遗传物质做了进一步研究。以下关于该研究的描述,不正确的是(　　)
A.分别用32P和35S标记该病毒,若能被32P标记,则该病毒的遗传物质是DNA
B.用化学分析的方法对该病毒的遗传物质的五碳糖进行分析,用以判断病毒的遗传物质是DNA还是RNA
C.将宿主细胞放在含有放射性标记的核苷酸培养基中培养,再用该病毒感染宿主细胞,一段时间后收集子代病毒并检测其放射性,可用以研究其遗传物质种类
D.提取该病毒的遗传物质,与HIV的遗传物质比较稳定性强弱,用以判断该病毒的遗传物质是不是双链核酸
√
解析:病毒的遗传物质是DNA或RNA,两种物质都含有P元素,故若能被32P标记,仍不能区分其遗传物质类型,A错误;两种核酸中,DNA特有的五碳糖是脱氧核糖,RNA则是核糖,因此可根据五碳糖的种类判断该病毒的遗传物质是DNA还是RNA,B正确;将宿主细胞放在含有放射性标记的核苷酸(如可标记尿嘧啶核糖核苷酸或标记胸腺嘧啶脱氧核苷酸)培养基中培养,再用该病毒感染宿主细胞,一段时间后收集子代病毒并检测其放射性,可用以研究其遗传物质种类,C正确;HIV的遗传物质是单链的RNA,稳定性弱,易发生变异,故与HIV的遗传物质比较稳定性强弱,可用以判断该病毒的遗传物质是不是双链核酸,D正确。
5.(2025·马鞍山模拟)现有新发现的一种病毒,科研人员设计了如表所示两种方法来探究该病毒的遗传物质。下列叙述错误的是 (　　)
Ⅰ 将该病毒核酸提取物分为两组,一组用适量DNA酶处理(a组),另一组用等量RNA酶处理(b组),然后分别注入宿主细胞 检测是否有子代病毒产生
Ⅱ 将被侵染的宿主细胞分别培养在含有放射性标记的尿嘧啶核苷酸(c组)和胸腺嘧啶核苷酸(d组)的培养基上,之后接种该病毒 检测子代病毒是否具有放射性
A.Ⅰ中采用的是“减法原理”
B.Ⅱ中不能都用3H标记尿嘧啶和胸腺嘧啶
C.a组可作出“该病毒的遗传物质是RNA”的假设
D.b组有病毒产生、d组病毒有放射性说明其遗传物质是DNA
解析:Ⅰ中采用的方法是酶解法,向a、b两组分别加入DNA酶和RNA酶应用了“减法原理”,A正确。尿嘧啶和胸腺嘧啶分别是RNA和DNA特有的碱基,且都含有H元素,因此可以用3H分别标记尿嘧啶和胸腺嘧啶并在不同培养基上培养宿主细胞,B错误。由于该病毒的遗传物质可能是DNA,
√
也可能是RNA,因此a组可作出“该病毒的遗传物质是RNA”的假设,再进一步通过实验来验证该假设的正确性,C正确。b组用RNA酶(RNA被分解)来处理,结果b组有病毒产生,酶具有专一性,说明该病毒的遗传物质是DNA;d组加有含放射性的胸腺嘧啶脱氧核苷酸(合成DNA的原料),结果子代病毒有放射性,说明该病毒可以利用胸腺嘧啶脱氧核苷酸,则该病毒的遗传物质是DNA,D正确。
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一、选择题
1.(2025·东北师大附中模拟)S型肺炎链球菌菌株是人类肺炎和小鼠败血症的病原体,而R型菌株却无毒性。下列有关叙述正确的是(　　)
A.R型细菌与加热致死的S型细菌混合使R型细菌转化成S型细菌属于基因突变
B.S型细菌与R型细菌在结构上最大的不同是S型细菌的菌体有多糖类的荚膜
C.肺炎链球菌利用人体细胞的核糖体合成蛋白质
D.高温处理过的S型细菌蛋白质因变性而不能与双缩脲试剂发生紫色反应
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解析:R型细菌与加热致死的S型细菌混合使R型细菌转化成S型细菌属于基因重组,A错误;S型细菌与R型细菌在结构上最大的不同是S型细菌的菌体有多糖类的荚膜,B正确;肺炎链球菌利用自身的核糖体合成蛋白质,C错误;高温处理过的S型细菌蛋白质变性时肽键不断裂,能与双缩脲试剂发生紫色反应,D错误。
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2.(2024·甘肃高考)科学家发现染色体主要是由蛋白质和DNA组成。关于证明蛋白质和核酸哪一种是遗传物质的系列实验,下列叙述正确的是 (　　)
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A.肺炎链球菌体内转化实验中,加热致死的S型菌株的DNA分子在小鼠体内可使R型活菌的相对性状从无致病性转化为有致病性
B.肺炎链球菌体外转化实验中,利用自变量控制的“加法原理”,将“S型细菌DNA+DNA酶”加入R型活菌的培养基中,结果证明DNA是转化因子
C.噬菌体侵染实验中,用放射性同位素分别标记了噬菌体的蛋白质外壳和DNA,发现其DNA进入宿主细胞后,利用自身原料和酶完成自我复制
D.烟草花叶病毒实验中,以病毒颗粒的RNA和蛋白质互为对照进行侵染,结果发现自变量RNA分子可使烟草出现花叶病斑性状
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解析:格里菲思的肺炎链球菌体内转化实验中,加热致死的S型细菌的DNA分子可使R型活菌转化为S型细菌,细菌的种类发生改变,而不是使R型菌从无致病性转化为有致病性,A错误;在肺炎链球菌的体外转化实验中,利用自变量控制中的“减法原理”设置实验,通过观察只有某种物质不存在时,R型细菌的转化情况,最终证明了转化因子可能是DNA,B错误;用T2噬菌体进行噬菌体侵染实验中,T2噬菌体为DNA病毒,其DNA进入宿主细胞后,利用宿主细胞的原料和酶完成自我复制,C错误;烟草花叶病毒的遗传物质是RNA,在烟草花叶病毒实验中,以病毒颗粒的RNA和蛋白质互为对照进行侵染,结果发现RNA分子可使烟草出现花叶病斑性状,而蛋白质不能使烟草出现花叶病斑性状,D正确。
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3.(2025·郴州模拟)某实验小组模拟“T2噬菌体侵染大肠杆菌实验”。如图所示,实验操作正确的情况下,下列有关叙述正确的是 (　　)
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A.上清液和沉淀物放射性都很高
B.子代T2噬菌体均会被35S标记
C.大部分子代T2噬菌体被32P标记
D.实验前需用含32P的培养液培养T2噬菌体
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解析:32P标记T2噬菌体的DNA,将含32P的DNA全部注入含35S的大肠杆菌中,而蛋白质外壳留在外面,大肠杆菌中的T2噬菌体由于利用大肠杆菌中的原料合成蛋白质和DNA,所以子代T2噬菌体的蛋白质外壳均含35S,少部分子代T2噬菌体的DNA中含32P,因此在离心时,含有32P和35S标记的T2噬菌体的大肠杆菌沉在底部,而蛋白质外壳留在上清液中,因此上清液放射性很低,沉淀物放射性很高,B正确,A、C错误;要想得到32P标记的T2噬菌体,需先用含32P的培养液培养大肠杆菌,再用32P标记的大肠杆菌培养T2噬菌体,D错误。
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4.(2024·北京东城二模)烟草花叶病毒(TMV)由蛋白质和RNA组成,用其RNA人工感染正常烟草叶,叶片中可检测到TMV。TMV感染会引发烟草细胞中基因N表达上调,介导烟草的抗病毒反应,在感染位点处形成坏死斑。以下说法错误的是 (　　)
A.TMV的遗传物质是RNA
B.可用烟草研磨液培养TMV
C.敲除基因N会降低烟草抗TMV能力
D.坏死斑能限制TMV的进一步扩散
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解析:烟草花叶病毒(TMV)由蛋白质和RNA组成,人工用其RNA感染正常烟草叶,叶片中可检测到TMV,因此TMV的遗传物质是RNA,A正确;TMV是病毒,必须要寄生在活细胞中才能生存,B错误;TMV感染会引发烟草细胞中基因N表达上调,介导烟草的抗病毒反应,在感染位点处形成坏死斑,坏死斑能限制TMV的进一步扩散,防止整株烟草被感染,因此敲除基因N会降低烟草抗TMV能力,C、D正确。
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5.(2024·辽阳二模)如图为“DNA是主要的遗传物质”论证模型。下列相关叙述错误的是 (　　)
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A.科学家曾认为蛋白质是遗传物质,可能是基于蛋白质的氨基酸排列顺序多样
B.格里菲思通过肺炎链球菌体内转化实验证明了加热并未破坏S型菌的DNA
C.艾弗里在肺炎链球菌体外转化实验中对自变量的控制采用了“减法原理”
D.证据2的实验中需用P、S的同位素分别标记噬菌体的DNA和蛋白质
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解析:氨基酸形成不同蛋白质时,多种多样的排列顺序可能蕴含着遗传信息,因此,当时大多数科学家认为,蛋白质是生物体的遗传物质,A正确;格里菲思的肺炎链球菌体内转化实验中让加热致死的S型细菌与R型细菌混合注射到小鼠体内,小鼠死亡,证明S型细菌中存在某种“转化因子”,但没有证明“转化因子”是DNA,B错误;在艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验中,每个实验组加入相应的酶特异性地去除了一种物质,从而鉴定出DNA是遗传物质,利用了“减法原理”,C正确;证据2的实验中以T2噬菌体为实验材料,利用放射性同位素标记技术完成了实验,根据噬菌体的蛋白质和DNA的组成元素的差异,该实验中选择32P、35S分别标记噬菌体的DNA和蛋白质,D正确。
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6.(2024·张家界二模)K1荚膜大肠杆菌可引发脑膜炎。某研究小组用荧光染料SYBR Gold标记的PNJ1809-36噬菌体(DNA病毒)分别对K1荚膜大肠杆菌、若干种非K1荚膜大肠杆菌、若干种非大肠杆菌细菌进行检测。结果如表所示:
9
时间 K1荚膜大肠杆菌 非K1荚膜 大肠杆菌 非大肠
杆菌细菌
5 min 细菌表面形成清晰的环状荧光 无荧光 无荧光
10 min 细菌表面环状荧光模糊, 但内部出现荧光 无荧光 无荧光
15 min 细菌表面的环状荧光不完整 无荧光 无荧光
1
5
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7
8
2
3
4
9
下列有关叙述错误的是 (　　)
A.荧光染料SYBR Gold标记的是PNJ1809-36噬菌体的DNA
B.子代PNJ1809-36噬菌体中均会出现荧光染料SYBR Gold
C.PNJ1809-36噬菌体能特异性识别K1荚膜大肠杆菌
D.用32P标记的PNJ1809-36噬菌体进行实验会出现相似现象
√
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解析:噬菌体侵染细菌时,蛋白质外壳不进入细菌细胞内。由细菌内部出现荧光可知,荧光染料SYBR Gold标记的是PNJ1809-36噬菌体的DNA,A正确;噬菌体在细菌内增殖多代,由于DNA进行半保留复制,荧光染料SYBR Gold标记的DNA只在部分子代PNJ1809-36噬菌体中出现,B错误;PNJ1809-36噬菌体不能侵染非K1荚膜大肠杆菌和非大肠杆菌细菌,这说明其可特异性识别K1荚膜大肠杆菌,C正确;噬菌体中P元素几乎都存在于DNA分子中,若用32P标记的PNJ1809-36噬菌体进行上述实验,也可出现相似的实验现象,D正确。
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7.(2025·吉林一模)铜绿假单胞菌是造成医院内感染的主要病原菌之一,噬菌体是侵染细菌的病毒。研究人员欲利用铜绿假单胞菌、噬菌体和宿主的相互作用,来达到杀灭铜绿假单胞菌的目的。噬菌体JG、噬菌体PaP1、重组噬菌体(噬菌体PaP1的DNA和噬菌体JG的蛋白质外壳)对不同类型的铜绿假单胞菌(PA1、PAO1)的吸附率如图所示。下列叙述错误的是 (　　)
9
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4
A.噬菌体JG和噬菌体PaP1主要侵染的铜绿假单胞菌类型不同
B.噬菌体对铜绿假单胞菌的吸附率与其遗传物质DNA直接相关
C.重组噬菌体增殖产生的子代噬菌体,主要侵染铜绿假单胞菌PA1
D.三种噬菌体都利用铜绿假单胞菌的核糖体合成自身蛋白质外壳
9
√
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解析:由柱状图可知:噬菌体JG对PAO1吸附率高(B组100%),噬菌体PaP1对PA1的吸附率高(C组100%),可推测两种噬菌体主要侵染的铜绿假单胞菌类型不同,A正确;重组噬菌体是由噬菌体PaP1的DNA和噬菌体JG的蛋白质外壳构成的,其吸附率与噬菌体JG的吸附率基本相同,可推测出吸附率与其蛋白质外壳直接相关,B错误;由题干信息可知,重组噬菌体是由噬菌体PaP1的DNA和噬菌体JG的蛋白质外壳构成,其子代应该为噬菌体PaP1,主要侵染铜绿假单胞菌的类型与C组相同,为PA1,C正确;噬菌体在自身遗传物质的作用下,利用宿主体内的结构来合成自身的组成成分,D正确。
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二、非选择题(除特别注明外,每空2分)
8.(13分)(2024·漯河模拟)如图为T2噬菌体侵染细菌实验的部分步骤和结果,请据图回答下列问题:
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4
(1)T2噬菌体的化学成分是＿＿＿＿＿＿＿(1分),用放射性32P标记的是T2噬菌体的＿＿＿ (1分)。
解析:T2噬菌体由蛋白质外壳和DNA组成,其中磷元素几乎都存在于DNA分子中。
9
蛋白质和DNA
DNA
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(2)要获得32P标记的T2噬菌体,必须用含32P的大肠杆菌培养,而不能用含32P的培养基直接培养,原因是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
(3)实验过程中搅拌的目的是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿,离心后放射性较高的是________ (填“上清液”或“沉淀物”,1分)。
解析: 实验过程中,通过搅拌可以使吸附在细菌上的噬菌体(外壳)与细菌分离。由于32P存在于噬菌体DNA中,噬菌体侵染细菌时DNA进入细菌体内,所以沉淀物中放射性较高。
9
T2噬菌体是病毒,不能独立生活,
必须寄生在活细胞中才能进行生命活动
使吸附在细菌上的噬菌体(外壳)与
细菌分离
沉淀物
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(4)接种噬菌体后培养时间过长,发现上清液中放射性增强,最可能的原因是_____________________________________________________。
(5)赫尔希和蔡斯还设计了一组实验,请简述对照实验设计:________
_______________________。
预期的实验结果是___________________________________。
解析:赫尔希和蔡斯还设计了用35S标记的T2噬菌体重复上述实验,由于35S标记的蛋白质没有进入细菌体内,所以上清液放射性很高,沉淀物放射性很低。
9
培养时间过长,增殖形成的子代噬菌体从细菌体内释放出来
用35S标记
的T2噬菌体重复上述实验
上清液放射性很高,沉淀物放射性很低
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9.(13分)(2025·武汉模拟)关于DNA是遗传物质的推测,科学家们找到了很多直接或者间接的证据,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得到的细菌为__________ (填“R型”“S型”或“R型和S型”,1分)。
9
R型和S型
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解析: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得到的细菌是S型细菌和R型细菌,上述过程中发生了基因重组。
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(2)艾弗里完成离体转化实验后,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的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假说:R型细菌+抗青霉素的S型细菌的DNA+青霉素,该实验的结果及结论为:_________________________
__________________________________。
出现抗青霉素的S型细菌;抗
青霉素的S型细菌的DNA具有遗传作用
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解析: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型细菌的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。
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(3)某种感染动物细胞的病毒M主要由核酸和蛋白质组成。为探究病毒M的遗传物质是DNA还是RNA,某研究小组展开了相关实验,如下所示。请回答下列问题:
材料用具:该病毒核酸提取物、DNA酶、RNA酶、小白鼠及生理盐水、注射器等。
1
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9
Ⅰ.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将配制溶液分别注射入小白鼠体内,请完善下表,将空缺内容填写至表格下方横线上(已知A/B为实验组,C/D为对照组且D组为空白对照组):
组别 A B C D
注射 溶液 适量的病毒核酸 提取物和RNA酶 　　 　　 　　 　　 　　
　　
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B.　_________________________________________________;
C.　_________________________________________________;
D.　_________________________________________________。
③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。
Ⅱ.结果预测及结论:
①_________________________________,说明DNA是该病毒的遗传物质。
②_________________________________,说明RNA是该病毒的遗传物质。
等量的病毒核酸提取物和DNA酶
等量的病毒核酸提取物(和生理盐水)
等量的生理盐水
A、C组发病,B、D组不发病
B、C组发病,A、D组不发病
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解析: Ⅰ.分析题意,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,自变量是注射溶液的种类,DNA酶能催化DNA水解,RNA酶能催化RNA水解,即通过“减法原理”判断起遗传作用的物质。步骤②中A组注射适量的病毒核酸提取物和RNA酶,则B组应注射等量的病毒核酸提取物和DNA酶,C/D为对照组且D组为空白对照组,故C应注射等量的病毒核酸提取物(和生理盐水),D组注射等量的生理盐水。
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Ⅱ.结果预测及结论:若病毒M的遗传物质为DNA,加入DNA酶的组别会失去遗传作用,即C组和加入RNA酶的A组发病,D组和加入DNA酶的B组不发病。若RNA是该病毒的遗传物质,则加入RNA酶的组别会失去遗传作用,即C组和加入DNA酶的B组发病,D组和加入RNA酶的A组不发病。课时跟踪检测(二十五)　DNA是主要的遗传物质
一、选择题
1.(2025·东北师大附中模拟)S型肺炎链球菌菌株是人类肺炎和小鼠败血症的病原体,而R型菌株却无毒性。下列有关叙述正确的是 (　　)
A.R型细菌与加热致死的S型细菌混合使R型细菌转化成S型细菌属于基因突变
B.S型细菌与R型细菌在结构上最大的不同是S型细菌的菌体有多糖类的荚膜
C.肺炎链球菌利用人体细胞的核糖体合成蛋白质
D.高温处理过的S型细菌蛋白质因变性而不能与双缩脲试剂发生紫色反应
2.(2024·甘肃高考)科学家发现染色体主要是由蛋白质和DNA组成。关于证明蛋白质和核酸哪一种是遗传物质的系列实验,下列叙述正确的是 (　　)
A.肺炎链球菌体内转化实验中,加热致死的S型菌株的DNA分子在小鼠体内可使R型活菌的相对性状从无致病性转化为有致病性
B.肺炎链球菌体外转化实验中,利用自变量控制的“加法原理”,将“S型细菌DNA+DNA酶”加入R型活菌的培养基中,结果证明DNA是转化因子
C.噬菌体侵染实验中,用放射性同位素分别标记了噬菌体的蛋白质外壳和DNA,发现其DNA进入宿主细胞后,利用自身原料和酶完成自我复制
D.烟草花叶病毒实验中,以病毒颗粒的RNA和蛋白质互为对照进行侵染,结果发现自变量RNA分子可使烟草出现花叶病斑性状
3.(2025·郴州模拟)某实验小组模拟“T2噬菌体侵染大肠杆菌实验”。如图所示,实验操作正确的情况下,下列有关叙述正确的是 (　　)
A.上清液和沉淀物放射性都很高
B.子代T2噬菌体均会被35S标记
C.大部分子代T2噬菌体被32P标记
D.实验前需用含32P的培养液培养T2噬菌体
4.(2024·北京东城二模)烟草花叶病毒(TMV)由蛋白质和RNA组成,用其RNA人工感染正常烟草叶,叶片中可检测到TMV。TMV感染会引发烟草细胞中基因N表达上调,介导烟草的抗病毒反应,在感染位点处形成坏死斑。以下说法错误的是 (　　)
A.TMV的遗传物质是RNA
B.可用烟草研磨液培养TMV
C.敲除基因N会降低烟草抗TMV能力
D.坏死斑能限制TMV的进一步扩散
5.(2024·辽阳二模)如图为“DNA是主要的遗传物质”论证模型。下列相关叙述错误的是 (　　)
A.科学家曾认为蛋白质是遗传物质,可能是基于蛋白质的氨基酸排列顺序多样
B.格里菲思通过肺炎链球菌体内转化实验证明了加热并未破坏S型菌的DNA
C.艾弗里在肺炎链球菌体外转化实验中对自变量的控制采用了“减法原理”
D.证据2的实验中需用P、S的同位素分别标记噬菌体的DNA和蛋白质
6.(2024·张家界二模)K1荚膜大肠杆菌可引发脑膜炎。某研究小组用荧光染料SYBR Gold标记的PNJ1809 36噬菌体(DNA病毒)分别对K1荚膜大肠杆菌、若干种非K1荚膜大肠杆菌、若干种非大肠杆菌细菌进行检测。结果如表所示:
时间 K1荚膜 大肠杆菌 非K1荚膜 大肠杆菌 非大肠 杆菌细菌
5 min 细菌表面形成 清晰的环状荧光 无荧光 无荧光
10 min 细菌表面环状 荧光模糊, 但内部出现荧光 无荧光 无荧光
15 min 细菌表面的环状 荧光不完整 无荧光 无荧光
下列有关叙述错误的是 (　　)
A.荧光染料SYBR Gold标记的是PNJ1809 36噬菌体的DNA
B.子代PNJ1809 36噬菌体中均会出现荧光染料SYBR Gold
C.PNJ1809 36噬菌体能特异性识别K1荚膜大肠杆菌
D.用32P标记的PNJ1809 36噬菌体进行实验会出现相似现象
7.(2025·吉林一模)铜绿假单胞菌是造成医院内感染的主要病原菌之一,噬菌体是侵染细菌的病毒。研究人员欲利用铜绿假单胞菌、噬菌体和宿主的相互作用,来达到杀灭铜绿假单胞菌的目的。噬菌体JG、噬菌体PaP1、重组噬菌体(噬菌体PaP1的DNA和噬菌体JG的蛋白质外壳)对不同类型的铜绿假单胞菌(PA1、PAO1)的吸附率如图所示。下列叙述错误的是 (　　)
A.噬菌体JG和噬菌体PaP1主要侵染的铜绿假单胞菌类型不同
B.噬菌体对铜绿假单胞菌的吸附率与其遗传物质DNA直接相关
C.重组噬菌体增殖产生的子代噬菌体,主要侵染铜绿假单胞菌PA1
D.三种噬菌体都利用铜绿假单胞菌的核糖体合成自身蛋白质外壳
二、非选择题(除特别注明外,每空2分)
8.(13分)(2025·漯河模拟)如图为T2噬菌体侵染细菌实验的部分步骤和结果,请据图回答下列问题:
(1)T2噬菌体的化学成分是　　　　　　　(1分),用放射性32P标记的是T2噬菌体的　　　(1分)。
(2)要获得32P标记的T2噬菌体,必须用含32P的大肠杆菌培养,而不能用含32P的培养基直接培养,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)实验过程中搅拌的目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　,离心后放射性较高的是　　　　　　(填“上清液”或“沉淀物”,1分)。
(4)接种噬菌体后培养时间过长,发现上清液中放射性增强,最可能的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(5)赫尔希和蔡斯还设计了一组实验,请简述对照实验设计:　　　　　　　　　　　　　　　　。
预期的实验结果是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
9.(13分)(2025·武汉模拟)关于DNA是遗传物质的推测,科学家们找到了很多直接或者间接的证据,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得到的细菌为　　　　　(填“R型”“S型”或“R型和S型”,1分)。
(2)艾弗里完成离体转化实验后,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的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假说:R型细菌+抗青霉素的S型细菌的DNA+青霉素,该实验的结果及结论为:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)某种感染动物细胞的病毒M主要由核酸和蛋白质组成。为探究病毒M的遗传物质是DNA还是RNA,某研究小组展开了相关实验,如下所示。请回答下列问题:
材料用具:该病毒核酸提取物、DNA酶、RNA酶、小白鼠及生理盐水、注射器等。
Ⅰ.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将配制溶液分别注射入小白鼠体内,请完善下表,将空缺内容填写至表格下方横线上(已知A/B为实验组,C/D为对照组且D组为空白对照组):
组别 A B C D
注射 溶液 适量的病毒核酸 提取物和RNA酶 　　 　　 　　 　　 　　 　　
B.　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　;
C.　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　;
D.　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
③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。
Ⅱ.结果预测及结论:
①　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　,说明DNA是该病毒的遗传物质。
②　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　,说明RNA是该病毒的遗传物质。
课时跟踪检测(二十五)
1．选B　R型细菌与加热致死的S型细菌混合使R型细菌转化成S型细菌属于基因重组，A错误；S型细菌与R型细菌在结构上最大的不同是S型细菌的菌体有多糖类的荚膜，B正确；肺炎链球菌利用自身的核糖体合成蛋白质，C错误；高温处理过的S型细菌蛋白质变性时肽键不断裂，能与双缩脲试剂发生紫色反应，D错误。
2．选D　格里菲思的肺炎链球菌体内转化实验中，加热致死的S型细菌的DNA分子可使R型活菌转化为S型细菌，细菌的种类发生改变，而不是使R型菌从无致病性转化为有致病性，A错误；在肺炎链球菌的体外转化实验中，利用自变量控制中的“减法原理”设置实验，通过观察只有某种物质不存在时，R型细菌的转化情况，最终证明了转化因子可能是DNA，B错误；用T2噬菌体进行噬菌体侵染实验中，T2噬菌体为DNA病毒，其DNA进入宿主细胞后，利用宿主细胞的原料和酶完成自我复制，C错误；烟草花叶病毒的遗传物质是RNA，在烟草花叶病毒实验中，以病毒颗粒的RNA和蛋白质互为对照进行侵染，结果发现RNA分子可使烟草出现花叶病斑性状，而蛋白质不能使烟草出现花叶病斑性状，D正确。
3．选B　32P标记T2噬菌体的DNA，将含32P的DNA全部注入含35S的大肠杆菌中，而蛋白质外壳留在外面，大肠杆菌中的T2噬菌体由于利用大肠杆菌中的原料合成蛋白质和DNA，所以子代T2噬菌体的蛋白质外壳均含35S，少部分子代T2噬菌体的DNA中含32P，因此在离心时，含有32P和35S标记的T2噬菌体的大肠杆菌沉在底部，而蛋白质外壳留在上清液中，因此上清液放射性很低，沉淀物放射性很高，B正确，A、C错误；要想得到32P标记的T2噬菌体，需先用含32P的培养液培养大肠杆菌，再用32P标记的大肠杆菌培养T2噬菌体，D错误。
4．选B　烟草花叶病毒(TMV)由蛋白质和RNA组成，人工用其RNA感染正常烟草叶，叶片中可检测到TMV，因此TMV的遗传物质是RNA，A正确；TMV是病毒，必须寄生在活细胞中才能生存，B错误；TMV感染会引发烟草细胞中基因N表达上调，介导烟草的抗病毒反应，在感染位点处形成坏死斑，坏死斑能限制TMV的进一步扩散，防止整株烟草被感染，因此敲除基因N会降低烟草抗TMV能力，C、D正确。
5．选B　氨基酸形成不同蛋白质时，多种多样的排列顺序可能蕴含着遗传信息，因此，当时大多数科学家认为，蛋白质是生物体的遗传物质，A正确；格里菲思的肺炎链球菌体内转化实验中让加热致死的S型细菌与R型细菌混合注射到小鼠体内，小鼠死亡，证明S型细菌中存在某种“转化因子”，但没有证明“转化因子”是DNA，B错误；在艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验中，每个实验组加入相应的酶特异性地去除了一种物质，从而鉴定出DNA是遗传物质，利用了“减法原理”，C正确；证据2的实验中以T2噬菌体为实验材料，利用放射性同位素标记技术完成了实验，根据噬菌体的蛋白质和DNA的组成元素的差异，该实验中选择32P、35S分别标记噬菌体的DNA和蛋白质，D正确。
6．选B　噬菌体侵染细菌时，蛋白质外壳不进入细菌细胞内。由细菌内部出现荧光可知，荧光染料SYBR Gold标记的是PNJ180936噬菌体的DNA，A正确；噬菌体在细菌内增殖多代，由于DNA进行半保留复制，荧光染料SYBR Gold标记的DNA只在部分子代PNJ180936噬菌体中出现，B错误；PNJ180936噬菌体不能侵染非K1荚膜大肠杆菌和非大肠杆菌细菌，这说明其可特异性识别K1荚膜大肠杆菌，C正确；噬菌体中P元素几乎都存在于DNA分子中，若用32P标记的PNJ180936噬菌体进行上述实验，也可出现相似的实验现象，D正确。
7．选B　由柱状图可知：噬菌体JG对PAO1吸附率高(B组100%)，噬菌体PaP1对PA1的吸附率高(C组100%)，可推测两种噬菌体主要侵染的铜绿假单胞菌类型不同，A正确；重组噬菌体是由噬菌体PaP1的DNA和噬菌体JG的蛋白质外壳构成的，其吸附率与噬菌体JG的吸附率基本相同，可推测出吸附率与其蛋白质外壳直接相关，B错误；由题干信息可知，重组噬菌体是由噬菌体PaP1的DNA和噬菌体JG的蛋白质外壳构成，其子代应该为噬菌体PaP1，主要侵染铜绿假单胞菌的类型与C组相同，为PA1，C正确；噬菌体在自身遗传物质的作用下，利用宿主体内的结构来合成自身的组成成分，D正确。
8．解析：(1)T2噬菌体由蛋白质外壳和DNA组成，其中磷元素几乎都存在于DNA分子中。
(3)实验过程中，通过搅拌可以使吸附在细菌上的噬菌体(外壳)与细菌分离。由于32P存在于噬菌体DNA中，噬菌体侵染细菌时DNA进入细菌体内，所以沉淀物中放射性较高。
(5)赫尔希和蔡斯还设计了用35S标记的T2噬菌体重复上述实验，由于35S标记的蛋白质没有进入细菌体内，所以上清液放射性很高，沉淀物放射性很低。
答案：(1)蛋白质和DNA　DNA　(2)T2噬菌体是病毒，不能独立生活，必须寄生在活细胞中才能进行生命活动　(3)使吸附在细菌上的噬菌体(外壳)与细菌分离　沉淀物　(4)培养时间过长，增殖形成的子代噬菌体从细菌体内释放出来　(5)用35S标记的T2噬菌体重复上述实验　上清液放射性很高，沉淀物放射性很低
9．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得到的细菌是S型细菌和R型细菌，上述过程中发生了基因重组。
(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型细菌的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。
(3)Ⅰ.分析题意，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，自变量是注射溶液的种类，DNA酶能催化DNA水解，RNA酶能催化RNA水解，即通过“减法原理”判断起遗传作用的物质。步骤②中A组注射适量的病毒核酸提取物和RNA酶，则B组应注射等量的病毒核酸提取物和DNA酶，C/D为对照组且D组为空白对照组，故C应注射等量的病毒核酸提取物(和生理盐水)，D组注射等量的生理盐水。
Ⅱ.结果预测及结论：若病毒M的遗传物质为DNA，加入DNA酶的组别会失去遗传作用，即C组和加入RNA酶的A组发病，D组和加入DNA酶的B组不发病。若RNA是该病毒的遗传物质，则加入RNA酶的组别会失去遗传作用，即C组和加入DNA酶的B组发病，D组和加入RNA酶的A组不发病。
答案：(1)R型和S型　(2)出现抗青霉素的S型细菌；抗青霉素的S型细菌的DNA具有遗传作用　(3)Ⅰ.②等量的病毒核酸提取物和DNA酶　等量的病毒核酸提取物(和生理盐水)　等量的生理盐水　Ⅱ.①A、C组发病，B、D组不发病　②B、C组发病，A、D组不发病

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