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第1节　DNA是主要的遗传物质
【学习目标】　1.掌握肺炎链球菌体内和体外转化实验的过程和结论；掌握噬菌体侵染细菌实验的方法、过程及结论，体验探究生物遗传物质的实验思路。
2．分析比较本节三大实验的实验方法和实验结论。
3．查阅相关资料，深入理解“烟草花叶病毒的感染实验”，理解DNA是主要遗传物质的结论。
4．感悟科学技术在生命科学探索过程中的作用。
夯基提能·分层突破
学习主题一　肺炎链球菌的转化实验
任务驱动
任务一　结合教材P43图3－2，分析格里菲思的体内转化实验，回答下列问题：
1．实验①②对比结果说明　　　　　　　　　　　　　　　　。实验②③对比结果说明　　　　　　　　　　　　　　　　。实验②③④对比结果说明　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
2．综合以上实验得出的结论是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
任务二　艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验
1．概述该实验的设计思路。
2．第一组将加热致死的S型细菌的细胞提取物与R型活细菌混合培养，实验结果是培养皿中长出了S型活细菌。这说明什么？
3．实验中加入的蛋白酶、RNA酶和酯酶的作用是什么？
4．第一至第四组的实验结果为什么既有R型细菌，又有S型细菌？
5．第五组用DNA酶处理S型细菌的细胞提取物之后再与R型活细菌混合培养，为什么培养皿中只有R型细菌？
6．据此分析艾弗里的体外转化实验的结论是什么？
任务三　研究表明，在肺炎链球菌转化实验中，小鼠体内的两种细菌含量变化如图所示：
1．S型活细菌是怎样产生的？
2.S型细菌是有毒性的，据此推测曲线BC段上升的原因是什么？
3．后期出现的大量S型细菌是怎样产生的？
师说解惑
1.DNA作为遗传物质需要具备的条件
①具有相对的稳定性；
②能够准确地自我复制，使亲子代之间保持遗传的连续性；
③能够指导蛋白质合成，从而控制生物的性状和新陈代谢；
④能够产生可遗传的变异。
2．辨别两种不同类型的肺炎链球菌的方法
　
(1)显微观察：制作装片，光学显微镜下观察是否有荚膜，有荚膜的为S型细菌；无荚膜的为R型细菌。
(2)宏观观察：经培养形成菌落，根据培养基中两种细菌不断增殖形成的菌落的形态进行区分，肉眼即可辨别，S型细菌形成的菌落表面光滑，R型细菌形成的菌落表面粗糙。
3．肺炎链球菌体内和体外转化实验的比较
4．肺炎链球菌转化实验中的注意事项
(1)在加热致死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降低又逐渐恢复活性。
(2)R型细菌转化成S型细菌的原因是S型细菌的DNA进入了R型细菌体内，与R型细菌的DNA发生了重组。
(3)肺炎链球菌的体内转化实验仅说明加热致死的S型细菌体内有转化因子，体外转化实验进一步证明了转化因子是DNA。
(4)在肺炎链球菌的转化实验中，当同时含有R型活细菌和S型细菌的DNA时，只有一部分R型细菌转化成S型细菌，因为转化率不能达到100%，所以会同时出现R型细菌和S型细菌。
5．对肺炎链球菌体内转化实验中细菌数量变化曲线的解读
在肺炎链球菌体内转化实验中，将加热致死的S型细菌与R型活细菌混合后注射到小鼠体内，小鼠体内S型活细菌、R型活细菌数量的变化情况如图所示：
(1)R型活细菌数量的变化
①ab段：小鼠体内还没有形成大量的抗R型活细菌的抗体，故该时间段内R型活细菌数量增多；
②bc段：小鼠体内形成大量的抗R型活细菌的抗体，致使R型活细菌数量减少；
③cd段：c点对应时间点之前，已有少量R型活细菌转化为S型活细菌，S型活细菌能降低小鼠的免疫力，使小鼠对R型活细菌的杀伤力减弱，导致R型活细菌大量繁殖，所以cd段R型活细菌数量增多。
(2)S型活细菌数量的变化
少量R型活细菌获得了S型细菌的DNA，并转化为S型活细菌，S型活细菌有多糖类荚膜的保护，能在小鼠体内增殖，且随着小鼠免疫力的降低，小鼠对S型活细菌的杀伤力减弱，S型活细菌增殖加快、数目增加。
过程评价单
1．肺炎链球菌转化实验的部分过程如图所示。下列叙述正确的是(　　)
A．S型细菌的菌落是粗糙的，R型细菌的菌落是光滑的
B．S型细菌的DNA经加热后失活，因而注射S型细菌后的小鼠仍存活
C．从病死小鼠中分离得到的肺炎链球菌只有S型细菌而无R型细菌
D．该实验未证明R型细菌转化为S型细菌是由S型细菌的DNA引起的
2．[2024·山东淄博高一期中]在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四组相同培养基上分别接种R型细菌、S型细菌、加热杀死的S型细菌、R型细菌和加热杀死的S型细菌。培养一段时间后，菌落的生长情况如图所示。下列有关叙述错误的是(　　)
A.Ⅰ中菌落表面粗糙，Ⅱ中菌落表面光滑
B．对第Ⅳ组实验的分析应是以Ⅰ～Ⅲ组的实验现象为参照
C．Ⅳ组结果说明了加热杀死的S型细菌的DNA会使R型细菌发生转化
D．若接种前在Ⅳ组培养基中加入DNA酶，则Ⅳ组中S型菌落的数量会降低
3．某科研小组利用小鼠、R型和S型肺炎链球菌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。下列说法不正确的是(　　)
A．该实验中细菌甲和乙分别对应R型细菌和S型细菌
B．经过步骤②后，鼠2血液中含有活菌甲和活菌乙
C．加热致死菌乙中的某种转化因子能使活菌甲转化成活菌乙
D．鼠5经过步骤⑤后死亡的原因是死菌甲中某种物质使活菌乙转化为活菌甲
学习主题二　噬菌体侵染细菌的实验
任务驱动
任务一　如图为T2噬菌体的结构示意图，请分析回答下列问题：
1．选取T2噬菌体作为实验材料，有何优点？
2．怎样才能让T2噬菌体的蛋白质和DNA被相应的同位素标记？
任务二　如图为赫尔希和蔡斯进行的T2噬菌体侵染大肠杆菌实验过程，请分析回答下列问题：
1．能否用32P和35S同时标记T2噬菌体？能否用14C替代32P和35S标记T2噬菌体？
2．实验中搅拌和离心的目的是什么？
3．用32P标记的噬菌体侵染细菌，上清液中有少量放射性的原因是什么？
4．用35S标记的噬菌体侵染细菌，沉淀物中有少量放射性的原因是什么？
师说解惑
1.标记T2噬菌体的三个“不能”
(1)不能用培养基直接培养来获得含放射性同位素标记的T2噬菌体，因为病毒只能在宿主活细胞中进行代谢、增殖，故应先通过培养获得含放射性同位素标记的大肠杆菌，再用这些大肠杆菌来培养T2噬菌体。
(2)不能用35S和32P标记同一T2噬菌体，因为放射性检测时只能检测到是否具有放射性，不能确定是何种元素的放射性。
2．噬菌体侵染细菌的过程
3．归纳概括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
4．大肠杆菌的三次应用
5．“二看法”判断子代噬菌体标记情况
过程评价单
1．噬菌体内的S用35S标记，P用32P标记，细菌内蛋白质含32S，DNA含31P，用该噬菌体去侵染细菌后，产生了许多子代噬菌体，那么在子代噬菌体中S和P的分布规律是(　　)
A．外壳中有35S和32S，DNA内只含有32P
B．外壳中只有32S，DNA内只含有32P
C．外壳中有35S和32S，DNA内含有32P和31P
D．外壳中只有32S，DNA内都含有31P
2．[2024·辽宁葫芦岛高一期末]如图表示以大肠杆菌和T2噬菌体为材料进行的实验研究。相关叙述错误的是(　　)
A．该过程获得的子代噬菌体中大多数具有放射性
B．步骤①的目的是获得含32P的大肠杆菌，32P主要分布在细菌拟核DNA中
C．步骤②的目的是获得32P标记的T2噬菌体，其中只有其DNA有标记
D．步骤③的目的是使噬菌体侵染大肠杆菌，搅拌程度不影响该实验结果
3．下列有关噬菌体侵染细菌实验的叙述，正确的是(　　)
A.将噬菌体接种在含有32P的培养基中可获得32P标记的噬菌体
B．与被标记的噬菌体混合的细菌也要用放射性同位素标记
C．实验一中，培养时间过短会影响上清液中放射性物质的含量
D．实验二中，培养时间过长会影响上清液中放射性物质的含量
学习主题三　DNA是主要的遗传物质
任务驱动
任务　烟草花叶病毒(TMV)和车前草病毒(HRV)都能感染烟叶，但二者引起的病斑不同，如图甲。将TMV的遗传物质和蛋白质分离，并分别单独感染健康烟叶，结果如图乙。科学家将不同病毒的遗传物质与蛋白质重新组合形成“杂种病毒”，然后感染健康烟叶，如图丙。回答相关问题：
1．图甲能否说明病毒的RNA能感染烟叶？为什么？
2．图乙实验结果说明了什么？
3．推测图丙实验结果是什么？从烟叶中分离出来的子代病毒是哪种类型？
师说解惑
1.生物的遗传物质总结
(1)生物的遗传物质是DNA或RNA。
(2)既含有DNA，又含有RNA的生物和只含有DNA的生物，其遗传物质都是DNA。
(3)只有在只含RNA的病毒中，RNA才作为遗传物质存在。
(4)由于绝大多数生物的遗传物质是DNA，所以说DNA是主要的遗传物质。
(5)染色体不是遗传物质，但却是遗传物质的主要载体。
2．探究遗传物质的三种方法
3．对“DNA是主要的遗传物质”的理解
“DNA是主要的遗传物质”是对整个生物界而言的。因为绝大多数生物的遗传物质是DNA，只有极少数病毒(RNA病毒)的遗传物质是RNA，所以说DNA是主要的遗传物质。对某一生物来说，其遗传物质只能是一种，即DNA或RNA。
4．误区警示
遇到判断生物的遗传物质的试题时，需要注意问题的角度：看清是问哪一种或哪一类生物的遗传物质还是问整个生物界生物的遗传物质。如果是某种生物，那么其遗传物质是DNA或RNA。有细胞结构的生物和DNA病毒的遗传物质都是DNA，只有RNA病毒的遗传物质才是RNA。而整个生物界生物的遗传物质则主要是DNA。
过程评价单
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．水和苯酚的作用是水解病毒的蛋白质和RNA
B．TMV的蛋白质不能进入烟草细胞中
C．接种RNA后，烟草感染的病毒与TMV相同
D．RNA是TMV的主要遗传物质
2．[2024·江西上饶高一期末]科学家通过实验分析，提出“DNA是主要的遗传物质”。对此认识正确的是(　　)
A．细胞核内的遗传物质是DNA，而细胞质中的遗传物质是RNA
B．只有极少数RNA病毒才以RNA为遗传物质
C．真核生物以DNA为遗传物质，原核生物以RNA为遗传物质
D．人类绝大多数情况下以DNA为遗传物质，极少数情况下以RNA为遗传物质
强化落实·学业达标
网络建构
主干落实
1.S型肺炎链球菌有荚膜，有毒；R型肺炎链球菌无荚膜，无毒。
2．在肺炎链球菌转化实验中，只有S型细菌的DNA才能使R型细菌转化为S型细菌，即转化因子是DNA。
3．T2噬菌体由蛋白质和DNA组成，仅蛋白质分子中含有硫，磷几乎都存在于DNA分子中。
4．肺炎链球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验都证明了DNA是遗传物质。
5．烟草花叶病毒的遗传物质是RNA。
6．由于绝大多数生物的遗传物质是DNA，因此说DNA是主要的遗传物质。
高效课堂·实践运用
1．[2024·河北沧州高一月考]微生物学家格里菲思和艾弗里研究的肺炎链球菌转化实验作为实验证据，向遗传物质是蛋白质的观点首次提出挑战。下列相关叙述正确的是(　　)
A．对比R型细菌，S型细菌的毒性可能与荚膜多糖有关
B．格里菲思通过分析四组实验得出将R型活细菌转化为S型活细菌的物质是DNA
C．将S型细菌的DNA经DNA酶处理后与R型活细菌混合培养，会出现R型、S型活细菌
D．艾弗里实验过程中利用了自变量控制中的“加法原理”
2．艾弗里和他的同事用R型和S型肺炎链球菌进行实验，结果如表，从表可知(　　)
实验组 接种菌型 加入S型细菌的物质 培养基长菌情况
① R型 蛋白质 R型
② R型 荚膜多糖 R型
③ R型 DNA R型、S型
④ R型 DNA(经DNA酶处理) R型
A.①不能证明S型细菌的蛋白质不是转化因子
B．②说明S型细菌的荚膜多糖有转化活性
C．①～④说明DNA是主要的遗传物质
D．③和④说明S型细菌的DNA是转化因子
3．(2024·山东济宁期中)为了探究烟草花叶病毒(TMV)的遗传物质，某实验小组进行了如图所示实验。下列叙述正确的是(　　)
A．实验1为空白对照组，以消除无关变量对实验结果的影响，增强实验的可信度
B．根据实验1、2、3的实验现象可得出结论：TMV的遗传物质是RNA
C.实验4是利用“加法原理”设计的一个补充实验组，可以进一步验证实验结论
D．该实验与格里菲思的实验都是设法将核酸和蛋白质分开后分别研究各自的效应
4．用32P标记的噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌，侵染一段时间后搅拌、离心得到上清液和沉淀物，检测上清液中放射性32P约占初始标记噬菌体放射性的30%。在实验时间内，被侵染细菌的存活率接近100%。下列相关叙述不正确的是(　　)
A．离心后大肠杆菌主要分布在沉淀物中
B．沉淀物的放射性主要来自噬菌体的DNA
C．上清液具有放射性的原因是保温时间过长
D．噬菌体遗传特性的传递过程中起作用的是DNA
5．[2024·四川德阳高一月考]下列有关遗传物质的叙述，正确的是(　　)
A．生物圈所有生物的遗传物质都是DNA
B．烟草花叶病毒等少部分病毒的遗传物质是RNA，其他生物的遗传物质是DNA
C．动物、植物、真菌的遗传物质是DNA，除此之外的其他生物的遗传物质是RNA
D．真核生物、原核生物的遗传物质是DNA，其他生物的遗传物质是RNA
6．[2024·江苏淮安高一期中]1952年“噬菌体小组”的赫尔希和蔡斯研究了T2噬菌体的蛋白质和DNA在侵染过程中的功能。用标记的T2噬菌体侵染未标记的大肠杆菌，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。请回答下列问题：
(1)要获得DNA被标记的T2噬菌体，其培养方法是先用含32P的________培养大肠杆菌，再用噬菌体侵染被32P标记的____________。
(2)实验中搅拌的目的是________________________________________________，搅拌时间应大于________ min，否则上清液中的放射性会比较________。
(3)上清液中32P的放射性仍达到30%，其原因可能是________________________________。图中被侵染细菌的存活率曲线的意义是作为对照，如果明显低于100%，则上清液放射性物质32P的含量会________，原因是___________________。
(4)上述实验中不用14C来标记T2噬菌体DNA或蛋白质，原因是________________________________________________________________________。
(5)T2噬菌体侵染细菌的实验，证明了__________。
疑难解答·全程培优
问题探讨
1．提示：遗传物质必须稳定，要能贮存大量的遗传信息，可以准确地复制，准确地传递给下一代等。
2．提示：答案并不唯一，只要提出正确的思路即可。
思考·讨论
1．提示：细菌和病毒作为实验材料具有的优点有(1)个体小，结构简单，容易看出因遗传物质改变而导致的生物的结构和功能的变化。细菌是单细胞生物，病毒无细胞结构。(2)繁殖快，细菌20～30 min就可繁殖一代，病毒短时间内可大量繁殖。
2．提示：从控制自变量的角度，艾弗里在每个实验组中特异性地去除了一种物质，然后观察在没有这种物质的情况下，实验结果会有什么变化。最大的困难是，如何彻底去除细胞中含有的某种物质(如糖类、脂质、蛋白质等)。
3．提示：艾弗里采用的主要技术手段有细菌的培养技术、物质的提纯和鉴定技术等。赫尔希采用的主要技术手段有噬菌体的培养技术、同位素标记技术等。科学成果的取得必须有技术手段作保证，技术的发展需要以科学原理为基础，因此，科学与技术是相互支持、相互促进的。
练习与应用
一、概念检测
1．D　提示：枯草杆菌的遗传物质是DNA，DNA是使枯草杆菌产生稳定遗传的物质，故只有将提取的枯草杆菌的DNA加入培养基中，才能获得活的能合成组氨酸的枯草杆菌。
2．A　提示：T2噬菌体由DNA和蛋白质组成。噬菌体侵染细菌时，只有DNA进入细菌的细胞中。赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌实验表明DNA是(T2噬菌体的)遗传物质。
二、拓展应用
1．提示：实验表明，T2噬菌体在侵染大肠杆菌时，进入大肠杆菌体内的是T2噬菌体的DNA，而T2噬菌体的蛋白质外壳却留在细胞外。因此，大肠杆菌裂解后，释放出的子代T2噬菌体是利用亲代T2噬菌体的遗传信息，以大肠杆菌的氨基酸为原料来合成蛋白质外壳的。
2．提示：肺炎链球菌转化实验和噬菌体侵染细菌的实验表明，作为遗传物质至少要具备以下几个条件，①具有相对的稳定性；②能够准确地自我复制，使亲子代之间保持遗传的连续性；③能够指导蛋白质合成，从而控制生物的性状和新陈代谢；④能够产生可遗传的变异。
第3章　基因的本质
第1节　DNA是主要的遗传物质
夯基提能·分层突破
学习主题一
【任务驱动】
任务一
1．R型细菌无毒，S型细菌有毒　加热致死的S型细菌无毒　加热致死的S型细菌能使部分R型细菌转化为S型细菌
2．加热致死的S型细菌中含有某种转化因子，能使R型细菌转化为S型细菌
任务二
1．提示：用酶解法分别去除细胞提取物中各种成分后，观察能否将R型细菌转化。
2．提示：说明S型细菌的细胞提取物中含有转化因子。
3．提示：分别除去S型细菌细胞提取物中的蛋白质、RNA和酯类物质，以明确这些物质是不是转化因子。
4．提示：S型细菌中的转化因子只能使部分R型细菌发生转化。
5．提示：DNA酶能水解DNA，从而破坏了DNA分子的结构稳定，使其丧失转化功能。
6．提示：DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。
任务三
1．提示：加热致死的S型细菌的DNA将R型活细菌转化为S型活细菌。
2．提示：有毒的S型细菌在小鼠体内增殖，导致小鼠的免疫力降低，R型细菌、S型细菌数量都增加。
3．提示：由R型细菌转化成的S型细菌繁殖而来的。
【过程评价单】
1．解析：S型细菌的菌落光滑，R型细菌的菌落粗糙，A错误；S型细菌经加热后会使蛋白质变性失活，DNA的结构也会被破坏，但DNA会随温度的降低而逐渐恢复活性(使小鼠死亡的是S型活细菌，不是S型细菌的DNA)，B错误；S型细菌中某种物质可促使部分R型细菌转化为S型细菌，因此可从死亡小鼠中分离得到S型细菌和R型细菌，C错误；该实验证明S型细菌中存在某种转化因子，但不能证明转化因子是S型细菌的DNA，D正确。
答案：D
2．解析：Ⅰ中是R型细菌，其菌落表面粗糙，Ⅱ中是S型细菌，其菌落表面光滑，A正确；Ⅰ、Ⅱ组的实验作为Ⅳ组的对照组，Ⅲ组培养基无菌落产生，但也需要设置作为对照，以排除加热杀死的S型细菌的作用，B正确；Ⅳ组的实验结果说明了加热杀死的S型细菌存在某种转化因子，不能说明该转化因子是S型细菌的DNA，C错误；由于转化因子是DNA，而DNA酶能将DNA水解，因此若接种前在Ⅳ组培养基中加入DNA酶，则Ⅳ组中S型菌落的数量会降低，D正确。
答案：C
3．解析：注射活菌甲的鼠1存活，说明细菌甲无致病性，对应R型细菌；注射活菌乙的鼠4死亡，说明细菌乙有致病性，对应S型细菌，A正确。步骤②是将活菌甲与加热致死的细菌乙混合后注射到小鼠体内，结果鼠2死亡，将从鼠2体内分离出的活菌乙注射到鼠4体内，导致鼠4死亡，说明有部分活菌甲转化为活菌乙，且转化的性状能够遗传，因此鼠2血液中含有的活菌类型有甲和乙，B正确。结合对B选项的分析可推知，死菌乙中某种转化因子能使活菌甲转化成活菌乙，C正确。鼠5经过步骤⑤后死亡的原因是活菌乙能使鼠致死，活菌甲不具有致死效应，D错误。
答案：D
学习主题二
【任务驱动】
任务一
1．提示：T2噬菌体只含有DNA和蛋白质，且DNA和蛋白质能自然完全分离，实验结果更可靠。
2．提示：先用含放射性同位素的培养基培养大肠杆菌，得到带有标记的大肠杆菌；再用带有标记的大肠杆菌培养T2噬菌体，分别使其蛋白质和DNA带上标记。
任务二
1．提示：不能，这样会导致无法区分蛋白质和DNA的作用。蛋白质和DNA中都含有C元素，用14C标记无法区分蛋白质和DNA。
2．提示：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质量较轻的T2噬菌体颗粒，离心管的沉淀物中留下被侵染的大肠杆菌。
3．提示：保温时间过短，部分T2噬菌体没有侵染到大肠杆菌体内，经离心后分布于上清液中，使上清液出现放射性；保温时间过长，部分T2噬菌体在大肠杆菌体内增殖后释放出子代，经离心后分布于上清液中。
4．提示：由于搅拌不充分，有少量含35S的T2噬菌体蛋白质外壳吸附在大肠杆菌表面，随大肠杆菌离心到沉淀物中。
【过程评价单】
1．解析：由于噬菌体侵染细菌过程中，蛋白质外壳不进入细菌，所以子代噬菌体内没有35S，只有32S；DNA进入细菌，利用31P标记的脱氧核苷酸合成子代DNA，新的DNA内有的既含有32P又含有31P，有的只含有31P，因此子代噬菌体都含有31P。
答案：D
2．解析：由于合成子代噬菌体的原料来自大肠杆菌，大肠杆菌提供的原料没有放射性，且DNA复制方式为半保留复制，因此子代噬菌体中少数具有放射性，A错误；步骤①是用含有放射性物质的培养基培养大肠杆菌，因此其目的是获得含32P的大肠杆菌，32P主要分布在细菌拟核中，B正确；步骤②的目的是获得32P标记的T2噬菌体，T2噬菌体只有DNA中含有P元素，因此只有DNA有标记，C正确；步骤③的目的是使噬菌体侵染大肠杆菌，搅拌程度通常会影响35S标记噬菌体进行侵染实验的结果，但不影响该实验结果，D正确。
答案：A
3．解析：噬菌体是病毒，没有细胞结构，不能在培养基上独立生存，因此将噬菌体接种在含有32P的培养基中不能获得32P标记的噬菌体，A错误；与被标记的噬菌体混合的细菌不能用放射性同位素标记，B错误；实验一中，35S标记的是噬菌体的蛋白质外壳，噬菌体侵染细菌时蛋白质外壳没有进入细菌，经过搅拌后与细菌分开，再经过离心后分布在上清液中，因此培养时间过短不会影响上清液中放射性物质的含量，C错误；实验二中，培养时间过长会导致子代噬菌体释放，会影响上清液中放射性物质的含量，D正确。
答案：D
学习主题三
【任务驱动】
任务
1．提示：不能。因为是用完整的病毒感染烟叶，蛋白质和RNA并没有分离。
2．提示：说明TMV的蛋白质外壳不能感染烟叶，而RNA能感染烟叶。
3．提示：结果是烟叶被感染，出现b病斑。杂种病毒中含有HRV的遗传物质，故其产生的子代为HRV。
【过程评价单】
1．解析：水和苯酚的作用是将TMV中的RNA与蛋白质分离开，A错误；该实验能证明RNA能进入烟草细胞，无法确定蛋白质能否进入烟草细胞中，B错误；TMV的遗传物质就是RNA，因此接种RNA后，烟草感染的病毒与TMV相同，C正确；本实验表明RNA是TMV的遗传物质，而不是表明RNA是TMV的主要遗传物质，D错误。
答案：C
2．解析：细胞核和细胞质遗传物质都是DNA，A错误；病毒只有一种核酸，其遗传物质是DNA或RNA，只有极少数RNA病毒才以RNA为遗传物质，B正确；真核生物和原核生物都以DNA为遗传物质，C错误；人类是以DNA为遗传物质的，D错误。
答案：B
高效课堂·实践运用
1．解析：S型细菌有荚膜，R型细菌无荚膜；S型肺炎链球菌使小鼠患败血病死亡，R型肺炎链球菌无毒性，与R型菌相比，S型菌的毒性可能与荚膜多糖有关，A正确。格里菲思通过实验提出被加热杀死的S型细菌中含有某种物质将R型活细菌转化为S型活细菌，把该物质命名为转化因子，但不能得出将R型活细菌转化为S型活细菌的物质是DNA，B错误。将S型细菌的DNA经DNA酶处理后DNA被分解，与R型活细菌混合培养无法完成转化，不会出现S型细菌，C错误。艾弗里实验利用相关的酶设法去除某种物质，利用了自变量控制中的“减法原理”，D错误。
答案：A
2．解析：在含有R型细菌的培养基中加入S型细菌的蛋白质，R型细菌没有转化成S型细菌，说明S型细菌的蛋白质不是转化因子，A错误；实验②的结果只有R型细菌，说明S型细菌的荚膜多糖不能使R型细菌发生转化，B错误；①～④说明DNA是遗传物质，但不能说明DNA是主要的遗传物质，C错误；③和④形成对照，说明S型细菌的DNA是转化因子，D正确。
答案：D
3．解析：由题图可知，实验2为空白对照组，用来消除无关变量对实验结果的影响，增强实验的可信度，A错误；实验1、2、3的实验现象显示TMV的RNA能引起烟草花叶病，蛋白质不能，因而能得出TMV的遗传物质是RNA这一结论，B正确；实验4中利用RNA酶处理TMV的RNA，是利用“减法原理”设计的一个补充实验组，可以进一步验证实验结论，C错误，该实验与艾弗里的实验都是设法将核酸和蛋白质分开后分别研究各自的效应，D错误。
答案：B
4．解析：由题干“在实验时间内，被侵染细菌的存活率接近100%”可知，被侵染的大肠杆菌还没有裂解，故离心后大肠杆菌主要分布在沉淀物中，A正确；32P标记的是噬菌体的DNA，故沉淀物的放射性主要来自噬菌体的DNA，B正确；该实验中上清液具有放射性的原因是保温时间过短，有部分标记的噬菌体还未来得及侵染大肠杆菌，C错误。
答案：C
5．解析：RNA病毒的遗传物质是RNA，A错误；烟草花叶病毒等少部分病毒的遗传物质是RNA，其他生物的遗传物质是DNA，B正确；动物、植物、真菌、DNA病毒的遗传物质是DNA，除此之外的其他生物的遗传物质是RNA，C错误；真核生物、原核生物和DNA病毒的遗传物质是DNA，D错误。
答案：B
6．解析：(1)T2噬菌体是病毒，病毒是非细胞结构生物，只能寄生在活细胞中才能繁殖，所以要获得DNA被标记的噬菌体，其培养方法是用含32P的培养基培养大肠杆菌，使大肠杆菌被32P标记，再用此细菌培养噬菌体。(2)用标记的噬菌体侵染未标记的大肠杆菌。一段时间后，用搅拌器搅拌，然后离心得到上清液和沉淀物。搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离，便于离心分层，所以搅拌时间应至少大于2 min，否则上清液中的放射性较低。(3)上清液中仍有少量32P的放射性，主要原因是部分噬菌体未侵染进入细菌。如果时间过长，被侵染的细菌破裂，会释放出子代噬菌体，导致“被侵染细菌”的存活率明显低于100%，则上清液放射性物质32P的含量会增高。(4)因为DNA和蛋白质中均含有C元素，故不用14C来标记T2噬菌体DNA或蛋白质。(5)T2噬菌体侵染细菌的实验，证明了DNA是T2噬菌体的遗传物质。
答案：(1)培养基　大肠杆菌　(2)使吸附在细菌表面的噬菌体和细菌分离　2　低　(3)部分噬菌体未侵染进入细菌　增高　大肠杆菌裂解，子代噬菌体释放到上清液中　(4)DNA和蛋白质中均含有C元素　(5)DNA是T2噬菌体的遗传物质
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DNA是主要的遗传物质
知识梳理·填准记牢
一、对遗传物质的早期推测
蛋白质
DNA
二、肺炎链球菌的转化实验
1．肺炎链球菌的类型
有无荚膜 菌落特征 有无毒性
S型细菌 ________ 表面________ ________
R型细菌 ________ 表面________ ________
有
光滑
有
无
粗糙
无
2.肺炎链球菌转化实验的两个阶段
(1)格里菲思的体内转化实验
不死亡
死亡，分离出S型活细菌
不死亡
死亡，分离出S型活细菌
转化因子
(2)艾弗里的体外转化实验
S型细菌
蛋白
R型
DNA
DNA
三、T2噬菌体侵染细菌的实验
1．T2噬菌体的结构与代谢
2．实验方法：
蛋白质
DNA
寄生
放射性同位素标记法
3.实验过程和现象
35S
32P
35S
32P
高
低
低
高
4．实验结果及结论
亲代噬菌体 宿主细胞内 子代噬菌体 实验结论
32P标记DNA ①____ ②____ ⑤____是遗传物质
35S标记蛋白质 ③____ ④____
有
有
无
无
DNA
四、DNA是主要的遗传物质
1．RNA是遗传物质的实验证据
(1)烟草花叶病毒的组成
RNA
蛋白质
(2)感染实验
(3)结论：烟草花叶病毒的遗传物质是________。
不感染病毒
感染病毒
RNA
2．DNA是主要的遗传物质
因为绝大多数生物的遗传物质是DNA，因此DNA是____的遗传物质。
主要
知识应用·强化落实
1.连线
2．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
A．肺炎链球菌的转化实验
(1)R型细菌的菌体无荚膜，在培养基上形成的菌落表面光滑。(　　)
(2)将加热致死的S型细菌和R型活细菌混合注射到小鼠体内，从小鼠尸体中提取到的肺炎链球菌全部是S型活细菌。(　　)
×
解析：R型细菌的菌体没有多糖类的荚膜，在培养基上形成的菌落表面粗糙，无致病性。
×
解析：此实验中，从小鼠尸体中提取到的肺炎链球菌包括R型活细菌和S型活细菌。
(3)格里菲思和艾弗里分别用不同的方法证明DNA是遗传物质。(　　)
(4)艾弗里实验中制成的细胞提取物直接加入R型细菌的培养基上，最后生存的细菌绝大多数是S型细菌。(　　)
×
解析：格里菲思没有证明DNA是遗传物质，只证明了加热致死的S型细菌中含有某种转化因子。
×
解析：艾弗里实验中制成的细胞提取物直接加入R型细菌的培养基上，最后生存的细菌中含S型细菌，但大多数仍为R型细菌。
(5)艾弗里实验中自变量的控制采取了减法原理。(　　)
(6)艾弗里的实验证明S型肺炎链球菌的DNA可以使小鼠死亡。(　　)
√
×
解析：艾弗里的实验证明S型肺炎链球菌的DNA可以使R型细菌转化为S型细菌。
B.噬菌体侵染细菌的实验
(1)T2噬菌体可感染肺炎链球菌导致其裂解。(　　)
(2)为获得放射性标记的T2噬菌体，可分别用含35S和32P的人工培养基培养噬菌体。(　　)
×
解析：T2噬菌体专门寄生在大肠杆菌体内。
×
解析：病毒没有细胞结构，不能独立代谢，必须用活细胞培养，不能用人工培养基直接培养噬菌体。
(3)T2噬菌体由蛋白质和DNA组成，P存在于DNA中，S几乎全部存在于蛋白质中。(　　)
(4)用含35S的噬菌体侵染细菌，经离心后，可在沉淀物中发现大量的放射性物质。(　　)
√
×
解析：用35S标记的噬菌体侵染未被标记的细菌，放射性物质主要集中在上清液中。
C．DNA是主要的遗传物质
(1)真核生物细胞内含有的核酸有DNA和RNA，它们都是遗传物质。(　　)
(2)烟草花叶病毒感染烟草实验说明所有病毒的遗传物质都是RNA。(　　)
×
解析：真核生物细胞内的DNA为遗传物质，RNA不是遗传物质。
×
解析：烟草花叶病毒感染烟草实验只能说明烟草花叶病毒的遗传物质是RNA，而不能说明所有病毒的遗传物质都是RNA，有些病毒的遗传物质是DNA。
(3)病毒的遗传物质是DNA或RNA。(　　)
(4)细胞核内的遗传物质是DNA，细胞质内的遗传物质是RNA。(　　)
(5)DNA是酵母菌的主要遗传物质。(　　)
√
×
解析：细胞核内和细胞质中的遗传物质都是DNA。
×
解析：DNA是酵母菌的遗传物质。
学习主题一　肺炎链球菌的转化实验
任务驱动
任务一　结合教材P43图3－2，分析格里菲思的体内转化实验，回答下列问题：
1．实验①②对比结果说明　　　　　　　　　　　　　　　　。实验②③对比结果说明　　　　　　　　　　　　　　　　。实验②③④对比结果说明　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
2．综合以上实验得出的结论是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
R型细菌无毒，S型细菌有毒
加热致死的S型细菌无毒
加热致死的S型细菌能使部分R型细菌转化为S型细菌
加热致死的S型细菌中含有某种转化因子，能使R型细菌转化为S型细菌
任务二　艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验
1．概述该实验的设计思路。
2．第一组将加热致死的S型细菌的细胞提取物与R型活细菌混合培养，实验结果是培养皿中长出了S型活细菌。这说明什么？
提示：用酶解法分别去除细胞提取物中各种成分后，观察能否将R型细菌转化。
提示：说明S型细菌的细胞提取物中含有转化因子。
3．实验中加入的蛋白酶、RNA酶和酯酶的作用是什么？
4．第一至第四组的实验结果为什么既有R型细菌，又有S型细菌？
提示：分别除去S型细菌细胞提取物中的蛋白质、RNA和酯类物质，以明确这些物质是不是转化因子。
提示：S型细菌中的转化因子只能使部分R型细菌发生转化。
5．第五组用DNA酶处理S型细菌的细胞提取物之后再与R型活细菌混合培养，为什么培养皿中只有R型细菌？
6．据此分析艾弗里的体外转化实验的结论是什么？
提示：DNA酶能水解DNA，从而破坏了DNA分子的结构稳定，使其丧失转化功能。
提示：DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。
任务三　研究表明，在肺炎链球菌转化实验中，小鼠体内的两种细菌含量变化如图所示：
1．S型活细菌是怎样产生的？
2.S型细菌是有毒性的，据此推测曲线BC段上升的原因是什么？
提示：加热致死的S型细菌的DNA将R型活细菌转化为S型活细菌。
提示：有毒的S型细菌在小鼠体内增殖，导致小鼠的免疫力降低，R型细菌、S型细菌数量都增加。
3．后期出现的大量S型细菌是怎样产生的？
提示：由R型细菌转化成的S型细菌繁殖而来的。
师说解惑
1.DNA作为遗传物质需要具备的条件
①具有相对的稳定性；
②能够准确地自我复制，使亲子代之间保持遗传的连续性；
③能够指导蛋白质合成，从而控制生物的性状和新陈代谢；
④能够产生可遗传的变异。
2．辨别两种不同类型的肺炎链球菌的方法
　
(1)显微观察：制作装片，光学显微镜下观察是否有荚膜，有荚膜的为S型细菌；无荚膜的为R型细菌。
(2)宏观观察：经培养形成菌落，根据培养基中两种细菌不断增殖形成的菌落的形态进行区分，肉眼即可辨别，S型细菌形成的菌落表面光滑，R型细菌形成的菌落表面粗糙。
3．肺炎链球菌体内和体外转化实验的比较
4．肺炎链球菌转化实验中的注意事项
(1)在加热致死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降低又逐渐恢复活性。
(2)R型细菌转化成S型细菌的原因是S型细菌的DNA进入了R型细菌体内，与R型细菌的DNA发生了重组。
(3)肺炎链球菌的体内转化实验仅说明加热致死的S型细菌体内有转化因子，体外转化实验进一步证明了转化因子是DNA。
(4)在肺炎链球菌的转化实验中，当同时含有R型活细菌和S型细菌的DNA时，只有一部分R型细菌转化成S型细菌，因为转化率不能达到100%，所以会同时出现R型细菌和S型细菌。
5．对肺炎链球菌体内转化实验中细菌数量变化曲线的解读
在肺炎链球菌体内转化实验中，将加热致死的S型细菌与R型活细菌混合后注射到小鼠体内，小鼠体内S型活细菌、R型活细菌数量的变化情况如图所示：
(1)R型活细菌数量的变化
①ab段：小鼠体内还没有形成大量的抗R型活细菌的抗体，故该时间段内R型活细菌数量增多；
②bc段：小鼠体内形成大量的抗R型活细菌的抗体，致使R型活细菌数量减少；
③cd段：c点对应时间点之前，已有少量R型活细菌转化为S型活细菌，S型活细菌能降低小鼠的免疫力，使小鼠对R型活细菌的杀伤力减弱，导致R型活细菌大量繁殖，所以cd段R型活细菌数量增多。
(2)S型活细菌数量的变化
少量R型活细菌获得了S型细菌的DNA，并转化为S型活细菌，S型活细菌有多糖类荚膜的保护，能在小鼠体内增殖，且随着小鼠免疫力的降低，小鼠对S型活细菌的杀伤力减弱，S型活细菌增殖加快、数目增加。
过程评价单
1．肺炎链球菌转化实验的部分过程如图所示。下列叙述正确的是(　　)
A．S型细菌的菌落是粗糙的，R型细菌的菌落是光滑的
B．S型细菌的DNA经加热后失活，因而注射S型细菌后的小鼠仍存活
C．从病死小鼠中分离得到的肺炎链球菌只有S型细菌而无R型细菌
D．该实验未证明R型细菌转化为S型细菌是由S型细菌的DNA引起的
答案：D
解析：S型细菌的菌落光滑，R型细菌的菌落粗糙，A错误；S型细菌经加热后会使蛋白质变性失活，DNA的结构也会被破坏，但DNA会随温度的降低而逐渐恢复活性(使小鼠死亡的是S型活细菌，不是S型细菌的DNA)，B错误；S型细菌中某种物质可促使部分R型细菌转化为S型细菌，因此可从死亡小鼠中分离得到S型细菌和R型细菌，C错误；该实验证明S型细菌中存在某种转化因子，但不能证明转化因子是S型细菌的DNA，D正确。
2．[2024·山东淄博高一期中]在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四组相同培养基上分别接种R型细菌、S型细菌、加热杀死的S型细菌、R型细菌和加热杀死的S型细菌。培养一段时间后，菌落的生长情况如图所示。
下列有关叙述错误的是(　　)
A.Ⅰ中菌落表面粗糙，Ⅱ中菌落表面光滑
B．对第Ⅳ组实验的分析应是以Ⅰ～Ⅲ组的实验现象为参照
C．Ⅳ组结果说明了加热杀死的S型细菌的DNA会使R型细菌发生转化
D．若接种前在Ⅳ组培养基中加入DNA酶，则Ⅳ组中S型菌落的数量会降低
答案：C
解析：Ⅰ中是R型细菌，其菌落表面粗糙，Ⅱ中是S型细菌，其菌落表面光滑，A正确；Ⅰ、Ⅱ组的实验作为Ⅳ组的对照组，Ⅲ组培养基无菌落产生，但也需要设置作为对照，以排除加热杀死的S型细菌的作用，B正确；Ⅳ组的实验结果说明了加热杀死的S型细菌存在某种转化因子，不能说明该转化因子是S型细菌的DNA，C错误；由于转化因子是DNA，而DNA酶能将DNA水解，因此若接种前在Ⅳ组培养基中加入DNA酶，则Ⅳ组中S型菌落的数量会降低，D正确。
3．某科研小组利用小鼠、R型和S型肺炎链球菌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。
下列说法不正确的是(　　)
A．该实验中细菌甲和乙分别对应R型细菌和S型细菌
B．经过步骤②后，鼠2血液中含有活菌甲和活菌乙
C．加热致死菌乙中的某种转化因子能使活菌甲转化成活菌乙
D．鼠5经过步骤⑤后死亡的原因是死菌甲中某种物质使活菌乙转化为活菌甲
答案：D
解析：注射活菌甲的鼠1存活，说明细菌甲无致病性，对应R型细菌；注射活菌乙的鼠4死亡，说明细菌乙有致病性，对应S型细菌，A正确。步骤②是将活菌甲与加热致死的细菌乙混合后注射到小鼠体内，结果鼠2死亡，将从鼠2体内分离出的活菌乙注射到鼠4体内，导致鼠4死亡，说明有部分活菌甲转化为活菌乙，且转化的性状能够遗传，因此鼠2血液中含有的活菌类型有甲和乙，B正确。结合对B选项的分析可推知，死菌乙中某种转化因子能使活菌甲转化成活菌乙，C正确。鼠5经过步骤⑤后死亡的原因是活菌乙能使鼠致死，活菌甲不具有致死效应，D错误。
学习主题二　噬菌体侵染细菌的实验
任务驱动
任务一　如图为T2噬菌体的结构示意图，请分析回答下列问题：
1．选取T2噬菌体作为实验材料，有何优点？
2．怎样才能让T2噬菌体的蛋白质和DNA被相应的同位素标记？
提示：T2噬菌体只含有DNA和蛋白质，且DNA和蛋白质能自然完全分离，实验结果更可靠。
提示：先用含放射性同位素的培养基培养大肠杆菌，得到带有标记的大肠杆菌；再用带有标记的大肠杆菌培养T2噬菌体，分别使其蛋白质和DNA带上标记。
任务二　如图为赫尔希和蔡斯进行的T2噬菌体侵染大肠杆菌实验过程，请分析回答下列问题：
1．能否用32P和35S同时标记T2噬菌体？能否用14C替代32P和35S标记T2噬菌体？
2．实验中搅拌和离心的目的是什么？
提示：不能，这样会导致无法区分蛋白质和DNA的作用。蛋白质和DNA中都含有C元素，用14C标记无法区分蛋白质和DNA。
提示：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质量较轻的T2噬菌体颗粒，离心管的沉淀物中留下被侵染的大肠杆菌。
3．用32P标记的噬菌体侵染细菌，上清液中有少量放射性的原因是什么？
4．用35S标记的噬菌体侵染细菌，沉淀物中有少量放射性的原因是什么？
提示：保温时间过短，部分T2噬菌体没有侵染到大肠杆菌体内，经离心后分布于上清液中，使上清液出现放射性；保温时间过长，部分T2噬菌体在大肠杆菌体内增殖后释放出子代，经离心后分布于上清液中。
提示：由于搅拌不充分，有少量含35S的T2噬菌体蛋白质外壳吸附在大肠杆菌表面，随大肠杆菌离心到沉淀物中。
师说解惑
1.标记T2噬菌体的三个“不能”
(1)不能用培养基直接培养来获得含放射性同位素标记的T2噬菌体，因为病毒只能在宿主活细胞中进行代谢、增殖，故应先通过培养获得含放射性同位素标记的大肠杆菌，再用这些大肠杆菌来培养T2噬菌体。
(2)不能用35S和32P标记同一T2噬菌体，因为放射性检测时只能检测到是否具有放射性，不能确定是何种元素的放射性。
2．噬菌体侵染细菌的过程
3．归纳概括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
4．大肠杆菌的三次应用
5．“二看法”判断子代噬菌体标记情况
1．噬菌体内的S用35S标记，P用32P标记，细菌内蛋白质含32S，DNA含31P，用该噬菌体去侵染细菌后，产生了许多子代噬菌体，那么在子代噬菌体中S和P的分布规律是(　　)
A．外壳中有35S和32S，DNA内只含有32P
B．外壳中只有32S，DNA内只含有32P
C．外壳中有35S和32S，DNA内含有32P和31P
D．外壳中只有32S，DNA内都含有31P
答案：D
解析：由于噬菌体侵染细菌过程中，蛋白质外壳不进入细菌，所以子代噬菌体内没有35S，只有32S；DNA进入细菌，利用31P标记的脱氧核苷酸合成子代DNA，新的DNA内有的既含有32P又含有31P，有的只含有31P，因此子代噬菌体都含有31P。
2．[2024·辽宁葫芦岛高一期末]如图表示以大肠杆菌和T2噬菌体为材料进行的实验研究。
相关叙述错误的是(　　)
A．该过程获得的子代噬菌体中大多数具有放射性
B．步骤①的目的是获得含32P的大肠杆菌，32P主要分布在细菌拟核DNA中
C．步骤②的目的是获得32P标记的T2噬菌体，其中只有其DNA有标记
D．步骤③的目的是使噬菌体侵染大肠杆菌，搅拌程度不影响该实验结果
答案：A
解析：由于合成子代噬菌体的原料来自大肠杆菌，大肠杆菌提供的原料没有放射性，且DNA复制方式为半保留复制，因此子代噬菌体中少数具有放射性，A错误；步骤①是用含有放射性物质的培养基培养大肠杆菌，因此其目的是获得含32P的大肠杆菌，32P主要分布在细菌拟核中，B正确；步骤②的目的是获得32P标记的T2噬菌体，T2噬菌体只有DNA中含有P元素，因此只有DNA有标记，C正确；步骤③的目的是使噬菌体侵染大肠杆菌，搅拌程度通常会影响35S标记噬菌体进行侵染实验的结果，但不影响该实验结果，D正确。
3．下列有关噬菌体侵染细菌实验的叙述，正确的是(　　)
A.将噬菌体接种在含有32P的培养基中可获得32P标记的噬菌体
B．与被标记的噬菌体混合的细菌也要用放射性同位素标记
C．实验一中，培养时间过短会影响上清液中放射性物质的含量
D．实验二中，培养时间过长会影响上清液中放射性物质的含量
答案：D
解析：噬菌体是病毒，没有细胞结构，不能在培养基上独立生存，因此将噬菌体接种在含有32P的培养基中不能获得32P标记的噬菌体，A错误；与被标记的噬菌体混合的细菌不能用放射性同位素标记，B错误；实验一中，35S标记的是噬菌体的蛋白质外壳，噬菌体侵染细菌时蛋白质外壳没有进入细菌，经过搅拌后与细菌分开，再经过离心后分布在上清液中，因此培养时间过短不会影响上清液中放射性物质的含量，C错误；实验二中，培养时间过长会导致子代噬菌体释放，会影响上清液中放射性物质的含量，D正确。
学习主题三　DNA是主要的遗传物质
任务驱动
任务　烟草花叶病毒(TMV)和车前草病毒(HRV)都能感染烟叶，但二者引起的病斑不同，如图甲。将TMV的遗传物质和蛋白质分离，并分别单独感染健康烟叶，结果如图乙。科学家将不同病毒的遗传物质与蛋白质重新组合形成“杂种病毒”，然后感染健康烟叶，如图丙。回答相关问题：
1．图甲能否说明病毒的RNA能感染烟叶？为什么？
2．图乙实验结果说明了什么？
提示：不能。因为是用完整的病毒感染烟叶，蛋白质和RNA并没有分离。
提示：说明TMV的蛋白质外壳不能感染烟叶，而RNA能感染烟叶。
3．推测图丙实验结果是什么？从烟叶中分离出来的子代病毒是哪种类型？
提示：结果是烟叶被感染，出现b病斑。杂种病毒中含有HRV的遗传物质，故其产生的子代为HRV。
师说解惑
1.生物的遗传物质总结
(1)生物的遗传物质是DNA或RNA。
(2)既含有DNA，又含有RNA的生物和只含有DNA的生物，其遗传物质都是DNA。
(3)只有在只含RNA的病毒中，RNA才作为遗传物质存在。
(4)由于绝大多数生物的遗传物质是DNA，所以说DNA是主要的遗传物质。
(5)染色体不是遗传物质，但却是遗传物质的主要载体。
2．探究遗传物质的三种方法
3．对“DNA是主要的遗传物质”的理解
“DNA是主要的遗传物质”是对整个生物界而言的。因为绝大多数生物的遗传物质是DNA，只有极少数病毒(RNA病毒)的遗传物质是RNA，所以说DNA是主要的遗传物质。对某一生物来说，其遗传物质只能是一种，即DNA或RNA。
4．误区警示
遇到判断生物的遗传物质的试题时，需要注意问题的角度：看清是问哪一种或哪一类生物的遗传物质还是问整个生物界生物的遗传物质。如果是某种生物，那么其遗传物质是DNA或RNA。有细胞结构的生物和DNA病毒的遗传物质都是DNA，只有RNA病毒的遗传物质才是RNA。而整个生物界生物的遗传物质则主要是DNA。
过程评价单
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．水和苯酚的作用是水解病毒的蛋白质和RNA
B．TMV的蛋白质不能进入烟草细胞中
C．接种RNA后，烟草感染的病毒与TMV相同
D．RNA是TMV的主要遗传物质
答案：C
解析：水和苯酚的作用是将TMV中的RNA与蛋白质分离开，A错误；该实验能证明RNA能进入烟草细胞，无法确定蛋白质能否进入烟草细胞中，B错误；TMV的遗传物质就是RNA，因此接种RNA后，烟草感染的病毒与TMV相同，C正确；本实验表明RNA是TMV的遗传物质，而不是表明RNA是TMV的主要遗传物质，D错误。
2．[2024·江西上饶高一期末]科学家通过实验分析，提出“DNA是主要的遗传物质”。对此认识正确的是(　　)
A．细胞核内的遗传物质是DNA，而细胞质中的遗传物质是RNA
B．只有极少数RNA病毒才以RNA为遗传物质
C．真核生物以DNA为遗传物质，原核生物以RNA为遗传物质
D．人类绝大多数情况下以DNA为遗传物质，极少数情况下以RNA为遗传物质
答案：B
解析：细胞核和细胞质遗传物质都是DNA，A错误；病毒只有一种核酸，其遗传物质是DNA或RNA，只有极少数RNA病毒才以RNA为遗传物质，B正确；真核生物和原核生物都以DNA为遗传物质，C错误；人类是以DNA为遗传物质的，D错误。
网络建构
主干落实
1.S型肺炎链球菌有荚膜，有毒；R型肺炎链球菌无荚膜，无毒。
2．在肺炎链球菌转化实验中，只有S型细菌的DNA才能使R型细菌转化为S型细菌，即转化因子是DNA。
3．T2噬菌体由蛋白质和DNA组成，仅蛋白质分子中含有硫，磷几乎都存在于DNA分子中。
4．肺炎链球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验都证明了DNA是遗传物质。
5．烟草花叶病毒的遗传物质是RNA。
6．由于绝大多数生物的遗传物质是DNA，因此说DNA是主要的遗传物质。
1．[2024·河北沧州高一月考]微生物学家格里菲思和艾弗里研究的肺炎链球菌转化实验作为实验证据，向遗传物质是蛋白质的观点首次提出挑战。下列相关叙述正确的是(　　)
A．对比R型细菌，S型细菌的毒性可能与荚膜多糖有关
B．格里菲思通过分析四组实验得出将R型活细菌转化为S型活细菌的物质是DNA
C．将S型细菌的DNA经DNA酶处理后与R型活细菌混合培养，会出现R型、S型活细菌
D．艾弗里实验过程中利用了自变量控制中的“加法原理”
答案：A
解析：S型细菌有荚膜，R型细菌无荚膜；S型肺炎链球菌使小鼠患败血病死亡，R型肺炎链球菌无毒性，与R型菌相比，S型菌的毒性可能与荚膜多糖有关，A正确。格里菲思通过实验提出被加热杀死的S型细菌中含有某种物质将R型活细菌转化为S型活细菌，把该物质命名为转化因子，但不能得出将R型活细菌转化为S型活细菌的物质是DNA，B错误。将S型细菌的DNA经DNA酶处理后DNA被分解，与R型活细菌混合培养无法完成转化，不会出现S型细菌，C错误。艾弗里实验利用相关的酶设法去除某种物质，利用了自变量控制中的“减法原理”，D错误。
2．艾弗里和他的同事用R型和S型肺炎链球菌进行实验，结果如表，从表可知(　　)
A.①不能证明S型细菌的蛋白质不是转化因子
B．②说明S型细菌的荚膜多糖有转化活性
C．①～④说明DNA是主要的遗传物质
D．③和④说明S型细菌的DNA是转化因子
实验组 接种菌型 加入S型细菌的物质 培养基长菌情况
① R型 蛋白质 R型
② R型 荚膜多糖 R型
③ R型 DNA R型、S型
④ R型 DNA(经DNA酶处理) R型
答案：D
解析：在含有R型细菌的培养基中加入S型细菌的蛋白质，R型细菌没有转化成S型细菌，说明S型细菌的蛋白质不是转化因子，A错误；实验②的结果只有R型细菌，说明S型细菌的荚膜多糖不能使R型细菌发生转化，B错误；①～④说明DNA是遗传物质，但不能说明DNA是主要的遗传物质，C错误；③和④形成对照，说明S型细菌的DNA是转化因子，D正确。
3．(2024·山东济宁期中)为了探究烟草花叶病毒(TMV)的遗传物质，某实验小组进行了如图所示实验。
下列叙述正确的是(　　)
A．实验1为空白对照组，以消除无关变量对实验结果的影响，增强实验的可信度
B．根据实验1、2、3的实验现象可得出结论：TMV的遗传物质是RNA
C.实验4是利用“加法原理”设计的一个补充实验组，可以进一步验证实验结论
D．该实验与格里菲思的实验都是设法将核酸和蛋白质分开后分别研究各自的效应
答案：B
解析：由题图可知，实验2为空白对照组，用来消除无关变量对实验结果的影响，增强实验的可信度，A错误；实验1、2、3的实验现象显示TMV的RNA能引起烟草花叶病，蛋白质不能，因而能得出TMV的遗传物质是RNA这一结论，B正确；实验4中利用RNA酶处理TMV的RNA，是利用“减法原理”设计的一个补充实验组，可以进一步验证实验结论，C错误，该实验与艾弗里的实验都是设法将核酸和蛋白质分开后分别研究各自的效应，D错误。
4．用32P标记的噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌，侵染一段时间后搅拌、离心得到上清液和沉淀物，检测上清液中放射性32P约占初始标记噬菌体放射性的30%。在实验时间内，被侵染细菌的存活率接近100%。下列相关叙述不正确的是(　　)
A．离心后大肠杆菌主要分布在沉淀物中
B．沉淀物的放射性主要来自噬菌体的DNA
C．上清液具有放射性的原因是保温时间过长
D．噬菌体遗传特性的传递过程中起作用的是DNA
答案：C
解析：由题干“在实验时间内，被侵染细菌的存活率接近100%”可知，被侵染的大肠杆菌还没有裂解，故离心后大肠杆菌主要分布在沉淀物中，A正确；32P标记的是噬菌体的DNA，故沉淀物的放射性主要来自噬菌体的DNA，B正确；该实验中上清液具有放射性的原因是保温时间过短，有部分标记的噬菌体还未来得及侵染大肠杆菌，C错误。
5．[2024·四川德阳高一月考]下列有关遗传物质的叙述，正确的是(　　)
A．生物圈所有生物的遗传物质都是DNA
B．烟草花叶病毒等少部分病毒的遗传物质是RNA，其他生物的遗传物质是DNA
C．动物、植物、真菌的遗传物质是DNA，除此之外的其他生物的遗传物质是RNA
D．真核生物、原核生物的遗传物质是DNA，其他生物的遗传物质是RNA
答案：B
解析：RNA病毒的遗传物质是RNA，A错误；烟草花叶病毒等少部分病毒的遗传物质是RNA，其他生物的遗传物质是DNA，B正确；动物、植物、真菌、DNA病毒的遗传物质是DNA，除此之外的其他生物的遗传物质是RNA，C错误；真核生物、原核生物和DNA病毒的遗传物质是DNA，D错误。
6．[2024·江苏淮安高一期中]1952年“噬菌体小组”的赫尔希和蔡斯研究了T2噬菌体的蛋白质和DNA在侵染过程中的功能。用标记的T2噬菌体侵染未标记的大肠杆菌，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。请回答下列问题：
(1)要获得DNA被标记的T2噬菌体，其培养方法是先用含32P的________培养大肠杆菌，再用噬菌体侵染被32P标记的____________。
(2)实验中搅拌的目的是_____________________________________，搅拌时间应大于________ min，否则上清液中的放射性会比较________。
(3)上清液中32P的放射性仍达到30%，其原因可能是________________________________。图中被侵染细菌的存活率曲线的意义是作为对照，如果明显低于100%，则上清液放射性物质32P的含量会________，原因是___________________________________。
培养基
大肠杆菌
使吸附在细菌表面的噬菌体和细菌分离
2
低
部分噬菌体未侵染进入细菌
增高
大肠杆菌裂解，子代噬菌体释放到上清液中
(4)上述实验中不用14C来标记T2噬菌体DNA或蛋白质，原因是______________________________________________________。
(5)T2噬菌体侵染细菌的实验，证明了______________________。
DNA和蛋白质中均含有C元素
DNA是T2噬菌体的遗传物质
问题探讨
1．提示：遗传物质必须稳定，要能贮存大量的遗传信息，可以准确地复制，准确地传递给下一代等。
2．提示：答案并不唯一，只要提出正确的思路即可。
思考·讨论
1．提示：细菌和病毒作为实验材料具有的优点有(1)个体小，结构简单，容易看出因遗传物质改变而导致的生物的结构和功能的变化。细菌是单细胞生物，病毒无细胞结构。(2)繁殖快，细菌20～30 min就可繁殖一代，病毒短时间内可大量繁殖。
2．提示：从控制自变量的角度，艾弗里在每个实验组中特异性地去除了一种物质，然后观察在没有这种物质的情况下，实验结果会有什么变化。最大的困难是，如何彻底去除细胞中含有的某种物质(如糖类、脂质、蛋白质等)。
3．提示：艾弗里采用的主要技术手段有细菌的培养技术、物质的提纯和鉴定技术等。赫尔希采用的主要技术手段有噬菌体的培养技术、同位素标记技术等。科学成果的取得必须有技术手段作保证，技术的发展需要以科学原理为基础，因此，科学与技术是相互支持、相互促进的。
练习与应用
一、概念检测
1．D　提示：枯草杆菌的遗传物质是DNA，DNA是使枯草杆菌产生稳定遗传的物质，故只有将提取的枯草杆菌的DNA加入培养基中，才能获得活的能合成组氨酸的枯草杆菌。
2．A　提示：T2噬菌体由DNA和蛋白质组成。噬菌体侵染细菌时，只有DNA进入细菌的细胞中。赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌实验表明DNA是(T2噬菌体的)遗传物质。
二、拓展应用
1．提示：实验表明，T2噬菌体在侵染大肠杆菌时，进入大肠杆菌体内的是T2噬菌体的DNA，而T2噬菌体的蛋白质外壳却留在细胞外。因此，大肠杆菌裂解后，释放出的子代T2噬菌体是利用亲代T2噬菌体的遗传信息，以大肠杆菌的氨基酸为原料来合成蛋白质外壳的。
2．提示：肺炎链球菌转化实验和噬菌体侵染细菌的实验表明，作为遗传物质至少要具备以下几个条件，①具有相对的稳定性；②能够准确地自我复制，使亲子代之间保持遗传的连续性；③能够指导蛋白质合成，从而控制生物的性状和新陈代谢；④能够产生可遗传的变异。
1．肺炎链球菌的转化实验是证实DNA可作为遗传物质的最早证据，下列相关叙述错误的是(　　)
A.S型细菌可导致小鼠患肺炎，使小鼠并发败血症死亡
B.无荚膜的肺炎链球菌可抵抗吞噬细胞的吞噬，有利于细菌在宿主体内繁殖
C.肺炎链球菌的体内转化实验只能证明加热致死的S型细菌中存在转化因子
D.肺炎链球菌的体外转化实验证明了DNA是肺炎链球菌的遗传物质
答案：B
解析：S型细菌有致病性，可使人和小鼠患肺炎，小鼠并发败血症死亡，A正确；无荚膜的肺炎链球菌感染人体或动物体后，容易被吞噬细胞吞噬并杀灭，有荚膜的肺炎链球菌可抵抗吞噬细胞的吞噬，有利于细菌在宿主体内生活并繁殖，B错误；肺炎链球菌的体内转化实验证明已经加热致死的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——转化因子，C正确；肺炎链球菌的体外转化实验证明了DNA是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质，D正确。
2．[2024·广东江门高一月考]在探究肺炎链球菌转化实验过程中，首先在标号为1、2、3、4、5的培养基中培养R型活细菌，接着分别加入经不同处理的S型细菌的细胞提取物(如图所示)，然后进行培养。
下列相关叙述正确的是(　　)
A.一段时间后，只在5号培养基中未发现S型活细菌
B.这个实验说明了S型细菌的遗传物质主要是DNA
C.S型细菌的提取液加入蛋白酶后使混合液不再含有蛋白质
D.在本实验中，实验组做的相关处理采用了“加法原理”
答案：A
解析：DNA是肺炎链球菌的遗传物质，5号培养基中加入DNA酶后DNA被水解，不能发生转化，A正确；这个实验说明了S型细菌的遗传物质是DNA，B错误；S型细菌的提取液加入蛋白酶后，混合液含有蛋白酶，蛋白酶是蛋白质，C错误；本实验采用的是“减法原理”，D错误。
3．[2024·河北衡水十三中高二月考]利用含有32P标记的T2噬菌体侵染大肠杆菌，经过培养和搅拌以及离心后，发现离心管的沉淀物中含有较高放射性，而上清液中放射性很低。下列相关叙述错误的是(　　)
A.若该实验不经过搅拌，对实验结果没有明显影响
B.若上清液放射性偏高，则可能是培养时间过短所致
C.该实验结果不能证明噬菌体的遗传物质是DNA
D.通过用含有32P标记的肺炎链球菌培养T2噬菌体来标记噬菌体
答案：D
解析：32P标记的DNA侵入到大肠杆菌细胞内，放射性主要出现在沉淀物中，不经过搅拌对实验结果没有明显影响，A正确；32P标记T2噬菌体的DNA分子，32P标记的DNA侵入到大肠杆菌细胞内，操作后放射性主要集中在沉淀物中，若上清液放射性偏高，则可能是培养时间过短，32P标记的DNA还没有注入到大肠杆菌细胞中，B正确；该实验缺乏对照实验，则不能充分证明噬菌体的遗传物质是DNA，C正确；噬菌体是病毒，没有细胞结构，不能独立进行各项生命活动，需在活细胞中进行增殖，T2噬菌体是专门寄生在大肠杆菌中的，故需要通过用含有32P标记的大肠杆菌培养T2噬菌体来标记噬菌体，D错误。
4．用3H、14C、35S标记T2噬菌体后，再让其侵染大肠杆菌(无放射性)。下列有关分析正确的是(　　)
A.只有T2噬菌体的蛋白质被标记了，DNA没有被标记
B.在子代T2噬菌体的外壳中可检测到3H、14C、35S
C.在部分子代T2噬菌体的DNA中可检测到3H、14C
D.在子代T2噬菌体的DNA中部分含有3H、14C、35S
答案：C
解析：DNA和蛋白质分子中都含有H、C，所以T2噬菌体的蛋白质和DNA都被标记了，A错误；由于被3H、14C、35S标记的T2噬菌体蛋白质外壳不进入大肠杆菌体内，被3H、14C标记的T2噬菌体DNA进入大肠杆菌体内，但不能用于合成子代T2噬菌体的蛋白质外壳，所以子代T2噬菌体的蛋白质外壳中检测不到3H、14C、35S，B错误；由于3H、14C标记了T2噬菌体的DNA并进入大肠杆菌体内，所以部分子代T2噬菌体的DNA中可检测到3H、14C，C正确；子代T2噬菌体的DNA中不含35S，D错误。
5．[2024·浙江宁波高一期末]赫尔希和蔡斯通过如下两组实验证实了DNA是遗传物质。
实验一：35S标记的T2噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌；
实验二：32P标记的T2噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌。
下列关于该实验的叙述正确的是(　　)
A.实验一中可用15N代替35S标记噬菌体的蛋白质外壳
B.实验二中搅拌不充分会造成较大的实验误差
C.实验一中细菌裂解释放的全部子代噬菌体都不含放射性
D.实验二中细菌裂解释放的大部分子代噬菌体含有放射性
答案：C
解析：实验一中不能用15N代替35S标记噬菌体的蛋白质外壳，因为噬菌体的DNA中也含有氮元素，若用15N标记，则会导致噬菌体的DNA也被标记，且15N无放射性，A错误；32P标记的是噬菌体的DNA，离心后会随大肠杆菌进入沉淀物，搅拌不充分不会造成较大的实验误差，B错误；实验一中35S标记的是噬菌体的蛋白质外壳，由于噬菌体的蛋白质外壳没有进入大肠杆菌，故实验一中细菌裂解释放的子代噬菌体都不会含有放射性，C正确；32P标记的是噬菌体的DNA，根据DNA半保留复制的特点，可知实验二中细菌裂解释放的少部分子代噬菌体含有放射性，D错误。
6．[2024·山东威海高一期末]烟草花叶病毒(TMV)和车前草花叶病毒(HRV)同属于RNA病毒，都可以使烟草患病，但患病时叶片的症状表现不同。研究人员将TMV的RNA和HRV的蛋白质外壳混合后感染烟草叶片，检测叶片细胞中病毒的RNA和蛋白质类型。
下列说法错误的是(　　)
A.导致烟草患病叶片症状表现不同的根本原因是TMV和HRV的RNA不同
B.烟草细胞内既有DNA又有RNA，DNA是其主要的遗传物质
C.重组实验最终只能检测到TMV的RNA和蛋白质
D.重组实验叶片中检测到的病毒蛋白质合成所需原料和酶均来自烟草细胞
答案：B
解析：导致烟草患病叶片症状表现不同的根本原因是TMV和HRV的RNA不同，即病毒TMV和HRV的遗传信息的不同是其RNA中的碱基序列不同导致的，A正确。烟草细胞内既有DNA又有RNA，DNA是其遗传物质，不是主要遗传物质，B错误。将TMV的RNA和HRV的蛋白质外壳混合后感染烟草叶片，使烟草患病。由于RNA是RNA病毒的遗传物质，且RNA来自TMV，因此能检测到TMV的RNA和蛋白质，C正确。病毒为专性寄生物，没有独立代谢系统，因此，重组实验叶片中检测到的病毒蛋白质合成所需原料和酶均来自烟草细胞，D正确。
7．下列有关生物体遗传物质的叙述，错误的是(　　)
A.大肠杆菌的遗传物质主要是DNA
B.酵母菌的遗传物质分布在细胞核和细胞质中
C.烟草花叶病毒的遗传物质不含有硫元素
D.HIV的遗传物质初步水解可产生4种核糖核苷酸
答案：A
解析：大肠杆菌的遗传物质是DNA，A错误；酵母菌是真核生物，其遗传物质是DNA，分布在细胞核和细胞质中，B正确；烟草花叶病毒的遗传物质为RNA，不含有硫元素，C正确；HIV的遗传物质为RNA，初步水解可产生4种核糖核苷酸，D正确。
8．(10分)R型肺炎链球菌菌体无多糖类的荚膜，是无毒性细菌；S型肺炎链球菌菌体有多糖类的荚膜，是有毒性细菌，会使人患肺炎或使小鼠患败血症。科学家艾弗里及其同事利用肺炎链球菌来探究什么是遗传物质的问题。实验材料、用具：R型活细菌、加热杀死S型细菌除去大部分糖类、蛋白质和脂质的提取物(简称提取物)、蛋白酶、RNA酶、酯酶、DNA水解酶、培养基、培养皿等。艾弗里等人先做了五组实验：
(1)②～④说明处理后的细胞提取物仍具有________；⑤培养皿中只有R型细菌，推测转化物质是________。
(2)艾弗里在自变量的设计中运用了________(填“加法原理”或“减法原理”)，该实验的对照组是________(填序号)；该实验的结论是______________________________________。
转化活性
DNA
减法原理
①
DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质
9．S型肺炎链球菌的某种“转化因子”可使R型菌转化为S型菌。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
答案：D
解析：步骤①中，酶处理时间充足，以利于底物完全水解，A错误；DNA纯度越高，转化效率就越高，步骤②中，甲或乙的加入量会影响实验结果，B错误；步骤④中，液体悬浮培养比固体培养基更有利于细菌转化，C错误；步骤⑤中，通过在固体培养基上涂布分离后观察菌落或鉴定细胞形态得到实验结果，D正确。
10．[2024·山东烟台高一期中]如图表示在“肺炎链球菌转化实验”和“噬菌体侵染细菌的实验”中相关含量的变化，其他实验操作都合理的情况下。
相关叙述错误的是(　　)
A.曲线1表示在“肺炎链球菌的转化实验”中，S型活细菌的数量变化
B.曲线2表示在“肺炎链球菌的转化实验”中，R型活细菌的数量变化
C.曲线3表示在“32P标记的噬菌体侵染细菌的实验”中，上清液放射性含量的变化
D.曲线4表示在“35S标记的噬菌体侵染细菌的实验”中，上清液放射性含量的变化
答案：B
解析：曲线1的数量最初为0，此后呈现先增加后维持相对稳定的状态，可表示S型活细菌的数量变化，A正确；在“肺炎链球菌的转化实验”中，R型细菌数量不会降为0，故不能用曲线2表示，B错误；“32P标记的噬菌体侵染细菌实验”中，随着时间的推移，噬菌体侵染细菌，上清液放射性降低，此后随着噬菌体增殖，数量增多，细菌被裂解，子代噬菌体释放，导致上清液放射性升高，可用图中的曲线3表示，C正确；“35S标记的噬菌体侵染细菌实验”中，标记的是蛋白质外壳，存在于上清液中，所以上清液放射性不变，可用图中的曲线4表示，D正确。
11．肺炎链球菌S型与R型菌株，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型菌落和S型菌落
答案：A
解析：抗青霉素的S型(Penr S型)细菌的DNA是转化因子。在甲组中，将加热杀死的Penr S型细菌与活的R型活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，体内有抗青霉素的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，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，培养基中无菌落生长，所以观察不到R型菌落和S型菌落，D正确。
12．1952年，赫尔希和蔡斯以T2噬菌体为实验材料，利用放射性同位素标记技术，进行噬菌体侵染大肠杆菌实验，他们所做的两组实验结果如表所示。
噬菌体不同标记组别 放射性检测结果
上清液中 沉淀物中
甲 35S标记 75% 25%
乙 32P标记 15% 85%
下列有关叙述正确的是(　　)
A.上述实验方法与艾弗里的不同，但二者最关键的设计思路相同
B．甲、乙两组实验结果相互对照可以证明DNA是主要遗传物质
C．甲组沉淀物中含有25%的放射性，可能是培养时间过长所致
D．乙组上清液中含有15%的放射性，可能是搅拌和离心不充分所致
答案：A
解析：赫尔希和蔡斯实验所用的实验方法是同位素标记技术，艾弗里及其同事所用的实验方法有细菌体外培养等，二者实验方法不同，但二者最关键的设计思路都是设法将蛋白质和DNA分开，单独地去观察它们各自的作用，A正确；甲、乙两组相互对照只能证明DNA是T2噬菌体的遗传物质，不能得出DNA是主要遗传物质的结论(还应有RNA可作为一些生物遗传物质的辅助实验)，B错误；甲组中用35S标记，标记的是噬菌体的蛋白质，放射性应主要出现在上清液中，但沉淀物中含有25%的放射性，可能是搅拌不充分所致，而培养时间过长(子代噬菌体释放出来)不会影响35S的分布，C错误；
乙组用32Р标记的是噬菌体的DNA，上清液中含有15%的放射性，可能是有一些噬菌体还未来得及将其DNA注入大肠杆菌，或者是保温时间过长，有部分子代噬菌体裂解释放所致，D错误。
13．如图为烟草花叶病毒(TMV)对叶片细胞的感染和病毒重建实验示意图。
相关叙述正确的是(　　)
A．对烟草花叶病毒进行降解的步骤需要用蛋白酶
B.图中B型后代的组成是RNA B和蛋白A
C．该实验证明了烟草花叶病毒的遗传物质是RNA
D.证明RNA是主要的遗传物质
答案：C
解析：据题图分析可知，对烟草花叶病毒进行降解获得了蛋白A、B，因此该过程不能用蛋白酶处理，A错误；图中B型后代的组成是RNA B和蛋白B，B错误；该实验证明了烟草花叶病毒的遗传物质是RNA，C正确，D错误。
14．下列四幅图表示了在“肺炎链球菌转化实验”和“噬菌体侵染大肠杆菌的实验”(搅拌强度、时长等都合理)中相关含量的变化。
相关叙述正确的是(　　)
A．图甲表示在“32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌实验”中，沉淀物放射性含量的变化
B．图乙表示在“35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌实验”中，沉淀物放射性含量的变化
C．图丙可表示“肺炎链球菌体外转化实验”中R型细菌＋S型细菌DNA组，R型细菌与S型细菌的数量变化
D．图丁可表示“肺炎链球菌体外转化实验”中R型细菌＋S型细菌蛋白质组，R型细菌与S型细菌的数量变化
答案：C
解析：在“32P标记的噬菌体侵染细菌实验”中，如果保温时间短，亲代噬菌体未充分侵染细菌，上清液中放射性较高，随着保温时间延长，大肠杆菌裂解使含放射性的噬菌体释放到上清液中，故图甲可表示上清液放射性含量的变化，A错误；在“35S标记的噬菌体侵染细菌实验”中，无论保温时间长短，上清液中的放射性较高，沉淀物的放射性较低，故图乙表示上清液放射性含量变化，B错误；据图丙可知，S型细菌曲线的起点为0，且在R型细菌之后，故该图表示“肺炎链球菌体外转化实验中R型细菌＋S型细菌的DNA组”，R型细菌和S型细菌的数量变化，C正确；
在肺炎链球菌的体内转化实验中，R型细菌在小鼠体内开始时大部分会被免疫系统消灭，所以曲线在开始阶段有所下降，后随着小鼠免疫系统的破坏，R型细菌数量又开始增加，所以曲线上升，而加热杀死的S型菌的DNA能将R型细菌转化为S型细菌，并通过繁殖使其数量增多，曲线上升，故图丁表示“肺炎链球菌体内转化实验中R型细菌＋S型细菌DNA组”中，R型细菌与S型细菌的数量变化，D错误。
15．(14分)[2024·福建莆田月考]按照图示1→2→3→4进行实验，本实验验证了朊病毒是蛋白质(几乎不含P元素)侵染因子，它是一种只含蛋白质而不含核酸的病原微生物，题中所用牛脑组织细胞为无任何标记的活体细胞。请据图回答下列问题：
(1)本实验采用的方法是________________。要获得含有放射性的朊病毒，必须用含有放射性同位素的牛脑细胞培养，而不能用含同位素的培养基直接培养，原因是什么？
同位素标记法
答案：病毒专性寄生在活细胞中，不能直接利用培养基中的物质
解析：本实验采用的方法是同位素标记法。标记朊病毒需先培养带标记的宿主细胞，再让朊病毒侵染带标记的牛脑组织细胞，完成标记，因为病毒专性寄生在活细胞中，不能直接利用培养基中的物质。
(2)从理论上讲，离心后上清液中________(填“能大量”或“几乎不能”)检测到32P，沉淀物中________(填“能大量”或“几乎不能”)检测到32P，出现上述结果的原因是什么？
几乎不能
几乎不能
答案：朊病毒不含核酸(只含蛋白质)，几乎不含P元素，上清液和沉淀物中都几乎不能检测到32P
解析：从理论上讲，离心后上清液中几乎不能检测到32P，沉淀物中几乎不能检测到32P，因为朊病毒没有核酸，只有蛋白质，蛋白质中P含量极低，所以朊病毒几乎不含P，即试管4中几乎没有32P。
沉淀物
上清液
少量的朊病毒不能成功侵入牛脑组织细胞，离心后位于上清液中
解析：用35S标记的朊病毒侵入牛脑组织细胞，因此放射性物质主要随细胞到沉淀物中，同时会有少量的朊病毒不能成功侵入牛脑组织细胞，离心后位于上清液中，因此上清液中含少量放射性物质。
16．(14分)为探究蛋白质和DNA中谁是遗传物质，科学家进行了噬菌体侵染细菌实验。如图为实验过程示意图，表为实验分组与结果。
请据图表分析回答下列问题：
(1)第一步的目的是获得被放射性同位素标记的噬菌体。根据实验结果判断，A组选用的放射性标记物是________(填“32P”或“35S”)。
分组 结果
A组 上清液放射性较高，沉淀物放射性较低
B组 上清液放射性较低，沉淀物放射性较高
35S
解析：从表格结果可知，A组放射性主要出现在上清液，可知是标记了噬菌体蛋白质外壳中的35S。
(2)第二步锥形瓶内用来培养细菌的培养液________(填“含”或“不含”)放射性标记。
不含
解析：第二步锥形瓶内用来培养细菌的培养液不含放射性标记，才能知道子代噬菌体的放射性来自亲代噬菌体的什么物质。
(3)第三步如果搅拌不充分，与预期实验结果相比，A组中沉淀物的放射性比预期值偏________。
高
解析：第三步如果搅拌不充分，噬菌体没有与大肠杆菌分开，都在沉淀中，就会出现与预期实验结果相比，A组中沉淀物的放射性比预期值偏高。
(4)在B组实验中，保温时间和上清液放射性强度的关系为图中的________。
B
解析：在B组实验中，保温时间短，噬菌体来不及侵染大肠杆菌，离心后上清液放射性较高；保温时间太长，大肠杆菌裂解，子代噬菌体释放出来，也会导致上清液的放射性增高。故选B。
(5)B组经检测发现没有大肠杆菌裂解，但上清液中也有很低的放射性，原因可能是
___________________________________________________________。
时间太短，噬菌体还未将DNA注入大肠杆菌
解析：B组经检测发现没有大肠杆菌裂解，但上清液中也有很低的放射性，是因为时间太短，噬菌体还未将DNA注入大肠杆菌。

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