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模型11 DNA是遗传物质的实验分析
下列关于探索核酸是遗传物质实验的叙述，错误的是
A．肺炎双球菌转化实验是证实DNA作为遗传物质的最早证据来源
B．肺炎双球菌转化实验证实了DNA是遗传物质，DNA赋予了生物遗传特性
C．噬菌体侵染细菌实验中搅拌可使细菌外的噬菌体与细菌分离
D．烟草花叶病毒的感染和重建实验证明了含RNA的生物中，RNA是遗传物质
【答案】D
1．肺炎双球菌的转化实验
解答此类问题的关键是掌握教材实验的设计思路、操作过程，特别是实验结论。
解题必备要点总结如下。
（1）R型细菌无毒性，S型细菌有毒性，但被加热杀死的S型细菌无毒性。
（2）加热后杀死的S型细菌，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。
（3）加热后杀死的S型细菌（或S型细菌的DNA）与R型细菌混合培养，可使部分R型细菌转化为S型细菌。肺炎双球菌转化实验中R型细菌转化为S型细菌的实质是S型细菌的DNA片段整合到了R型细菌的DNA中，即发生了基因重组。
（4）格里菲思的体内转化实验结论：已经被加热杀死的S型细菌中，含有某种促使R型细菌转化为S型细菌的“转化因子”。
（5）艾弗里的体外转化实验结论：DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化物质，即“转化因子”是DNA，DNA是S型细菌的遗传物质。
（6）格里菲思和艾弗里的转化实验都遵循对照原则、单一变量原则。
2．噬菌体侵染细菌实验
对于本实验，常见考点有实验的过程、实验中用何种元素标记噬菌体、实验结果中放射性的分布、异常现象分析等。解题必备要点总结如下。
（1）用35S标记蛋白质，用32P标记DNA。
（2）制备带有放射性的T2噬菌体的方法：
①在分别含有放射性同位素35S和放射性同位素32P的培养基中培养大肠杆菌；
②用T2噬菌体分别侵染带有放射性标记35S和32P的两种大肠杆菌，即可获得DNA含有32P标记或蛋白质含有35S标记的T2噬菌体。
（3）实验操作：侵染时间要合适，不能太长也不能太短；搅拌要充分。
①保温时间长短对实验结果的影响分析（以含32P标记的噬菌体侵染无标记的大
杆菌为例）
②搅拌充分与否对实验结果的影响分析（以含35S标记的噬菌体侵染无标记的大肠杆菌为例）
（4）实验结果和结论：DNA是T2噬菌体的遗传物质。但由于蛋白质外壳始终没有进入到大肠杆菌体内，故该实验不能说明蛋白质不是T2噬菌体的遗传物质。
1．下列关于探索DNA是遗传物质的实验，叙述不正确的是
A．肺炎双球菌的转化实验可以证明DNA是遗传物质
B．艾弗里实验证明从S型肺炎双球菌中提取的DNA可以使小鼠死亡
C．赫尔希和蔡斯实验中细菌裂解后得到的噬菌体部分带有32P
D．赫尔希和蔡斯实验中在沉淀物中留下的是被感染的大肠杆菌
【答案】B
2．如图为肺炎双球菌转化实验中的基本步骤，下列有关说法正确的是
A．①②都要加热处理
B．③要将所有提取物与R型细菌共同培养
C．④的结果只有S型细菌或R型细菌一种菌落
D．①④的结果可能是有S、R型细菌两种菌落
【答案】D
【解析】根据题意和图示分析可知：①要加热处理②不需加热，A错误；③只需将蛋白质、DNA、RNA等提取物与R菌共同培养，B错误；①④的结果可能有S、R两种菌落，C错误，D正确。
【点睛】学生对肺炎双球菌转化实验理解不清
格里菲思的体内转化实验过程及结果
艾弗里的体外转化实验
1．用噬菌体侵染被35S标记的细菌，待细菌解体后，子代噬菌体带35S标记的情况是
A．只有DNA带标记
B．DNA和蛋白质均不带标记
C．只有蛋白质带标记
D．部分DNA和蛋白质带标记
【答案】C
【点睛】“二看法”判断子代噬菌体标记情况
2．T2噬菌体侵染大肠杆菌实验中，若将14C标记的T2噬菌体与未标记的大肠杆菌混合培养，经过适宜时间保温后搅拌、离心，检测上淸液、沉淀物和子代噬菌体的放射性。下列关于该实验及其他遗传物质探索实验的叙述，错误的是
A．检测发现上清液和沉淀物中放射性均很高，部分子代噬菌体中可检测到放射性
B．先用含14C的培养基培养大肠杆菌，再用T2噬菌体侵染大肠杆菌即可标记噬菌体
C．格里菲思的肺炎双球菌体内转化实验充分证明了R型肺炎双球菌中存在转化因子
D．艾弗里的肺炎双球菌转化实验采用了物质提纯、鉴定与细菌体外培养等技术
【答案】C
3．下列关于探索DNA是遗传物质实验的叙述，正确的是
A．格里菲思实验中R型肺炎双球菌可使小鼠患败血症死亡
B．格里菲思实验证明了DNA是肺炎双球菌的遗传物质
C．艾弗里实验证明了RNA是烟草花叶病毒的遗传物质
D．赫尔希和蔡斯实验证明了DNA是T2噬菌体的遗传物质
【答案】D
[点睛]：本题易错点有：1．肺炎双球菌包括S型菌和R型菌，其中S型菌有多糖类的荚膜，导致其有毒性，而R型菌无多糖类的荚膜，因此无毒性。2．关于肺炎双球菌转化实验：格里菲斯的体内转化实验证明S型细菌中存在某种转化因子，能将R型细菌转化为S型细菌；艾弗里的体外转化实验证明DNA是转化因子。
4．肺炎双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型肺炎双球菌的菌落为粗糙的，R型肺炎双球菌的菌落是光滑的
B．S型菌的DNA经加热后失活，因而注射S型菌后的小鼠仍存活
C．从病死小鼠中分离得到的肺炎双球菌只有S型菌而无R型菌
D．该实验未证明R型菌转化为S型菌是由S型菌的DNA引起的
【答案】D
【解析】S型肺炎双球菌的菌落为光滑的，R型肺炎双球菌的菌落是粗糙的，A错误；S型菌的蛋白质经过加热后已经失活，但其DNA经加热后没有失去活性，B错误；S型细菌中的DNA能将部分R型细菌转化为S型细菌，因此从病死小鼠中分离得到的肺炎双球菌有S型菌和R型菌，C错误；该实验证明S型细菌中存在某种转化因子，能将R型细菌转化为S型细菌，但不能证明R型菌转化为S型菌是由S型菌的DNA引起的，D正确。
5．噬菌体侵染细菌的实验证明了DNA是遗传物质。下列关于该实验的叙述，正确的是
A．噬菌体内可以合成mRNA
B．搅拌的目的是使噬菌体与细菌充分混合
C．噬菌体与细菌混合培养的时间越长，实验效果越好
D．噬菌体侵染细菌后，产生许多遗传信息相同的子代噬菌体
【答案】D
【解析】噬菌体是病毒，没有细胞结构，不能独立生存，其合成mRNA的过程发生在宿主细胞中，A错误；搅拌的目的是使噬菌体与细菌充分分离，B错误；若标记噬菌体的DNA，噬菌体与细菌混合培养的时间过长，大肠杆菌裂解会导致沉淀物放射性降低、上清液放射性增加，C错误；噬菌体侵染细菌后，产生许多遗传信息相同的子代噬菌体，D正确。
6．下列关于赫尔希和蔡斯的“噬菌体侵染细菌的实验”的叙述，不正确的是
A．该实验设计思路是单独观察蛋白质和DNA的作用
B．检测离心后试管中上清液和沉淀物中放射性的强弱可推测侵入细菌中的物质
C．标记蛋白质的实验组，离心后的试管中上清液有较高的放射性
D．噬菌体侵染细菌的实验中分别用35S标记DNA和用32P标记蛋白质
【答案】D
【点睛】噬菌体侵染细菌实验分析：
7．下列关于探索DNA是遗传物质的实验，叙述正确的是
A．格里菲思实验证明DNA可以改变生物体的遗传性状
B．S型与R型肺炎双球菌的转化属于基因重组的范畴
C．赫尔希和蔡斯分别用32P和35S标记的两组实验中，离心后细菌位置不同
D．赫尔希和蔡斯实验有力地证明了DNA是主要的遗传物质
【答案】B
点睛：DNA是主要的遗传物质不是具体的某个实验得出的，而是发现了某些病毒的遗传物质是RNA，而大多数生物的遗传物质是DNA，所以才说DNA是主要的遗传物质。
8．下列有关噬菌体侵染大肠杆菌的实验中，叙述不合理的是
A．上清液中32P放射性过高是因为搅拌不充分
B．噬菌体合成蛋白质外壳时，是以噬菌体DNA转录产生的mRNA为模板
C．该过程中遗传信息的传递只包含DNA分子复制、转录和翻译
D．子代噬菌体的蛋白质外壳中不带有35S标记
【答案】A
【解析】在噬菌体侵染细菌时只有头部的DNA进入到细菌，而蛋白质外壳留在外面，上清液中32P放射性过高是因为保温时间过短或保温时间过长，A错误。噬菌体合成蛋白质外壳时，是以噬菌体DNA转录产生的mRNA为模板的，而原料是来自大肠杆菌，B正确。该过程中遗传信息的传递只包含了DNA分子复制、转录和翻译，C正确。子代噬菌体的蛋白质外壳是利用大肠杆菌的原料合成的，而此时大肠杆菌不带标记，所以子代噬菌体的蛋白质外壳中不带有35S标记，D正确。
点睛：噬菌体侵染细菌时只有头部DNA进入到细菌体内，而蛋白质外壳却留在外面，进入细菌内的噬菌体DNA利用大肠杆菌的原料、能量和场所来合成自身的DNA和蛋白质，然后再进行组装，即除了模板是噬菌体自身的，其余都是大肠杆菌的。
9．下列关于“噬菌体侵染细菌实验”的叙述，正确的是
A．噬菌体吸收和利用培养基中含有35S的氨基酸而被标记
B．用35S和32P分别标记的噬菌体分别侵染未标记的大肠杆菌，长时间保温培养后搅拌、离心
C．在32P标记的噬菌体的侵染实验中，上清液出现较强放射性的原因可能是侵染时间过长
D．35S标记的噬菌体的侵染实验能够证明蛋白质不是遗传物质
【答案】C
【解析】噬菌体是一种专门寄生在大肠杆菌中的病毒，不能用培养基直接培养，A错误；长时间保温培养，大肠杆菌裂解后释放出子代噬菌体，会影响实验结果，B错误；侵染时间过长（长时间保温培养），大肠杆菌裂解后释放出子代噬菌体，使上清液中出现较强放射性，C正确；用35S标记的噬菌体侵染实验能够证明蛋白质未进入大肠杆菌细胞中，不能证明蛋白质不是遗传物质，D错误。
10．在探索遗传物质的过程中，赫尔斯和蔡斯做了T2噬菌体侵染细菌的实验。下列有关叙述正确的是
A．用32P、35S标记同一组T2噬菌体的DNA和蛋白质
B．该实验的步骤是标记、培养、搅拌、离心、检测
C．T2噬菌体侵染大肠杆菌时，DNA进入大肠杆菌，而RNA没有进入
D．该实验证明了DNA是遗传物质，而蛋白质不是遗传物质
【答案】B
11．下列关于艾弗里的肺炎双球菌转化实验以及赫尔希、蔡斯的噬菌体侵染细菌实验的对比分析中，说法正确的是
A．两个实验共同证明DNA是主要的遗传物质
B．两个实验基本上都能把DNA和蛋白质区分开
C．赫尔希、蔡斯用含有充足有机物的完全培养基培养T2噬菌体
D．他们在开始实验之前并不知道遗传物质的作用
【答案】B
【解析】两个实验均证明DNA是遗传物质，不能证明DNA是主要的遗传物质，A项错误；艾弗里直接将肺炎双球菌的DNA和蛋白质进行分离，赫尔希、蔡斯采用放射性同位素标记方法分别标记噬菌体的DNA和蛋白质，分别研究它们的作用，B项正确；T2噬菌体属于病毒，必须寄生在活细胞中，C项错误；他们在开始实验之前知道遗传物质应能够向子代传递，保持连续性，并控制生物的性状，D项错误。
12．下图是利用同位素32P标记噬菌体的DNA，侵染未标记的细菌保温一定时间后搅拌并离心，获得上清液和沉淀。下列相关叙述中，正确的是
A．上清液中不具有放射性
B．子代噬菌体不具有放射性
C．若保温时间过长，则上清液中放射性增强
D．若搅拌时间过短，则沉淀物中放射性增强
【答案】C
13．肺炎双球菌有R型和S型两类。R型菌无荚膜菌落粗糙，S型菌有荚膜菌落光滑，二者都对青霉素敏感，研究者在S型菌中发现一种抗青霉素突变菌株（PenrS型），并进行了下图所示的系列实验。下列对实验结果的描述正确的是
A．甲实验部分小鼠患败血症，注射青霉素治疗均可恢复健康
B．乙实验后，加青霉素处理仍可能同时出现光滑和粗糙菌落
C．丙培养基中含有青霉素，所以生长的菌落可能是光滑菌落
D．丁实验中因DNA被水解而无转化因子，所以无菌落生长
【答案】C
【解析】据图分析，甲实验中能转化形成抗青霉素的S型细菌（PenrS型），所以部分小鼠患败血症，注射青霉素治疗不能恢复健康，A错误；乙实验中能转化形成抗青霉素的S型细菌，加青霉素后只有一种菌落继续生长，因而只可观察到一种菌落，B错误；由于R型菌在含有青霉素的培养基中不能生长，因此丙培养基中生长的菌落可能是光滑菌落（PenrS型），C正确；丁组中因为DNA被水解而无转化因子，所以没有PenrS型细菌的生长，但R型菌的菌落能正常生长，D错误。
14．下图为烟草花叶病毒对叶子细胞的感染和病毒重建实验示意图，相关描述正确的是
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RNAB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．该实验证明了RNA是主要的遗传物质
【答案】C
15．下列有关实验及实验结论的叙述中，错误的是
选项
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型活细菌与S型细菌的DNA和DNA水解酶混合培养
只生长R型细菌，说明DNA被水解后失去了遗传效应
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中放射性很高，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
A．A
B．B
C．C
D．D
【答案】B
【考点定位】肺炎双球菌转化实验；噬菌体侵染细菌实验；烟草花叶病毒；DNA分子的复制
16．下面两幅图为肺炎双球菌转化实验的图解。请分析并回答下列问题：
（1）分析图一可知，加热杀死的有毒S型细菌与活的R型无毒细菌混合注入小鼠体内，小鼠将________，原因是______________________________________。
（2）若用同位素标记法分别对蛋白质和DNA进行标记，可选用下列哪组________。
A．14C和18O
B．35S和32P
C．14C和32P
D．35S和18O
（3）分析图二可知，能使R型活细菌发生转化的是__________________________ 。
（4）S型细菌的遗传物质主要存在于__________ 中。
【答案】 （1）死亡 S 型细菌的DNA将R型细菌转化成活的有毒的S型细菌，使小鼠死亡
（2）B
（3）S型细菌的DNA
（4）拟核

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