2021高三生物人教版一轮学案：第18讲　DNA是主要的遗传物质 Word版含解析

2021高三生物人教版一轮学案：第18讲　DNA是主要的遗传物质 Word版含解析

www.ks5u.com 第六单元 遗传的物质基础 第18讲　DNA是主要的遗传物质 最新考纲 高频考点 核心素养 人类对遗传物质的探索过程(Ⅱ)‎ ‎1.肺炎双球菌转化实验的分析及应用 ‎2．噬菌体侵染细菌实验的分析及应用 ‎1.科学思维——分析与综合：总结肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验的原理和过程 ‎2．科学探究——实验设计与实验结果分析：分析人类对遗传物质探索的实验设计思路 考点1　肺炎双球菌的转化实验 ‎1．体内转化实验——格里菲思 ‎(1)实验材料：S型和R型肺炎双球菌、小鼠。‎ S型细菌：菌落光滑，有多糖类荚膜，有毒性。‎ R型细菌：菌落粗糙，无多糖类荚膜，无毒性。‎ ‎(2)实验过程及结果 ‎(3)结论：加热杀死的S型细菌中含有“转化因子”，将无毒性的R型活细菌转化为有毒性的S型活细菌。‎ ‎2．体外转化实验——艾弗里 ‎(1)实验思路：将组成S型活细菌的各种物质分离提纯，并使其分别与R型活细菌混合培养，单独观察各种物质的作用。‎ ‎(2)实验过程及结果 ‎(3)实验结论：S型细菌的DNA分子是使R型细菌发生转化并产生稳定遗传的物质。‎ 判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)‎ ‎1．从格里菲思实验中的病死小鼠体内分离得到的肺炎双球菌只有S型细菌而无R型细菌。(　×　)‎ ‎2．格里菲思实验证明DNA可以改变生物体的遗传性状。(　×　)‎ ‎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。(　√　)‎ ‎4．艾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。(　√　)‎ ‎5．在生命科学发展过程中，肺炎双球菌转化实验证明了DNA是遗传物质。(　√　)‎ ‎6．艾弗里的体外转化实验证明了DNA是主要的遗传物质。(　×　)‎ ‎7．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。(　√　)‎ ‎8．格里菲思的体内转化实验证明了DNA是遗传物质。(　×　)‎ ‎ (必修2P44图3－3改编)艾弗里和同事用R型和S型肺炎双球菌进行实验，结果如下表。由表可知(　C　)‎ 实验组号 接种菌型 加入S型细菌物质 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酶活性 C．③和④说明S型细菌的DNA是转化因子 D．①～④说明DNA是主要的遗传物质 解析：本实验分别用S型细菌的蛋白质、荚膜多糖及DNA与R型菌混合，只有S型菌的DNA才可实现由R型菌向S型菌的转化，表明三类物质中只有DNA为转化因子，而“DNA＋DNA酶”组别恰能验证DNA被破坏后，将丧失转化功能，由此更加增强了“DNA为转化因子”的说服力，①～④并未证明DNA是主要遗传物质。‎ ‎ 体内转化实验中，小鼠体内S型细菌、R型细菌含量的变化情况如图所示，则：‎ ‎(1)ab段R型细菌数量减少的原因是小鼠体内形成大量的对抗R型细菌的抗体，致使R型细菌数量减少。‎ ‎(2)bc段R型细菌数量增多的原因是b之前，已有少量R型细菌转化为S型细菌，S型细菌能降低小鼠的免疫力，造成R型细菌大量繁殖。‎ ‎(3)后期出现的大量S型细菌是由R型细菌转化成的S型细菌繁殖而来的。‎ ‎●考向突破　肺炎双球菌的转化实验 ‎1．如图表示肺炎双球菌的转化实验，下列说法中正确的是(　A　)‎ A．该实验的设计遵循了对照原则和单一变量原则 B．a、d组小鼠死亡是小鼠免疫功能丧失的结果 C．从d组死亡小鼠身上分离得到的S型细菌是由S型死细菌转化而成的 D．从变异的角度看，细菌的转化属于基因突变 解析：a、d组小鼠死亡是S型菌有毒导致的，B项错误；从d组死亡小鼠身上分离得到的S型细菌是由R型细菌转化而成的，C项错误；细菌的转化属于基因重组，D项错误。‎ ‎2．(2020·浙江宁波十校联考)‎ 肺炎双球菌转化实验的部分过程如图所示。下列有关叙述错误的是(　B　)‎ A．R型菌转化为S型菌后，DNA中的嘌呤与嘧啶碱基比例不变 B．整合到R型菌内的DNA分子片段，可以直接表达出产物荚膜多糖 C．进入R型菌的DNA片段上，可能有多个RNA聚合酶结合位点 D．S型菌DNA整合到R型菌内属于基因重组 解析：DNA为双链，R型菌转化为S型菌后的DNA中虽然整合了S型菌的DNA片段，但嘌呤与嘧啶碱基比例不变，仍然是1，A正确；DNA中的基因表达产物为蛋白质，不会直接表达出荚膜多糖，B错误；进入R型菌的DNA片段上有多个基因，也就可能有多个RNA聚合酶结合位点，C正确；S型菌DNA整合到R型菌内属于基因重组，D正确。‎ ‎3．(2020·黑龙江大庆铁人中学模拟)如图为肺炎双球菌转化实验中的基本步骤，其中步骤①需要加热处理，有关说法正确的是(　D　)‎ A．要顺利完成该实验②需要加热处理 B．③要将所有提取物与R型菌共同培养 C．②③④的结果说明DNA是重要遗传物质 D．①④的结果可能是有S型、R型两种菌落 解析：①过程要加热处理，而②‎ 过程要获取蛋白质、DNA等成分，所以不能加热处理；③是将不同的提取物分别与R型菌共同培养；②③④的结果表明DNA是遗传物质、蛋白质等不是遗传物质；由于S型菌的DNA能使R型菌转化，所以①④的结果可能是有S型、R型两种菌落。‎ 整合提升 ‎1.肺炎双球菌转化实验中的对照设计 ‎(1)在格里菲思的实验中，分别用活的S型和R型细菌注射小鼠形成对照，加热杀死的S型细菌单独注射和加热杀死的S型细菌与R型活细菌混合注射形成对照。‎ ‎(2)在艾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。‎ ‎2．对“转化”的两点理解 ‎(1)转化的实质是基因重组而非基因突变 肺炎双球菌转化实验中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，即发生了基因重组。‎ ‎(2)S型细菌死亡实质 加热使生命活动的承担者——蛋白质变性，表现为细菌生命活动的终止；加热时可以破坏DNA双链间的氢键，使DNA的双螺旋结构被破坏，在温度降低后可恢复原结构，保持其作为遗传物质的功能。‎ 考点2　噬菌体侵染细菌的实验 ‎1．实验方法 同位素标记法，用35S、32P分别标记噬菌体的蛋白质和DNA。‎ ‎2．实验材料：T2噬菌体和大肠杆菌 ‎(1)噬菌体的结构 ‎(2)噬菌体的生活方式：活细胞寄生。‎ ‎(3)噬菌体的复制增殖 增殖需要的条件 内容 模板 噬菌体的DNA 合成噬菌体DNA原料 大肠杆菌提供的四种脱氧核苷酸 合成噬菌 原料 大肠杆菌的氨基酸 体蛋白质 场所 大肠杆菌的核糖体 ‎3.实验方法：放射性同位素标记法。‎ ‎4．实验过程 ‎(1)标记噬菌体 ‎(2)噬菌体侵染细菌 ‎①搅拌的目的：使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离。‎ ‎②离心的目的：让上清液中析出重量较轻的T2噬菌体颗粒，沉淀物中留下被感染的大肠杆菌。‎ ‎(3)上清液和沉淀物中放射性分析 分组 结果 结果分析 对比实验(相互对照)‎ 被32P标记的噬菌体＋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 被35S标记的噬菌体＋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 ‎(4)细菌裂解，释放出子代噬菌体，并检测子代噬菌体放射性，可以检测到32P标记的DNA，但却不能检测到35S标记的蛋白质。‎ 说明：子代噬菌体的各种性状是通过亲代的DNA遗传的。‎ ‎5．结论：DNA是遗传物质。‎ 判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)‎ ‎1．噬菌体增殖需要细菌提供模板、原料和酶等。(　×　)‎ ‎2．噬菌体侵染细菌的实验比肺炎双球菌转化实验更具有说服力。(　√　)‎ ‎3．32P、35‎ S标记的噬菌体侵染细菌的实验分别说明DNA是遗传物质、蛋白质不是遗传物质。(　×　)‎ ‎4．T2噬菌体可利用寄主体内的物质大量增殖。(　√　)‎ ‎5．用T2噬菌体侵染大肠杆菌证明DNA是遗传物质。(　√　)‎ ‎6．赫尔希和蔡斯用35S和32P分别标记T2噬菌体的蛋白质和DNA，证明了DNA的复制。(　×　)‎ ‎ (必修2P46“思考与讨论”改编)(1)以细菌或病毒作为遗传物质探索的实验材料有何优点？‎ ‎(2)尽管艾弗里、赫尔希等人的实验方法不同，但其最关键的实验设计思路却有共同之处，请具体指出。‎ 提示：(1)细菌和病毒作为实验材料，具有的优点：①个体很小，结构简单，容易观察到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，病毒短时间内可大量增殖。‎ ‎(2)最关键的实验设计思路是设法把DNA与蛋白质分开，单独地、直接地去观察DNA或蛋白质的作用。‎ ‎ 图1、图2为噬菌体侵染细菌实验的图解及实验数据，据图回答下列问题：‎ ‎(1)选择35S和32P这两种同位素分别对蛋白质和DNA进行标记，而不选择‎14C和18O进行标记的原因是S是蛋白质的特征元素，P是DNA的特征元素。若用‎14C和18O进行标记，由于蛋白质和DNA都含有C和O，因此无法确认被标记的是何种物质。‎ ‎(2)搅拌、离心的目的在于把蛋白质外壳和细菌分开，再分别检测其放射性。‎ 图2中被侵染的细菌的存活率基本保持在100%，本组数据的意义是作为对照组，以证明细菌未裂解，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。‎ ‎(3)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，但实验中含有少量放射性的原因是可能由于搅拌不充分，离心时间过短、转速过低等原因，有少量含35S的噬菌体外壳仍吸附在细菌表面，随细菌离心到沉淀物中，使沉淀物中出现了少量的放射性。‎ ‎(4)用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌，上清液中含有较高放射性的原因是①保温时间过短，有一部分噬菌体未侵入大肠杆菌体内，经离心后分布于上清液中，使上清液出现放射性。②保温时间过长，噬菌体在大肠杆菌体内增殖后释放出的子代经离心后分布于上清液中，也会使上清液的放射性升高。‎ ‎1．噬菌体侵染细菌实验中上清液和沉淀物放射性分析 ‎(1)32P噬菌体侵染大肠杆菌 ‎(2)35S噬菌体侵染大肠杆菌 ‎2．“两看法”解答噬菌体侵染细菌标记问题 ‎●考向突破1　噬菌体侵染细菌实验分析 ‎1．(2020·江西景德镇月考)有关赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌实验的说法，正确的是(　A　)‎ A．选用T2噬菌体作为实验材料的原因之一是其仅由蛋白质外壳和DNA组成 B．标记噬菌体的方法是分别用含32P和35S的培养基培养噬菌体 C．噬菌体DNA在细菌体内复制利用的原料是自身的脱氧核苷酸 D．若噬菌体DNA复制了三次，则含有35S的子代噬菌体占总数的1/2‎ 解析：赫尔希和蔡斯选用T2噬菌体作为实验材料是因为T2噬菌体结构简单，仅由蛋白质外壳和DNA组成，排除其他物质的影响，A项正确；标记噬菌体的方法是先标记细菌，然后用标记的细菌培养噬菌体，B项错误；噬菌体DNA在细菌体内复制利用的原料是细菌的脱氧核苷酸，C项错误；35S标记的是噬菌体的蛋白质外壳，子代噬菌体不含35S，D项错误。‎ ‎2．(2020·江门一模)1952年，赫尔希和蔡斯做了噬菌体侵染细菌的实验，证明了DNA是遗传物质。该实验的其中一个步骤如图所示，则下列关于混合培养的描述正确的是(　A　)‎ A．将已被35S标记的噬菌体和未标记的细菌混合培养 B．将已被32P标记的噬菌体和未标记的细菌混合培养 C．将已标记的噬菌体和已标记的细菌混合培养 D．将未标记的噬菌体和已标记的细菌混合培养 解析：‎ 噬菌体侵染细菌时，DNA进入细菌中，而蛋白质外壳仍留在细菌外，经过离心后，蛋白质外壳在上清液中，DNA在沉淀物中。由于实验结果是上清液有放射性，沉淀物无放射性，故实验时是用35S标记的噬菌体去侵染未标记的细菌，A项正确。‎ ‎3．(2020·黑龙江哈尔滨六中开学阶段性考试)用含32P和35S的培养基培养细菌，将一个未标记的噬菌体在细菌中培养9 h，经检测共产生了64个子代噬菌体，下列叙述正确的是(　B　)‎ A．32P和35S只能分别标记细菌的DNA和蛋白质 B．子代噬菌体的DNA和蛋白质一定具有放射性 C．DNA具有放射性的子代噬菌体占1/32‎ D．噬菌体繁殖一代的时间约为1 h 解析：细菌中的磷脂也可以被32P标记；子代噬菌体的DNA和蛋白质是利用细菌的原料合成的，故一定具有放射性；DNA具有放射性的子代噬菌体为100%；培养9 h产生了64个子代噬菌体，说明噬菌体繁殖了6代，故噬菌体繁殖一代的时间约为1.5 h。‎ ‎●考向突破2　两个经典实验的比较 ‎4．艾弗里的肺炎双球菌转化实验和赫尔希、蔡斯的噬菌体侵染细菌实验，都能证明DNA是遗传物质，对这两个实验的研究方法可能有①设法把DNA与蛋白质分开，研究各自的效应；②放射性同位素标记法。下列有关叙述正确的是(　D　)‎ A．两者都运用了①和②‎ B．前者运用了①，后者运用了②‎ C．前者只运用了②，后者运用了①和②‎ D．前者只运用了①，后者运用了①和②‎ 解析：艾弗里的肺炎双球菌转化实验是设法把DNA与蛋白质分开，研究各自的效应。而赫尔希、蔡斯的噬菌体侵染细菌实验也是把DNA与蛋白质分开，研究各自的效应并且运用了放射性同位素标记法。‎ ‎5．有关遗传物质是DNA的实验证据的叙述中，正确的是(　C　)‎ A．格里菲思的肺炎双球菌的体内转化实验证明R型细菌中存在转化因子 B．艾弗里的肺炎双球菌体外转化实验运用了同位素示踪技术和细菌培养技术等 C．赫尔希和蔡斯的实验过程是标记噬菌体→噬菌体与细菌混合培养→短时间保温→搅拌、离心→检测放射性 D．赫尔希和蔡斯的实验证明了DNA是主要的遗传物质 解析：格里菲思的肺炎双球菌体内转化实验证明了加热杀死的S型菌中含有“转化因子”，这种“转化因子”能够使R型细菌转化成S型细菌，A项错误；艾弗里所做的肺炎双球菌的体外转化实验运用了细菌培养技术，但没有运用同位素示踪技术，B项错误；赫尔希和蔡斯的实验过程是用35S或32P标记噬菌体→噬菌体与大肠杆菌混合培养，噬菌体侵染未被标记的细菌→短时间保温→在搅拌器中搅拌，然后离心→检测上清液和沉淀物中的放射性物质，C项正确；赫尔希和蔡斯的实验证明了DNA是遗传物质，D项错误。‎ ‎6．下列有关肺炎双球菌体外转化实验和噬菌体侵染细菌实验的异同点的叙述，正确的是(　C　)‎ A．实验材料都是原核生物 B．只有肺炎双球菌的实验利用了对照实验 C．都能证明DNA是遗传物质 D．实验处理都采用了直接分离法 解析：噬菌体为病毒，不是原核生物；两个实验都设计了对照实验；两个实验都证明了DNA是遗传物质；肺炎双球菌体外转化实验采用了直接分离法，噬菌体侵染细菌实验采用了同位素标记法。‎ ‎7．(2020·济宁一模)下列关于肺炎双球菌的体内和体外转化实验以及T2噬菌体侵染大肠杆菌实验的叙述，正确的是(　D　)‎ A．三个实验的设计思路是一致的 B．三个实验都用到了同位素标记法 C．三个实验都不能得出蛋白质不是遗传物质的结论 D．三个实验所涉及生物的遗传物质都是DNA 解析：‎ 三个实验中，肺炎双球菌的体外转化实验和噬菌体侵染细菌实验的设计思路相同；肺炎双球菌的体内和体外转化实验都没有用到同位素标记法；肺炎双球菌的体外转化实验能得出蛋白质不是遗传物质的结论；三个实验所涉及生物有噬菌体、小鼠、细菌，它们的遗传物质都是DNA。‎ 归纳总结 ‎ 肺炎双球菌体外转化实验和噬菌体侵染细菌实验的比较 相同点 ‎①均使DNA和蛋白质分开，单独处理，观察它们各自的作用，但两类实验中DNA与蛋白质分开的方式不同 ‎②都遵循了对照原则 ‎③都能证明DNA是遗传物质，但不能证明DNA是主要的遗传物质 不同点 方法 不同 艾弗里 实验 直接分离：分离S型菌的DNA、多糖、蛋白质等，分别与R型菌混合培养 噬菌体侵 染细菌实验 同位素标记法：分别标记DNA和蛋白质的特殊元素(32P和35S)‎ 结论 不同 ‎①肺炎双球菌体外转化实验的结论：证明DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质 ‎②噬菌体侵染细菌实验的结论：证明DNA是遗传物质，不能证明蛋白质不是遗传物质，因蛋白质没有进入细菌体内 考点3　生物体内遗传物质的分析 ‎1．RNA也是遗传物质的实验 ‎(1)实验材料：烟草花叶病毒和烟草。烟草花叶病毒的组成成分是蛋白质和RNA。‎ ‎(2)实验过程及现象：‎ ‎(3)结论：RNA是烟草花叶病毒的遗传物质，蛋白质不是烟草花叶病毒的遗传物质。‎ ‎2．DNA是主要的遗传物质 判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)‎ ‎1．RNA或DNA是T2噬菌体的遗传物质。(　×　)‎ ‎2．真核生物、原核生物、大部分病毒的遗传物质是DNA，少部分病毒的遗传物质是RNA。(　√　)‎ ‎3．生物的遗传物质的基本组成单位是脱氧核糖核苷酸或核糖核苷酸。(　√　)‎ ‎4．细胞核内的遗传物质是DNA，细胞质内的遗传物质是RNA。(　×　)‎ ‎5．乳酸菌的遗传物质主要分布在染色体上。(　×　)‎ ‎●考向突破1　病毒感染及重组实验 ‎1．(2020·黑龙江牡丹江一高模拟)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，由此可以判断下列说法，正确的是(　A　)‎ A．水和苯酚的作用是分离病毒的蛋白质和RNA B．TMV的蛋白质不能进入烟草细胞中 C．侵入烟草细胞的RNA进行了逆转录过程 D．RNA是TMV的主要遗传物质 解析：从图示分析，TMV放入水和苯酚中振荡后，RNA和蛋白质分离，A正确；通过接种的方式，TMV的蛋白质可以进入烟草细胞中，B错误；此实验不能看出TMV的RNA在烟草细胞中进行了逆转录过程，C错误；此实验说明TMV的遗传物质是RNA，而不是蛋白质，同种生物的遗传物质没有主次之分，D错误。‎ ‎2．(2020·河南郑州一中检测)以下是RNA为遗传物质的实验图解，据图中的信息，下列选项正确的是(　B　)‎ A．不同类型的外壳互换，后代类型不变，说明外壳对病毒的侵染不起作用 B．病毒的后代性状只和核酸有关，因为只有核酸侵入细胞 C．病斑类型的不同，根本上是由病毒外壳的抗原特异性决定的 D．该实验不用“同位素追踪”的原因是RNA全保留复制，后代含有放射性的个体少 解析：不同类型的外壳互换，后代类型不变，是因为外壳是蛋白质，蛋白质不是遗传物质，不能改变表现型，A错误；病毒感染烟草叶片细胞时，RNA侵入细胞指导完成病毒后代的增殖，故病毒后代的性状只与核酸有关，B正确；病斑类型的不同是由遗传物质决定，是基因的特异性表达，与病毒外壳的抗原特异性无关，C错误；RNA进入宿主细胞，首先逆转录合成DNA，然后DNA半保留复制，D错误。‎ ‎●考向突破2　生物体内遗传物质判断 ‎3．(2020·广西钦州港开发区中学月考)下列有关生物体遗传物质的叙述，正确的是(　A　)‎ A．山柳菊的遗传物质是DNA B．衣藻的遗传物质主要分布在拟核中 C．SARS病毒的遗传物质含有硫元素 D．HIV的遗传物质水解产生8种核苷酸 解析：山柳菊为细胞生物，其遗传物质为DNA。衣藻为真核生物，其遗传物质主要分布在细胞核中的染色体上。SARS病毒为RNA病毒，遗传物质含有C、H、O、N、P 5种元素，不含硫元素。HIV的遗传物质为RNA，其水解产物为4种核糖核苷酸。‎ ‎4．(2020·吉林舒兰一中月考)下列关于颤藻和黑藻这两种生物遗传物质的叙述，正确的是(　A　)‎ A．遗传物质都是DNA B．既分布于细胞核中，也分布于细胞质中 C．均含有四种碱基、两种五碳糖 D．转录时都必须有DNA聚合酶、四种核苷酸、能量等 解析：颤藻属于原核生物，黑藻属于真核生物，原核生物和真核生物的遗传物质都是DNA，A正确；颤藻属于原核生物，没有被核膜包被的成形的细胞核，因此其遗传物质主要分布在拟核中，B错误；均含有五种碱基(A、C、G、U、T)、两种五碳糖(核糖和脱氧核糖)，C错误；转录时都必须有RNA聚合酶、四种核糖核苷酸、能量等，D错误。‎ 整合提升 ‎ “遗传物质”探索的4种方法 ‎1．格里菲思的体内转化实验得出的结论是：加热杀死的S型细菌中含有某种转化因子使R型活细菌转化为S型活细菌。‎ ‎2．艾弗里的体外转化实验得出的结论是：DNA是遗传物质，蛋白质等不是遗传物质。‎ ‎3．肺炎双球菌转化的实质是：基因重组。‎ ‎4．噬菌体侵染细菌实验证明了DNA是遗传物质。‎ ‎5．细胞生物的遗传物质是DNA，病毒的遗传物质是DNA或RNA。‎ ‎6．证明DNA是遗传物质的两大实验的实验思路：设法将DNA和蛋白质区分开，单独地、直接地观察它们各自的作用。‎ ‎ ‎ 转化的实质是基因重组而非基因突变：肺炎双球菌转化实验是指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，即发生了基因重组。‎ ‎ ‎ 加热并没有使DNA完全失去活性：加热杀死S型细菌的过程中，其蛋白质变性失活，但是内部的DNA在加热结束后随温度的降低又逐渐恢复活性。‎ ‎ ‎ 并非所有的R型细菌都能被转化，只是小部分R型细菌被转化成S型细菌。转化效率与DNA纯度有关，纯度越高转化效率越高。‎ ‎ ‎ 体内转化实验不能简单地说成有毒性的S型细菌的DNA可使小鼠致死，而是具有毒性的S型细菌可使小鼠致死。‎ ‎ ‎ 含放射性标记的噬菌体不能用培养基直接培养，因为病毒营专性寄生生活，所以应先培养细菌，再用细菌培养噬菌体。‎ ‎ ‎ ‎35S(标记蛋白质)和32P(标记DNA)不能同时标记在同一个噬菌体上，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。‎ ‎ ‎ 对于某一种生物而言，遗传物质只有一种(DNA或RNA)，不能说主要是DNA。‎ ‎1．(2019·江苏卷)赫尔希和蔡斯的T2噬菌体侵染大肠杆菌实验证实了DNA是遗传物质，下列关于该实验的叙述正确的是(　C　)‎ A．实验中可用15N代替32P标记DNA B．噬菌体外壳蛋白是大肠杆菌编码的 C．噬菌体DNA的合成原料来自大肠杆菌 D．实验证明了大肠杆菌的遗传物质是DNA 解析：T2噬菌体侵染细菌的实验步骤：分别用35S或32P标记噬菌体→噬菌体与大肠杆菌混合培养→噬菌体侵染未被标记的细菌→在搅拌器中搅拌，然后离心，检测上清液和沉淀物中的放射性物质；结论：DNA是遗传物质。N是蛋白质和DNA共有的元素，若用15N代替32P标记噬菌体的DNA，则其蛋白质也会被标记，A错误；噬菌体的蛋白质外壳是由噬菌体的DNA在大肠杆菌体内编码的，B错误；噬菌体的DNA合成的模板来自于噬菌体自身的DNA，而原料来自于大肠杆菌，C正确；该实验证明了噬菌体的遗传物质是DNA，D错误。‎ ‎2．(2019·浙江4月选考)‎ 为研究R型肺炎双球菌转化为S型肺炎双球菌的转化物质是DNA还是蛋白质，进行了肺炎双球菌体外转化实验，其基本过程如图所示：‎ 下列叙述正确的是(　C　)‎ A．甲组培养皿中只有S型菌落，推测加热不会破坏转化物质的活性 B．乙组培养皿中有R型及S型菌落，推测转化物质是蛋白质 C．丙组培养皿中只有R型菌落，推测转化物质是DNA D．该实验能证明肺炎双球菌的主要遗传物质是DNA 解析：艾弗里的肺炎双球菌体外转化实验中，将S型菌的DNA、蛋白质和荚膜等物质分离开，与R型菌混合培养，观察S型菌各个成分所起的作用。最后在S型菌的DNA与R型菌混合的培养基中发现了新的S型菌，证明了DNA是遗传物质。甲组中培养一段时间后可发现有极少的R型菌转化成了S型菌，因此甲组培养皿中不仅有S型菌落也有R型菌落，A选项错误；乙组培养皿中加入了蛋白质酶，故在乙组的转化中已经排除了蛋白质的干扰，应当推测转化物质是DNA，B选项错误；丙组培养皿中加入了DNA酶，DNA被水解后R型菌便不发生转化，故可推测是DNA参与了R型菌的转化，C选项正确；该实验只能证明肺炎双球菌的遗传物质是DNA，无法证明还有其他的物质也可做遗传物质，D选项错误。‎ ‎3．(2018·全国卷Ⅲ)下列研究工作中由我国科学家完成的是(　D　)‎ A．以豌豆为材料发现性状遗传规律的实验 B．用小球藻发现光合作用暗反应途径的实验 C．证明DNA是遗传物质的肺炎双球菌转化实验 D．首例具有生物活性的结晶牛胰岛素的人工合成 解析：本题主要考查生物科学史的相关知识。奥地利的孟德尔以豌豆为材料发现了性状遗传规律，A错误；美国的卡尔文用‎14C标记的 ‎14CO2，供小球藻进行光合作用，然后追踪检测其放射性，最终探明了CO2中的碳在光合作用暗反应中的转移途径，B错误；美国的艾弗里的肺炎双球菌转化实验证明了DNA是遗传物质，C错误；世界上第一个人工合成的蛋白质——具有生物活性的结晶牛胰岛素，是由我国科学家完成的，D正确。‎ ‎4．(2017·全国卷Ⅱ)在证明DNA是遗传物质的过程中，T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验发挥了重要作用。下列与该噬菌体相关的叙述，正确的是(　C　)‎ A．T2噬菌体也可以在肺炎双球菌中复制和增殖 B．T2噬菌体病毒颗粒内可以合成mRNA和蛋白质 C．培养基中的32P经宿主摄取后可出现在T2噬菌体的核酸中 D．人类免疫缺陷病毒与T2噬菌体的核酸类型和增殖过程相同 解析：T2噬菌体只能寄生在大肠杆菌中，并在其细胞中复制和增殖，A错误；T2噬菌体只有在宿主细胞内才能合成mRNA和蛋白质，B错误；培养基中的32P经宿主摄取后进入宿主细胞内部，在宿主细胞内，T2噬菌体以自身DNA为模板，以宿主细胞内的物质(含32P的脱氧核苷酸)为原料合成子代噬菌体的DNA，因此培养基中的32P经宿主摄取后可出现在T2噬菌体的核酸中，C正确；人类免疫缺陷病毒所含的核酸是RNA，T2噬菌体所含的核酸是DNA，故两者的核酸类型不同，增殖过程不完全相同，D错误。‎ ‎5．(2017·江苏卷)下列关于探索DNA是遗传物质的实验，叙述正确的是(　C　)‎ A．格里菲思实验证明DNA可以改变生物体的遗传性状 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离心后细菌主要存在于沉淀中 D．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 解析：格里菲思实验证明加热杀死的S型细菌中，含有某种可使无毒性的R型活细菌转化为有毒性S型活细菌的“转化因子”‎ ‎，A错误；艾弗里实验证明只有S型细菌体内的DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质，B错误；赫尔希和蔡斯实验中，细菌比重较大，离心后存在于沉淀中，C正确；赫尔希和蔡斯实验中，噬菌体进入细菌后，以自身DNA为模板，以细菌细胞内的物质为原料，遵循半保留复制原则，合成子代噬菌体的DNA，进而实现个体增殖，因此细菌裂解后得到的噬菌体中只有少量的噬菌体含有32P标记，D错误。‎ ‎6．(2016·江苏卷)下列关于探索DNA是遗传物质实验的相关叙述，正确的是(　D　)‎ A．格里菲思实验中肺炎双球菌R型转化为S型是基因突变的结果 B．格里菲思实验证明了DNA是肺炎双球菌的遗传物质 C．赫尔希和蔡斯实验中T2噬菌体的DNA是用32P直接标记的 D．赫尔希和蔡斯实验证明了DNA是T2噬菌体的遗传物质 解析：格里菲思实验中肺炎双球菌R型转化为S型是基因重组的结果，A错误；格里菲思实验证明了S型肺炎双球菌中含有转化因子，艾弗里实验证明了DNA是遗传物质，B错误；赫尔希和蔡斯实验中T2噬菌体的DNA是利用大肠杆菌中含32P的脱氧核苷酸标记的，该实验证明了DNA是T2噬菌体的遗传物质，C错误，D正确。‎ ‎7．(2017·全国卷Ⅰ)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)‎ 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，即为RNA病毒；反之为DNA病毒。‎ 解析：该实验的目的是鉴定一种病毒的遗传物质是DNA还是RNA，要求使用的实验方法是同位素标记法。DNA和RNA的元素组成相同，都含有C、H、O、N、P，因此只标记化学元素是不可行的，而DNA和RNA的不同之处在于含氮碱基不同，因此可在培养基中分别加入含有放射性标记的胸腺嘧啶和含有放射性标记的尿嘧啶，看病毒的增殖是利用了含有放射性标记的胸腺嘧啶来合成DNA，还是利用含有放射性标记的尿嘧啶来合成RNA。‎