高考生物一轮基础总复习《第14讲 核酸是遗传物质的证据》

第14讲核酸是遗传物质的证据高考生物一轮基础总复习知识内容展示核心素养对接(1)噬菌体侵染细菌的实验(2)肺炎双球菌转化实验(3)烟草花叶病毒的感染和重建实验生命观念通过遗传物质的发现历程，建立结构决定功能观、理解生命的延续和发展科学思维通过噬菌体侵染细菌实验中上清液和沉淀物放射性分析，培养逻辑分析能力社会探究通过三个实验的理解和分析，培养实验设计及得出结论的能力考点一肺炎双球菌转化实验1.下列关于“核酸是遗传物质的证据”的相关实验的叙述，判断正误。 (1)肺炎双球菌活体细菌转化实验中，R型肺炎双球菌转化为S型菌是基因突变的结果( ) (2)肺炎双球菌离体细菌转化实验中，S型菌的DNA使R型菌转化为S型菌，说明DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质( )××2.用R型和S型肺炎双球菌进行实验，其过程和结果如图所示。据图分析可知(

)A.RNA是转化因子 B.荚膜多糖具有生物活性C.DNA是转化因子 D.DNA是主要的遗传物质解析本实验属于肺炎双球菌体外转化实验，图中只有加入DNA的一组才发生转化，与其他组形成对照，说明DNA是转化因子。答案

C

本题组对应必修二教材P50肺炎双球菌转化实验，重点考察实验的步骤和结论。1.离体细菌转化实验 (1)实验材料：S型和R型细菌、培养基。 (2)实验目的：探究S型细菌中的“转化因子”是DNA还是蛋白质或多糖。 (3)实验过程及结果：R型活菌+S型活菌R型活菌 (4)结论：S型细菌中的

是使R型细菌产生稳定遗传变异的物质，即DNA是遗传物质，而蛋白质等不是遗传物质。2.R型细菌转化成S型细菌的实质是S型细菌DNA与R型细菌DNA实现重组，表现出S型细菌的性状，此变异属于广义上的基因重组。3.每种生物只有唯一确定的遗传物质，有细胞结构的生物的遗传物质是

，无细胞结构的生物(即病毒)的遗传物质是

。生物界绝大多数生物的遗传物质是DNA，只有极少数生物的遗传物质是RNA，因而DNA是

。DNADNADNA或RNA主要的遗传物质活体细菌转化实验(1)实验材料：S型和R型肺炎双球菌、小鼠

S型细菌R型细菌菌落________________________型粗糙型菌体含多糖类的胶状荚膜无多糖类荚膜毒性有毒性，使小鼠患败血症死亡______光滑无毒(2)实验过程及结果存活R型活菌S型活菌1.肺炎双球菌体内转化实验中“加热”是否已导致DNA和蛋白质变性？

提示加热杀死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.肺炎双球菌体外转化实验中导致R型细菌转化为S型细菌时遗传物质、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.肺炎双球菌体外转化实验中，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，用DNA酶分解从S型活细菌中提取的DNA，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，DNA才是使R型细菌转化的物质。4.两个转化实验有哪些相同点及联系？

提示(1)相同点：所用材料相同；两实验都遵循对照原则、单一变量原则。 (2)联系：体内转化实验是体外转化实验的基础，体外转化实验是体内转化实验的延伸。角度围绕肺炎双球菌转化实验考查观察提问方案实施的能力1.肺炎双球菌转化实验证实了DNA是遗传物质。下列叙述正确的是(

) A.肺炎双球菌有多种菌株，光滑型菌株是唯一能引起肺炎或败血症的类型 B.显微镜下能看到R型菌的菌体表面粗糙，菌体的外面没有荚膜 C.离体细菌转化实验时，需先加热杀死S型菌，再抽提DNA、蛋白质和荚膜物质 D.S型死菌和R型活菌混合注射导致小鼠患病死亡后，其体内只能分离出S型活菌

答案

A2.用R型和S型肺炎双球菌进行实验，其过程和结果如图所示。下列关于该实验的叙述错误的是(

)A.该实验说明R型菌是无毒的B.该实验说明R型菌在一定条件下可转化为S型菌C.加热杀死的S型菌无致死性是因为其蛋白质已变性失活D.在一定条件下R型菌实现转化是因为其发生了基因突变解析该实验说明R型菌是无毒的，A正确；该实验说明R型菌在一定条件下可转化为S型菌，B正确；加热杀死的S型菌无致死性是因为其蛋白质已变性失活，C正确；在一定条件下R型菌实现转化是因为其发生了基因重组，D错误。答案

D1.活体细菌转化实验与离体细菌转化实验比较

活体细菌转化实验离体细菌转化实验培养场所在小鼠体内体外培养基实验结果加热杀死的S型细菌能使R型细菌转化为S型细菌S型细菌的DNA使R型细菌转化为S型细菌实验结论S型细菌体内有“转化因子”S型细菌的DNA是遗传物质巧妙构思将加热杀死的S型细菌及其与R型活菌混合后的菌液，分别注入小鼠体内将物质提纯分离后，直接地、单独地观察某种物质在实验中所起的作用联系(1)所用材料相同，都是R型和S型两种肺炎双球菌(2)体内转化实验是体外转化实验的基础，体外转化实验是体内转化实验的延伸(3)两实验都遵循对照原则、单一变量原则2.肺炎双球菌转化实验的分析 (1)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热稳定性较高，即在一定的温度范围内，加热不会导致DNA变性。 (2)R型细菌转化成S型细菌的实质是S型细菌DNA与R型细菌DNA实现重组，表现出S型细菌的性状，此变异属于广义上的基因重组。 (3)转化后形成的S型细菌的性状可以遗传下去，说明S型细菌的DNA是遗传物质。 (4)转化的只是少部分R型细菌。由于转化受到DNA的纯度、两种细菌的亲缘关系、受体菌的状态等因素的影响，所以并不是所有的R型细菌都转化成了S型细菌。考点二噬菌体侵染细菌实验1.

判断正误。

噬菌体侵染细菌实验中，用32P标记的噬菌体侵染细菌后的子代噬菌体多数具有放射性()×2.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解析噬菌体是一种DNA病毒，需要在宿主细胞内转录mRNA，A错误；搅拌的目的是使噬菌体外壳从细菌表面脱落，而不是使两者混合更加均匀，B错误；培养时间过长，会导致新组装的噬菌体释放出来，实验效果不好，C错误；噬菌体侵染细菌后，依靠细菌体内的物质进行自我复制，并合成蛋白质外壳，因此会产生许多遗传信息相同的子代噬菌体，D正确。答案

D3.下列关于用32P标记的T2噬菌体侵染35S标记的大肠杆菌实验的叙述，错误的是(

) A.子代噬菌体的DNA控制子代噬菌体的蛋白质合成 B.合成子代噬菌体外壳的原料来自大肠杆菌，子代噬菌体外壳都含35S C.合成子代噬菌体DNA的原料来自大肠杆菌，子代噬菌体DNA都不含32P D.大肠杆菌的DNA中嘌呤碱基之和与嘧啶碱基之和的比值与噬菌体的相同解析子代噬菌体的DNA利用大肠杆菌的原料、能量和核糖体，控制子代噬菌体的蛋白质合成，A正确；噬菌体侵染大肠杆菌时，合成子代噬菌体的原料均由大肠杆菌提供，所以合成子代噬菌体外壳的原料来自大肠杆菌，子代噬菌体外壳都含35S，B正确；由于DNA分子是半保留复制，所以用含32P的噬菌体侵染大肠杆菌时，合成子代噬菌体DNA的原料来自大肠杆菌，少数子代噬菌体含有32P，C错误；大肠杆菌的DNA中嘌呤碱基之和与嘧啶碱基之和的比值与噬菌体的相同，都等于1，D正确。答案C

本题组考查必修二教材P49噬菌体侵染细菌实验，主要考查噬菌体的繁殖特点、实验步骤和有关同位素标记问题的分析。1.噬菌体侵染细菌的实验(1)实验材料：噬菌体和大肠杆菌等。

①噬菌体的结构蛋白质外壳SDNAP②噬菌体的复制式增殖增殖需要的条件内容模板________的DNA合成噬菌体DNA的原料____________提供的四种脱氧核苷酸合成噬菌体蛋白质原料___________的氨基酸场所大肠杆菌的核糖体噬菌体大肠杆菌大肠杆菌(2)实验过程及结果(放射性同位素标记法)①噬菌体的标记靖宸②噬菌体侵染细菌(3)实验步骤和结果分析①搅拌的目的是使

分离，离心的目的是让上清液中析出重量较轻的

颗粒，离心管的沉淀物中留下被感染的

。②噬菌体侵染细菌时，

进入细菌细胞中，而

外壳留在外面。子代噬菌体的各种性状是通过

来遗传的。(4)结论：DNA是

。吸附在细菌上的噬菌体与细菌噬菌体大肠杆菌DNA蛋白质亲代DNA遗传物质2.噬菌体侵染细菌实验中同位素标记问题分析标记的元素及对象子代噬菌体的放射性情况蛋白质外壳部分DNA部分32P标记噬菌体无放射性______有放射性35S标记噬菌体____________无放射性32P标记细菌无放射性______放射性35S标记细菌______放射性无放射性32P、35S标记细菌全部有放射性全部有放射性少数无放射性全部有有1.噬菌体的复制式增殖过程2.噬菌体侵染细菌实验放射性问题分析 (1)用35S标记T2噬菌体，上清液中放射性很高的原因：

。 (2)用35S标记T2噬菌体，沉淀物中有放射性的原因：

。 (3)用32P标记T2噬菌体，沉淀物中放射性很高的原因：

。 (4)用32P标记T2噬菌体，上清液中含放射性的原因：

①

，有一部分T2噬菌体还没有侵染到大肠杆菌细胞内，经离心后分布于上清液中，上清液中出现放射性。

②

，T2噬菌体在大肠杆菌内增殖后释放子代，经离心后分布于上清液，也会使上清液中出现放射性。蛋白质外壳没有进入大肠杆菌，离心后存在于上清液中搅拌不充分，有少量含35S的T2噬菌体蛋白质外壳吸附在细菌表面，随细菌离心到沉淀物中DNA进入大肠杆菌，离心后存在于沉淀物中保温时间过短保温时间过长角度1噬菌体侵染细菌的实验1.下图是T2噬菌体侵染细菌实验中的一组实验过程和结果示意图，下列相关叙述错误的是(

)A.实验中的噬菌体是用32P标记了它的DNAB.沉淀物中主要含有细菌，放射性高是由于噬菌体DNA侵入了细菌内部C.若实验中搅拌器搅拌过程不充分，则上清液中的放射性会增高D.并不是每一个子代噬菌体的DNA上都含有32P答案

C2.下列关于探索DNA是遗传物质实验的相关叙述，正确的是(

) A.肺炎双球菌离体细菌转化实验中肺炎双球菌R型转化为S型是基因突变的结果 B.肺炎双球菌活体细菌转化证明了DNA是肺炎双球菌的遗传物质 C.噬菌体侵染细菌实验中T2噬菌体的DNA是用32P直接标记的 D.噬菌体侵染细菌实验证明了DNA是T2噬菌体的遗传物质

解析肺炎双球菌离体细菌转化实验中肺炎双球菌R型转化为S型是基因重组的结果，A错误；肺炎双球菌活体细菌转化证明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，但没有证明DNA是遗传物质，B错误；噬菌体是病毒，没有细胞结构，不能直接在培养基上生存，因此不能用32P直接标记其DNA，C错误；噬菌体侵染细菌实验证明了DNA是T2噬菌体的遗传物质，D正确。答案D肺炎双球菌体外转化实验和噬菌体侵染细菌的实验比较

肺炎双球菌体外转化实验噬菌体侵染细菌的实验设计思路设法将DNA与其他物质分开，单独研究它们各自不同的功能处理方法直接分离：分离S型菌的DNA、多糖、蛋白质等，分别与R型细菌混合培养同位素标记法：分别用同位素35S、32P标记蛋白质和DNA结论证明DNA是遗传物质，而蛋白质等不是遗传物质①证明DNA是遗传物质，但不能证明蛋白质不是遗传物质②说明DNA能控制蛋白质的合成③说明DNA能自我复制角度2噬菌体侵染细菌放射性元素分析3.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(

) 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.人体免疫缺陷病毒与T2噬菌体的核酸类型和增殖过程相同解析

T2噬菌体只能侵染大肠杆菌，不能侵染肺炎双球菌，所以不可以在肺炎双球菌中复制和增殖，A错误；病毒没有细胞结构，不能独立生活，所以在T2噬菌体病毒颗粒内不可以合成mRNA和蛋白质，需要借助宿主细胞来合成mRNA和蛋白质，B错误；噬菌体侵染细菌时，其DNA进入细菌并作为模板控制子代噬菌体的合成，复制及表达需大肠杆菌提供原料、酶和ATP，所以培养基中的32P经宿主摄取后可出现在T2噬菌体的核酸中，C正确；人体免疫缺陷病毒与T2噬菌体的核酸类型和增殖过程不相同，前者是RNA病毒，后者是DNA病毒，D错误。答案

C4.在噬菌体侵染细菌的实验中，用不同放射性同位素标记的T2噬菌体分别侵染大肠杆菌，适当时间后对标记物质进行检测，放射性主要存在于沉淀物中的是(

) A.3H标记 B.32P标记 C.35S标记 D.32P和35S标记

解析本题考生常由于对噬菌体组成的相关知识识记不牢和对侵染过程理解不透而误选C。放射性主要存在于沉淀物中，表明标记的是噬菌体的DNA，故可用32P标记。答案B“二看法”判断子代噬菌体标记情况角度3噬菌体侵染细菌实验放射性误差分析5.关于赫尔希和蔡斯“噬菌体侵染细菌”的实验中，下列说法正确的是(

) A.35S标记组：培养时间过长，沉淀物放射性增高 B.32P标记组：搅拌不够充分，上清液放射性增高 C.35S标记组：噬菌体侵染细菌并经保温、搅拌与离心后放射性主要存在于上清液中 D.32P标记组：培养时间越长，含32P的子代噬菌体比例越高解析

35S标记的是噬菌体的蛋白质外壳，实验中，噬菌体的蛋白质外壳留在外面，分离后，放射性主要存在于上清液中，延长培养时间，不会增加沉淀物放射性，A错误；32P标记的是噬菌体的DNA，噬菌体侵染细菌时，DNA进入细菌，因此即使搅拌不够充分，也不会使上清液中的放射性增高，B错误；35S标记的是噬菌体的蛋白质外壳，噬菌体侵染细菌实验中，噬菌体的蛋白质外壳留在外面，分离后，放射性主要存在于上清液中，C正确；合成子代噬菌体DNA的原料均由细菌提供，且DNA复制方式为半保留复制，因此子代噬菌体中有少数含有亲代的DNA链(含32P)，且培养时间越长，子代噬菌体数目越多，含32P的子代噬菌体比例越低，D错误。答案

C6.1952年“噬菌体小组”的赫尔希和蔡斯研究了噬菌体的蛋白质和DNA在侵染细菌过程中的功能，图实验数据分别是被侵染细菌的存活率、上清液(细胞外)中的35S和32P占初始标记噬菌体的放射性的百分比。下列说法不正确的是(

)A.细胞外的32P含量有约30%，原因可能是由于侵染时间过长，部分子代噬菌体从细菌中释放出来B.实验结果表明当搅拌时间足够长以后，上清液中的35S和32P分别约占初始标记噬菌体放射性的80%和30%C.图中被侵染细菌的存活率始终保持在100%，说明细菌没有裂解D.实验中离心的作用是使细菌沉淀，其他成分上浮解析由图可知，细菌的侵染率为100%；上清液35S先增大后保持在80%，说明有20%的噬菌体没有与细菌脱离，仍然附着在细菌外面，离心后随细菌一起沉淀了；上清液中32P先增大后保持在30%左右，说明有30%的噬菌体没有侵染细菌，离心后位于上清液，若细菌发生裂解，上清液中32P的百分比会上升，不会保持不变，且被侵染细菌的存活率始终保持在100%，所以被侵染的细菌基本上未发生裂解，A错误；根据题意和图示分析，横坐标为搅拌时间，纵坐标为被侵染细菌的存活率、上清液(细胞外)中的35S和32P占初始标记噬菌体的放射性的百分比。当搅拌时间足够长以后，上清液中的35S和32P分别占初始标记噬菌体放射性的80%和30%，B正确；图中被侵染细菌的存活率始终保持在100%，说明细菌没有裂解，C正确；离心的目的是让上清液中析出重量较轻的T2噬菌体颗粒，而离心管的沉淀物中留下被侵染的细菌，D正确。答案

A噬菌体侵染细菌实验中上清液和沉淀物放射性分析(1)含32P的噬菌体侵染大肠杆菌

(2)含35S的噬菌体侵染大肠杆菌判断正误：烟草花叶病毒感染和重建实验中，用TMVA的RNA和TMVB的蛋白质重建的病毒感染烟草叶片细胞后，可检测到A型病毒，说明RNA是TMVA的遗传物质()考点三烟草花叶病毒的感染和重建实验√

本题考查必修二教材P51烟草花叶病毒的感染和重建实验，主要考查烟草花叶病毒的结构和遗传物质的种类。1.烟草花叶病毒的结构

烟草花叶病毒(TMV)由一条

和

外壳组成，能使烟草患病。RNA蛋白质2.病毒重建及其对烟草叶细胞的感染(1)实验过程及现象(2)结果分析与结论重组病毒所繁殖的病毒类型取决于提供

的株系而不是提供

的株系。RNA蛋白质烟草花叶病毒对烟草叶细胞的感染实验(1)实验过程及现象(2)结论

是烟草花叶病毒的遗传物质，

不是遗传物质。蛋白质RNARNA烟草叶不出现病斑RNA蛋白质角度1烟草花叶病毒的感染和重建实验1.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.该实验证明了病毒的遗传物质是RNAB.烟草花叶病毒由RNA和蛋白质组成C.对烟草花叶病毒进行降解的步骤需要用蛋白酶D.烟草叶片受感染后出现病斑是因为接种的病毒进行了逆转录解析该实验只证明了烟草花叶病毒的遗传物质是RNA，而不能证明其他病毒的遗传物质也是RNA，A错误；由图可知，烟草花叶病毒由RNA和蛋白质组成，B正确；不能用蛋白酶对烟草花叶病毒进行降解，因为蛋白酶会分解蛋白质，C错误；烟草叶片受感染后出现病斑是因为接种的病毒进行了翻译，而不是逆转录，D错误。答案

B2.下图表示科研人员验证烟草花叶病毒(TMV)遗传物质的实验过程，由此推断正确的是(

)A.烟草细胞的遗传物质是RNAB.烟草细胞的细胞膜上有RNA的载体C.感染病毒的烟草体内的蛋白质中有TMV的外壳蛋白D.接种的RNA在烟草细胞中进行了逆转录解析从烟草花叶病毒中提取的RNA能使烟草感染病毒，而提取的蛋白质却不能使烟草感染病毒，这说明RNA是烟草病毒的遗传物质，它进入烟草细胞后能控制TMV的蛋白质合成，故C正确。答案

C角度2围绕生物体遗传物质分析考查科学思维的能力3.下列关于遗传物质的叙述，正确的是(

) A.烟草的遗传物质可被RNA酶水解 B.肺炎双球菌的遗传物质主要是DNA C.劳氏肉瘤病毒的遗传物质可逆转录出单链DNA D.T2噬菌体的遗传物质可被水解成4种脱氧核糖核酸

解析烟草的遗传物质是DNA，不能被RNA酶水解，A错误；肺炎双球菌的遗传物质是DNA，B错误；劳氏肉瘤病毒是RNA病毒，其遗传物质在逆转录酶催化下，能以RNA为模板逆转录成单链DNA，C正确；T2噬菌体是DNA病毒，其遗传物质可被水解成4种脱氧核糖核苷酸，D错误。

答案

C4.下列有关遗传物质的说法，正确的是(

) A.细菌的遗传物质是DNA，病毒的遗传物质是RNA B.细胞核中的遗传物质是DNA，细胞质中的遗传物质是RNA C.豌豆的遗