《第1讲 DNA是主要的遗传物质》（解析版）能力提升与真题过关

学而优·教有方学而优·教有方PAGE2PAGE1第1讲DNA是主要的遗传物质一、单选题1．DNA是主要的遗传物质，下列相关叙述正确的是（）A．格里菲思通过体外转化实验证明了DNA是遗传物质B．沃森和克里克通过模型构建证明了DNA具有双螺旋结构C．梅塞尔森和斯塔尔运用同位素标记技术证明了DNA的半保留复制D．赫尔希和蔡斯通过噬菌体侵染细菌实验证明了DNA是主要的遗传物质【答案】C【分析】1、肺炎双球菌转化实验包括格里菲思体内转化实验和艾弗里体外转化实验，其中格里菲思体内转化实验证明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；艾弗里体外转化实验证明DNA是遗传物质。2、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。3、沃森和克里克用建构物理模型的方法研究DNA的结构。4、萨顿运用类比推理的方法提出基因在染色体的假说，摩尔根运用假说—演绎法证明基因在染色体上。【详解】A、格里菲思通过体外转化实验提出了转化因子的概念，但没有提出DNA是遗传物质，A错误；B、模型构建不能证明DNA是双螺旋结构，沃森和克里克发现了DNA的双螺旋结构并构建了模型，模型是将他们的发现更好的呈现出来，B错误；C、梅塞尔森和斯塔尔运用同位素标记法用15N标记DNA分子，并利用了离心法，证明了DNA的半保留复制方式，C正确；D、赫尔希和蔡斯通过噬菌体侵染细菌实验证明了DNA是遗传物质，D错误。故选C。2．（2023·河北保定·河北安国中学校联考三模）遗传转化是指游离的DNA分子（细胞DNA）被细菌的细胞摄取，并在细菌细胞内表达的过程。肺炎链球菌转化实验的实质如图所示（S基因是控制荚膜形成的基因）。下列有关叙述错误的是（

）

A．由R型细菌转化成的S型细菌的遗传物质与原S型细菌相同B．由R型细菌转化成S型细菌的实质是基因重组C．将S型细菌的S基因用32P标记，转化而来的S型细菌在普通培养基上培养多代后，得到的子代S型细菌的S基因均能检测到32PD．T2噬菌体侵染大肠杆菌的过程也是一种遗传转化过程【答案】B【分析】遗传转化是指游离的DNA分子（细胞DNA）被细菌的细胞摄取，并在细菌细胞内表达的过程。该过程变异的实质是基因重组。【详解】A、由R型细菌转化成S型细菌的过程中，仅含有S菌的部分基因进入R型细菌，故转化成的S型细菌的遗传物质与原S型细菌不完全相同，A错误；B、由R型细菌转化成S型细菌的实质是基因重组，B正确；C、由于DNA复制为半保留复制，将S型细菌的S基因用32P标记，转化而来的S型细菌在普通培养基（31P）上培养多代后，得到的子代S型细菌只有少数含有32P，故S基因不一定能检测到32P，C错误；D、遗传转化是指细胞DNA被细菌的细胞摄取，并在细菌细胞内表达的过程，T2噬菌体侵染大肠杆菌的过程不是遗传转化过程，D错误。故选B。3．下列对遗传物质探索历程的叙述，错误的是（）A．因氨基酸的排列顺序多样可能蕴含遗传信息，最初认为遗传物质是蛋白质B．在肺炎双球菌的转化实验中，R型细菌转化的实质是发生了基因重组C．噬菌体侵染细菌实验更有说服力，是因为将蛋白质与DNA完全分开研究D．格里菲思发现R型活菌转化为S型活菌后，提出DNA是遗传物质【答案】D【分析】肺炎双球菌转化实验包括格里菲思体内转化实验和艾弗里体外转化实验，其中格里菲思体内转化实验证明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；艾弗里体外转化实验证明DNA是遗传物质。【详解】A、最初认为遗传物质是蛋白质，是因为推测氨基酸多种排列顺序可能蕴含遗传信息，A正确；B、在肺炎双球菌转化实验中，细菌转化的实质是发生了基因重组，即S型细菌的DNA转入到R型细菌的DNA中，B正确；C、噬菌体侵染细菌实验之所以更有说服力，是因为其特有的侵染方式使蛋白质与DNA能完全分开，C正确；D、格里菲思体内转化实验证明S型细菌中存在某种“转化因子”，能将R菌转化为S菌；艾弗里实验能证明DNA是遗传物质，D错误。故选D。4．如图为肺炎链球菌转化实验的实验图解。下列有关的叙述正确的是（

）A．若X为加热杀死的S型菌，根据实验结果可证明转化因子是DNAB．若X为S型菌的DNA和DNA酶，则Y中会出现S型菌C．若X为S型菌的DNA和蛋白酶，则Y中只存在S型菌D．若X为S型菌的DNA和脂肪酶，则Y中有S型菌和R型菌【答案】D【分析】肺炎链球菌转化实验的原理：高温杀死的S型细菌使某些活的R型细菌转化成S型细菌。S型细菌有一种物质或转化因素进入了R型细菌，引起R型细菌发生了稳定的遗传变异。艾弗里等人从S型细菌中分别抽提出DNA、蛋白质和荚膜物质，并把每一种成分同活的R型细菌混合，悬浮在合成培养液中，结果发现只有DNA组分能够把R型细菌转变成S型细菌。【详解】A、若X为加热杀死的S型菌，实验结果可以说明S型菌中存在转化因子，但不能证明转化因子是DNA，A错误；B、若X为S型菌的DNA和DNA酶，由于DNA被DNA酶破坏，不能转化R型菌，Y中不会出现S型菌，B错误；C、若X为S型菌的DNA和蛋白酶，蛋白酶不会破坏S型菌的DNA，能够转化R型菌，则Y中会出现S型菌，但是也会有R型菌，C错误；D、若X为S型菌的DNA和脂肪酶，脂肪酶不能分解DNA，X中S型菌的DNA能够转化R型细菌，则Y中有S型菌和R型菌，D正确；故选D。5.通过细菌的转化发现DNA和蛋白质的混合物中包含遗传信息，研究者判定是蛋白质还是DNA存储遗传信息实验的理论依据和判断方法（所用酶对检测方法无影响）相关叙述，错误的是（）A．实验要利用脱氧核糖核酸（DNA）酶和蛋白酶的专一性B．实验中要将DNA和蛋白质直接分开，单独研究各自的作用C．如果混合物用DNA酶处理后，遗传信息消失，则遗传信息储存于DNAD．如果混合物用蛋白酶处理后，遗传信息消失，则遗传信息储存于蛋白质【答案】B【分析】酶的催化具有高效性（酶的催化效率远远高于无机催化剂）、专一性（一种酶只能催化一种或一类化学反应的进行）、需要适宜的温度和pH值（在最适条件下，酶的催化活性是最高的，低温可以抑制酶的活性，随着温度升高，酶的活性可以逐渐恢复，高温、过酸、过碱可以使酶的空间结构发生改变，使酶永久性的失活）。【详解】A、实验要利用脱氧核糖核酸（DNA）酶和蛋白酶的专一性，脱氧核糖核酸酶能够分解DNA，蛋白酶能够分解蛋白质，A正确；B、酶具有专一性，因此不需要将DNA和蛋白质直接分开，B错误；C、DNA酶能分解DNA，因此如果混合物用DNA酶处理后，遗传信息消失，则遗传信息储存于DNA，C正确；D、蛋白酶能分解蛋白质，因此如果混合物用蛋白酶处理后，遗传信息消失，则遗传信息储存于蛋白质，D正确。故选B。二、综合题6．肺炎链球菌有S型和R型两种不同的类型。研究表明，S型细菌的DNA在进入R型细菌之前，会被酶I降解为具有黏性末端的片段，然后酶Ⅱ使S型细菌DNA的一条链降解，DNA的另一条链进入菌体内部。在现代分子生物学技术中，可以通过加入“某化学物质”，诱导R型细菌进入感受态，以增大R型细菌细胞壁的通透性，利于S型细菌DNA片段通过体内同源重组被整合到R型细菌的基因组中，实现肺炎链球菌的转化。请回答下列问题：(1)早期人们认为蛋白质和核酸都可能作为遗传物质，请从构成蛋白质和核酸的单体角度，说出你的理由：。(2)与S型细菌毒性有关的特殊结构是，上述材料中，酶Ⅱ是（填酶名称）。(3)在肺炎链球菌的转化实验中，向培养有R型细菌的编号依次为甲、乙、丙、丁四个试管中，依次分别加入从S型活细菌中提取的DNA、DNA和DNA酶、蛋白质、多糖，经过培养，检查结果发现试管内仍然有R型细菌的是（填试管序号）(4)除格里菲思和艾弗里等进行肺炎链球菌转化实验外，赫尔希和蔡斯利用技术完成噬菌体侵染细菌实验，证明。此外，科学家发现有些病毒的遗传物质是RNA，因为，所以说DNA是主要的遗传物质。【答案】(1)单体的排列顺序是构成其多样性的主要原因（具体描述合理即得分）(2)荚膜核酸酶（核酸水解酶）(3)甲、乙、丙、丁(4)放射性同位素标记DNA是噬菌体的遗传物质绝大多数生物的遗传物质是DNA【分析】1、作为遗传物质应具备的特点是：a、分子结构具有相对稳定性；b、能自我复制，保持上下代连续性；C能指导蛋白质合成；d、能产生可遗传变异。2、肺炎双球菌转化实验包括格里菲思体内转化实验和艾弗里体外转化实验，其中格里菲思体内转化实验证明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;艾弗里体外转化实验证明DNA是遗传物质。3、细胞生物的遗传物质都是DNA，病毒的遗传物质是DNA或RNA。【详解】（1）科学家认为蛋白质和核酸是遗传物质，组成蛋白质的氨基酸有21种，而蛋白质是生物大分子，因此蛋百质多样性的原因是组成蛋白质的氨基酸的种类，数目和排列顺序以及形成的多肽链的空间结构的干差万别导致了蛋白质结构的多样性，因此蛋白质能储存遗传大量的遗传信息，且蛋白质是生物性状的主要表达者，组成核酸的核苷酸的种类虽然不多，但核酸中碱基的排列顺序多样导致了核酸的多样性，同样核酸也具有储存大量遗传信息的能力，即核酸和蛋白质的单体排列顺序决定了核酸和蛋白质的结构多样性。（2）S型含有多糖荚膜，是有毒的，R型无多糖荚膜，无毒的，因此与S型细菌毒性有关的特殊结构是荚膜。据题意可知，酶Ⅱ使S型细菌DNA的一条链降解，推测酶Ⅱ是核酸酶（核酸水解酶）。（3）根据艾弗里的实验结论可知，只有S型菌的DNA能使R型菌转化形成S型菌，但转化只是很少一部分，因此所有的实验中都含有R型菌。甲、乙、丙、丁都含有R型菌，但甲除了含有S型菌外，还含有S型菌，因此检查结果发现试管内仍然有R型细菌的是甲、乙、丙、丁。（4）赫尔希和蔡斯分别用32P标记噬菌体的DNA、35S标记噬菌体的蛋白质分别侵染大肠杆菌，此过程中运用了放射性同位素标记技术。结果发现32P标记组放射性主要集中在沉淀物，35S标记组放射性主要集中在上清液，说明32P标记的DNA在亲子代之间具有连续性，DNA是噬菌体的遗传物质。绝大多数的生物的遗传物质都是DNA，少数病毒的遗传物质是RNA，说明DNA是主要的遗传物质。选择题1．下列有关生物科学史或遗传学实验的叙述，正确的是（

）A．摩尔根用白眼果蝇与红眼果蝇杂交，证明了基因在染色体上呈线性排列B．在“建立减数分裂中染色体变化的模型”中，细胞中至少需要2对染色体C．T2噬菌体侵染细菌实验证明了DNA是大肠杆菌的遗传物质D．分离细胞器和证明DNA半保留复制的实验均使用了密度梯度离心法【答案】B【分析】1、分离细胞器用梯度离心法、证明DNA分子半保留复制用的离心。2、构建DNA分子的双螺旋结构、细胞的亚显微结构模式图、减数分裂染色体变化模型都是建构物理模型。3、孟德尔的基因分离定律和摩尔根验证基因在染色体上都是假说—演绎法。【详解】A、摩尔根用白眼果蝇与红眼果蝇杂交，证明了基因在染色体上，A错误；B、为了呈现减数分裂的同源染色体分离，非同源染色体自由组合，所以构建减数分裂中染色体变化模型时，至少需要2对染色体，B正确；C、T2噬菌体侵染细菌实验证明了DNA是T2噬菌体的遗传物质，C错误；D、分离细胞器的方法为差速离心法，证明DNA半保留复制的实验使用了密度梯度离心法，D错误。故选B。2．2007年7月25日，加拿大食品检疫局公布第10例疯牛病调查报告。报告认为，这起病例是由于使用受污染饲料所致。疯牛病病毒（朊病毒）是不同于细菌和病毒的生物形式，只含畸形蛋白质，没有（不利用）DNA或RNA进行复制，而是利用正常细胞中与其氨基酸排列顺序一致的蛋白质进行复制。下列方法中可以用来检测饲料中是否含有朊病毒的是（）A．用双缩脲试剂检测牛饲料中的提取液B．用DNA指纹检测牛饲料的提取液C．提取牛饲料中的蛋白质，然后进行氨基酸测序，看是否与朊病毒的氨基酸序列相同D．以上方法均不可取【答案】D【分析】1、自然界中的生物一般是由细胞构成的，而病毒没有细胞结构，只由蛋白质外壳和遗传物质组成的病毒的营养方式为寄生，必须寄生在其他生物的活细胞里才能生活。2、病毒通过自我复制的方式繁殖后代。【详解】A、双缩脲试剂用于检测蛋白质的存在，朊病毒是由蛋白质构成，但正常饲料也肯定也有蛋白质存在，A错误；B、DNA探针本质是DNA分子，不能与构成朊病毒的蛋白质杂交，B错误；C、据题干中“利用正常细胞中与其氨基酸排列顺序一致的蛋白质进行复制”，因此，检测到与朊病毒的氨基酸序列相同蛋白质，该蛋白质不一定就是来自朊病毒，C错误；D、以上方法均不可取，D正确。故选D。3．某研究人员模拟赫尔希和蔡斯关于噬菌体侵染细菌的实验，进行了以下4个实验：①用14C标记的噬菌体侵染未标记的细菌，②未标记的噬菌体侵染35S标记的细菌，③用32Р标记的噬菌体侵染3H标记的细菌，④用35S标记的噬菌体侵染未标记的细菌，适宜时间后搅拌和离心。理论上4个实验检测到放射性的主要部位是（

）A．上清液和沉淀物、沉淀物、沉淀物和上清液、沉淀物B．上清液和沉淀物、上清液、沉淀物、上清液C．上清液和沉淀物、沉淀物、沉淀物、上清液D．上清液和沉淀物、沉淀物、沉淀物和上清液、上清液【答案】C【分析】T2噬菌体侵染细菌的实验：赫尔希和蔡斯用放射性同位素标记法做的实验。实验思路：S是蛋白质的特有元素，DNA分子中含有P，蛋白质中几乎不含有，用放射性同位素32P和放射性同位素35S分别标记DNA和蛋白质，直接单独去观察它们的作用。实验过程：吸附→注入（注入噬菌体的DNA）→合成（控制者：噬菌体的DNA；原料：细菌的化学成分）→组装→释放。实验结论：DNA是遗传物质。【详解】①14C标记的是噬菌体的DNA和蛋白质外壳，而用14C标记的噬菌体侵染未标记的细菌时，蛋白质外壳离心到上清液中，而噬菌体的DNA和细菌离心到沉淀物中，因此14C存在的主要部位是沉淀和上清液；②未标记的噬菌体侵染35S标记的细菌，噬菌体合成蛋白质需要的原料是细菌提供的，故新合成的噬菌体蛋白质外壳具有放射性，且新合成的噬菌体在细菌内，离心后分布在沉淀物中，所以离心后主要在沉淀物中检测到放射性；③放射性主要存在部位是沉淀，与噬菌体的DNA无关，因为用3H标记细菌，子代噬菌体的蛋白质外壳和DNA含有3H，子代噬菌体（未释放出的）和细菌均离心到沉淀物中。④用35S标记的噬菌体侵染未标记的细菌，蛋白质外壳没有进入细菌，所以离心后主要在上清液中检测到放射性。综上可知，C正确。故选C。4．下列叙述，不能作为“DNA是遗传物质，而蛋白质不是”的证据的是（

）A．细胞核是遗传、代谢的控制中心，DNA通常只在细胞核中间的染色体中存在B．同种生物，每个细胞核中DNA的含量基本相同，配子中减半，蛋白质则不符合该比例C．同种生物，蛋白质在不同的细胞中的种类以及含量不同D．组成蛋白质的氨基酸有21种，排列顺序众多【答案】D【分析】DNA携带有合成RNA和蛋白质所必需的遗传信息，是生物体发育和正常运作必不可少的生物大分子。【详解】A、细胞核是遗传、代谢的控制中心，DNA通常只在细胞核中间的染色体中存在，而蛋白质在细胞核和细胞质中都存在，可以作为“DNA是遗传物质，而蛋白质不是”的证据之一，A错误；B、同种生物，每个细胞核中DNA的含量基本相同，配子中减半，受精又恢复正常，蛋白质则不符合该比例，可以作为“DNA是遗传物质，而蛋白质不是”的证据之一，B错误；C、同种生物，蛋白质在不同的细胞中的种类以及含量不同，因此蛋白质不是遗传物质，可以作为“DNA是遗传物质，而蛋白质不是”的证据之一，C错误；D、组成蛋白质的氨基酸有21种，排列顺序众多，DNA也种类很多，不能作为“DNA是遗传物质，而蛋白质不是”的证据，D正确。故选D。5．将加热致死的S型细菌与R型细菌混合后，注射到小鼠体内，小鼠体内S型、R型细菌数量的变化情况如图所示。下列有关叙述正确的是（）A．R型细菌中的转化因子促使R型细菌转化为S型细菌B．曲线ab段与bc段相比，小鼠体内抵抗R型细菌的物质更多C．曲线bc段绝大多数的R型细菌转化成了S型细菌D．cd段R型细菌数量上升的原因可能是S型细菌降低了小鼠的免疫能力【答案】D【分析】分析曲线图：加热杀死的S型菌的DNA能将R型细菌转化为S型细菌，随着R型细菌转化为S型细菌，S型细菌的数量呈现S型曲线的变化。R型细菌在小鼠体内开始时大部分会被免疫系统消灭，随着小鼠免疫系统的破坏，R型细菌数量又开始增加。【详解】A、R型细菌中的转化因子不可能促使R型细菌转化为S型细菌，A错误；B、曲线ab段，将R型细菌注射到小鼠体内，小鼠产生的抵抗R型细菌的物质较少，bc段小鼠产生了大量的抵抗R型细菌的物质，B错误；C、曲线bc段下降的原因是大部分R型细菌被小鼠产生的抵抗R型细菌的物质消灭，只有少数R型细菌转化成S型细菌，C错误；D、cd段S型细菌增多，降低了小鼠的免疫能力，从而导致R型细菌的数量上升，D正确。故选D。6．20世纪多位科学家交流合作在探索“DNA是主要的遗传物质”和“DNA复制过程”的历程中做出卓越贡献，下列有关说法错误的是（）A．格里菲思实验证明加热杀死的S型菌含有“转化因子”使R型菌转化为S型菌B．噬菌体侵染大肠杆菌实验证明了DNA是遗传物质C．艾弗里的肺炎链球菌转化实验采用了“加法原理”，证明DNA是遗传物质D．噬菌体侵染实验使用了放射性同位素标记和离心技术【答案】C【分析】DNA是遗传物质的证据总结：格里菲思肺炎双球菌转化实验的结论是：加热杀死的S型细菌中含有某种促成R型细菌转化成S型细菌的活性物质--转化因子。艾弗里肺炎双球菌转化实验的结论是：DNA才是R型细菌产生稳定遗传变化的物质，即DNA是遗传物质。噬菌体侵染实验的结论是：DNA是遗传物质；烟草花叶病毒的侵染实验的结论是：RNA是遗传物质。因为有细胞结构的生物及DNA病毒的遗传物都都是DNA，即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。【详解】A、格里菲思提出，加热杀死的S型菌中存在某种“转化因子”使R型活菌转化为S型活菌，A正确；B、噬菌体侵染大肠杆菌实验直接观察到了DNA的作用，证明了DNA是遗传物质，B正确；C、艾弗里的肺炎链球菌转化实验采用了“减法原理”，证明DNA是遗传物质，C错误；D、噬菌体侵染实验使用了放射性同位素标记和离心技术，从而直接的观察到了DNA和蛋白质的去向，D正确。故选C。7．（2023·四川绵阳·统考模拟预测）研究人员利用荧光染料标记T₂噬菌体的某种成分，并让标记的噬菌体与大肠杆菌混合培养，定时取菌液制成装片在荧光显微镜下观察，发现不同时间的荧光情况如表所示：时间荧光情况5min大肠杆菌表面出现清晰的环状荧光10min大肠杆菌表面环状荧光模糊，大肠杆菌内出现荧光15min大多数大肠杆菌表面的环状荧光不完整，大肠杆菌附近出现弥散的荧光小点下列叙述正确的是（）A．可以通过离心后从上清液中吸取菌液制作装片B．实验中荧光染料标记的T₂噬菌体成分是DNAC．15min时出现的弥散荧光小点都是释放出的子代噬菌体D．发荧光的子代噬菌体所占比例随培养代数的增多而增多【答案】B【分析】1、噬菌体的结构：蛋白质外壳（C、H、O、N、S）+DNA（C、H、O、N、P）。2、噬菌体的繁殖过程：吸附→注入（注入噬菌体的DNA）→合成（控制者：噬菌体的DNA；原料：细菌的化学成分）→组装→释放。【详解】AB、分析表格数据可知，10min大肠杆菌表面环状荧光模糊，大肠杆菌内出现荧光，说明标记后的物质能进入大肠杆菌内，故标记的是DNA，通过离心后从沉淀物中吸取菌液制作装片，A错误，B正确；C、15min时大多数大肠杆菌表面的环状荧光不完整，大肠杆菌附近出现弥散的荧光小点，表示噬菌体裂解释放，荧光小点包括亲代噬菌体和子代噬菌体，C错误；D、由于DNA分子复制具有半保留复制的特点，亲代噬菌体的数量是固定的，发荧光的子代噬菌体所占比例随培养代数的增多而减少，D错误。故选B。8．格里菲思通过实验发现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。在此基础上，艾弗里进一步通过多组实验对比分析，证明了转化因子就是DNA，从而证明DNA才是肺炎链球菌的遗传物质。下图表示艾弗里实验部分实验流程。有关叙述正确的是（

）

A．步骤①中，酶处理时间不宜过长，以免底物被完全水解破坏B．从步骤①②可知，本实验对自变量的控制采用的是加法原理C．在步骤④中，进入R型菌的S型菌DNA表达的产物是荚膜D．在步骤⑤中，通过观察菌落或鉴定细胞形态可得到实验结果【答案】D【分析】肺炎链球菌转化实验包括格里菲思体内转化实验和艾弗里体外转化实验，其中格里菲思体内转化实验证明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；艾弗里体外转化实验证明DNA是遗传物质。【详解】A、步骤①的目的是除去S型匀浆中的DNA和蛋白质，需要将底物完全水解破坏，A错误；B、从步骤①②可知，本实验对自变量的控制是通过酶解法除去DNA和蛋白质，因而采用的是减法原理，B错误；C、在步骤④中，进入R型菌的S型菌DNA表达的直接产物是蛋白质，在该蛋白质的作用下，使荚膜产生，C错误；D、在步骤⑤中，通过观察菌落或鉴定细胞形态可得到实验结果，依据的原理是R型菌和S型菌长出的菌落不同，据此鉴定，D正确。故选D。综合题9．细胞内的遗传物质在生物体的遗传、变异和蛋白质的生物合成中具有极其重要的作用。请回答下列与生物遗传物质有关的问题：(1)20世纪20年代，人们推测蛋白质可能是遗传物质，作出这一推测的依据是蛋白质是由多种氨基酸连接形成的生物大分子，各种氨基酸，形成不同的蛋白质，但后来证明这一推测是错误的。(2)下图是艾弗里及其同事的部分实验过程，图中两组实验相互对照，证明了DNA是遗传物质，该实验成功的最关键的实验设计思路是。该实验中还应设置一组实验，即，增设该组实验的主要目的是。(3)某女子体内发现了一种非常罕见的大肠杆菌变种，目前全球没有任何抗生素可以抵抗。①T2噬菌体对大肠杆菌的寄生具有性，T2噬菌体与大肠杆菌遗传物质的基本组成单位（填“相同”或“不相同”）。②根据所学知识可判断，上述大肠杆菌的变种是由（变异）导致的。【答案】(1)可以按照不同的方式排列(2)设法将DNA与蛋白质分开，单独研究各自的作用在R型菌的培养基中加入S型菌的DNA和DNA酶（或在R型菌的培养基中加入用DNA酶处理的S型菌的DNA）可以更进一步地证明使R型菌转化为S型菌的是S型菌的DNA(3)专一（或特异）相同基因突变【分析】1、在艾弗里证明遗传物质是DNA的实验中，艾弗里将S型细菌的DNA、蛋白质、糖类等物质分离开，单独的、直接的观察它们各自的作用．另外还增加了一组对照实验，即DNA酶和S型活菌中提取的DNA与R型菌混合培养。2、T2噬菌体的特点：①是一种专门寄生在大肠杆菌体内的病毒，②头部和尾部的外壳是由蛋白质构成，头部内含有DNA，③在自身遗传物质的指导下进行繁殖，原料来自大肠杆菌，④子代噬菌体从宿主细胞内裂解释放。【详解】（1）20世纪20年代，人们已经认识到蛋白质是由多种氨基酸连接而成的生物大分子．各种氨基酸可以按照不同的方式排列，形成不同的蛋白质。这就使人们很自然地想到，氨基酸多种多样的排列顺序，可能蕴含着遗传信息。当时对于其他生物大分子的研究，还没有发现与此类似的结构特点。因此，当时大多数科学家认为，蛋白质是生物体的遗传物质，但后来证明这一推测是错误的。（2）艾弗里及其同事进行肺炎双球菌的转化实验成功的最关键的实验设计思路是分离并提纯S型细菌的DNA、蛋白质、多糖等物质，分别于R型活菌混合培养，即设法将DNA与蛋白质分开，单独研究各自的作用。图中两组实验相互对照，能证明S型菌的DNA能将R型菌转化形成S菌，如果将S型DNA水解，应该不能转化，为了更进一步地证明使R型菌转化为S型菌的是S型菌的DNA，该实验中还应设置一组实验，即在R型菌的培养基中加入S型菌的DNA和DNA酶（或在R型菌的培养基中加入用DNA酶处理的S型菌的DNA）。（3）①T2噬菌体属于病毒，是没有细胞结构的生物，必须寄生在大肠杆菌中才能生存，且寄生具有专一性，T2噬菌体与大肠杆菌遗传物质都是DNA，基本组成单位都是脱氧核苷酸，因此基本组成单位是相同的。②大肠杆菌是原核生物，发生的可遗传变异类型只有基因突变，不能发生基因重组和染色体变异，因此大肠杆菌的变种是由基因突变导致的。【点睛】本题考查遗传物质的探索的相关知识，意在考查考生的识记能力和理解所学知识要点，把握知识间内在联系，形成知识网络结构的能力。10．在探索遗传物质本质的历程中几个经典实验发挥了重要作用。请回答下列问题。（一）以下是某同学总结的“赫尔希和蔡斯研究噬菌体侵染细菌实验”的步骤：①在含35S和32P的培养基中培养大肠杆菌→②用上述大肠杆菌培养T2噬菌体，使噬菌体被标记→③把上述被标记的噬菌体与未被标记的大肠杆菌混合→④经过短时间保温后进行搅拌离心→⑤分别检测上清液和沉淀物中的放射性。（1）请指出上述步骤中存在的一处错误，并改正：。（2）该实验如果保温时间过长，32P标记噬菌体的一组上清液中的放射性会，沉淀物中的放射性会。（填“升高”“降低”或“不变”）（3）两位科学家进行实验时，搅拌不同时间分别检测上清液中的放射性，结果如下表：搅拌持续时间（min）12345上清液35S所占比例（%）5070758080上清液32P所占比例（%）2125283030被侵染细菌成活率（%）100100100100100搅拌5min时，被侵染的大肠杆菌成活率为100%，细菌没有被裂解，而上清液中仍有32P放射性出现，说明。（二）某生物活动小组借鉴“艾弗里的肺炎链球菌转化实验”来探究H9N6禽流感病毒的遗传物质种类，他们设计了以下实验方案，请对该方案进行补充完善。材料用具：显微注射器，H9N6禽流感病毒的核酸提取液，活鸡胚细胞，DNA酶，RNA酶，生理盐水等。方法步骤：（1）取三支相同的试管a、b、c，分别加入等量的病毒核酸提取液，然后在a、b两支试管中分别加入等量的相同浓度的DNA酶、RNA酶，在c试管中加入。（2）取等量的活鸡胚细胞分成甲、乙、丙三组用显微注射器分别把第1步处理过的a、b、c三支试管中的核酸提取液等量注入甲、乙、丙三组的活鸡胚细胞中。（3）把三组活鸡胚细胞放在相同且适宜环境中培养一段时间，然后分别抽样检测细胞中是否有病毒产生。预测实验结果及结论：①若，则说明该病毒的遗传物质是RNA。②若，则说明该病毒的遗传物质是DNA。【答案】步骤①中错误，应该是在分别含有含35S和32P的培养基培养大肠杆菌升高降低有一部分含有32P标记的噬菌体没有侵入细菌中等量的生理盐水甲、丙两组有病毒产生，乙组没有乙丙两组有病毒产生，甲组没有【分析】T2噬菌体侵染细菌的实验：①研究着：1952年，赫尔希和蔡斯。②实验材料：T2噬菌体和大肠杆菌等。③实验方法：放射性同位素标记法。④实验思路：S是蛋白质的特有元素，DNA分子中含有P，蛋白质中几乎不含有，用放射性同位素32P和放射性同位素35S分别标记DNA和蛋白质，直接单独去观察它们的作用。⑤实验过程：吸附→注入（注入噬菌体的DNA）→合成（控制者：噬菌体的DNA；原料：细菌的化学成分）→组装→释放。⑥实验结论：DNA是遗传物质。【详解】（一）（1）同时含35S和32P的培养基去培养大肠杆菌，会使子代T2噬菌体中的DNA和蛋白质同时有标记，不能区分两种物质，因此步骤①中应该是在分别含有含35S和32P的培养基培养大肠杆菌，以获得分别带有35S和32P的两类噬菌体。（2）32P标记的噬菌体侵染实验中，保温时间过长，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中，会使上清液的放射性含量增高，沉淀物的放射性会降低。（3）搅拌5min，被侵染细菌的成活率为100%，说明被侵染的细菌没有裂解释放子代噬菌体，而上清液中仍有32P放射性出现，说明有一部分含有32P标记的噬菌体没有侵入细菌中，经过搅拌、离心后32P放射性进入上清液中。（二）（1）该实验利用减法原理探究H9N6禽流感病毒的遗传物质种类，该实验的自变量为有无RNA，因变量为活鸡胚细胞中是否有病毒产生。由于a、b两支试管中分别加入等量的相同浓度的DNA酶（DNA酶能分解DNA）、RNA酶（RNA酶能分解RNA），还需要设置对照组，在c试管中加入等量生理盐水（对照组）。（3）①甲组中没有DNA，乙组中没有RNA，若甲、丙两组有病毒产生，乙组没有病毒产生（乙组中的RNA被破坏了，则没病毒产生），则说明该病毒遗传物质是RNA；②若乙、丙两组有病毒产生，甲组没有病毒产生（甲组中的DNA被破坏了，则没病毒产生），则说明该病毒遗传物质是DNA。【点睛】熟知遗传物质种类探究的相关实验原理、结论和操作要点的分析是解答本题的关键，能根据图表中的相关信息进行合理的分析是解答本题的前提，掌握实验设计中的单一变量、对照和等量原则是解答本题的另一关键，学会预测实验结果并得出相应的结论是解答本题的必备能力。11．（2024·全国·高三专题练习）20世纪中叶升始，科学家不断通过实验探究遗传物质的本质，使生物学研究进入分子生物学领域。请回答下列问题：(1)赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌实验：①在赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌实验中，采用的方法是，他们没有用14C和18O来分别标记蛋白质和DNA，原因是。②用35S标记的组和用32P标记的组中，放射性分别主要分布于试管的，这表明噬菌体侵染细菌时，进入到细菌细胞中，而仍留在外面。(2)某研究小组在南极冰层中发现一种全新的病毒，为探究该病毒的遗传物质是DNA还是RNA，做了如下实验。回答下列问题：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，编号为A、B、C、D。②将下表补充完整，并将配制溶液分别注射入小白鼠体内。组别ABCD注射溶液该病毒核酸提取物和RNA酶该病毒核酸提取物生理盐水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若，则DNA是该病毒的遗传物质；②若，则RNA是该病毒的遗传物质。【答案】(1)放射性同位素标记技术由于DNA和蛋白质的元素组成都含有C和O，标记后无法区分上清液、沉淀物DNA蛋白质(2)该病毒核酸提取物和DNA酶A、C组发病，B、D组正常生长B、C组发病，A、D组正常生长【分析】要最终标记上病毒，必须要先通过宿主细胞进行标记。可以先把同位素标记的T或者U分别加到宿主细胞的培养基里，让宿主细胞内分别带有被同位素标记T或者U。然后再用该病毒去侵染这些细胞，通过检测子代病毒有没有被标记上T或者U，就确定该病毒是DNA病毒，还是RNA病毒了。【详解】（1）①在赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌实验中，采用的方法是放射性同位素标记技术。由于DNA和蛋白质的元素组成均含有C、H、O、N，标记后两者无法区分，故实验中，没有用14C和18O来分别标记蛋白质和DNA。②35S标记的是噬菌体的蛋白质外壳，32P标记的是噬菌体的DNA，用35S标记的一组侵染实验中，放射性同位素主要分布于上清液中；而用32P标记的一组侵染实验，放射性同位素主要分布于试管的沉淀物中。这表明噬菌体侵染细菌时，DNA进入到细菌的细胞中，蛋白质外壳仍留在外面。因此，DNA才是噬菌体的遗传物质。（2）I.②根据酶的专一性，即一种酶只能催化一种或一类化学反应。DNA酶可以催化DNA水解，最终产物中没有DNA；RNA酶可以催化RNA的水解，最终产物中没有RNA。因此表中B处加入的是该病毒核酸提取物和DNA酶。II.①若DNA是该病毒的遗传物质，则B组DNA被水解，而A、C组DNA完好，因此A、C组发病，B、D组未发病。②若RNA是该病毒的遗传物质，则A组RNA被水解，而B、C组RNA完好，因此B、C组发病，A、D组未发病。12．（2023·全国·高三专题练习）烟草花叶病毒（TMV）是一种RNA病毒，会使烟草得花叶病。将TMV置于某种溶液中震荡，可以将病毒的蛋白质外壳与RNA分子分离。某实验小组为了探究TMV病毒的遗传物质，将TMV的蛋白质外壳和RNA分离后分别感染烟草，实验结果如图所示。回答下列问题：(1)根据图示实验结果可以得出的实验结论为。若要进一步证明该结论，可以利用"减法原理”补充一个实验组，实验组的主要操作为，结果是烟草不会得花叶病。(2)霍氏车前草病毒（HRV）也是一种RNA病毒。TMV蛋白质外壳由TMV遗传物质指导合成，可以被TMV抗体灭活，但不受HRV抗体的影响；HRV蛋白质外壳由HRV遗传物质指导合成，可以被HRV抗体灭活，但不受TMV抗体的影响。某实验小组为了证明这两种病毒的遗传物质都是RNA，设计了如下实验：①用HRV的RNA和TMV的蛋白质外壳重组形成杂种病毒A，用重组形成杂种病毒B。②将适量健康烟草平均常成甲、乙两组，常别用上述两种重组病毒侵染这两组烟草，一段时间后，从这两组烟草的病斑中常别常离出分离病毒。③常别用TMV抗体和HRV抗体处理甲组常离出的子离病毒，常别用TMV抗体和HRV抗体处理乙组常离出的子代病毒。实验结果：甲组子代病毒的蛋白质外壳；乙组子代病毒的蛋白质外壳。实验结论：霍氏车前草病毒（HRV）和烟草花叶病毒（TMV）的遗传物质都是RNA。【答案】(1)TMV的遗传物质是RNA将TMV的RNA用RNA酶处理后再侵染烟草(2)HRV的蛋白质外壳和TMV的RNA会被HRV抗体灭活，而不会被TMV抗体灭活会被TMV抗体灭活，而不会被HRV抗体灭活【分析】烟草花叶病毒主要由蛋白质外壳和RNA组成，为确定烟草花叶病毒的遗传物质，应先将病毒的蛋白质外壳与RNA分离，然后用白质外壳与RNA分别感染烟草:如果RNA能感染烟草，并使其患典型症状，蛋白质不能感染烟草，说明烟草花叶病毒的遗传物质是RNA。【详解】（1）由题图可知，被RNA单独侵染的烟草得花叶病而被蛋白质单独侵染的烟草不得花叶病，所以可以得出的结论为TMV的遗传物质是RNA。若要进一步证明该结论，可以利用“减法原理”补充一个实验组，即将TMV病毒用RNA酶处理后再侵染烟草，结果是烟草不会得花叶病。（2）用HRV的RNA和TMV的蛋白质外壳重组形成杂种病毒A，用HRV的蛋白质外壳和TMV的RNA重组形成杂种病毒B，再用两种重组病毒侵染烟草，从烟草病斑中可以分离出两种子代病毒。若两种病毒的遗传物质均为RNA，则甲组分离出的子代病毒的蛋白质外壳为HRV蛋白质外