第14講核酸是遺傳物質的證據(jù)高考生物一輪基礎總復習知識內容展示核心素養(yǎng)對接(1)噬菌體侵染細菌的實驗(2)肺炎雙球菌轉化實驗(3)煙草花葉病毒的感染和重建實驗生命觀念通過遺傳物質的發(fā)現(xiàn)歷程，建立結構決定功能觀、理解生命的延續(xù)和發(fā)展科學思維通過噬菌體侵染細菌實驗中上清液和沉淀物放射性分析，培養(yǎng)邏輯分析能力社會探究通過三個實驗的理解和分析，培養(yǎng)實驗設計及得出結論的能力考點一肺炎雙球菌轉化實驗1.下列關于“核酸是遺傳物質的證據(jù)”的相關實驗的敘述，判斷正誤。 (1)肺炎雙球菌活體細菌轉化實驗中，R型肺炎雙球菌轉化為S型菌是基因突變的結果( ) (2)肺炎雙球菌離體細菌轉化實驗中，S型菌的DNA使R型菌轉化為S型菌，說明DNA是遺傳物質，蛋白質不是遺傳物質( )××2.用R型和S型肺炎雙球菌進行實驗，其過程和結果如圖所示。據(jù)圖分析可知(

)A.RNA是轉化因子 B.莢膜多糖具有生物活性C.DNA是轉化因子 D.DNA是主要的遺傳物質解析本實驗屬于肺炎雙球菌體外轉化實驗，圖中只有加入DNA的一組才發(fā)生轉化，與其他組形成對照，說明DNA是轉化因子。答案

C

本題組對應必修二教材P50肺炎雙球菌轉化實驗，重點考察實驗的步驟和結論。1.離體細菌轉化實驗 (1)實驗材料：S型和R型細菌、培養(yǎng)基。 (2)實驗目的：探究S型細菌中的“轉化因子”是DNA還是蛋白質或多糖。 (3)實驗過程及結果：R型活菌+S型活菌R型活菌 (4)結論：S型細菌中的

是使R型細菌產生穩(wěn)定遺傳變異的物質，即DNA是遺傳物質，而蛋白質等不是遺傳物質。2.R型細菌轉化成S型細菌的實質是S型細菌DNA與R型細菌DNA實現(xiàn)重組，表現(xiàn)出S型細菌的性狀，此變異屬于廣義上的基因重組。3.每種生物只有唯一確定的遺傳物質，有細胞結構的生物的遺傳物質是

，無細胞結構的生物(即病毒)的遺傳物質是

。生物界絕大多數(shù)生物的遺傳物質是DNA，只有極少數(shù)生物的遺傳物質是RNA，因而DNA是

。DNADNADNA或RNA主要的遺傳物質活體細菌轉化實驗(1)實驗材料：S型和R型肺炎雙球菌、小鼠

S型細菌R型細菌菌落________________________型粗糙型菌體含多糖類的膠狀莢膜無多糖類莢膜毒性有毒性，使小鼠患敗血癥死亡______光滑無毒(2)實驗過程及結果存活R型活菌S型活菌1.肺炎雙球菌體內轉化實驗中“加熱”是否已導致DNA和蛋白質變性？

提示加熱殺死S型細菌的過程中，其蛋白質變性失活，但是其內部的DNA在加熱結束后隨溫度的恢復又逐漸恢復活性。2.肺炎雙球菌體外轉化實驗中導致R型細菌轉化為S型細菌時遺傳物質、原料、能量分別由哪方提供？其轉化的實質是什么？

提示實現(xiàn)轉化時遺傳物質來自S型細菌，原料和能量均來自R型細菌，轉化實質為“基因重組”。3.肺炎雙球菌體外轉化實驗中，設置“S型細菌的DNA中加DNA酶”實驗組的作用是什么？

提示起對照作用，用DNA酶分解從S型活細菌中提取的DNA，不能使R型細菌轉化，可見DNA被分解后的產物不能使R型細菌轉化，DNA才是使R型細菌轉化的物質。4.兩個轉化實驗有哪些相同點及聯(lián)系？

提示(1)相同點：所用材料相同；兩實驗都遵循對照原則、單一變量原則。 (2)聯(lián)系：體內轉化實驗是體外轉化實驗的基礎，體外轉化實驗是體內轉化實驗的延伸。角度圍繞肺炎雙球菌轉化實驗考查觀察提問方案實施的能力1.肺炎雙球菌轉化實驗證實了DNA是遺傳物質。下列敘述正確的是(

) A.肺炎雙球菌有多種菌株，光滑型菌株是唯一能引起肺炎或敗血癥的類型 B.顯微鏡下能看到R型菌的菌體表面粗糙，菌體的外面沒有莢膜 C.離體細菌轉化實驗時，需先加熱殺死S型菌，再抽提DNA、蛋白質和莢膜物質 D.S型死菌和R型活菌混合注射導致小鼠患病死亡后，其體內只能分離出S型活菌

答案

A2.用R型和S型肺炎雙球菌進行實驗，其過程和結果如圖所示。下列關于該實驗的敘述錯誤的是(

)A.該實驗說明R型菌是無毒的B.該實驗說明R型菌在一定條件下可轉化為S型菌C.加熱殺死的S型菌無致死性是因為其蛋白質已變性失活D.在一定條件下R型菌實現(xiàn)轉化是因為其發(fā)生了基因突變解析該實驗說明R型菌是無毒的，A正確；該實驗說明R型菌在一定條件下可轉化為S型菌，B正確；加熱殺死的S型菌無致死性是因為其蛋白質已變性失活，C正確；在一定條件下R型菌實現(xiàn)轉化是因為其發(fā)生了基因重組，D錯誤。答案

D1.活體細菌轉化實驗與離體細菌轉化實驗比較

活體細菌轉化實驗離體細菌轉化實驗培養(yǎng)場所在小鼠體內體外培養(yǎng)基實驗結果加熱殺死的S型細菌能使R型細菌轉化為S型細菌S型細菌的DNA使R型細菌轉化為S型細菌實驗結論S型細菌體內有“轉化因子”S型細菌的DNA是遺傳物質巧妙構思將加熱殺死的S型細菌及其與R型活菌混合后的菌液，分別注入小鼠體內將物質提純分離后，直接地、單獨地觀察某種物質在實驗中所起的作用聯(lián)系(1)所用材料相同，都是R型和S型兩種肺炎雙球菌(2)體內轉化實驗是體外轉化實驗的基礎，體外轉化實驗是體內轉化實驗的延伸(3)兩實驗都遵循對照原則、單一變量原則2.肺炎雙球菌轉化實驗的分析 (1)加熱殺死S型細菌的過程中，其蛋白質變性失活，但是其內部的DNA熱穩(wěn)定性較高，即在一定的溫度范圍內，加熱不會導致DNA變性。 (2)R型細菌轉化成S型細菌的實質是S型細菌DNA與R型細菌DNA實現(xiàn)重組，表現(xiàn)出S型細菌的性狀，此變異屬于廣義上的基因重組。 (3)轉化后形成的S型細菌的性狀可以遺傳下去，說明S型細菌的DNA是遺傳物質。 (4)轉化的只是少部分R型細菌。由于轉化受到DNA的純度、兩種細菌的親緣關系、受體菌的狀態(tài)等因素的影響，所以并不是所有的R型細菌都轉化成了S型細菌?？键c二噬菌體侵染細菌實驗1.

判斷正誤。

噬菌體侵染細菌實驗中，用32P標記的噬菌體侵染細菌后的子代噬菌體多數(shù)具有放射性()×2.噬菌體侵染細菌的實驗證明了DNA是遺傳物質。下列關于該實驗的敘述，正確的是(

) A.噬菌體內可以合成mRNA B.攪拌的目的是使噬菌體與細菌充分混合

C.噬菌體與細菌混合培養(yǎng)的時間越長，實驗效果越好 D.噬菌體侵染細菌后，產生許多遺傳信息相同的子代噬菌體解析噬菌體是一種DNA病毒，需要在宿主細胞內轉錄mRNA，A錯誤；攪拌的目的是使噬菌體外殼從細菌表面脫落，而不是使兩者混合更加均勻，B錯誤；培養(yǎng)時間過長，會導致新組裝的噬菌體釋放出來，實驗效果不好，C錯誤；噬菌體侵染細菌后，依靠細菌體內的物質進行自我復制，并合成蛋白質外殼，因此會產生許多遺傳信息相同的子代噬菌體，D正確。答案

D3.下列關于用32P標記的T2噬菌體侵染35S標記的大腸桿菌實驗的敘述，錯誤的是(

) A.子代噬菌體的DNA控制子代噬菌體的蛋白質合成 B.合成子代噬菌體外殼的原料來自大腸桿菌，子代噬菌體外殼都含35S C.合成子代噬菌體DNA的原料來自大腸桿菌，子代噬菌體DNA都不含32P D.大腸桿菌的DNA中嘌呤堿基之和與嘧啶堿基之和的比值與噬菌體的相同解析子代噬菌體的DNA利用大腸桿菌的原料、能量和核糖體，控制子代噬菌體的蛋白質合成，A正確；噬菌體侵染大腸桿菌時，合成子代噬菌體的原料均由大腸桿菌提供，所以合成子代噬菌體外殼的原料來自大腸桿菌，子代噬菌體外殼都含35S，B正確；由于DNA分子是半保留復制，所以用含32P的噬菌體侵染大腸桿菌時，合成子代噬菌體DNA的原料來自大腸桿菌，少數(shù)子代噬菌體含有32P，C錯誤；大腸桿菌的DNA中嘌呤堿基之和與嘧啶堿基之和的比值與噬菌體的相同，都等于1，D正確。答案C

本題組考查必修二教材P49噬菌體侵染細菌實驗，主要考查噬菌體的繁殖特點、實驗步驟和有關同位素標記問題的分析。1.噬菌體侵染細菌的實驗(1)實驗材料：噬菌體和大腸桿菌等。

①噬菌體的結構蛋白質外殼SDNAP②噬菌體的復制式增殖增殖需要的條件內容模板________的DNA合成噬菌體DNA的原料____________提供的四種脫氧核苷酸合成噬菌體蛋白質原料___________的氨基酸場所大腸桿菌的核糖體噬菌體大腸桿菌大腸桿菌(2)實驗過程及結果(放射性同位素標記法)①噬菌體的標記靖宸②噬菌體侵染細菌(3)實驗步驟和結果分析①攪拌的目的是使

分離，離心的目的是讓上清液中析出重量較輕的

顆粒，離心管的沉淀物中留下被感染的

。②噬菌體侵染細菌時，

進入細菌細胞中，而

外殼留在外面。子代噬菌體的各種性狀是通過

來遺傳的。(4)結論：DNA是

。吸附在細菌上的噬菌體與細菌噬菌體大腸桿菌DNA蛋白質親代DNA遺傳物質2.噬菌體侵染細菌實驗中同位素標記問題分析標記的元素及對象子代噬菌體的放射性情況蛋白質外殼部分DNA部分32P標記噬菌體無放射性______有放射性35S標記噬菌體____________無放射性32P標記細菌無放射性______放射性35S標記細菌______放射性無放射性32P、35S標記細菌全部有放射性全部有放射性少數(shù)無放射性全部有有1.噬菌體的復制式增殖過程2.噬菌體侵染細菌實驗放射性問題分析 (1)用35S標記T2噬菌體，上清液中放射性很高的原因：

。 (2)用35S標記T2噬菌體，沉淀物中有放射性的原因：

。 (3)用32P標記T2噬菌體，沉淀物中放射性很高的原因：

。 (4)用32P標記T2噬菌體，上清液中含放射性的原因：

①

，有一部分T2噬菌體還沒有侵染到大腸桿菌細胞內，經離心后分布于上清液中，上清液中出現(xiàn)放射性。

②

，T2噬菌體在大腸桿菌內增殖后釋放子代，經離心后分布于上清液，也會使上清液中出現(xiàn)放射性。蛋白質外殼沒有進入大腸桿菌，離心后存在于上清液中攪拌不充分，有少量含35S的T2噬菌體蛋白質外殼吸附在細菌表面，隨細菌離心到沉淀物中DNA進入大腸桿菌，離心后存在于沉淀物中保溫時間過短保溫時間過長角度1噬菌體侵染細菌的實驗1.下圖是T2噬菌體侵染細菌實驗中的一組實驗過程和結果示意圖，下列相關敘述錯誤的是(

)A.實驗中的噬菌體是用32P標記了它的DNAB.沉淀物中主要含有細菌，放射性高是由于噬菌體DNA侵入了細菌內部C.若實驗中攪拌器攪拌過程不充分，則上清液中的放射性會增高D.并不是每一個子代噬菌體的DNA上都含有32P答案

C2.下列關于探索DNA是遺傳物質實驗的相關敘述，正確的是(

) A.肺炎雙球菌離體細菌轉化實驗中肺炎雙球菌R型轉化為S型是基因突變的結果 B.肺炎雙球菌活體細菌轉化證明了DNA是肺炎雙球菌的遺傳物質 C.噬菌體侵染細菌實驗中T2噬菌體的DNA是用32P直接標記的 D.噬菌體侵染細菌實驗證明了DNA是T2噬菌體的遺傳物質

解析肺炎雙球菌離體細菌轉化實驗中肺炎雙球菌R型轉化為S型是基因重組的結果，A錯誤；肺炎雙球菌活體細菌轉化證明S型細菌中存在某種轉化因子，能將R型細菌轉化為S型細菌，但沒有證明DNA是遺傳物質，B錯誤；噬菌體是病毒，沒有細胞結構，不能直接在培養(yǎng)基上生存，因此不能用32P直接標記其DNA，C錯誤；噬菌體侵染細菌實驗證明了DNA是T2噬菌體的遺傳物質，D正確。答案D肺炎雙球菌體外轉化實驗和噬菌體侵染細菌的實驗比較

肺炎雙球菌體外轉化實驗噬菌體侵染細菌的實驗設計思路設法將DNA與其他物質分開，單獨研究它們各自不同的功能處理方法直接分離：分離S型菌的DNA、多糖、蛋白質等，分別與R型細菌混合培養(yǎng)同位素標記法：分別用同位素35S、32P標記蛋白質和DNA結論證明DNA是遺傳物質，而蛋白質等不是遺傳物質①證明DNA是遺傳物質，但不能證明蛋白質不是遺傳物質②說明DNA能控制蛋白質的合成③說明DNA能自我復制角度2噬菌體侵染細菌放射性元素分析3.在證明DNA是遺傳物質的過程中，T2噬菌體侵染大腸桿菌的實驗發(fā)揮了重要作用。下列與該噬菌體相關的敘述，正確的是(

) A.T2噬菌體也可以在肺炎雙球菌中復制和增殖 B.T2噬菌體病毒顆粒內可以合成mRNA和蛋白質 C.培養(yǎng)基中的32P經宿主攝取后可出現(xiàn)在T2噬菌體的核酸中 D.人體免疫缺陷病毒與T2噬菌體的核酸類型和增殖過程相同解析

T2噬菌體只能侵染大腸桿菌，不能侵染肺炎雙球菌，所以不可以在肺炎雙球菌中復制和增殖，A錯誤；病毒沒有細胞結構，不能獨立生活，所以在T2噬菌體病毒顆粒內不可以合成mRNA和蛋白質，需要借助宿主細胞來合成mRNA和蛋白質，B錯誤；噬菌體侵染細菌時，其DNA進入細菌并作為模板控制子代噬菌體的合成，復制及表達需大腸桿菌提供原料、酶和ATP，所以培養(yǎng)基中的32P經宿主攝取后可出現(xiàn)在T2噬菌體的核酸中，C正確；人體免疫缺陷病毒與T2噬菌體的核酸類型和增殖過程不相同，前者是RNA病毒，后者是DNA病毒，D錯誤。答案

C4.在噬菌體侵染細菌的實驗中，用不同放射性同位素標記的T2噬菌體分別侵染大腸桿菌，適當時間后對標記物質進行檢測，放射性主要存在于沉淀物中的是(

) A.3H標記 B.32P標記 C.35S標記 D.32P和35S標記

解析本題考生常由于對噬菌體組成的相關知識識記不牢和對侵染過程理解不透而誤選C。放射性主要存在于沉淀物中，表明標記的是噬菌體的DNA，故可用32P標記。答案B“二看法”判斷子代噬菌體標記情況角度3噬菌體侵染細菌實驗放射性誤差分析5.關于赫爾希和蔡斯“噬菌體侵染細菌”的實驗中，下列說法正確的是(

) A.35S標記組：培養(yǎng)時間過長，沉淀物放射性增高 B.32P標記組：攪拌不夠充分，上清液放射性增高 C.35S標記組：噬菌體侵染細菌并經保溫、攪拌與離心后放射性主要存在于上清液中 D.32P標記組：培養(yǎng)時間越長，含32P的子代噬菌體比例越高解析

35S標記的是噬菌體的蛋白質外殼，實驗中，噬菌體的蛋白質外殼留在外面，分離后，放射性主要存在于上清液中，延長培養(yǎng)時間，不會增加沉淀物放射性，A錯誤；32P標記的是噬菌體的DNA，噬菌體侵染細菌時，DNA進入細菌，因此即使攪拌不夠充分，也不會使上清液中的放射性增高，B錯誤；35S標記的是噬菌體的蛋白質外殼，噬菌體侵染細菌實驗中，噬菌體的蛋白質外殼留在外面，分離后，放射性主要存在于上清液中，C正確；合成子代噬菌體DNA的原料均由細菌提供，且DNA復制方式為半保留復制，因此子代噬菌體中有少數(shù)含有親代的DNA鏈(含32P)，且培養(yǎng)時間越長，子代噬菌體數(shù)目越多，含32P的子代噬菌體比例越低，D錯誤。答案

C6.1952年“噬菌體小組”的赫爾希和蔡斯研究了噬菌體的蛋白質和DNA在侵染細菌過程中的功能，圖實驗數(shù)據(jù)分別是被侵染細菌的存活率、上清液(細胞外)中的35S和32P占初始標記噬菌體的放射性的百分比。下列說法不正確的是(

)A.細胞外的32P含量有約30%，原因可能是由于侵染時間過長，部分子代噬菌體從細菌中釋放出來B.實驗結果表明當攪拌時間足夠長以后，上清液中的35S和32P分別約占初始標記噬菌體放射性的80%和30%C.圖中被侵染細菌的存活率始終保持在100%，說明細菌沒有裂解D.實驗中離心的作用是使細菌沉淀，其他成分上浮解析由圖可知，細菌的侵染率為100%；上清液35S先增大后保持在80%，說明有20%的噬菌體沒有與細菌脫離，仍然附著在細菌外面，離心后隨細菌一起沉淀了；上清液中32P先增大后保持在30%左右，說明有30%的噬菌體沒有侵染細菌，離心后位于上清液，若細菌發(fā)生裂解，上清液中32P的百分比會上升，不會保持不變，且被侵染細菌的存活率始終保持在100%，所以被侵染的細菌基本上未發(fā)生裂解，A錯誤；根據(jù)題意和圖示分析，橫坐標為攪拌時間，縱坐標為被侵染細菌的存活率、上清液(細胞外)中的35S和32P占初始標記噬菌體的放射性的百分比。當攪拌時間足夠長以后，上清液中的35S和32P分別占初始標記噬菌體放射性的80%和30%，B正確；圖中被侵染細菌的存活率始終保持在100%，說明細菌沒有裂解，C正確；離心的目的是讓上清液中析出重量較輕的T2噬菌體顆粒，而離心管的沉淀物中留下被侵染的細菌，D正確。答案

A噬菌體侵染細菌實驗中上清液和沉淀物放射性分析(1)含32P的噬菌體侵染大腸桿菌

(2)含35S的噬菌體侵染大腸桿菌判斷正誤：煙草花葉病毒感染和重建實驗中，用TMVA的RNA和TMVB的蛋白質重建的病毒感染煙草葉片細胞后，可檢測到A型病毒，說明RNA是TMVA的遺傳物質()考點三煙草花葉病毒的感染和重建實驗√

本題考查必修二教材P51煙草花葉病毒的感染和重建實驗，主要考查煙草花葉病毒的結構和遺傳物質的種類。1.煙草花葉病毒的結構

煙草花葉病毒(TMV)由一條

和

外殼組成，能使煙草患病。RNA蛋白質2.病毒重建及其對煙草葉細胞的感染(1)實驗過程及現(xiàn)象(2)結果分析與結論重組病毒所繁殖的病毒類型取決于提供

的株系而不是提供

的株系。RNA蛋白質煙草花葉病毒對煙草葉細胞的感染實驗(1)實驗過程及現(xiàn)象(2)結論

是煙草花葉病毒的遺傳物質，

不是遺傳物質。蛋白質RNARNA煙草葉不出現(xiàn)病斑RNA蛋白質角度1煙草花葉病毒的感染和重建實驗1.下圖為煙草花葉病毒對葉子細胞的感染和病毒重建實驗示意圖，相關描述正確的是(

)A.該實驗證明了病毒的遺傳物質是RNAB.煙草花葉病毒由RNA和蛋白質組成C.對煙草花葉病毒進行降解的步驟需要用蛋白酶D.煙草葉片受感染后出現(xiàn)病斑是因為接種的病毒進行了逆轉錄解析該實驗只證明了煙草花葉病毒的遺傳物質是RNA，而不能證明其他病毒的遺傳物質也是RNA，A錯誤；由圖可知，煙草花葉病毒由RNA和蛋白質組成，B正確；不能用蛋白酶對煙草花葉病毒進行降解，因為蛋白酶會分解蛋白質，C錯誤；煙草葉片受感染后出現(xiàn)病斑是因為接種的病毒進行了翻譯，而不是逆轉錄，D錯誤。答案

B2.下圖表示科研人員驗證煙草花葉病毒(TMV)遺傳物質的實驗過程，由此推斷正確的是(

)A.煙草細胞的遺傳物質是RNAB.煙草細胞的細胞膜上有RNA的載體C.感染病毒的煙草體內的蛋白質中有TMV的外殼蛋白D.接種的RNA在煙草細胞中進行了逆轉錄解析從煙草花葉病毒中提取的RNA能使煙草感染病毒，而提取的蛋白質卻不能使煙草感染病毒，這說明RNA是煙草病毒的遺傳物質，它進入煙草細胞后能控制TMV的蛋白質合成，故C正確。答案

C角度2圍繞生物體遺傳物質分析考查科學思維的能力3.下列關于遺傳物質的敘述，正確的是(

) A.煙草的遺傳物質可被RNA酶水解 B.肺炎雙球菌的遺傳物質主要是DNA C.勞氏肉瘤病毒的遺傳物質可逆轉錄出單鏈DNA D.T2噬菌體的遺傳物質可被水解成4種脫氧核糖核酸

解析煙草的遺傳物質是DNA，不能被RNA酶水解，A錯誤；肺炎雙球菌的遺傳物質是DNA，B錯誤；勞氏肉瘤病毒是RNA病毒，其遺傳物質在逆轉錄酶催化下，能以RNA為模板逆轉錄成單鏈DNA，C正確；T2噬菌體是DNA病毒，其遺傳物質可被水解成4種脫氧核糖核苷酸，D錯誤。

答案

C4.下列有關遺傳物質的說法，正確的是(

) A.細菌的遺傳物質是DNA，病毒的遺傳物質是RNA B.細胞核中的遺傳物質是DNA，細胞質中的遺傳物質是RNA C.豌豆的遺