1、第第 20 讲讲 探索遗传物质的过程探索遗传物质的过程 1.（2019 昆明模拟）下列实验中，不符合“将各种物质分开，单独地、直接地研 究其在遗传中的作用”这一实验思路的是（ ） A.格里菲思的肺炎双球菌转化实验 B.艾弗里的肺炎双球菌转化实验 C.噬菌体侵染细菌实验 D.烟草花叶病毒侵染烟草实验 解析 格里菲思的肺炎双球菌转化实验中，细菌的 DNA、蛋白质和多糖等成分 没有被分开；艾弗里的肺炎双球菌转化实验中，将 DNA、蛋白质和多糖等物质 分离并分别加入到培养有 R 型细菌的培养基中，单独观察它们的作用；在噬菌 体侵染细菌实验中，赫尔希和蔡斯用放射性同位素 32P 和35S 分别标记 T2
2、 噬菌体 的 DNA 和蛋白质， 探究 T2噬菌体侵染细菌的过程； 烟草花叶病毒侵染烟草实验 中，科学家们将烟草花叶病毒的 RNA 和蛋白质分别提取出来进行实验，单独观 察它们的作用。 答案 A 2.下图是关于肺炎双球菌的转化实验，下列分析错误的是（ ） A.肺炎双球菌转化实质是一种基因重组 B.结果 1 中全部为 S 型肺炎双球菌 C.该实验证明 DNA 是遗传物质 D.结果 2 中全部为 R 型肺炎双球菌 解析 肺炎双球菌转化的实质是基因重组，A 正确；结果 1 中有 S 型细菌，也有 R 型细菌，因为只有部分 R 型细菌会转化为 S 型细菌，B 错误；该实验可证明 DNA 是遗传物质，C
3、 正确；S 型菌的 DNA 被 DNA 酶降解后将不会使 R 型菌发 生转化，因此，结果 2 中全部为 R 型肺炎双球菌，D 正确。 答案 B 3.关于遗传物质的发现过程，下列说法错误的是（ ） A.美国科学家艾弗里通过确凿的实验证据向遗传物质是蛋白质的观点提出挑战 B.格里菲思将 R 型活菌与加热杀死的 S 型细菌混合注入小鼠体内，小鼠体内两 种菌均有 C.赫尔希和蔡斯利用 35S 和32P 同时标记一组 T2 噬菌体，进行了侵染大肠杆菌的 实验 D.若要利用同位素标记 T2噬菌体，需先利用含有同位素的培养基培养其寄主细 菌 解析 艾弗里通过确凿的实验证据向遗传物质是蛋白质的观点提出挑战，
4、其实验 是在格里菲思的实验基础上进行的，A 正确；格里菲思将 R 型活菌与加热杀死 的 S 型细菌混合注入小鼠体内，部分 R 型活菌会发生转化，产生 S 型细菌，所 以小鼠体内两种菌均有，B 正确；赫尔希和蔡斯利用 35S 和32P 两种同位素分别 标记两组 T2噬菌体，并非同时标记一组 T2噬菌体，C 错误；若要利用同位素标 记 T2噬菌体，需先利用含有同位素的培养基培养其寄主细菌（大肠杆菌） ，再用 T2噬菌体侵染含有同位素标记的细菌（大肠杆菌） ，D 正确。 答案 C 4.（2019 四川资阳一诊）下列关于人类对遗传物质探究历程的叙述，错误的是 （ ） A.格里菲思通过肺炎双球菌转化实验
5、推测出转化因子的存在 B.艾弗里发现 S 型细菌的 DNA 能使 R 型细菌发生转化 C.赫尔希和蔡斯实验中 35S 标记的 T2 噬菌体能将放射性成分传递给子代 D.科学家发现烟草花叶病毒的 RNA 能使健康的烟草感染病毒 解析 格里菲思通过肺炎双球菌体内转化实验推测， 已经被加热杀死的 S 型细菌 中含有转化因子，这种转化因子可将无毒性的 R 型活细菌转化为有毒性的 S 型 活细菌，A 正确；艾弗里通过肺炎双球菌体外转化实验，发现 S 型细菌的 DNA 能使 R 型细菌发生转化，B 正确；赫尔希和蔡斯实验中 35S 标记的是 T2 噬菌体 中的蛋白质外壳，侵染过程中其没有进入细菌，所以不能
6、将放射性传递给子代， C 错误； 烟草花叶病毒的遗传物质是 RNA， 能使健康的烟草感染病毒， D 正确。 答案 C 5. （2019 江西联考） 用 32P 或35S 标记 T2噬菌体并分别与无标记的细菌混合培养， 保温一定时间后经搅拌、离心得到上清液和沉淀物，并测量放射性。对此实验的 叙述，错误的是（ ） A.实验目的是研究遗传物质是 DNA 还是蛋白质 B.保温时间过长会使 32P 标记组上清液的放射性偏低 C.搅拌不充分会使 35S 标记组沉淀物的放射性偏高 D.实验所获得的子代噬菌体不含 35S 而部分可含有32P 解析 32P、35S 分别标记 T2 噬菌体的 DNA 和蛋白质，可
7、单独分析 DNA 或蛋白 质在遗传中的作用，A 正确；保温时间过长会使 32P 标记组大肠杆菌裂解，经过 离心后含有放射性的 T2噬菌体进入上清液中，从而使上清液的放射性偏高，B 错误； 若搅拌不充分， 35S标记组T2噬菌体的蛋白质外壳仍附着在大肠杆菌表面， 离心后蛋白质外壳随同大肠杆菌一同出现在沉淀物中，使沉淀物的放射性偏高， C 正确；合成子代 T2噬菌体蛋白质外壳的原料来自大肠杆菌，故子代 T2噬菌体 均不含 35S，但由于 DNA 的半保留复制，部分子代 T2 代噬菌体可含有 32P，D 正 确。 答案 B 6.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
8、可以判断（ ） A.水和苯酚的作用是分离病毒中的蛋白质和 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 据图示分析，TMV 放入水和苯酚中后，RNA 和蛋白质分离，A 正确；该 实验不能判断 TMV 的蛋白质是否进入烟草细胞中，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，某种生物的遗传物质只有一种，D 错误。 答案 A 7.下面是噬菌体侵染细菌实验的部分实验步骤示意图， 有关叙述正确的是 （ ） A.被
9、标记的噬菌体是直接接种在含有 35S 的培养基中获得的 B.培养时间过长会影响上清液中放射性物质的含量 C.培养时间过短会影响上清液中放射性物质的含量 D.搅拌不充分会影响上清液中放射性物质的含量 解析 病毒必须寄生在活细胞中，不能用培养基直接培养，A 错误；培养时间的 长短会影响 32P 标记的实验结果， 不影响35S 标记的实验结果， 因此 B、 C 错误； 搅拌不充分会使部分噬菌体的蛋白质外壳仍吸附在大肠杆菌表面， 使沉淀物中有 少量放射性，D 正确。 答案 D 8.（2019 四川资阳一诊）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。 实验组号 接种菌型 加入 S
10、 型菌物质 培养皿长菌情况 R 蛋白质 R 型 R 荚膜多糖 R 型 R DNA R 型、S 型 R DNA（经 DNA 酶处理） R 型 （1）本实验的因变量是_。 （2）说明_； 说明_。 （3）DNA 酶具有高效性、 的特性，DNA 酶具有高效性的原因是 _。 解析 （1）由表格分析可知加入的 S 型菌的物质不同，所以该实验的自变量是 加入的不同的 S 型菌的物质， 而观察的因变量是看培养皿上长菌情况， 即是否出 现 S 型菌。 （2）中加入的是蛋白质，没有 S 型菌的出现，中加入的是 DNA，有 S 型菌 的出现，它们说明了 S 型菌的蛋白质不是转化因子，S 型菌的 DNA 才是转化因
11、 子。而中加入了 DNA 酶处理，会将 DNA 水解成脱氧核苷酸，结果没有 S 型 菌的出现，这说明了 DNA 具有结构完整性才能完成转化。 （3）酶都具有高效性、专一性和作用条件较温和，所以 DNA 酶也有该特点， 酶具有高效性的原因是能显著降低 DNA 水解（或化学）反应的活化能。 答案 （1） 培养皿长菌情况 （2） S 型菌的蛋白质不是转化因子， S 型菌的 DNA 才是转化因子 DNA 具有结构完整性才能完成转化 （DNA 水解产物不能完成转 化） （3）专一性、作用条件温和 能显著降低 DNA 水解（或化学）反应的 活化能 9.在肺炎双球菌转化实验中，S 型细菌有、等多种类型，R
12、型细菌是由 型突变产生的。 利用加热后杀死的 S型与 R 型细菌混合培养， 出现了 S 型细 菌，有人认为混合培养出现的 S 型细菌是由 R 型细菌突变产生的，该实验中出 现以下哪种结果时能否定这种说法（ ） A.S 型细菌全为型 B.S 型细菌部分为型 C.S 型细菌中三种均有 D.S 型细菌全为型 解析 加热后杀死的 S型细菌能让 R 型细菌转化成 S 型细菌， 由于基因突变具 有不定向性，若 S 型细菌是 R 型细菌基因突变产生的，则可以转化成多种 S 型 细菌，而结果出现的 S 型细菌均为 S型，这就否定了基因突变的说法。 答案 D 10.（2019 四川自贡一诊）肺炎双球菌有 R 型
13、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 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
14、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。 答案 C 11.人类对遗传物质的探索经历了漫长的过程。回答下列问题： （1）在格里菲思所做的肺炎双球菌体内转化实验中，S 型菌有 S、S、S 等多种类型，R 型菌是由 S 型菌突变产生。利用加热杀死的 S型与 R 型菌混合 培养，出现了 S 型菌，如果 S
15、型菌的出现是由于 R 型菌突变产生的，则出现的 S 型菌为 。作出这一判断的依据是_。 （2）艾弗里所做的肺炎双球菌体外转化实验如下： S 型菌的蛋白质或多糖R 型菌只有 R 型菌 S 型菌的 DNAR 型菌R 型菌S 型菌 S 型菌的 DNADNA 酶R 型菌只有 R 型菌 增设实验的目的是证明_。 （3）在噬菌体侵染细菌的实验中，用 35S 标记的噬菌体侵染细菌时，离心后的 沉淀物中有少量放射性的原因可能是 不充分，少量 35S 标记的噬菌体蛋 白质外壳 ，没有分离；用 32P 标记的噬菌体侵染细菌时，在子代噬菌体 中检测到被 32P 标记的 DNA，说明 DNA 分子在亲子代之间具有连续
16、性，证明了 _。 （4）研究表明，烟草花叶病毒的遗传物质是 RNA，为什么遗传学家无法推测出 RNA 分子中四种碱基的比例关系？ _。 解析 （1） 在格里菲思所做的肺炎双球菌体内转化实验中， S 型菌有 S、 S、 S等多种类型，R 型菌是由 S 型菌突变产生。利用加热杀死的 S与 R 型菌混 合培养，出现了 S 型菌，如果 S 型菌的出现是由于 R 型菌突变产生，由于基因 突变是不定向的，则出现的 S 型菌为多种类型。 （2）实验说明 S 型细菌的 DNA 能将 R 型细菌转化为 S 型细菌，S 型细菌的蛋白质或多糖不能将 R 型细菌 转化为 S 型细菌，实验中的 DNA 酶能将 DNA
17、水解，因此增设实验的目的 是证明无 DNA 则转化一定不能发生。 （3）由于 35S 标记的是噬菌体的蛋白质， 故含放射性的 35S 应当存在于上清液中。若搅拌不充分，则会有少量35S 标记的 吸附在细菌表面的噬菌体蛋白质外壳进入沉淀物中。 32P 标记的是 DNA，在子代 噬菌体中能找到 32P， 说明 DNA 分子在亲子代之间具有连续性， 从而证明了 DNA 是遗传物质。 （4）研究表明，烟草花叶病毒的遗传物质是 RNA，由于 RNA 是单 链，碱基之间没有统一的配对关系，因此遗传学家无法推测出 RNA 分子中四种 碱基的比例关系。 答案 （1）多种类型 基因突变是不定向的 （2）无 DN
18、A 则转化一定不能发生（或“DNA 是使 R 型菌发生转化的唯一物 质”“DNA 是使 R 型菌发生转化的不可或缺的物质”） （3）搅拌 吸附在细菌表面 DNA 是遗传物质 （4）RNA 是单链，碱基之间没有统一的配对关系（或“RNA 是单链，只有部 分碱基存在一一配对关系”） 12.（科学探究）下面是兴趣小组为探究某种流感病毒的遗传物质是 DNA 还是 RNA 设计的实验步骤，请将其补充完整。 （1）实验目的：略。 （2）材料用具：显微注射器，该流感病毒的核酸提取液，猪胚胎干细胞，DNA 水解酶和 RNA 水解酶等。 （3）实验步骤： 第 一 步 ： 把 该 流 感 病 毒 核 酸 提 取
19、液 分 成 相 同 的 A 、 B 、 C 三 组 ， _。 第二步：取等量的猪胚胎干细胞分成三组，用显微注射技术分别把 A、B、C 三 组处理过的核酸提取物注射到三组猪胚胎干细胞中。 第三步：将三组猪胚胎干细胞放在相同且适宜的环境中培养一段时间，然后从培 养好的猪胚胎干细胞中抽取样品，检测是否有该流感病毒产生。 （4）请预测结果及结论： _； _。 若 A、B、C 三组均出现该流感病毒，则该流感病毒的遗传物质既不是 DNA 也不是 RNA。 解析 病毒是由蛋白质外壳和核酸组成的，核酸是遗传物质，核酸包括 DNA 和 RNA 两类， 根据题目要求探究的问题及给予的材料、试剂分析可知，实验中分 别利用 DNA 水解酶、 RNA 水解酶处理该病毒核酸提取液， 然后再注射到猪胚胎 干细胞中培养，由于酶具有专一性，可根据培养后是否检测到该流感病毒来判断 其核酸类型。 答案 （3）分别用等量的相同浓度的 DNA 水解酶、RNA 水解酶处理 A、B 两 组核酸提取液，C 组不做处理 （4）若 A、C 两组出现该流感病毒，B 组没有出现，则该流感病毒的遗传物 质是 RNA 若 B、C 两组出现该流感病毒，A 组没有出现，则该流感病毒的遗传物质是 DNA