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第 20 讲 DNA 是主要的遗传物质
1．（2023春·四川绵阳·高二四川省绵阳南山中学校考阶段练习）下列关于遗传物质的说法，错误的是（
）
①真核生物的遗传物质是DNA②原核生物的遗传物质是RNA③细胞核中的遗传物质是DNA④细胞质中的
遗传物质是RNA⑤烟草花叶病毒的遗传物质是DNA或RNA
A．①②③ B．②③④ C．②④⑤ D．③④⑤
【答案】C
【分析】核酸是一切生物的遗传物质，有细胞结构的生物含有DNA和RNA两种核酸，但其细胞核遗传物
质和细胞质遗传物质都是DNA，病毒只含一种核酸，因此病毒的遗传物质是DNA或RNA。
【详解】①②真核生物和原核生物都含有DNA和RNA两种核酸，但其遗传物质都是DNA，①正确，②错
误；
③④细胞生物的遗传物质都是DNA，即细胞核和细胞质的遗传物质都是DNA，③正确，④错误；
⑤烟草花叶病毒只含有RNA一种核酸，其遗传物质是RNA，⑤错误。
综上所述，②④⑤错误，ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
2．（2023春·内蒙古兴安盟·高一乌兰浩特市第四中学校考阶段练习）下列关于生物体遗传物质的叙述，正
确的是（ ）
A．生物的遗传物质都是核酸，但有的生物主要是DNA，有的主要是RNA
B．细胞核和拟核中的遗传物质是DNA，细胞质中遗传物质是RNA
C．核酸是生物遗传信息的载体，其核苷酸的排列顺序蕴藏着遗传信息
D．赫尔希和蔡斯的实验证明了噬菌体的遗传物质主要是DNA
【答案】C
【分析】有细胞结构的生物含有DNA和RNA两种核酸，但其细胞核遗传物质和细胞质遗传物质都是
DNA；病毒只含一种核酸，因此病毒的遗传物质是DNA或RNA。
【详解】A、生物的遗传物质都是核酸，但有的生物是DNA，即绝大多数生物的遗传物质是DNA，极少
数病毒的遗传物质是RNA，A 错误；
B、细胞生物细胞核和拟核中的遗传物质是 DNA，细胞质中遗传物质也是DNA，即细胞生物的遗传物质
就是DNA，B错误；
C、核酸是生物遗传信息的载体，其核苷酸(或碱基)的排列顺序就代表遗传信息，核酸中的遗传信息就储存
在碱基的排列顺序中，C正确；
D、赫尔希和蔡斯的实验只能证明噬菌体的遗传物质是DNA，D错误。
故选C。
3．（2023春·河南周口·高一太康县第一高级中学校考阶段练习）下列关于生物遗传物质的叙述中，错误的
是（ ）①细胞核内的遗传物质是DNA，细胞质内的遗传物质是RNA
②DNA是主要的遗传物质是指一种生物的遗传物质主要是DNA
③具有细胞结构的生物的遗传物质都是DNA，病毒的遗传物质都是RNA
④生物的遗传物质是DNA或RNA，具有细胞结构的生物的遗传物质是DNA
⑤T 噬菌体含碱基5种，核苷酸5种，五碳糖1种
2
⑥烟草叶肉细胞含碱基5种，核苷酸8种，五碳糖2种
⑦烟草花叶病毒含碱基4种，核苷酸8种，五碳糖2种
⑧豌豆根毛细胞含碱基8种，核苷酸8种，五碳糖2种
A．①②③⑤⑥⑦ B．①④⑤⑥⑦⑧ C．①②③⑤⑦⑧ D．①②④⑤⑦⑧
【答案】C
【分析】具有细胞结构的生物，不论真核生物，还是原核生物，含有DNA和RNA，遗传物质都是DNA；
病毒只含有一种核酸（DNA或RNA），DNA病毒的遗传物质是DNA，RNA病毒的遗传物质是RNA。
【详解】①细胞核内的遗传物质是DNA，细胞质内的遗传物质也是DNA，①错误；
②DNA是主要的遗传物质是指大多数生物的遗传物质是DNA，一种生物的遗传物质只有一种，②错误；
③具有细胞结构的生物的遗传物质是DNA，病毒的遗传物质是DNA或RNA，③错误；
④具有细胞结构的生物的遗传物质是DNA，DNA病毒的遗传物质是DNA，RNA病毒的遗传物质是
RNA，④正确；
⑤T 噬菌体是DNA病毒，含碱基4种，核苷酸4种，五碳糖1种（核糖），⑤错误；
2
⑥烟草叶肉细胞含有DNA和RNA，故含碱基5种，核苷酸8种，五碳糖2种，⑥正确；
⑦烟草花叶病毒是RNA病毒，含碱基4种，核苷酸4种，五碳糖1种（含核糖），⑦错误；
⑧豌豆根毛细胞含有DNA和RNA，故含碱基5种，核苷酸8种，五碳糖2种，⑧错误。
ABD错误，C正确。
故选C。
4．（2023春·湖北黄石·高一统考期末）艾弗里用去污剂裂解被加热杀死的S型肺炎链球菌细胞，然后将裂
解产物依次进行下图所示的处理后，再分别进行肺炎链球菌的体外转化实验。下列有关叙述错误的是（
）A．实验①和⑤对照能说明转化因子是S型细菌的DNA
B．该实验的设计遵循了自变量控制的减法原理
C．①②③④组实验中均只有S型细菌，且未出现R型细菌
D．该实验的无关变量有培养基的成分、培养条件、培养时间等
【答案】C
【分析】1、图示过程为艾弗里和他的同事将加热致死的S型细菌破碎后，制成细胞提取物。将细胞提取
物加入有R型活细菌的培养基中，结果出现了S型活细菌(①)；然后，他们对细胞提取物分别进行不同的
处理后再进行转化实验，结果表明分别用去荚膜的酶、蛋白酶、RNA酶处理后，细胞提取物仍然具有转化
活性(②、③、④)；用DNA酶处理后，细胞提取物就失去了转化活性(⑤)。
2、在对照实验中，控制自变量可以采用“加法原理”或“减法原理”。与常态比较，人为增加某种影响
因素的称为“加法原理”；与常态比较，人为去除某种影响因素的称为“减法原理”。例如，在艾弗里的
肺炎链球菌转化实验中，每个实验组特异性地去除了一种物质，从而鉴定出DNA是遗传物质，就利用了
“减法原理”。
【详解】A、①包括S型细菌细胞的所有裂解产物，⑤加DNA酶除去了DNA，⑤不能完成转化，说明转
化因子是S型细菌的DNA，A正确；
B、该实验设法分别单独除去荚膜、蛋白质、RNA、DNA，然后与常态比较，遵循自变量控制的减法原理，
B正确；
C、①②③④组实验中部分R型菌转化为S型细菌，仍然有部分R型细菌没有发生转化，C错误；
D、该实验的自变量是加入去荚膜的酶、蛋白酶、RNA酶、DNA酶分别除去荚膜、蛋白质、RNA、
DNA，所以培养基的成分、培养条件、培养时间等均属于无关变量，D正确。
故选C。
5．（2023春·福建福州·高一福建省福清第一中学校联考期末）下图表示科研人员探究“烟草花叶病毒
（TMV）的遗传物质”的实验过程，下列说法错误的是（ ）
A．水和苯酚的作用是分离病毒的蛋白质和RNA
B．本实验中接种RNA组和接种蛋白质组互为对照
C．侵入烟草细胞的RNA进行了逆转录过程
D．该实验证明RNA是TMV的遗传物质
【答案】C
【分析】根据题意和图示分析可知：烟草花叶病毒由RNA和蛋白质组成，RNA接种到正常烟草中能使其
感染病毒，而蛋白质接种到正常烟草中不能使其感染病毒，说明RNA是遗传物质，蛋白质不是。
【详解】A、由于TMV放在水和苯酚中振荡后，其组成成分RNA和蛋白质能分开，所以可判断水和苯酚
的作用是分离病毒的蛋白质和RNA，A正确；
B、本实验中接种RNA组和接种蛋白质组存在单一变量，二者互为对照，B正确；C、烟草花叶病毒为RNA复制病毒，病毒的RNA进入细胞后，没有逆转录过程，C错误；
D、实验结果显示RNA接种后烟草感染病毒，接种蛋白质后未感染病毒，说明蛋白质进入烟草细胞后不作
为遗传物质，说明RNA是TMV的遗传物质，D正确。
故选C。
6．（2023春·安徽合肥·高一统考期末）下图为烟草花叶病毒（TMV）对叶片细胞的感染和病毒重建实验
示意图，相关叙述正确的是（ ）
A．可分别标记TMV的RNA和蛋白质探究其遗传物质
B．图中“B型后代”是由RNA B和蛋白A组成
C．该实验证明了烟草花叶病毒的遗传物质主要是RNA
D．该实验观察指标是烟草叶片症状和子代病毒类型
【答案】D
【分析】烟草花叶病毒是一种单链RNA病毒，专门感染植物，尤其是烟草及其他茄科植物。烟草花叶病
毒是由蛋白质外壳和RNA组成，只有RNA一种核酸，其遗传物质是RNA。
【详解】A、该实验没有标记TMV的蛋白质和RNA，采用了将两种病毒的蛋白质和RNA分别分离，并进
行重组形成新的病毒，感染烟叶，A错误；
B、图中B型后代的组成是RNA B和蛋白B，B错误；
C、实验证明了烟草花叶病毒的遗传物质是RNA，C错误；
D、本实验用不同的烟草花叶病毒进行重组、感染烟叶，观察指标是烟草叶片症状和子代病毒类型，D正
确。
故选D。
7．（2023春·北京朝阳·高一统考期末）加热杀死的S型肺炎链球菌与R型活菌混合培养后，将R型活菌
转化为S型活菌的机理如下图所示。下列相关叙述不正确的是（ ）注：capS为带有荚膜合成基因的DNA片段
A．加热杀死的S型菌的DNA断裂成许多片段释放出来
B．图中转化的实质是两种肺炎链球菌发生了基因重组
C．capS是格里菲思肺炎链球菌转化实验中的转化因子
D．艾弗里用DNA酶处理R型菌细胞提取物以破坏capR
【答案】D
【分析】肺炎链球菌的转化实验包括格里菲思的体内转化实验和艾弗里的体外转化实验。格里菲思的体内
转化实验推断已经加热杀死的S型菌含有某种“转化因子”，能促使R型活细菌转化为S型活细菌；艾弗
里的体外转化实验提出了DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。
【详解】A、细菌体内的DNA是环状的，如图所示加热杀死的S型肺炎链球菌的DNA被断裂成许多片段
并释放出来，A正确；
B、S型肺炎链球菌的DNA断裂的片段整合到R型菌的DNA上属于基因重组，B正确；
C、艾弗里的体外转化实验提出了DNA才是转化因子，结合图示capS是格里菲思肺炎链球菌转化实验中的
转化因子，C正确；
D、艾弗里用DNA酶处理S型菌（而不是R型菌）细胞提取物以破坏capS，D错误。
故选D。
8．（2023春·福建宁德·高一统考期末）下列关于噬菌体侵染细菌实验和艾弗里的肺炎链球菌转化实验的叙
述，错误的是（ ）
A．两个实验的关键思路都是分开DNA和蛋白质，单独观察其作用
B．用32P标记亲代噬菌体，若保温时间过长可造成上清液的放射性偏低
C．用DNA酶处理S型细菌提取物并与R型细菌混合培养，结果无S型细菌出现
D．艾弗里的肺炎链球菌转化实验中利用了“减法原理”
【答案】B
【分析】艾弗里利用物质提纯和微生物培养技术，发现使R型细菌发生转化的是S型细菌的DNA，证明了
S型细菌的遗传物质是DNA。赫尔希和蔡斯利用同位素标记和离心技术，证实了噬菌体的遗传物质是
DNA。
【详解】A、两个实验的关键设计思路都是把DNA与蛋白质分开，单独地、直接地观察各自的作用，A正
确;
B、用32P标记的一组中，若保温时间过长（含标记的子代噬菌体释放出来）会使上清液中放射性增强，B错误；
C、用DNA酶处理S型细菌提取物，DNA被水解，与R型细菌混合培养，结果无S型细菌出现，C正确；
D、在艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验中，每个实验组特异性地去除了一种物质，从而鉴定出DNA是遗
传物质，该实验利用了“减法原理”，D正确。
故选B。
9．（2024·全国·高三专题练习）孟德尔说“任何实验的价值和效用，决定于所使用材料对于实验目的的适
合性”。下列关于遗传学实验材料选择的说法，不正确的是（ ）
A．豌豆在自然状态下是纯种且有易于区分的相对性状，是用来研究遗传规律的理想材料
B．与大型哺乳动物相比，选择果蝇作为遗传实验的材料的优点之一是果蝇的后代数量多，便于统计学
分析
C．蜜蜂的雄蜂比雌蜂更适合用来观察减数分裂的过程
D．格里菲思利用肺炎双球菌做实验，R型细菌和S型细菌既可以用显微镜区分，也可用肉眼区分
【答案】C
【分析】豌豆作为遗传学实验材料的优点是：豌豆是严格的自花传粉植物，在自然状态下一般为纯种；豌
豆具有多对易于区分的相对性状，易于观察；豌豆的花大，易于操作；豌豆生长期短，易于栽培；籽粒多，
便于统计等。
【详解】A、豌豆是严格的自花传粉闭花授粉植，所以自然状态下都是纯种，并且豌豆有易于区分的相对
性状，这样有利于确定子代的性状分离比，所以豌豆是用来研究遗传规律的理想材料，A正确；
B、果蝇繁殖速度非常快，在25°C左右温度下10天左右就繁殖一代，一次大约产下400个卵，即果蝇的后
代数量多，便于统计学分析，而大型哺乳动物一般繁殖周期长，产生后代数量少，不利于统计学分析，B
正确；
C、蜜蜂的雄蜂比较特殊，是单倍体，产生配子时，观察不到同源染色体的分离，因此不适合用来观察减
数分裂的过程，C错误；
D、格里菲思利用肺炎双球菌做实验，R型菌和S型菌既可以用显微镜区分，也可以用肉眼区分，如观察
它们的菌落，若菌落是光滑的，则为S型菌，否则为R型菌，D正确。
故选C。
10．（2023年辽宁省沈阳市普通高中学业水平合格性考试模拟测试生物试题）下列有关生物的遗传物质的
叙述中正确的是（ ）
A．DNA是噬菌体的主要遗传物质
B．细菌的遗传物质是DNA和RNA
C．格里菲斯的肺炎链球菌转化实验说明蛋白质不是遗传物质
D．烟草花叶病毒侵染烟草的实验说明RNA是遗传物质
【答案】D
【分析】病毒的遗传物质是DNA或RNA，具有细胞结构的生物的遗传物质都是DNA。
【详解】A、DNA是噬菌体的遗传物质，A错误；
B、细菌的遗传物质是DNA，B错误；
C、格里菲斯的肺炎链球菌转化实验说明S型菌体内有某种“转化因子”，可将R型菌转化为S型菌，C错误；
D、烟草花叶病毒（RNA病毒）侵染烟草的实验可以证明RNA是烟草花叶病毒的遗传物质，D正确。
故选D。
11．（2023春·山东东营·高一统考期末）M13 噬菌体是一种丝状噬菌体，内有一个环状单链 DNA 分子，
长6407个核苷酸，含DNA 复制和噬菌体增殖所需的遗传信息，它只侵染某些特定的大肠杆菌，且增殖过
程与T2 噬菌体 类似。研究人员用M13 噬菌体代替T2 噬菌体进行“噬菌体侵染细菌的实验”，下列有
关叙述正确的是（ ）
A．M13噬菌体的遗传物质热稳定性与C 和 G 碱基含量成正相关
B．用含有32P 的培养基培养未被标记过的M13 噬菌体，可获得32P 标记的噬菌体
C．若该噬菌体DNA 分子含有100个碱基，在大肠杆菌中增殖n 代，需要C+T 的数量为50(2n-1)
D．用32P 标记的噬菌体侵染大肠杆菌，上清液的放射性与搅拌是否充分关系不大
【答案】D
【分析】噬菌体在细菌内繁殖的过程为：吸附→注入→合成→组装→释放。
【详解】A、M13噬菌体含有一个环状单链DNA分子，单链DNA分子间不存在C-G等碱基对，因此 M13
噬菌体的遗传物质的热稳定性与C和G碱基含量无关，A错误；
B、M13噬菌体为病毒，只能寄生在活细胞中，不能直接在培养基中培养，B错误；
C、该噬菌体DNA分子含有100个碱基，由于其DNA为单链DNA，因此无法获知其四种碱基各自的数量，
也无法计算该噬菌体的DNA分子复制所需要C+T的数量，C错误；
D、用32P标记的噬菌体，标记的是噬菌体的 DNA，上清液主要是蛋白质外壳和未侵染大肠杆菌的噬菌体，
上清液的放射性高低与保温时间长短有关，保温时间过长，大肠杆菌裂解，噬菌体释放出来进入上清液，
而与搅拌是否充分关系不大，D正确。
故选D。
12．（2023·全国·高三专题练习）2020年的诺贝尔化学奖授予了两位在基因组编辑技术（如CRISPR/Cas）
领域作出杰出贡献的女科学家。这项技术的问世源自于人们在本世纪初对细菌抵御噬菌体的机理研究：不
少的细菌第一次被特定的噬菌体感染后，由细菌Cas2基因表达的Cas2核酸内切酶（蛋白质）便会随机低
效切断入侵的噬菌体DNA双链，并将切下的DNA片段插入CRISPR位点，形成“免疫记忆”。当细菌再
次遭遇同种噬菌体时，由CRISPR位点转录产生的crRNA便会将另一种核酸内切酶（如Cas9）准确带到入
侵者DNA处，并将之切断，即“免疫杀灭”。过程如图所示。下列说法错误的是（ ）
A．细菌体内发生图中的①过程，需要细菌提供场所、模板、原料、能量等B．图中②过程的机理类似于mRNA与DNA模板链的结合
C．核酸内切酶Cas2和Cas9均作用于DNA双链，但只有前者有序列特异性
D．细菌利用CRISPR/Cas分子装置剿灭入侵噬菌体的过程相当于高等动物的特异性免疫
【答案】C
【分析】切下的DNA片段插入CRISPR位点，相当于基因重组，CRISPR位点转录产生的crRNA将另一种
核酸内切酶（如Cas9）准确带到入侵者DNA处，依赖于crRNA与入侵者DNA的碱基互补配对。
【详解】A、①表示细菌Cas2基因控制Cas2核酸内切酶（蛋白质）合成的过程，需要细菌提供场所、模
板、原料、能量等，A正确；
B、②过程表示与Cas9结合的crRNA将Cas9带到入侵者DNA处，此过程依赖于crRNA与入侵者DNA的
碱基互补配对，类似于mRNA与DNA模板链的结合，B正确；
C、根据题意，“Cas2核酸内切酶（蛋白质）会随机低效切断入侵的噬菌体DNA双链”，故核酸内切酶
Cas2没有序列特异性，C错误；
D、细菌利用如图所示的CRISPR/Cas分子装置剿灭入侵噬菌体的过程，是后天形成的，相当于高等动物的
特异性免疫，D正确。
故选C。
13．（2023·江苏·一模）科研工作者做噬菌体侵染细菌的实验时，分别用同位素32P、35S、18O和14C对噬菌
体以及大肠杆菌成分做了如下标记。以下说法不正确的是（ ）
第一组 第二组 第三组
噬菌体成分 用35S标记 未标记 用14C标记
大肠杆菌成分 用32P标记 用18O标记 未标记
A．第二组实验中，子代噬菌体蛋白质外壳中存在的氧元素是18O
B．第三组实验中，子代噬菌体的DNA中不一定含有14C
C．第一组实验中，噬菌体DNA在细菌体内复制了三次，释放出的子代噬菌体中含有32P的噬菌体和
35S的噬菌体分别占子代噬菌体总数的100%、0
D．第三组实验经过一段时间培养后离心，检测到放射性主要出现在沉淀物中
【答案】D
【分析】T 噬菌体是一种专门寄生在大肠杆菌内的病毒，由DNA和蛋白质构成。在寄生的过程中，它会
2
把自身的遗传物质注入到大肠杆菌内，并利用大肠杆菌内的物质合成新的噬菌体，进行大量增殖。为了确
定它注入到大肠杆菌内的是它的蛋白质还是DNA（即哪个是它的遗传物质），科学家采用放射性同位素标
记的方法进行了相关实验。
【详解】A、大肠杆菌成分用18O标记，子代噬菌体的蛋白质外壳的原料完全来自大肠杆菌，故子代噬菌体
蛋白质外壳中存在的氧元素是18O，A正确；
B、14C能标记噬菌体的蛋白质外壳和DNA，由于DNA的半保留复制，子代部分噬菌体含有亲代DNA的
一条链，所以子代噬菌体的DNA中不一定含有14C，B正确；C、噬菌体DNA在细菌体内复制了三次，子代噬菌体是以亲代噬菌体的DNA做模板链，大肠杆菌提供脱
氧核苷酸为原料，合成子代噬菌体的，所以每一个子代噬菌体都含32P；35S标记的是噬菌体的蛋白质外壳，
不会进入大肠杆菌体内，故子代噬菌体中都不含35S，C正确；
D、14C既能标记噬菌体的DNA，也能标记噬菌体的蛋白质外壳，所以经过一段时间培养后离心，检测到
放射性在上清液和沉淀物中都有，D错误。
故选D。
14．（2023春·河南驻马店·高一河南省驻马店高级中学校考阶段练习）某生物兴趣小组用模型模拟T 噬菌
2
体侵染大肠杆菌实验的过程如图，据下图回答下列问题。
(1)T 噬菌体与烟草花叶病毒的遗传物质分别是 。将上述a～f以正确的时间顺序排列（a为子代噬菌
2
体）： （用字母和箭头表示）
(2)在T 噬菌体侵染大肠杆菌的实验中，利用放射性同位素标记技术的目的是 ；该实验
2
分别用35S或32P标记噬菌体的DNA和蛋白质，在下图中标记元素所在部位依次是 。以32P标记组为例，
搅拌离心应发生在图中c～f过程之间，如果在过程f之后搅拌离心，可能出现的异常现象是 。
(3)下列曲线中，用来表示T 菌体侵染大肠杆菌实验中保温时间长短与放射性高低的关系图，最合理的是
2
（甲组为35S标记的T 噬菌体，乙组为32P标记的T 噬菌体）___。
2 2A．甲组-上清液-① B．乙组-上清液-②
C．甲组-沉淀物-③ D．乙组-沉淀物-④
(4)在赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌实验中，用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌，在理论上上清液中不含
放射性，下层沉淀物中具有很高的放射性，而实验的实际最终结果显示；在离心后的上清液中，也具有一
定的放射性，而下层的沉淀物放射性强度比理论值略低。在理论上，上清液放射性应该为0，其原因是
。
(5)科学家在研究了噬菌体的蛋白质和DNA在侵染过程中的功能时，检测上清液中的放射性，得到如下图
所示的实验结果。
实验中搅拌的目的 ，据图分析搅拌时间应至少大于2min，否则上清液中的放射性
较 （高或低），当搅拌时间足够长时，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%，说明DNA进入细菌，蛋白质没有进入细菌，但上清液中32P的放射性仍达到30%，其原因可能是
，图中“被侵染细菌”的存活率曲线的意义是作为对照，如果明显低于100%，则上清液放射性物质32P的
含量会 。
【答案】(1) DNA，RNA d→e→b→f→c→a
(2) 区分DNA和蛋白质分子 ④① 上清液中具有较强的放射性(3)B
(4)理论上讲，噬菌体已将含32P的DNA全部注入大肠杆菌内，上清液中只含噬菌体的蛋白质外壳
(5) 使噬菌体和大肠杆菌分离 低 部分噬菌体未侵染进入细菌 增高
【分析】噬菌体的结构：蛋白质外壳（C、H、O、N、S）+DNA（C、H、O、N、P）；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。实验结论：DNA是遗传物质。
【详解】（1）T 噬菌体的遗传物质是DNA，烟草花叶病毒的遗传物质是RNA；图中a为子代噬菌体，b
2
表示合成，c表示释放，d表示吸附，e表示注入，f表示组装，噬菌体侵染的顺序可表示为
d→e→b→f→c→a。
（2）T 噬菌体侵染大肠杆菌的实验中，利用放射性同位素标记技术的目的是区分DNA和蛋白质分子，实
2
验中分别用35S或32P标记噬菌体的蛋白质和DNA，DNA分子中的磷元素在磷酸中，而蛋白质的S元素在
R基中，因此标记的部位依次是图中的④和①中；以32P标记组为例，搅拌离心应发生在图中过程c→f之
间，即子代噬菌体未释放之前，如果在过程f之后搅拌离心，则细菌会裂解，释放出子代噬菌体，则带有
放射性的子代噬菌体会在离心过程中进入上清液中，导致上清液具有较强的放射性，即导致的异常现象为
上清液中具有较强的放射性。
（3）AC、甲组是用35S标记的噬菌体侵染细菌的过程，则35S标记的是噬菌体的蛋白质外壳，噬菌体在侵
染细菌时，蛋白质外壳没有进入细菌内，经过搅拌离心后，蛋白质外壳分布在上清液中，且放射性强度与
保温时间长短没有关系，对应于曲线④，AC错误；
BD、乙组用32P标记的噬菌体侵染细菌，而32P标记的是噬菌体的DNA，噬菌体在侵染细菌时，只有DNA
进入细菌内，经过搅拌离心后，存在于大肠杆菌内的子代噬菌体DNA分布在沉淀物中，但随着保温时间
过长，子代噬菌体从大肠杆菌内增殖后释放出来，经离心后分布于上清液中，这会使上清液的放射性升高，
沉淀物中放射性含量降低，即随着保温时间的延长，亲代噬菌体的DNA逐渐进入大肠杆菌内导致上清液
的放射性下降，而后随着培养时间持续延长，子代噬菌体释放出来导致上清液放射性上升，因此，乙组中
上清液的放射性表现为先降低而后上升，对应于曲线②，B正确，D错误。
故B。
（4）32P标记的是噬菌体的DNA，在理论上，噬菌体将含32P的DNA全部注入大肠杆菌内，并随大肠杆菌
在离心后进入沉淀物中，因此，上清液中由于不含DNA，而只含噬菌体蛋白质外壳而表现为上清液放射性
应该为0。
（5）用标记的噬菌体侵染未标记的大肠杆菌，一段时间后，用搅拌器搅拌，然后离心得到上清液和沉淀
物，实验过程中搅拌的目的是使噬菌体和大肠细菌分离；从图中看出，搅拌时间大于2min，此时上清液中
的35S放射性表现较高，否则上清液中的放射性较低。当搅拌时间足够长时，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%，说明DNA进入细菌，蛋白质没有进入细菌，此时上清液中仍有少
量32P的放射性，应该是由于部分噬菌体未侵染进入细菌通过离心进入到上清液中的缘故；如果时间过长，
被侵染的细菌破裂，会释放出带有放射性标记的子代噬菌体，通过离心过程进入上清液中，导致上清液中
32P的放射性增高。图中显示“被侵染细菌”的存活率曲线的意义是作为对照，此时的存活率保持在
100%，说明细菌没有裂解，因此可以说明图中上清液中32P的放射性仍达到30%的原因是部分噬菌体未侵染进入细菌导致的，若此时细菌的存活率明显低于100%，则图中上清液中32P的放射性仍达到30%的原因
可能是由于子代噬菌体释放出来进入上清液的缘故。
15．（2023春·江苏常州·高一常州高级中学校考期末）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 A B C D
注射溶
该病毒核酸提取物和RNA酶 该病毒核酸提取物 生理盐水
液
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。
1．（2023·天津·统考高考真题）下列生物实验探究中运用的原理，前后不一致的是（ ）
A．建立物理模型研究DNA结构－ 研究减数分裂染色体变化
B．运用同位素标记法研究卡尔文循环－ 研究酵母菌呼吸方式
C．运用减法原理研究遗传物质－ 研究抗生素对细菌选择作用
D．孟德尔用假说演绎法验证分离定律－ 摩尔根研究伴性遗传
【答案】B
【分析】1、模型构建法：模型是人们为了某种特定的目的而对认识对象所做的一种简化的概括性的描述，
这种描述可以是定性的，也可以是定量的；有的借助具体的实物或其它形象化的手段，有的则抽象的形式
来表达。模型的形式很多，包括物理模型、概念模型、数学模型等。
2、同位素标记法：同位素可用于追踪物质运行和变化的规律，例如噬菌体侵染细菌的实验。
【详解】A、模型是人们为了某种特定的目的而对认识对象所做的一种简化的概括性的描述，研究DNA结
构时构建了DNA双螺旋的物理模型，研究减数分裂时可通过橡皮泥等工具进行物理模型的构建，A正确；
B、卡尔文循环用14C进行标记探究，但探究酵母菌呼吸方式时用的是对比实验法，分别设置有氧和无氧组
进行探究，不涉及同位素标记，B错误；
C、在探究DNA是遗传物质的实验中，肺炎链球菌的体外实验中用对应的酶设法去除相应物质，观察其作
用，用到了减法原则，研究抗生素对细菌的选择作用时，也可通过去除抗生素后进行观察，属于减法原则，
C正确；
D、孟德尔验证分离定律和摩尔根研究伴性遗传都用到了假说演绎法，D正确。
故选B。
2．（2022·海南·统考高考真题）某团队从下表①～④实验组中选择两组，模拟T2噬菌体侵染大肠杆菌实
验，验证DNA是遗传物质。结果显示：第一组实验检测到放射性物质主要分布在沉淀物中，第二组实验
检测到放射性物质主要分布在上清液中。该团队选择的第一、二组实验分别是（ ）T 噬菌体 大肠杆菌
2
① 未标记 15N标记
② 32P标记 35S标记
③ 3H标记 未标记
④ 35S标记 未标记
A．①和④ B．②和③ C．②和④ D．④和③
【答案】C
【分析】T 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
2
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。该实验证明
DNA是遗传物质。
【详解】噬菌体侵染细菌时，只有DNA进入细菌，蛋白质外壳没有进入，为了区分DNA和蛋白质，可用
32P标记噬菌体的DNA，用35S标记噬菌体的蛋白质外壳，根据第一组实验检测到放射性物质主要分布在沉
淀物中，说明亲代噬菌体的DNA被32P标记，根据第二组实验检测到放射性物质主要分布在上清液中，说
明第二组噬菌体的蛋白质被35S标记，即C正确，ABD错误。
故选C。
3．（2022·湖南·高考真题）T 噬菌体侵染大肠杆菌的过程中，下列哪一项不会发生（ ）
2
A．新的噬菌体DNA合成
B．新的噬菌体蛋白质外壳合成
C．噬菌体在自身RNA聚合酶作用下转录出RNA
D．合成的噬菌体RNA与大肠杆菌的核糖体结合
【答案】C
【分析】T 噬菌体是一种专门寄生在大肠杆菌体内的病毒，它的头部和尾部的外壳都是蛋白质构成的，头
2
部含有DNA。T 噬菌体侵染大肠杆菌后，在自身遗传物质的作用下，利用大肠杆菌体内的物质来合成自身
2
的组成成分，进行大量增殖。
【详解】A、T 噬菌体侵染大肠杆菌后，其DNA会在大肠杆菌体内复制，合成新的噬菌体DNA，A正确；
2
B、T 噬菌体侵染大肠杆菌的过程中，只有DNA进入大肠杆菌，T 噬菌体会用自身的DNA和大肠杆菌的
2 2
氨基酸等来合成新的噬菌体蛋白质外壳，B正确；
C、噬菌体在大肠杆菌RNA聚合酶作用下转录出RNA，C错误；
D、T2噬菌体的DNA进入细菌，以噬菌体的DNA为模板，利用大肠杆菌提供的原料合成噬菌体的
DNA，然后通过转录，合成mRNA与核糖体结合，通过翻译合成噬菌体的蛋白质外壳，因此侵染过程中
会发生合成的噬菌体RNA与大肠杆菌的核糖体结合，D正确。
故选C。4．（2022·浙江·高考真题）下列关于“噬菌体侵染细菌的实验”的叙述，正确的是（ ）
A．需用同时含有32P和35S的噬菌体侵染大肠杆菌 B．搅拌是为了使大肠杆菌内的噬菌体释放出来
C．离心是为了沉淀培养液中的大肠杆菌 D．该实验证明了大肠杆菌的遗传物质是DNA
【答案】C
【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】A、实验过程中需单独用32P标记噬菌体的DNA和35S标记噬菌体的蛋白质，A错误；
B、实验过程中搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体外壳与细菌分离，B错误；
C、大肠杆菌的质量大于噬菌体，离心的目的是为了沉淀培养液中的大肠杆菌，C正确；
D、该实验证明噬菌体的遗传物质是DNA，D错误。
故选C。
5．（2021·全国·高考真题）在格里菲思所做的肺炎双球菌转化实验中，无毒性的R型活细菌与被加热杀死
的S型细菌混合后注射到小鼠体内，从小鼠体内分离出了有毒性的S型活细菌。某同学根据上述实验，结
合现有生物学知识所做的下列推测中，不合理的是（ ）
A．与R型菌相比，S型菌的毒性可能与荚膜多糖有关
B．S型菌的DNA能够进入R型菌细胞指导蛋白质的合成
C．加热杀死S型菌使其蛋白质功能丧失而DNA功能可能不受影响
D．将S型菌的DNA经DNA酶处理后与R型菌混合，可以得到S型菌
【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，没有证明转化因子是什么物质，
而艾弗里体外转化实验，将各种物质分开，单独研究它们在遗传中的作用，并用到了生物实验中的减法原
理，最终证明DNA是遗传物质。
【详解】A、与R型菌相比，S型菌具有荚膜多糖，S型菌有毒，故可推测S型菌的毒性可能与荚膜多糖有
关，A正确；
B、S型菌的DNA进入R型菌细胞后使R型菌具有了S型菌的性状，可知S型菌的DNA进入R型菌细胞
后指导蛋白质的合成，B正确；
C、加热杀死的S型菌不会使小白鼠死亡，说明加热杀死的S型菌的蛋白质功能丧失，而加热杀死的S型
菌的DNA可以使R型菌发生转化，可知其DNA功能不受影响，C正确；
D、将S型菌的DNA经DNA酶处理后，DNA被水解为小分子物质，故与R型菌混合，不能得到S型菌，
D错误。
故选D。
6．（2021·浙江·统考高考真题）下列关于遗传学发展史上4个经典实验的叙述，正确的是（ ）
A．孟德尔的单因子杂交实验证明了遗传因子位于染色体上B．摩尔根的果蝇伴性遗传实验证明了基因自由组合定律
C．T 噬菌体侵染细菌实验证明了DNA是大肠杆菌的遗传物质
2
D．肺炎双球菌离体转化实验证明了DNA是肺炎双球菌的遗传物质
【答案】D
【分析】1、肺炎双球菌转化实验包括活体细菌转化实验和离体细菌转化实验，其中活体细菌转化实验证
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；离体细菌转化实验证明DNA是遗
传物质。
2、T 噬菌体侵染细菌的实验步骤：标记噬菌体→标记的噬菌体与大肠杆菌混合培养→在搅拌器中搅拌，
2
然后离心，检测上清液和沉淀物中的放射性物质。该实验证明DNA是遗传物质。
3、萨顿提出基因在染色体上的假说，摩尔根通过果蝇伴性遗传实验证明了基因位于染色体上。
【详解】A、孟德尔的单因子杂交实验没有证明遗传因子位于染色体上，当时人们还没有认识染色体，A
错误；
B、摩尔根的果蝇伴性遗传实验只研究了一对等位基因，不能证明基因自由组合定律，B错误；
C、T 噬菌体侵染细菌实验证明了DNA是噬菌体的遗传物质，C错误；
2
D、肺炎双球菌离体转化实验证明了DNA是转化因子，即DNA是肺炎双球菌的遗传物质，D正确。
故选D。
【点睛】本题考查人体对遗传物质的探究历程，要求考生了解人类对遗传物质的探究历程，识记不同科学
家采用的实验方法及得出的实验结论，能结合所学的知识准确判断各选项。
