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夯基提能练 18 DNA 是主要的遗传物质
第一部分【夯实基础】
答案和解
1.(2022·山东潍坊统考)下列关于艾弗里肺炎双球菌体外转化实验的叙述，错 析在卷尾
误的是 ( )
A.该实验是在英国微生物学家格里菲思的实验基础上进行的
B.该实验运用了同位素标记法
C.实验过程中，通过观察菌落的特征来判断是否发生转化
D.该实验证明肺炎双球菌的遗传物质是DNA
2.(2022·河北唐山调研)某科研团队重复了格里菲思的肺炎双球菌的体内转化
实验，甲组～丁组同时注射总量相同的细菌，实验过程如下图所示。下列对该
实验的分析，不合理的是( )
A.乙组和丁组小鼠死亡的时间应不同
B.丁组的死亡小鼠体内有活的S型细菌
C.S型活细菌有毒性，R型活细菌无毒性
D.R型死细菌与S型活细菌混合也可发生转化
3.(2021·河南郑州一联)格里菲思在进行肺炎双球菌转化实验时，只有在小鼠
体内才能转化成功，他将高温杀死的S型细菌与R型活菌混合物在培养基中体
外培养时，很难得到转化现象。而艾弗里在培养基中加了一定量的抗R型菌株
的抗体在体外就比较容易观察到转化现象。下列相关解释不合理的是 ( )
A.未加抗R型菌株抗体的混合物培养基中S型的DNA不易进入R型细菌，很难发
生转化B.S型细菌对小鼠免疫力的抵抗力可能更强，因此在小鼠体内容易大量繁殖
C.在培养基中R型细菌的竞争力可能更强，因此很难观察到转化现象
D.加入的抗R型菌株的抗体抑制了R型菌株的增殖，从而在体外容易观察到转
化现象
4.证明DNA是遗传物质的研究方法有①设法把DNA与蛋白质分开,研究各自的效
应;②放射性同位素标记法。关于艾弗里的肺炎双球菌转化实验和赫尔希、蔡斯
的噬菌体侵染细菌实验的研究方法的叙述正确的是 ( )
A.两者都运用了①和②
B.前者运用了①,后者运用了②
C.前者只运用了②,后者运用了①和②
D.前者只运用了①,后者运用了①和②
5.[2018·江西新余一中模拟] 格里菲思的肺炎双球菌转化实验如下:①将无毒
性的R型活细菌注入小鼠体内,小鼠不死亡;②将有毒性的S型活细菌注入小鼠
体内,小鼠患败血症死亡;③将加热杀死的S型细菌注入小鼠体内,小鼠不死亡;
④将R型活细菌与加热杀死的S型细菌混合后,注入小鼠体内,小鼠患败血症死
亡。根据上述实验,下列说法正确的是 ( )
A.整个实验证明了DNA是转化因子
B.实验①、实验③可作为实验④的对照
C.实验④中的死亡小鼠体内S型活细菌毒性不能稳定遗传
D.重复做实验①与④,得到同样的结果,说明S型活细菌由R型活细菌突变而来
6.如图K17-1表示用32P标记噬菌体并侵染细菌的过程,其中过程②是利用过程
①获得的大肠杆菌培养噬菌体,相关叙述错误的是 ( )
图K17-1
A.过程①的目的是获得含32P的大肠杆菌
B.过程③培养时间越长,实验效果越好
C.离心的目的是析出噬菌体,使大肠杆菌沉淀
D.放射性主要分布在沉淀物中第二部分【能力提升】
7.在噬菌体侵染细菌的实验中,噬菌体和细菌保温时间长短与放射性高低的关系
可能如图K17-2所示,下列关联中最合理的是(35S标记的噬菌体记为甲组,32P标
记的噬菌体记为乙组,搅拌充分) ( )
图K17-2
A.甲组—上清液—b
B.乙组—上清液—b
C.甲组—沉淀物—c
D.乙组—沉淀物—c
8.艾弗里完成肺炎双球菌体外转化实验后,持反对观点者认为“DNA可能只是在
细胞表面起化学作用形成荚膜,而不是起遗传作用”。已知S型肺炎双球菌中存
在能抗青霉素的突变型(这种对青霉素的抗性不是荚膜产生的)。下列实验设计
思路能反驳上述观点的是 ( )
A. R型菌+抗青霉素的S型菌DNA→预期出现抗青霉素的S型菌
B. R型菌+抗青霉素的S型菌DNA→预期出现S型菌
C. R型菌+S型菌DNA→预期出现S型菌
D. R型菌+S型菌DNA→预期出现抗青霉素的R型菌
9.某研究人员模拟赫尔希和蔡斯用噬菌体侵染细菌的实验,进行了以下四个实验:
①用未标记的噬菌体侵染35S标记的细菌;②用32P标记的噬菌体侵染未标记的细
菌;③用未标记的噬菌体侵染3H标记的细菌;④用15N标记的噬菌体侵染未标记
的细菌。以上四个实验中,经过一段时间后搅拌、离心,检测到放射性的主要部
位分别是 ( )
A.沉淀物、沉淀物、沉淀物和上清液、沉淀物和上清液
B.沉淀物、上清液、沉淀物、沉淀物和上清液
C.上清液、上清液、沉淀物和上清液、上清液D.沉淀物、沉淀物、沉淀物、沉淀物和上清液
10.(2022·山西运城调研)已知烟草花叶病毒(TMV)和车前草病毒(HRV)都能侵染
烟草叶片，且两者都由蛋白质和RNA组成，如图是探索HRV的遗传物质是蛋白
质还是RNA的操作流程图。请据图分析下列说法错误的是( )
A.本实验运用了对照原则，无空白对照组
B.实验过程中重组病毒的后代是HRV
C.该实验只能说明HRV的遗传物质是RNA
D.若运用同位素标记法，不能选择15N标记
11.(2022·安徽合肥质检)赫尔希和蔡斯精妙的实验设计使得T 噬菌体侵染大肠
2
杆菌的实验更具有说服力。下列相关叙述正确的是( )
A.该实验和艾弗里的细菌转化实验的设计思路不同
B.因为DNA和蛋白质都含有O元素，所以也可以用18O替代35S或32P
C.如果保温时间太久，则用35S标记的一组实验，沉淀物中的放射性更强
D.该实验只能证明DNA是遗传物质，而不能证明DNA是主要的遗传物质
12.(2022·湖南雅礼中学调研)如图表示“T 噬菌体侵染大肠杆菌的实验”中保
2
温时间与物质放射性强度的变化，下列叙述正确的是( )
A.甲表示在“32P标记的T 噬菌体侵染大肠杆菌实验”中，沉淀物放射性含量的
2
变化
B.甲表示在“35S标记的T 噬菌体侵染大肠杆菌实验”中，沉淀物放射性含量的
2
变化
C.乙表示在“32P标记的T 噬菌体侵染大肠杆菌实验”中，上清液放射性含量的
2
变化D.乙表示在“35S标记的T 噬菌体侵染大肠杆菌实验”中，上清液放射性含量的
2
变化
13.(2022·山东济南一中质检)针对人类对遗传物质的探索历程回答问题：
(1)1928年，格里菲思通过肺炎双球菌的转化实验，推测加热杀死的S型细菌中
含有某种转化因子，能够将R型细菌转化成S型细菌，现已研究表明，转化的
实质就是控制荚膜合成的S型菌的基因整合到R型菌的DNA上，这种变异类型
属于________。1944年，艾弗里通过肺炎双球菌的转化实验，设计
的实验思路，得出DNA是遗传物质的结论。
(2)1952年，赫尔希和蔡斯完成了噬菌体侵染细菌的实验。在该实验中，首先
是标记噬菌体，具体方法是____________________________________；
然后进行保温、搅拌和离心，其中搅拌的目的是________________________；
用32P标记一组的上清液存在少量放射性的原因是
_____________________________________________________________________
___________________________________________________________(回答2条)。
(3)艾弗里和赫尔希等人的实验选用了细菌或病毒等结构简单的生物作为实验材
料，选用结构简单生物作为实验材料的优点是
________________________________________________
____________________________________________________________。
(4)通过烟草花叶病毒感染等实验证明，RNA也可以作为遗传物质。因为
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________，
所以说DNA是主要的遗传物质。
第三部分【综合拓展】
14.[2018·广东肇庆三模] 如图为肺炎双球菌转化实验的一部分图解,请据图回
答:
(1)该实验是在格里菲思肺炎双球菌转化实验的基础上进行的,其目的是证明
的化学成分。(2)在对R型菌进行培养之前,必须首先进行的工作是对S型菌的DNA、蛋白质、
多糖等物质进行 。
(3)依据上面图解的实验,可以作出 的结论。
(4)肺炎双球菌的DNA分子中还含有少量的蛋白质,由于技术的原因,当时艾弗里
无法将DNA与蛋白质完全区分开来。因此,不能排除DNA和蛋白质共同起转化作
用这一可能,有人据此设计了如下实验:将提取的DNA与蛋白酶处理后再与R型
细菌混合培养。你赞同该设计方案吗?请说出你的理由。
。
15.(2017·全国卷Ⅰ，29) 根据遗传物质的化学组成，可将病毒分为RNA病毒
和DNA病毒两种类型，有些病毒对人类健康会造成很大危害，通常，一种新病
毒出现后需要确定该病毒的类型。
假设在宿主细胞内不发生碱基之间的相互转换，请利用放射性同位素标记的方
法，以体外培养的宿主细胞等为材料，设计实验以确定一种新病毒的类型，简
要写出：(1)实验思路，(2)预期实验结果及结论即可。(要求：实验包含可相互
印证的甲、乙两个组)
参考答案及解析
1.B解析 艾弗里的肺炎双球菌体外转化实验运用了酶解法和细菌培养技术等，
但没有采用同位素标记法，B错误。2.D解析 丁组将加热杀死的S型细菌和R型活细菌注射到小鼠体内，R型活细
菌转化为S型活细菌需要一定的时间，因此乙组和丁组小鼠死亡的时间应不同，
A正确；丁组死亡的小鼠体内存在着S型和R型两种活细菌，B正确；S型活细
菌有毒性，会导致小鼠死亡，而R型活细菌无毒性，不会导致小鼠死亡，C正确；
R型死细菌与S型活细菌混合并不能发生转化，D错误。
3.A解析 格里菲思在进行肺炎双球菌转化实验时，只有在小鼠体内才能转化
成功，而艾弗里在培养基中加了一定量的抗R型菌株的抗体在体外就比较容易
观察到转化现象，说明S型细菌对小鼠免疫力的抵抗力更强，转化生成的S型
细菌在与R型细菌的竞争中占优势，而在体外培养时，R型细菌在竞争中处于优
势，转化得到的S型细菌在竞争中被淘汰，A错误，B正确；在体外培养时，R
型细菌在竞争中处于优势，故很难观察到转化现象，C正确；艾弗里在培养基
中加了一定量的抗R型菌株的抗体在体外就比较容易观察到转化现象，说明加
入的抗R型菌株的抗体抑制了R型菌株的增殖，从而在体外容易观察到转化现
象，D正确。
4.D 解析 艾弗里的肺炎双球菌转化实验是设法把DNA与蛋白质分开,研究各自
的效应。而赫尔希、蔡斯的噬菌体侵染细菌实验也是把DNA与蛋白质分开,研究
各自的效应,并且运用了放射性同位素标记法。
5.B 解析 格里菲思的肺炎双球菌转化实验没有证明“转化因子”是何种物
质,A错误;实验①和实验④的自变量为是否含加热杀死的S型细菌,实验③和实
验④的自变量为是否加入R型活细菌,B正确;实验④中的死亡小鼠体内发现S型
活细菌,该活细菌的毒性能够稳定遗传,C错误;突变具有不定向性,而重复做实
验①与④,得到同样的结果,说明S型活细菌是由R型活细菌转化而来的,不是突
变的结果,D错误。
6.B 解析噬菌体属于病毒,只能寄生在细胞内,因此先要用含32P培养基来标记
大肠杆菌,A正确;若过程③培养时间过长,噬菌体从大肠杆菌中释放出来,导致
沉淀物中放射性降低,B错误;离心的目的是让噬菌体和大肠杆菌分离开来,C正
确;32P标记的主要是噬菌体的DNA,噬菌体的DNA能进入大肠杆菌,因此放射性主
要分布在沉淀物中,D正确。
7.B 解析 32P标记的是噬菌体的DNA,噬菌体在侵染细菌时,DNA进入细菌,并随
着细菌离心到沉淀物中,但保温时间太长,有部分子代噬菌体释放出来,离心后就会进入上清液中,故放射性应该在沉淀物中,且先升高,后降低,即乙组—沉淀物
—d;即保温时间短的时候,较多的32P未进入细菌,所以上清液放射性高,随着保
温时间推移,更多的32P进入细菌,上清液放射性降低。继续保温,子代噬菌体陆
续释放,上清液的放射性又升高。35S标记的是噬菌体的蛋白质外壳,噬菌体在侵
染细菌时,蛋白质外壳不进入细菌体内,所以甲组—上清液—c,甲组—沉淀物—
0,故选B。
8.A 解析]R型菌+抗青霉素的S型DNA→预期出现抗青霉素的S型菌,该实验证
明细菌中的一些与荚膜形成无关的性状(如抗药性)也会发生转化,而且抗青霉素
的S型菌DNA中存在抗青霉素的基因和控制荚膜合成的基因。因此,该实验结果
表明题述对艾弗里所得结论的怀疑是错误的,故A项正确。
9.D 解析]用噬菌体侵染细菌一段时间后搅拌、离心,上清液主要包含噬菌体的
蛋白质外壳,沉淀物主要是细菌(其中含有噬菌体的DNA)。用未标记的噬菌体侵
染35S标记的细菌,上清液是没有放射性的,放射性主要出现在沉淀物中。用32P
标记的噬菌体侵染未标记的细菌,放射性主要出现在DNA即沉淀物中。用未标记
的噬菌体侵染3H标记的细菌,放射性主要在沉淀物中。而用15N标记的噬菌体
(含有放射性的物质是蛋白质和DNA)侵染未标记的细菌,放射性位于上清液和沉
淀物中,故选D。
10.A解析 a组和b组分别由TMV和HRV直接侵染烟草叶片，属于空白对照组，
A错误；将TMV的蛋白质外壳和HRV的RNA进行重组，获得重组病毒，其后代是
HRV，B正确；该实验只设计用HRV的RNA和TMV的蛋白质外壳重组获得的病毒
侵染烟草叶片的实验，因此，该实验只能证明HRV的遗传物质是RNA，C正确；
病毒的蛋白质外壳和RNA均含有N，故无法用15N将蛋白质外壳和RNA区分开，
因此，不能选择15N标记，D正确。
11.D解析 两个实验的思路都是设法将蛋白质和DNA分开，单独观察它们的作
用，A错误；如果用18O替代35S或32P标记噬菌体，则无法单独研究蛋白质和
DNA的作用，B错误；35S标记的是蛋白质，保温时间太久，沉淀物中的放射性
也不会增强，C错误；噬菌体侵染细菌的实验可以证明DNA是遗传物质，但不能
证明DNA是主要的遗传物质，D正确。
12.D解析 在“32P标记的T 噬菌体侵染大肠杆菌实验”中，沉淀物放射性含量
2
随保温时间的变化应该是先增加再降低，不能用甲表示，A错误；在“35S标记的T 噬菌体侵染大肠杆菌实验”中，沉淀物放射性与保温时间没有关系，不能
2
用甲表示，B错误；“在32P标记的T 噬菌体侵染大肠杆菌实验”中，上清液放
2
射性含量的变化应该用甲表示，C错误；在“35S标记的T 噬菌体侵染大肠杆菌
2
实验”中，上清液放射性含量较高，且与保温时间没有关系，可用图乙表示，D
正确。
13.答案 (1)基因重组 分离各种成分，然后分别观察各种成分的作用
(2)分别用含32P和35S的培养基培养大肠杆菌；再用上述大肠杆菌培养噬菌体
使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离 保温时间过短，有一部分噬菌体还没有
侵染到大肠杆菌细胞内，经离心后分布于上清液中；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
(3)容易看出因遗传物质改变导致的结构和功能的变化(合理即可)
(4)绝大多数生物的遗传物质是DNA
14.(1)转化因子
(2)分离并提纯
(3)DNA可能是遗传物质
(4)不赞同,因为蛋白酶本身就是蛋白质,没有达到将蛋白质除去的目的
解析(1)由实验图解可看出,在R型菌的培养基中加入R型菌和S型菌的DNA。这
是艾弗里及其同事所做的肺炎双球菌的转化实验的部分图解。该实验是在格里
菲思实验的基础上为进一步证明转化因子的化学成分而设计的。(2)在对R型菌
进行培养之前,必须首先分离并提纯S型菌的DNA、蛋白质、多糖等物质。(3)据
题图分析,在R型菌的培养基中加入R型菌和S型菌的DNA,培养一段时间后,培
养基上除了R型菌的菌落外,还出现了少量的S型菌的菌落,说明有一部分R型
菌转化成了S型菌。由于艾弗里实验中提取出的DNA,纯度最高时也还有0.02%
的蛋白质,所以该实验可以作出结论:DNA可能是遗传物质。(4)因为蛋白酶本身
就是蛋白质,所以将提取的DNA与蛋白酶处理后再与R型菌混合培养,不能达到
将蛋白质除去的目的,也就不能排除DNA和蛋白质共同起转化作用这一可能,故
不赞同该设计方案。
15.答案 (1)实验思路：甲组：将宿主细胞培养在含有放射性标记尿嘧啶的培
养基中，之后接种新病毒，培养一段时间后收集病毒并检测其放射性。乙组：
将宿主细胞培养在含有放射性标记胸腺嘧啶的培养基中，之后接种新病毒，培养一段时间后收集病毒并检测其放射性。
(2)结果及结论：若甲组收集的病毒有放射性，乙组无，即为RNA病毒；若乙组
收集的病毒有放射性，甲组无，即为DNA病毒。
解析 (1)DNA和RNA的化学组成存在差异，如DNA特有的碱基是T，而RNA特有
的碱基是U，因此可用放射性同位素分别标记碱基T和碱基U，通过检测子代病
毒的放射性可知该病毒的类型。根据分析，本实验思路为：甲组：将宿主细胞
培养在含有放射性标记尿嘧啶的培养基中，之后接种新病毒，培养一段时间后
收集病毒并检测其放射性。乙组：将宿主细胞培养在含有放射性标记胸腺嘧啶
的培养基中，之后接种新病毒，培养一段时间后收集病毒并检测其放射性。
(2)若甲组收集的病毒有放射性，乙组无，即为RNA病毒；若乙组收集的病毒有
放射性，甲组无，即为DNA病毒。
