第18讲 人类对遗传物质的探究历程
‖A级·基础练‖
一、选择题
1．人类对遗传物质本质的探索经历了漫长的过程，下列叙述错误的是( ) A．孟德尔发现遗传因子但并未证实其化学本质
B．噬菌体侵染细菌实验比肺炎双球菌体外转化实验更具说服力 C．沃森和克里克首先利用显微镜观察到DNA双螺旋结构
D．烟草花叶病毒感染烟草实验证明烟草花叶病毒的遗传物质是RNA
解析：选C 孟德尔提出遗传因子，但并未证实其化学本质；噬菌体侵染细菌实验运用同位素标记法，对蛋白质和DNA的区分度更高，因此比肺炎双球菌体外转化实验更有说服力；沃森和克里克建立了DNA结构的物理模型，但并没有用显微镜观察到DNA双螺旋结构；分别用烟草花叶病毒的RNA和蛋白质感染烟草，只有RNA能使烟草患病，证明烟草花叶病毒的遗传物质是RNA。
2．探索遗传物质的过程是漫长的，直到20世纪初期，人们仍普遍认为蛋白质是遗传物质。当时人们作出判断的理由不包括( )
A．蛋白质比DNA具有更高的热稳定性，并且能够自我复制 B．蛋白质与生物的性状密切相关
C．蛋白质中氨基酸的不同排列组合可能贮存大量遗传信息 D．不同生物的蛋白质在结构上存在差异
解析：选A 蛋白质的热稳定性没有DNA高，且不能自我复制；作为遗传物质，要能控制生物的性状，而蛋白质与生物的性状密切相关；作为遗传物质要能储存大量的遗传信息，而蛋白质中氨基酸的不同排列组合可能贮存大量遗传信息；不同生物的蛋白质在结构上存在差异，可能代表不同的遗传信息。
3．(2019届济宁一模)下列关于肺炎双球菌的体内和体外转化实验以及T2噬菌体侵染大肠杆菌实验的叙述，正确的是( )
A．三个实验的设计思路是一致的 B．三个实验都用到了同位素标记法
C．三个实验都不能得出蛋白质不是遗传物质的结论 D．三个实验所涉及生物的遗传物质都是DNA
解析：选D 三个实验中，肺炎双球菌的体外转化实验和噬菌体侵染细菌实验的设计思路相同；肺炎双球菌的体内和体外转化实验都没有用到同位素标记法；肺炎双球菌的体外转化实验能得出蛋白质不是遗传物质的结论；三个实验所涉及生物有噬菌体、小鼠、细菌，它们
的遗传物质都是DNA。
4．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DNA ②原核生物的遗传物质是RNA ③细胞核的遗传物质是DNA ④细胞质的遗传物质是RNA ⑤甲型H1N1流感病毒的遗传物质是DNA或RNA
A．①②③ C．②④⑤
B．②③④ D．③④⑤
解析：选C 真核生物和原核生物的遗传物质都是DNA；细胞核和细胞质中的遗传物质都是DNA；甲型H1N1流感病毒属于RNA病毒，遗传物质是RNA。
5．艾弗里等人为了弄清转化因子的本质，进行了一系列的实验，如图是他们所做的一组实验，则三个实验的培养皿中只存在一种菌落的为( )
A．实验一 C．实验三
B．实验二 D．实验一和三
解析：选B 实验二中加入的DNA酶能分解S型细菌的DNA，R型细菌不能发生转化，所以菌落只有一种，即R型菌落；实验一和实验三中产生的菌落均有两种。
6．(2019届南昌模拟)生物兴趣小组模拟赫尔希和蔡斯做了噬菌体侵染细菌实验，下列有关分析错误的是( )
A．理论上，b中不应具有放射性
B．b中放射性的高低，与②过程中搅拌是否充分有关 C．若b中有放射性，说明①过程培养时间过长 D．上述实验过程并不能证明DNA是遗传物质 解析：选C
35
S标记的是噬菌体的蛋白质外壳，噬菌体侵染细菌时，蛋白质外壳没有进
入细菌，经过离心后分布在上清液中，因此理论上，b中不应具有放射性，A正确；搅拌的目的是使吸附在细菌细胞外的蛋白质外壳与细菌分离，若搅拌不充分，会导致沉淀物b中放射性增强，因此b中放射性的高低，与②过程中搅拌是否充分有关，B正确；若b中有放射性，可能原因是搅拌不充分，与①过程中培养时间的长短无关，C错误；上述实验过程只能证明噬菌体侵染细菌时蛋白质没有进入细菌，不能证明DNA是遗传物质，D正确。
二、非选择题
7．如图为肺炎双球菌转化实验的部分图解，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“转化因子”的化学成分。请据图回答下列问题：
(1)在对R型细菌进行培养之前，必须首先进行的工作是
____________________________________________________________ ____________________________________________________________。 (2)依据图1所示的实验，可以作出__________________的假设。
(3)为验证上面的假设，设计了图2所示的实验，该实验中加入DNA酶的目的是_________________________，观察到的实验现象是____________________________。
(4)通过上面两步实验，仍然不能说明________________________等不是遗传物质。为此设计了图3所示的实验，该实验可观察到的实验现象是________________________________。该实验能够说明_____________________
____________________________________________________________。
解析：(1)在对R型细菌进行培养之前，必须首先分离并提纯S型细菌的DNA、蛋白质、荚膜多糖等物质。(2)根据题意和图示分析可知：该实验假设DNA是遗传物质。(3)酶具有催化作用，DNA酶能使DNA水解，所以该实验中加入DNA酶的目的是分解从S型细菌中提取的DNA；由于S型细菌的DNA被水解，所以观察到的实验现象是培养基中只长R型细菌。(4)通过图示两步实验，仍然不能说明蛋白质、荚膜多糖等不是遗传物质。为此设计了图3的实验，若观察到培养基中只长R型细菌，则说明蛋白质、荚膜多糖等不是遗传物质。
答案：(1)分离并提纯S型细菌的DNA、蛋白质、荚膜多糖等物质 (2)DNA是遗传物质 (3)分解从S型细菌中提取的DNA 培养基中只长R型细菌 (4)蛋白质、荚膜多糖 培养基中只长R型细菌 蛋白质、荚膜多糖等不是遗传物质
8．(2019届云南一中月考)赫尔希和蔡斯研究T2噬菌体侵染细菌的实验：分别用S和P标记的噬菌体与大肠杆菌混合保温，一段时间后搅拌并离心，得到上清液和沉淀物并检测放射性。搅拌时间不同，上清液中的放射性强度不同，结果如下表。请分析回答下列问题：
搅拌时间(min) 上清液S百分比(%) 上清液P百分比(%) 被侵染细菌成活率(%) 353232353532
1 50 21 100 2 70 25 100 3 75 28 100 4 80 30 100 5 80 30 100 (1)获得含有S标记和P标记的噬菌体的具体操作是 ____________________________________________________________ ____________________________________________________________。
实验时，用来与被标记的噬菌体混合的大肠杆菌__________(填“带有”或“不带有”)放射性。
(2)实验过程中，搅拌的目的是_________________________________ ____________________________________________________________。 搅拌5 min，被侵染细菌的成活率为100%，而上清液中仍有
32
P放射性出现，说明
____________________________________________________________
____________________________________________________________。
(3)若1个带有P标记的噬菌体侵染大肠杆菌，大肠杆菌裂解后释放出100个子代噬菌体，其中带有P标记的噬菌体有________个，出现该数目说明DNA的复制方式是______。
解析：(1)噬菌体是病毒，只能寄生在活的细胞中，不能用一般培养基培养，所以获得被
32
32
32
P和S标记的噬菌体，需先用分别含P和S的培养基培养大肠杆菌，再用上述大肠杆菌培
353235
养T2噬菌体。实验时，用来与被标记的噬菌体混合的大肠杆菌不带有放射性。(2)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，搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体的外壳蛋白和噬菌体与细菌分离。搅拌5 min，被侵染细菌的成活率为100%，而上清液中仍有P放射性出现，说明有一部分含有P标记的噬菌体没有侵入细菌中，且被侵染的细菌没有裂解释放子代噬菌体。(3)由于DNA的复制方式是半保留复制，最初带有P标记的噬菌体DNA的两条链只参与形成两个DNA分子，所以100个子代噬菌体中，只有2个噬菌体带有P标记。
答案：(1)在分别含有S和P的培养基中培养大肠杆菌，再用上述大肠杆菌培养T2噬菌体即可获得 不带有
(2)使吸附在细菌上的噬菌体的外壳蛋白和噬菌体与细菌分离 有一部分含有
32
35
3232
32
32
32
P标记的
噬菌体没有侵入细菌中，且被侵染的细菌没有裂解释放子代噬菌体 (3)2 半保留复制
‖B级·提升练‖
一、选择题
1．S型肺炎双球菌菌株是人类肺炎和小鼠败血症的病原体，而R型菌株却无致病性。下列有关叙述正确的是( )
A．肺炎双球菌利用人体细胞的核糖体合成蛋白质 B．S型细菌与R型细菌致病性的差异是细胞分化的结果 C．S型细菌再次进入人体后可刺激记忆B细胞中某些基因的表达 D．S型细菌的DNA用相关的酶水解后，仍然能使R型细菌发生转化
解析：选C 肺炎双球菌利用自身细胞中的核糖体合成蛋白质；S型细菌与R型细菌致病性的差异是由于遗传物质的不同造成的；S型细菌再次进入人体后可刺激记忆B细胞增殖分化为浆细胞，使其中的某些基因得以表达；S型细菌的DNA用相关的酶水解后，不再有DNA，不会使R型细菌发生转化。
2．(2019届中山模拟)下列有关S标记的噬菌体侵染未标记细菌实验的叙述中，正确的是( )
A．沉淀物也有很弱的放射性，是由于保温时间过长或过短造成的
B．所使用的噬菌体必须是从接种在含S的培养基中培养的大肠杆菌中释放出来的 C．采用搅拌和离心等方法是为了把蛋白质和DNA分子分开，以便检测各自的放射性 D．新形成的噬菌体中没有检测到S，说明DNA是遗传物质而蛋白质不是
解析：选B 沉淀物有较弱的放射性，是因为搅拌不充分，S标记的噬菌体吸附于大肠杆菌的表面，被离心到沉淀物中，A错误；用含S的培养基培养大肠杆菌，再用上述大肠杆菌培养T2噬菌体，可得到蛋白质含S标记的噬菌体，B正确；采用搅拌和离心的目的是为了把蛋白质外壳和大肠杆菌分开，C错误；噬菌体侵染细菌实验能证明DNA是遗传物质，但不能证明蛋白质不是遗传物质，D错误。
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S标记的噬菌体侵染未标记的细菌，②未标记的噬菌体侵染S标记的细菌，③用N标记的噬菌体侵染未标记的细菌，④用P标记的噬菌体侵染H标记的细菌，适宜时间后搅拌和离心，以上4个实验检测到放射性的主要部位是( )
A．上清液、沉淀物、沉淀物和上清液、沉淀物和上清液 B．沉淀物、上清液、沉淀物和上清液、上清液 C．沉淀物、上清液、沉淀物、沉淀物和上清液 D．上清液、沉淀物、沉淀物和上清液、沉淀物
解析：选D 沉淀为细菌，上清液是噬菌体的蛋白质颗粒。①S标记的是噬菌体的蛋白质外壳，不能进入未标记的细菌，放射性物质主要分布在上清液中；②未标记的噬菌体侵染
35
35
32
3
35
35
15
35
35
35
35
35
35
S标记的细菌，子代噬菌体主要存在于细菌内，放射性物质主要分布在沉淀物中；③N标记
15
的是噬菌体的DNA和蛋白质，其中DNA主要进入未标记的细菌中，放射性物质存在于沉淀物和上清液中；④P标记的是噬菌体的DNA，侵染H标记的细菌，放射性物质主要出现在沉淀
32
3
2021版高考生物一轮复习第6单元第18讲人类对遗传物质的探究历程跟踪检测(含解析)
