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最新考纲 高频考点 1.人类对遗传物质的探索过程Ⅱ 2．DNA分子结构的主要特点Ⅱ 3．DNA分子的复制 Ⅱ 4．基因的概念 Ⅱ 1.肺炎双球菌的体内、体外转化实验过程及结论 2．噬菌体侵染细菌的实验设计思路和结论 3．DNA分子的结构及碱基有关的计算 4．DNA复制的过程特点及与复制有关的计算 5．基因与脱氧核苷酸、DNA、染色体、遗传信息之间的关系
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第1节 DNA是主要的遗传物质
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一、肺炎双球菌的转化实验 1．肺炎双球菌 S型细菌 R型细菌 菌落 表面光滑 有无荚膜 有无毒性 ①表面粗糙 ②有 ③无 ④有 ⑤无
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加热杀死的S型细菌中，含有某种促使R型细菌转化为S型细菌的 。
(2)结论： 加热杀死的S型细菌中，含有某种促使R型细菌转化为S型细菌的 。 ⑩转化因子
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3．体外转化实验(1944年艾弗里) (1)设计思路：设法 。 (2)实验过程及结果： ⑪将NDA和蛋白质分开，单独观察 它们的作用
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(3)结论： 才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。
⑭NDA
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1．转化的实质是什么？
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1．原理：T2噬菌体以自己的DNA为模板，利用 合成自身组成物质而实现增殖。
二、噬菌体侵染细菌的实验 1．原理：T2噬菌体以自己的DNA为模板，利用 合成自身组成物质而实现增殖。 2．方法： 用35S标记一部分噬菌体的蛋白质，32P标记另一部分噬菌体的DNA。 3．T2噬菌体 (1)结构：由 外壳和核酸组成。 (2)生活方式： 。 (3)繁殖： 。 ⑮宿主 细胞内的物质 ⑯同位素标记法 ⑰蛋白质 ⑱寄生 ⑲增殖
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(1)标记噬菌体：用分别含 的培养基培养细菌，再分别培养 得到分别含35S蛋白质和含有32P DNA的噬菌体。
4．实验过程及结果 (1)标记噬菌体：用分别含 的培养基培养细菌，再分别培养 得到分别含35S蛋白质和含有32P DNA的噬菌体。 ⑳35S和32P T2噬菌体
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5．结论：DNA是遗传物质。 2．噬菌体增殖的过程是怎样的？
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三、RNA是遗传物质的实验 1．烟草花叶病毒组成： 。 2．实验过程 3．结论：RNA是遗传物质。 RNA和蛋白质
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2．生物的主要遗传物质是 ，因为绝大多数生物的遗传物质是DNA。 3．病毒的遗传物质是DNA或RNA。
四、生物的遗传物质 1．一切生物的遗传物质是 。 2．生物的主要遗传物质是 ，因为绝大多数生物的遗传物质是DNA。 3．病毒的遗传物质是DNA或RNA。 核酸 DNA
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思考探讨提示： 1．基因重组。 2．吸附→注入→合成→组装→释放。
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一、肺炎双球菌转化实验
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体内转化实验 体外转化实验 实验者 格里菲思 艾弗里及同事 培养细菌 用小鼠(体内) 用培养基(体外) 实验原则 R型细菌与S型细菌的毒性对照 S型细菌各成分作用的相互对照 实验结果 加热杀死的S型细菌能使R型细菌转化为S型细菌 S型细菌的DNA使R型细菌转化为S型细菌 实验结论 S型细菌体内有“转化因子” S型细菌的DNA是遗传物质 两实验联系： (1)所用材料相同，都是肺炎双球菌R型和S型 (2)体内转化实验是基础，仅说明S型细菌体内有“转化因子”，体外转化实验进一步证明“转化因子”是DNA (3)两实验都遵循对照原则、单一变量原则
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(1)实验设计的基本思路是设法把DNA和蛋白质分开，单独观察它们的作用。
(2)加热杀死的S型细菌，其蛋白质变性失活，但DNA在加热过程中，双螺旋解开，氢键被打断，但缓慢冷却时，其结构可恢复。 (3)转化因子的实质是S型细菌的DNA片段整合到了R型细菌的DNA中，即实现了基因重组。
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1．在肺炎双球菌的转化实验中，将加热杀死的S型细菌与R型细菌相混合后，注射到小鼠体内，小鼠死亡，则小鼠体内S型、R型细菌含量变化情况最可能是下图中的哪个选项 ( )
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【解析】 随着R型细菌转化成S型细菌，S型细菌的数量变化呈现S型曲线的变化。R型细菌在小鼠体内开始时大部分会被免疫系统消灭，随着小鼠免疫系统的破坏，R型细菌数量又开始增加。
【答案】 B
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2．(2010年潍坊统考)1944年，科学家从S型活细菌中提取出DNA、蛋白质和多糖等物质，将S型菌的DNA加入到培养R型细菌的培养基中，结果发现其中的R型细菌转化成了S型细菌；而加入蛋白质、多糖等物质的培养基中，R型细菌不能发生这种变化。这一现象不能说明的是 ( ) A．S型细菌的性状是由其DNA决定的 B．在转化过程中，S型细菌的DNA可能进入到R型细菌细胞中 C．DNA是主要的遗传物质 D．DNA是遗传物质
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【解析】 题干所述实验里能说明DNA是遗传物质。DNA是主要的遗传物质的结论的得出是基于绝大多数生物是以DNA作为遗传物质。
【答案】 C
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二、肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验的比较 1．实验设计思路比较
艾弗里实验 噬菌体侵染细菌实验 思路相同 设法将DNA与其他物质分开，单独地直接研究它们各自不同的遗传功能 处理方式 有区别 直接分离：分离S型细菌的DNA、多糖、蛋白质等，分别与R型细菌混合培养 同位素标记法：分别标记DNA和蛋白质的特殊元素(32P和35S)
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2.两个实验遵循相同的实验设计原则——对照原则
肺炎双球菌转化实验中的相互对照：
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3．实验结论(或目的)比较 肺炎双球菌转化实验的结论：证明DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质。 噬菌体侵染细菌实验的结论：证明DNA是遗传物质，不能证明蛋白质不是遗传物质，因为蛋白质没有进入细菌体内。
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(1)噬菌体侵染细菌实验只能证明DNA是遗传物质，不能证明蛋白质不是遗传物质，因蛋白质没有进入细菌体内。除此之外，还能证明DNA能进行自我复制，DNA能控制蛋白质的合成。
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3．(2009年南京模拟)有人试图通过实验来了解H5N1禽流感病毒侵入家禽的一些过程。设计实验如图：
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一段时间后，检测子代H5N1病毒的放射性及S、P元素，下表对结果的预测中，最可能发生的是 ( )
选项 放射性 S元素 P元素 A 全部无 全部32S 全部31P B 全部有 全部35S 多数32P、少数31P C 少数有 少数32P、多数31P D
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【解析】 病毒侵染细胞时，蛋白质外壳留在外面，只有核酸注入细胞，由图可知，病毒先在含32P的宿主细胞1中培养(其DNA被32P标记)，然后转移到含35S的宿主细胞2中培养。病毒复制自身的遗传物质所用的原料有宿主细胞的31P(不具放射性)，也有自身核酸(含32P)，故子代病毒的核酸大多含31P，少数含32P；病毒合成的蛋白质外壳所用的原料都是宿主细胞2的，故全被35S标记。 【答案】 D
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4．(2010年广东佛山质检二)用35S标记的T2噬菌体侵染未标记的大肠杆菌，经过一段时间的保温，搅拌，离心后发现放射性主要分布在上清液中，沉淀物的放射性很低，对于沉淀物中还含有少量的放射性的正确解释是 ( ) A．经搅拌与离心后还有少量含有35S的T2噬菌体吸附在大肠杆菌上 B．离心速度太快，较重的T2噬菌体有部分留在沉淀物中 C．T2噬菌体的DNA分子上含有少量的35S D．少量含有放射性35S的蛋白质进入大肠杆菌内
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【解析】 在该实验中，搅拌离心的目的是将吸附在细菌表面的噬菌体外壳与细菌分开，但是，由于技术等原因，经上述处理之后，还是有少量含有35S的T2噬菌体吸附在大肠杆菌上，没有与细菌分开。T2噬菌体没有轻、重之别，故B项错误；在噬菌体的DNA分子上没有35S，C项错误；侵染细菌时，只有噬菌体的DNA进入细菌内，D项也是错误的。 【答案】 A
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(2008年江苏生物)某研究人员模拟肺炎双球菌转化实验，进行了以下4个实验：
①S型菌的DNA＋DNA酶→加入R型菌→注射入小鼠 ②R型菌的DNA＋DNA酶→加入S型菌→注射入小鼠 ③R型菌＋DNA酶→高温加热后冷却→加入S型菌的DNA→注射入小鼠 ④S型菌＋DNA酶→高温加热后冷却→加入R型菌的DNA→注射入小鼠
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以上4个实验中的小鼠存活的情况依次是 ( ) A．存活、存活、存活、死亡 B．存活、死亡、存活、死亡 C．死亡、死亡、存活、存活 D．存活、死亡、存活、存活 【解析】 本题考查艾弗里的肺炎双球菌体外转化实验的有关知识。①中S型菌的DNA被DNA酶分解，R型菌无毒，故小鼠存活；②中R型菌的DNA被分解，但S型菌能使小鼠患病死亡；③、④中的R型菌和S型菌因高温加热而被杀死，单独的S型菌DNA或R型菌的DNA不能使小鼠患病。注意分析实验过程。 【答案】 D
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(2009年青岛模拟)下面是关于35S标记噬菌体侵染无标记细菌实验的叙述，其中正确的是 ( )
A．与细菌转化实验相同，都是根据遗传物质具有控制性状的特性而设计的 B．所使用的噬菌体，必须是接种在含35S的大肠杆菌的培养基中再释放出来的 C．采用搅拌和离心等手段，是为了把蛋白质和DNA分开再分别检测其放射性 D．新形成的噬菌体中没有检测到35S，说明DNA是遗传物质而蛋白质不是
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【解析】 噬菌体不能在普通培养基上生长，必须在细菌体内才能进行繁殖，因此必须使用无标记的噬菌体去感染被35S标记的细菌，才能得到含35S的噬菌体；在噬菌体感染细菌的实验中，噬菌体的蛋白质没有参与新噬菌体的繁殖过程，因此既不能证明蛋白质是遗传物质，也不能证明其不是遗传物质。 【答案】 B
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(1)若用32P和35S标记病毒而寄主细胞未被标记，相当于间接地将核酸和蛋白质分开，只在子代病毒的核酸中有32P标记。
(3)若用C、H、O、N等标记病毒而寄主细胞未被标记，则只在子代病毒的核酸中有标记元素。 (4)若用C、H、O、N等标记寄主细胞而病毒未被标记，则在子代病毒的核酸和外壳中均可找到标记元素。
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科研工作者利用放射性同位素不断放出射线的性质，可及时、灵敏地探测追踪放射性物质的数量变化、位置移动等，在不影响生物体正常生命活动的情况下，对生物体内各种复杂的生理、生化过程进行研究。在高中生物学中，常用的放射性同位素有：14C、18O、15N、32P、35S、3H。
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(1)噬菌体侵染细菌的实验，分别用32P标记DNA，用35S标记蛋白质，观察DNA和蛋白质到底是谁进入细菌细胞体内发挥作用。
(2)标记光合作用和呼吸作用过程中各种原子的转移，如分别标记水中的O和二氧化碳中的O，用来探究光合作用释放的氧气的来源；标记二氧化碳中的C，用来探究C在植物体内是如何合成有机物的；标记氧气中的O，用来探究呼吸作用产物水和二氧化碳中O的来源。
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(3)分别用3H标记胸腺嘧啶和尿嘧啶，可以用来探究DNA和RNA的复制、RNA的逆转录、基因的表达(转录和翻译)等。
(4)用同位素标记DNA作探针，进行基因诊断、DNA分子杂交。 (5)用3H标记的亮氨酸示踪分泌蛋白合成、运输、分泌的途径。
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1．在研究生物遗传物质的过程中，人们做了很多实验，包括著名的“肺炎双球菌转化实验”。
(1)某人曾重复了“肺炎双球菌转化实验”，步骤如下。请分析以下实验并回答问题： A．将一部分S型细菌加热杀死； B．制备符合要求的培养基并均分为若干组，将菌种分别接种到各组培养基上(如图中文字说明部分)；
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C．将接种后的培养基置于适宜温度下培养一段时间并观察菌落生长情况，结果如下图所示。
①制备符合要求的培养基时，除加入适当比例的水和琼脂外，还必须加入一定量的无机盐、________、________、________，并调整pH。 ②本实验的对照组有_______________________。
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③本实验可得出的结论是_____________________。
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第二步：______________，然后分别处理：
(2)艾弗里等人通过实验证实了在上述细菌转化过程中起作用的是DNA。请利用DNA酶做试剂，选择适当的材料用具，设计实验方案，验证“促使R型细菌转化成S型细菌的物质是DNA”，并预测实验结果，得出实验结论。 ①实验设计方案： 第一步：从S型细菌中提取DNA。 第二步：______________，然后分别处理： 培养基编号 A B C 处理
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第三步：______________________。
第四步：_______________________。 ②请预测实验结果并得出合理结论：__________________________________。 ③通过你设计的实验，还能得出的新的结论_______________________。
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【解析】 第(1)题微生物生长需要五大营养要素，即水、无机盐、碳源、氮源及生长因子；由于R型细菌和S型细菌都属于异养型细菌，所以培养基中的碳源应为有机碳源。
第(2)题是验证实验。欲证明促进R型菌转化的物质是DNA，可用DNA酶将S型菌DNA破坏后，看是否还能实现R型细菌向S型细菌的转化。解答可考虑以下几个方面：①设置对照实验：实验组中加入提取的S型细菌的DNA；在对照组中，一组不加任何提取物，另一组中加入提取出的S型细菌DNA和DNA酶。
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②单一变量的控制，即培养细菌的培养基中只有是否加入S型细菌DNA这一实验变量不同，其余的变量(如接种的细菌种类、数量以及培养条件等)应基本相同。
【答案】 (1)①氮源 有机碳源 生长因子 ②1、2、3组 ③S型细菌中的“某种物质”(转化因子)能使R型细菌转化成S型细菌，而且这种转化是可遗传的
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(2)①第二步：制备符合要求的培养基 培养基编号 A B C 处理 不加任何提取物 加入提取的S型细菌的DNA
加入提取的S型细菌的DNA和DNA酶
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第三步：将等量的R型细菌分别接种到三组培养基上
第四步：将接种后的培养基装置放在适宜温度下培养一段时间，观察菌落生长情况 ②实验结果：A组中只有R型菌落；B组中出现R型和S型两种菌落；C组中只有R型菌落。结论：说明DNA分子可以使R型细菌转化为S型细菌 ③是DNA本身，而不是DNA的碎片或化学组成单位使细菌发生了转化；S型细菌的DNA只有在结构保持完整、未被破坏的条件下才能促使R型细菌转化为S型细菌
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2．自从世界上发现了能感染人类的高致病性禽流感病毒，我国就参与了抗击禽流感的国际性合作，并已经研制出禽流感的疫苗。根据所学知识回答下列问题：
(1)实验室中获得大量禽流感病毒，是用____________________进行培养，其原因是________________________。
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(2)若未知禽流感病毒的遗传物质种类，则利用特定颜色反应鉴定其核衣壳化学组分的原理是：
①RNA在浓盐酸中与苔黑酚试剂共热显绿色(或RNA被吡罗红染液染成红色)； ②________________； ③________________________。 (3)在分析出禽流感病毒的物质组成后，证明禽流感病毒遗传物质的最关键的实验设计思路是__________________________________________________________________。
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【答案】 (1)含有活的宿主细胞的培养基 病毒只能在活的宿主细胞中繁殖
(2)②DNA与二苯胺水浴煮沸呈蓝色 ③蛋白质与双缩脲试剂反应呈紫色 (3)设法将RNA、蛋白质等分开，单独地、直接地观察它们的作用
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3．(2010年中山市六校联考)猪流感病毒正在全球范围内进行扩散，严重危害人体的生命。某学校生物兴趣小组的同学通过查阅资料发现，常见的流感病毒都是RNA病毒，同时提出疑问：猪流感病毒的遗传物质是DNA还是RNA。下面是兴趣小组探究猪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。实验目的：__________________________。
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材料用具：显微注射器，猪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。
实验步骤： 第一步：把猪流感病毒核酸提取液分成相同的A、B、C三组， ；
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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出取样品，检测是否有猪流感病毒产生。 请预测结果及结论： ①_____________________； ②_____________________； ③若A、B、C三组出现猪流感病毒，则猪流感病毒的遗传物质既不是DNA也不是RNA。
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【答案】 实验目的：探究猪流感病毒的遗传物质是DNA还是RNA
第一步：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； 结果与结论 ①若A、C两组出现猪流感病毒，B组没有出现，则猪流感病毒的遗传物质是RNA。 ②若B、C两组出现猪流感病毒，A组没有出现，则猪流感病毒的遗传物质是DNA
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1．(2009年广东卷)艾弗里等人的肺炎双球菌转化实验和赫尔希与蔡斯的噬菌体侵染细菌试验都证明了DNA是遗传物质。这两个实验在设计思路上的共同点是 ( )
A．重组DNA片段，研究其表型效应 B．诱发DNA突变，研究其表型效应 C．设法把DNA与蛋白质分开，研究各自的效应 D．应用同位素示踪技术，研究DNA在亲代与子代之间的传递
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【解析】 肺炎双球菌转化实验没有用到同位素示踪技术，两实验都没有突变和重组。
【答案】 C
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2．(2009年江苏卷)下列有关生物体遗传物质的叙述，正确的是 ( )
A．豌豆的遗传物质主要是DNA B．酵母菌的遗传物质主要分布在染色体上 C．T2噬菌体的遗传物质含有硫元素 D．HIV的遗传物质水解产生4种脱氧核苷酸 【解析】 A中豌豆的遗传物质只有DNA；B中酵母菌的遗传物质DNA主要分布在染色体上，细胞质中也有；C中T2噬菌体的遗传物质是DNA，不含S元素；D中HIV的遗传物质是RNA，水解后产生4种核糖核苷酸。 【答案】 B
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组合病毒(a型TMV的蛋白质＋b型TMV的RNA)→感染植物 组合病毒(b型TMV的蛋白质＋a型TMV的RNA)→感染植物
3．(2009年江苏卷)科学家从烟草花叶病毒(TMV)中分离出a、b两个不同品系，它们感染植物产生的病斑形态不同。下列4组实验(见下表)中，不可能出现的结果是( ) 实验 编号 实验过程 实验结果 病斑类型 病斑中分离出的病毒类型 ① a型TMV→感染植物 a型 ② b型TMV→感染植物 b型 ③ 组合病毒(a型TMV的蛋白质＋b型TMV的RNA)→感染植物 ④ 组合病毒(b型TMV的蛋白质＋a型TMV的RNA)→感染植物
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A.实验① B．实验② C．实验③ D．实验④ 【解析】 本题考查的是病毒遗传物质的特点。烟草花叶病毒的遗传物质是RNA，而蛋白质不是遗传物质，因此在③中，组合病毒的遗传物质是b型的，因此病斑类型是b型，病斑中分离出的病毒类型也应是b型的。 【答案】 C
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4．(2009年上海生物)甲型H1N1流感病毒能在宿主细胞内繁殖，其主要原因是该病毒 ( )
A．基因组变异过快 B．基因复制和表达过程过于简单 C．基因和蛋白质的结构与宿主的相似性很高 D．利用宿主细胞的酶完成基因复制和表达 【解析】 病毒一般是寄生的，利用宿主细胞的原料和场所等，在宿主细胞内完成繁殖过程，合成自身的核酸和蛋白质，组装成病毒。 【答案】 D
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