第六單元遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)

第17講DNA是主要的遺傳物質(zhì)

［目標要求］人類對遺傳物質(zhì)的探索過程。

考點一肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗的分析

J知識自主梳理夯實基礎(chǔ)強化要點

1.格里菲思的體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗

實驗Ii以I』溝一|菌落光滑、有多糖類莢膜、有毒

肺

炎

雙注射

球①R型活細菌卜一不死亡

菌

過程與型活細菌卜注射—死亡，分離出

轉(zhuǎn)②S

現(xiàn)象

格里

化小S型活細菌

注射

思

菲③加熱殺死

實鼠f不死亡

驗的型細菌

體

的S

轉(zhuǎn)

內(nèi)混合

④R型活細菌+加死亡，分離出

實

化而fS型活細菌

一熱殺死的S型細菌

驗

結(jié)論加熱殺死的S型細菌中含有“轉(zhuǎn)化因子”,將

無毒的R型活細菌轉(zhuǎn)化為有毒的強細菌

2.艾弗里的體外轉(zhuǎn)化實驗

|s型活細菌|

分別與R型活細菌混合培養(yǎng)

s型細菌的區(qū)運是使R型細菌發(fā)生轉(zhuǎn)化并

產(chǎn)生穩(wěn)定遺傳變化的物質(zhì)

r診斷?？颊Z句，澄清易錯易混」

⑴艾弗里實驗證明，從S型肺炎雙球菌中提取的DNA可以使小鼠死亡(X)

(2)從格里菲思第④組實驗中的病死小鼠體內(nèi)分離得到的肺炎雙球菌只有S型細菌而無R型細

菌(x)

(3)S型細菌與R型細菌致病性差異的根本原因是發(fā)生了細胞分化(X)

(4)艾弗里的肺炎雙球菌體外轉(zhuǎn)化實驗證明了DNA是主要的遺傳物質(zhì)(X)

(5)艾弗里的肺炎雙球菌體外轉(zhuǎn)化實驗是通過觀察菌落的形態(tài)來判斷是否發(fā)生轉(zhuǎn)化(V)

(6)加熱殺死的S型細菌，其蛋白質(zhì)變性失活。DNA在加熱過程中，雙螺旋解開，氫鍵斷開,

但緩慢冷卻時，其結(jié)構(gòu)可恢復(fù)(V)

「闡述基本原理，突破長句表達」

(1)體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗中，小鼠體內(nèi)S型細菌、R型細菌含量的變化情況如圖所示，貝

s型細菌

一R型細菌

?ab段R型細菌數(shù)量減少的原因是小鼠體內(nèi)形成大量的抗R型細菌的抗體，致使R型細菌

數(shù)量減少。

②be段R型細菌數(shù)量增多的原因是b之前，已有少量R型細菌轉(zhuǎn)化為S型細菌，S型細菌能

降低小鼠的免疫力，造成R型細菌大量繁殖。

③后期出現(xiàn)的大量S型細菌是由R型細菌轉(zhuǎn)化成的S型細菌繁殖而來的。

(2)肺炎雙球菌體外轉(zhuǎn)化實驗中，設(shè)置“S型細菌的DNA中加DNA酶”實驗組的作用是什

么？

提示起對照作用。用DNA酶分解從S型活細菌中提取的DNA,結(jié)果不能使R型細菌發(fā)生

轉(zhuǎn)化，說明DNA才是使R型細菌發(fā)生轉(zhuǎn)化的物質(zhì)。

J考向逐一突破預(yù)測考向總結(jié)方法

考向一肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗的分析

1.某科研人員為了驗證格里菲思的肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗，對實驗小鼠進行了4次注射實驗,

如圖所示。下列相關(guān)敘述正確的是()

活菌甲號1小鼠1不死亡

小鼠2死亡,體內(nèi)?離出一活菌乙與3小鼠4死亡

②④

死菌乙‘始，小鼠3不死亡

A.活菌甲是有莢膜的R型細菌，而活菌乙是無莢膜的S型細菌

B.由注射②和④的結(jié)果可知，活的或死的S型細菌都能使小鼠死亡

C.在死亡的小鼠2的體內(nèi)應(yīng)有活菌甲和活菌乙，后者最初由活菌甲轉(zhuǎn)化而來

D.死菌乙未導致小鼠3死亡，由此說明小鼠體內(nèi)未發(fā)生特異性免疫

答案c

解析肺炎雙球菌的R型細菌沒有莢膜、無毒性，S型細菌有莢膜、有毒性。實驗結(jié)果顯示：

將活菌甲注射到小鼠1體內(nèi)，小鼠1不死亡，而將活菌乙注射到小鼠4體內(nèi)，小鼠4死亡，

說明活菌甲是無莢膜的R型細菌，活菌乙是有莢膜的S型細菌，A錯誤；注射②是將活菌甲

與死菌乙混合后注射到小鼠2體內(nèi)，結(jié)果從死亡的小鼠2體內(nèi)分離出活菌乙，注射④是將分

離出的活菌乙注射到小鼠4體內(nèi)，結(jié)果是小鼠4死亡，說明死菌乙的體內(nèi)有“轉(zhuǎn)化因子”，

促使活菌甲轉(zhuǎn)化為活菌乙，進而導致實驗小鼠死亡，B錯誤；死菌乙對實驗小鼠而言屬于抗

原，進入實驗小鼠體內(nèi)會引起特異性免疫，D錯誤。

2.（2021?湖北黃石高三月考）S型（有莢膜）和R型（無莢膜）肺炎雙球菌均對青霉素敏感，在多

代培養(yǎng)的S型菌種分離出一種抗青霉素的S型突變株，記為PentS型細菌。現(xiàn)利用上述三種菌

株進行實驗，下列說法不正確的是（）

A.S型細菌DNA與R型細菌混合置于培養(yǎng)基（不含青霉素）中培養(yǎng)，培養(yǎng)基中出現(xiàn)R型和S

型菌落

B.R型細菌DNA與S型細菌混合置于培養(yǎng)基（不含青霉素）中培養(yǎng)，培養(yǎng)基中出現(xiàn)R型和S

型菌落

C.PentS型細菌DNA與R型細菌混合置于培養(yǎng)基（含青霉素）中培養(yǎng)，培養(yǎng)基中僅出現(xiàn)PentS型

菌落

D.R型細菌DNA與PentS型細菌混合置于培養(yǎng)基（含青霉素）中培養(yǎng)，培養(yǎng)基中僅出現(xiàn)PentS

型菌落

答案B

考向二肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化過程及機理的拓展分析

3.（2019?濟南模擬）肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗中，S型細菌的部分DNA片段進入R型細菌內(nèi)，并

整合到R型細菌的DNA分子上，使這種R型細菌轉(zhuǎn)化為能合成有莢膜多糖的S型細菌。下

列敘述中正確的是（）

A.R型細菌轉(zhuǎn)化為S型細菌后的DNA中，喋吟堿基總比例會改變

B.整合到R型細菌內(nèi)的DNA分子片段，表達產(chǎn)物都是莢膜多糖

C.進入R型細菌的DNA片段上，可有多個RNA聚合酶結(jié)合位點

D.S型細菌轉(zhuǎn)錄的mRNA上，可由多個核糖體共同合成一條肽鏈

答案C

解析R型細菌和S型細菌的DNA都是雙鏈結(jié)構(gòu)，堿基的配對遵循堿基互補配對原則，因

此R型細菌轉(zhuǎn)化為S型細菌后的DNA中，嚓吟堿基總比例不會改變，依然是50%,A項錯

誤；整合到R型細菌內(nèi)的DNA分子片段，表達產(chǎn)物不都是莢膜多糖，B項錯誤；基因是有

遺傳效應(yīng)的DNA片段，即一個DNA分子中有多個基因，每個基因都具有RNA聚合酶的結(jié)

合位點，因此進入R型細菌的DNA片段上，可有多個RNA聚合酶結(jié)合位點，C項正確；S

型細菌轉(zhuǎn)錄的mRNA上，可由多個核糖體同時合成多條相同的肽鏈，而不是一條，D項錯誤。

4.格里菲思在進行肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗時，只有在小鼠體內(nèi)才能轉(zhuǎn)化成功，他用滅活的S

型細菌與R型活細菌混合物在培養(yǎng)基中體外培養(yǎng)時，總是無法得到轉(zhuǎn)化現(xiàn)象，而艾弗里在培

養(yǎng)基中加了一定量的抗R型菌株的抗體就在體外成功重復(fù)了轉(zhuǎn)化現(xiàn)象。關(guān)于以上現(xiàn)象最可能

的原因是()

A.小鼠體內(nèi)的某種物質(zhì)控制著肺炎雙球菌莢膜的生成，該物質(zhì)是“轉(zhuǎn)化因子”

B.抗R型菌株的抗體控制著肺炎雙球菌莢膜的生成，該抗體是“轉(zhuǎn)化因子”

C.S型細菌對小鼠免疫力的抵抗力更強，轉(zhuǎn)化生成的S型細菌在與R型細菌的競爭中占優(yōu)

勢

D.未加抗R型菌株的抗體的混合物培養(yǎng)基中，S型細菌的DNA不會進入R型細菌，無法

發(fā)生轉(zhuǎn)化

答案C

解析肺炎雙球菌莢膜的生成是由S型細菌的DNA控制合成的，A錯誤；抗R型菌株的抗

體與R型細菌結(jié)合，抑制R型細菌的繁殖，B錯誤；根據(jù)題意，格里菲思在進行肺炎雙球菌

轉(zhuǎn)化實驗時只有在小鼠體內(nèi)才能轉(zhuǎn)化成功，而艾弗里在培養(yǎng)基中加了一定量的抗R型菌株的

抗體就在體外成功重復(fù)了轉(zhuǎn)化現(xiàn)象，說明S型細菌對小鼠免疫力的抵抗力更強，轉(zhuǎn)化生成的

S型細菌在與R型細菌的競爭中占優(yōu)勢，而在體外條件下，R型細菌在競爭中處于優(yōu)勢，C

正確；未加抗R型菌株的抗體的混合物培養(yǎng)基中，S型細菌的DNA會進入R型細菌，可以

轉(zhuǎn)化形成S型細菌，但是由于在體外培養(yǎng)條件下，R型細菌在競爭中處于優(yōu)勢，轉(zhuǎn)化形成的

S型細菌被淘汰了，D錯誤。

考點二噬菌體侵染細菌實驗的分析

J知識自主梳理夯實基礎(chǔ)強化要點

1.實驗材料：T2噬菌體和大腸桿菌。

(DT2噬菌體的模式圖

(2)噬菌體的增殖

增殖需要的條件內(nèi)容

模板噬菌體的DNA

合成T2噬菌體DNA原料大腸桿菌提供的4種脫氧核甘酸

原料大腸桿菌的氨基酸

合成T2噬菌體蛋白質(zhì)

場所大腸桿菌的核糖體

2.實驗方法

同位素標記法,用35s、32P分別標記T2噬菌體的蛋白質(zhì)和DNA,再用標記的噬菌體侵染大

腸桿菌。

【教材中的隱性知識】源于必修2P45“旁欄思考”

為什么選擇35s和32P這兩種同位素分別對蛋白質(zhì)和DNA進行標記，而不用14c和18。進行

標記？

提示S是蛋白質(zhì)的特征元素，P是DNA的特征元素。若用14c和18。進行標記，由于蛋白

質(zhì)和DNA都含有C和0,因此無法判斷被標記的是何種物質(zhì)。

3.實驗過程

(1)標記噬菌體

含35s的細、

菌培養(yǎng)基

,培養(yǎng)含35s的

-?大腸桿菌勒畦標記的噬菌體

大腸桿菌：>+牌

些即標記的唾鮑

＞培養(yǎng)含32P的

含32P的細一大腸桿菌

菌培養(yǎng)基一

(2)侵染大腸桿菌

配標記的噬菌體〕

混合培養(yǎng).如果」上清液的放射性高

‘攪拌'離心’*〔沉淀物的放射性低

大腸桿菌-

+混合培養(yǎng).結(jié)果?上清液的放射性低

攪拌,離心'e［沉淀物的放射性高

呼標記的噬菌體J

4.實驗結(jié)果分析

分組結(jié)果結(jié)果分析

對比被32P標記的噬菌上清液中幾乎無32P,32P

32P—DNA進入了宿主細胞內(nèi)

實驗體+大腸桿菌主要分布在宿主細胞內(nèi)

(相互被35s標記的噬菌宿主細胞內(nèi)無35S,35s主35s一蛋白質(zhì)外殼未進入宿主

對照)體+大腸桿菌要分布在上清液中細胞，留在外面

5.結(jié)論：DNA才是真正的遺傳物質(zhì)。

【教材中的隱性知識】(1)源于必修2P46"思考與討論”：以細菌或病毒作為遺傳物質(zhì)探索的

實驗材料有何優(yōu)點①②(填序號,下同)。

①個體很小，結(jié)構(gòu)簡單，容易看出因遺傳物質(zhì)改變導致的結(jié)構(gòu)和功能的變化；②繁殖快；③

細菌在培養(yǎng)基中可大量繁殖。

⑵源于必修2P46”練習?拓展題”：結(jié)合肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實驗和噬菌體侵染細菌的實驗分

析DNA作為遺傳物質(zhì)所具備的特點①②③④。

①具有相對的穩(wěn)定性；②能夠精確地自我復(fù)制，使親代與子代間保持遺傳的連續(xù)性；③能夠

指導蛋白質(zhì)合成，控制新陳代謝過程和性狀發(fā)育；④在特定條件下產(chǎn)生可遺傳的變異。

|■診斷?？颊Z句，澄清易錯易混」

(1)為研究噬菌體侵染細菌的詳細過程，用32P和35s分別標記一組噬菌體的DNA和蛋白質(zhì)外

殼(X)

(2)分別用含有放射性同位素35s和放射性同位素32P的培養(yǎng)基培養(yǎng)噬菌體(X)

(3)赫爾希和蔡斯分別用35s和32P標記T2噬菌體的蛋白質(zhì)和DNA,下列被標記的部位組合為

①②(J)

NH2

I

H—C一①

I

COOH

(4)用1個含35s標記的T2噬菌體去侵染大腸桿菌，裂解釋放的子代噬菌體中只有2個含

35S(X)

(5)噬菌體侵染細菌的實驗?zāi)軌蜃C明DNA控制蛋白質(zhì)的合成(V)

|■闡述基本原理，突破長句表達」

(1)攪拌、離心的目的在于把蛋白質(zhì)外殼和細菌分開，再分別檢測其放射性。

(2)某科研小組攪拌、離心后的實驗數(shù)據(jù)如圖所示，貝U：

120▲,▲被侵染典細菌的存活率

出100

本

細胞外35s

細胞外32P

3456

攪拌時間(min)

①圖中被侵染的細菌的存活率基本保持在100%,本組數(shù)據(jù)的意義是作為對照組，以證明細

菌未裂解。

②細胞外的32P含量有30%,原因是有部分標記的噬菌體還沒有侵染細菌。

③上清液中的35s先增大后保持在80%左右，原因是大約有20%的噬菌體沒有與細菌分離。

J重忠剖析歸納點擊重點攻克難點

1.噬菌體侵染細菌實驗中“保溫”與“攪拌”對放射性檢測結(jié)果的影響

(1)用32P標記的噬菌體侵染大腸桿菌

(2)用35s標記的噬菌體侵染大腸桿菌

2.比較艾弗里的肺炎雙球菌體外轉(zhuǎn)化實驗和噬菌體侵染細菌實驗

項目艾弗里的肺炎雙球菌體外轉(zhuǎn)化實驗噬菌體侵染細菌實驗

設(shè)計思路設(shè)法將DNA與其他物質(zhì)分開，單獨地、直接地研究它們各自不同的遺傳功能

直接分離：分離S型細菌的DNA、莢

同位素標記法：分別用同位素35S、

處理方法膜多糖、蛋白質(zhì)等，分別與R型細菌混

32P標記蛋白質(zhì)和DNA

合培養(yǎng)

檢測方式觀察菌落類型檢測放射性同位素存在位置

證明DNA是遺傳物質(zhì)，而蛋白質(zhì)等不證明DNA是遺傳物質(zhì)，但不能證明

結(jié)論

是遺傳物質(zhì)蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)

J考向逐一突破預(yù)測考向總結(jié)方法

考向一分析噬菌體侵染大腸桿菌實驗的標記問題

5.（2020?福建三元三明一中月考）用放射性32P和35s分別標記噬菌體的DNA和蛋白質(zhì)并分

別侵染大腸桿菌，經(jīng)保溫、攪拌和離心后檢測離心管中物質(zhì)的放射性，甲管的上清液（ai）放射

性遠高于沉淀物（bi）；乙管中上清液⑶）放射性遠低于沉淀物（b2）。下列分析錯誤的是（）

A.甲管中ai的放射性來自32p,乙管中b2的放射性來自35s

B.根據(jù)甲、乙兩管的實驗結(jié)果可推測DNA是遺傳物質(zhì)

C.若攪拌不充分，甲管的bi中可能出現(xiàn)較強的放射性

D.若保溫時間過長，乙管的a2中可能出現(xiàn)較強的放射性

答案A

解析甲管中ai的放射性來自35s,乙管中b2的放射性來自32p,A錯誤。

6.用DNA雙鏈均被32P標記的一個T2噬菌體侵染被35s標記的大腸桿菌，一段時間后釋放

出了M個子代T2噬菌體。下列有關(guān)敘述正確的是（）

A.用32P標記T2噬菌體的方法與用35s標記大腸桿菌的方法相同

B.這M個子代T2噬菌體中，含32P的T2噬菌體所占的比例為吉

C.若子代T2噬菌體均同時含32P和35S,則該T2噬菌體只繁殖了一代

D.經(jīng)過培養(yǎng)，得到的M個子代T2噬菌體中有號含有35s

答案C

解析T2噬菌體為病毒，沒有細胞結(jié)構(gòu)，不能用培養(yǎng)基直接培養(yǎng)，而大腸桿菌屬于原核生物,

2

AMT32P

能用培養(yǎng)基直接培養(yǎng)，錯誤；這個子代2噬菌體中，含的T2噬菌體所占的比例為立,

B錯誤；由于DNA的復(fù)制為半保留復(fù)制，若子代T2噬菌體均同時含32P和35s,則該T2噬

菌體只繁殖了一代，C正確；培養(yǎng)過程中原料都來自大腸桿菌，所以得到的M個子代T2噬

菌體中都有35s,D錯誤。

【方法技巧】“二看法”判斷子代噬菌體標記情況

-

一作原料，子代中都應(yīng)含有放射性標記

看

標

標記部分子代

記DNA,

生HZH中含有放射性標記

看

二

回

記

標標記蛋白質(zhì)，子代中

素

元一^IZH不含放射性標記

標記DNA和蛋白

Uc、H、O|-質(zhì)，部分子代含有

放射性標記

考向二肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗和噬菌體侵染細菌實驗的比較

7.在遺傳物質(zhì)的研究過程中，最具有代表性的有格里菲思、艾弗里、蔡斯和赫爾希等人所做

的經(jīng)典實驗，下列相關(guān)敘述不正確的是（）

A.格里菲思的實驗結(jié)論是S型細菌體內(nèi)有“轉(zhuǎn)化因子”，理由是DNA是親子代之間保持連

續(xù)的物質(zhì)

B.艾弗里的實驗結(jié)論是DNA是遺傳物質(zhì)，蛋白質(zhì)等不是遺傳物質(zhì)，理由是只有DNA才能

使R型細菌轉(zhuǎn)化為S型細菌

C.蔡斯和赫爾希實驗結(jié)論是DNA是遺傳物質(zhì)，理由是DNA是親子代之間保持連續(xù)的物質(zhì)，

并且還指導了蛋白質(zhì)的合成

D.科學研究表明，DNA是主要的遺傳物質(zhì)，理由是絕大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是DNA

答案A

解析格里菲思的實驗結(jié)論是S型細菌體內(nèi)有“轉(zhuǎn)化因子”，理由是無毒性的R型活細菌在

與被殺死的S型細菌混合后，轉(zhuǎn)化為有毒性的S型活細菌，而且這種轉(zhuǎn)化的性狀是可以遺傳

的，A錯誤。

8.（2019?福建廈門雙十中學模擬）下列關(guān)于格里菲思和艾弗里的肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實驗以及噬

菌體侵染細菌實驗的敘述，正確的是（）

A.三個實驗的設(shè)計思路是一致的

B.三個實驗都用到了同位素標記法

C.三個實驗都不能得出蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)的結(jié)論

D.三個實驗所涉及生物的遺傳物質(zhì)都是DNA

答案D

解析三個實驗中，只有艾弗里的肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實驗和噬菌體侵染細菌實驗的設(shè)計思路

相同，A錯誤；格里菲思和艾弗里的肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實驗都沒有用到同位素標記法，B錯

誤；艾弗里的肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實驗?zāi)艿贸龅鞍踪|(zhì)不是遺傳物質(zhì)的結(jié)論，C錯誤；三個實驗

所涉及生物有T2噬菌體、小鼠、肺炎雙球菌、大腸桿菌，它們的遺傳物質(zhì)都是DNA,D正

確。

考點三煙草花葉病毒感染實驗及遺傳物質(zhì)

夯實基礎(chǔ)強化要點

1.煙草花葉病毒對煙草葉細胞的感染實驗

（1）實驗過程及現(xiàn)象

L蛋白質(zhì)警?煙草葉不出現(xiàn)病斑

煙草

JJK--RNA震-煙草葉出現(xiàn)病斑

葉病毒煙草---------

感染

「RNA+RNA酶念r煙草葉不出現(xiàn)病斑

煙草----------------

(2)實驗結(jié)論：RNA是煙草花葉病毒的遺傳物質(zhì),蛋白質(zhì)不是煙草花葉病毒的遺傳物質(zhì)。

2.探索結(jié)論

DNA是主要的遺傳物質(zhì),因為實驗證明絕大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是DNA,只有少部分生物

的遺傳物質(zhì)是RNAo

|■診斷?？颊Z句，澄清易錯易混」

(1)煙草花葉病毒感染煙草后可發(fā)生圖中的④①②③過程(X)

?(^DNA②.mRNA

：@③

I

⑤fRNA一⑥蛋白質(zhì)

(2)只有細胞內(nèi)的核酸才是攜帶遺傳信息的物質(zhì)(X)

(3)細胞生物遺傳物質(zhì)的基本組成單位是脫氧核糖核甘酸或核糖核甘酸(X)

(4)所有生物的遺傳物質(zhì)都是DNA(X)

(5)細胞核內(nèi)的遺傳物質(zhì)是DNA,細胞質(zhì)內(nèi)的遺傳物質(zhì)是RNA(X)

(6)細菌的遺傳物質(zhì)主要是DNA(X)

|■闡述基本原理，突破長句表達」

(源于必修2P46)DNA是主要的遺傳物質(zhì)的原因是因為絕大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是DNA,只

有少部分生物的遺傳物質(zhì)是RNA,所以說DNA是主要的遺傳物質(zhì)。

J考向逐一突破預(yù)測考向總結(jié)方法

考向探究遺傳物質(zhì)的思路和方法

9.(2020?深圳高三調(diào)研)將甲細菌提取物(含A、B、C、D四種有機物的混合物)和活的乙細菌

混合培養(yǎng)一段時間后，從培養(yǎng)基中分離出了活的甲細菌。在無法對上述四種物質(zhì)進行分離和

提純的前提下，為確定A?D中是哪種物質(zhì)能使乙細菌轉(zhuǎn)化為甲細菌，請根據(jù)題意設(shè)計相關(guān)

實驗。要求寫出實驗設(shè)計思路、預(yù)期結(jié)果及結(jié)論。

(1)設(shè)計思路：___________________________________________________________________

(2)預(yù)期結(jié)果：__________________________________________________________________

（3）實驗結(jié)論：_______________________________________________________________

答案（1）取適量的甲細菌的細胞提取物分成4等份，分別放入4支試管并編號，再分別加入

可分解A、B、C、D的酶，一段時間后，分別和有乙細菌的培養(yǎng)基混合培養(yǎng)并觀察結(jié)果（2）

其中有一組混合培養(yǎng)基中沒有分離出活的甲細菌（3）加酶后沒有分離出活的甲細菌的實驗

組中酶分解的有機物為轉(zhuǎn)化物質(zhì)

【題后歸納】探究遺傳物質(zhì)的思路和方法

（1）探究思路

①若探究哪種物質(zhì)是遺傳物質(zhì)——設(shè)法將物質(zhì)分開，單獨看作用。

②若探究未知病毒的遺傳物質(zhì)是DNA還是RNA——利用酶的專一性。

（2）探究方法

①分離提純法：艾弗里及其同事做的肺炎雙球菌的體外轉(zhuǎn)化實驗，缺點是物質(zhì)純度不能保證

100%o

②同位素標記法：噬菌體侵染細菌的實驗。方法：分別標記DNA和蛋白質(zhì)的特有元素；將

病毒的化學物質(zhì)分開，單獨、直接地觀察它們各自的作用。目的：把DNA與蛋白質(zhì)區(qū)分開。

③病毒重組法：煙草花葉病毒的遺傳物質(zhì)驗證實驗。方法：將一種病毒的遺傳物質(zhì)與另一種

病毒的蛋白質(zhì)外殼重新組合，得到雜種病毒，用雜種病毒去感染宿主細胞。

④酶解法：利用酶的專一性，如加入DNA水解酶，將DNA水解，觀察起控制作用的物質(zhì)是

否還有控制作用。若“是”，其遺傳物質(zhì)不是DNA；若“否”，其遺傳物質(zhì)可能是DNA。

10.（2017?全國I,29）根據(jù)遺傳物質(zhì)的化學組成，可將病毒分為RNA病毒和DNA病毒兩種

類型，有些病毒對人類健康會造成很大危害，通常，一種新病毒出現(xiàn)后需要確定該病毒的類

型。

假設(shè)在宿主細胞內(nèi)不發(fā)生堿基之間的相互轉(zhuǎn)換，請利用放射性同位素標記的方法，以體外培

養(yǎng)的宿主細胞等為材料，設(shè)計實驗以確定一種新病毒的類型，簡要寫出（1）實驗思路；（2）預(yù)期

實驗結(jié)果及結(jié)論即可。（要求：實驗包含可相互印證的甲、乙兩個組）

答案（1）實驗思路：甲組：將宿主細胞培養(yǎng)在含有放射性標記尿喀咤的培養(yǎng)基中，之后接種

新病毒，培養(yǎng)一段時間后收集病毒并檢測其放射性。乙組：將宿主細胞培養(yǎng)在含有放射性標

記胸腺喀咤的培養(yǎng)基中，之后接種新病毒，培養(yǎng)一段時間后收集病毒并檢測其放射性。

（2）結(jié)果及結(jié)論：若甲組收集的病毒有放射性，乙組無，即為RNA病毒；反之為DNA病毒。

解析（l）DNA和RNA的化學組成存在差異，如DNA特有的堿基是T,而RNA特有的堿基

是U,因此可用放射性同位素分別標記堿基T和堿基U,通過檢測子代的放射性可知該病毒

的類型。

------------------------網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建要語必背

「網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建」

DNA是遺傳物質(zhì)，蛋DNA是RNA是遺傳物質(zhì)，蛋

白質(zhì)等不是遺傳物質(zhì)遺傳物質(zhì)白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)

肺炎雙球菌、<噬菌體侵染煙草花葉病毒

的轉(zhuǎn)化實里^<細菌的實驗授染煙草實世

「要語必背」

教材結(jié)論性語句

(1)(必修2P43)格里菲思實驗的結(jié)論是加熱殺死的S型細菌中存在“轉(zhuǎn)化因子”。

(2)(必修2P44)艾弗里實驗的結(jié)論是DNA才是使R型細菌產(chǎn)生穩(wěn)定遺傳變化的物質(zhì)，即DNA

是遺傳物質(zhì)。

(3)(必修2P聞在T2噬菌體的化學組成中，僅蛋白質(zhì)分子中含有S,P幾乎都存在于DNA分

子中。

(4)(必修2P46)病毒的遺傳物質(zhì)是DNA或RNA；細胞生物的遺傳物質(zhì)是DNA。DNA是主要

的遺傳物質(zhì)。

重溫高考真題演練

1.(2020.江蘇，20)同位素可用于追蹤物質(zhì)的運行和變化規(guī)律。在生物科學史中，下列科學研

究未采用同位素標記法的是()

A.卡爾文(M.Calvin)等探明CO2中的碳在光合作用中的轉(zhuǎn)化途徑

B.赫爾希(A.D.Hershey)等利用T2噬菌體侵染大腸桿菌證明DNA是遺傳物質(zhì)

C.梅塞爾森(M.Meselson)等證明DNA進行半保留復(fù)制

D.溫特(F.W.Went)證明胚芽鞘產(chǎn)生促進生長的化學物質(zhì)

答案D

解析卡爾文探究CO2中碳的轉(zhuǎn)移途徑時，采用14c標記了CO2；赫爾希等做噬菌體侵染細

菌的實驗時，用32P標記了噬菌體的DNA、用35s標記了噬菌體的蛋白質(zhì)；梅塞爾森等證明

DNA進行半保留復(fù)制時，用&N標記了DNA,上述三個實驗都用到了同位素標記法。溫特

的實驗用到了瓊脂塊和胚芽鞘尖端，沒有用到同位素標記法，D項符合題意。

2.(2019?海南，21)下列實驗及結(jié)果中，能作為直接證據(jù)說明“核糖核酸是遺傳物質(zhì)”的是()

A.紅花植株與白花植株雜交，F(xiàn)i為紅花，F(xiàn)2中紅花：白花=3：1

B.病毒甲的RNA與病毒乙的蛋白質(zhì)混合后感染煙草只能得到病毒甲

C.加熱殺死的S型肺炎雙球菌與R型活菌混合培養(yǎng)后可分離出S型活菌

D.用放射性同位素標記T2噬菌體外殼蛋白，在子代噬菌體中檢測不到放射性

答案B

解析紅花植株與白花植株雜交，F(xiàn)i為紅花，F(xiàn)2中紅花：白花=3：I,這是性狀分離現(xiàn)象，

不能說明RNA是遺傳物質(zhì)，A錯誤；病毒甲的RNA與病毒乙的蛋白質(zhì)混合后感染煙草只能

得到病毒甲，說明病毒甲的RNA是遺傳物質(zhì)，B正確；加熱殺死的S型肺炎雙球菌與R型

活菌混合培養(yǎng)后可分離出S型活菌，只能說明加熱殺死的S型細菌存在轉(zhuǎn)化因子，不能說明

RNA是遺傳物質(zhì)，C錯誤；用放射性同位素標記T2噬菌體外殼蛋白，在子代噬菌體中檢測

不到放射性，說明蛋白質(zhì)未進入大腸桿菌，不能證明RNA是遺傳物質(zhì)，D錯誤。

3.（2020?浙江7月選考）下列關(guān)于“肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗”的敘述，正確的是（）

A.活體轉(zhuǎn)化實驗中，R型菌轉(zhuǎn)化成的S型菌不能穩(wěn)定遺傳

B.活體轉(zhuǎn)化實驗中，S型菌的莢膜物質(zhì)使R型菌轉(zhuǎn)化成有莢膜的S型菌

C.離體轉(zhuǎn)化實驗中，蛋白質(zhì)也能使部分R型菌轉(zhuǎn)化成S型菌且可實現(xiàn)穩(wěn)定遺傳

D.離體轉(zhuǎn)化實驗中，經(jīng)DNA酶處理的S型菌提取物不能使R型菌轉(zhuǎn)化成S型菌

答案D

解析肺炎雙球菌活體轉(zhuǎn)化實驗中，由R型菌轉(zhuǎn)化成的S型菌能穩(wěn)定遺傳，A項錯誤；活體

轉(zhuǎn)化實驗中，S型菌的DNA使R型菌轉(zhuǎn)化成有英膜的S型菌，B項錯誤；離體轉(zhuǎn)化實驗中，

蛋白質(zhì)不能使R型菌轉(zhuǎn)化成S型菌，C項錯誤；離體轉(zhuǎn)化實驗中，經(jīng)DNA酶處理的S型菌

提取物中的DNA被水解，因此其不能使R型菌轉(zhuǎn)化成S型菌，D項正確。

4.（2020?浙江1月選考）某研究小組用放射性同位素32p、35s分別標記噬菌體，然后將大

腸桿菌和被標記的噬菌體置于培養(yǎng)液中培養(yǎng)，如圖所示。一段時間后，分別進行攪拌、離心，

并檢測沉淀物和上清液中的放射性。下列分析錯誤的是（）

甲乙

A.甲組的上清液含極少量32P標記的噬菌體DNA,但不產(chǎn)生含32P的子代噬菌體

B.甲組被感染的細菌內(nèi)含有32P標記的噬菌體DNA,也可產(chǎn)生不含32P的子代噬菌體

C.乙組的上清液含極少量35s標記的噬菌體蛋白質(zhì)，也可產(chǎn)生含35s的子代噬菌體

D.乙組被感染的細菌內(nèi)不含35s標記的噬菌體蛋白質(zhì)，也不產(chǎn)生含35s的子代噬菌體

答案C

解析由于噬菌體的蛋白質(zhì)外殼不會進入大腸桿菌，所以乙組的上清液含較多35s標記的噬

菌體蛋白質(zhì)，不會產(chǎn)生含35s的子代噬菌體，C錯誤。

5.（2019?江蘇，3）赫爾希和蔡斯的T2噬菌體侵染大腸桿菌實驗證實了DNA是遺傳物質(zhì)，下

列關(guān)于該實驗的敘述正確的是（）

A.實驗中可用l5N代替32P標記DNA

B.噬菌體外殼蛋白是大腸桿菌編碼的

C.噬菌體DNA的合成原料來自大腸桿菌

D.實驗證明了大腸桿菌的遺傳物質(zhì)是DNA

答案C

解析蛋白質(zhì)和DNA都含有N元素，所以不能用小N代替32P標記DNA,A錯誤；噬菌體

外殼蛋白是由噬菌體體內(nèi)控制噬菌體外殼蛋白合成的相關(guān)基因編碼的，B錯誤；噬菌體侵染

大腸桿菌后，以自身DNA為模板，以大腸桿菌中的4種脫氧核苜酸為原料，合成子代DNA,

C正確；該實驗證明了T2噬菌體的遺傳物質(zhì)是DNA,D錯誤。

6.（2017?全國H,2）在證明DNA是遺傳物質(zhì)的過程中，T2噬菌體侵染大腸桿菌的實驗發(fā)揮

了重要作用。下列與該噬菌體相關(guān)的敘述，正確的是（）

A.T2噬菌體也可以在肺炎雙球菌中復(fù)制和增殖

B.T2噬菌體病毒顆粒內(nèi)可以合成mRNA和蛋白質(zhì)

C.培養(yǎng)基中的32P經(jīng)宿主攝取后可出現(xiàn)在T2噬菌體的核酸中

D.人類免疫缺陷病毒與T?噬菌體的核酸類型和增殖過程相同

答案C

解析T2噬菌體是一種專門寄生在大腸桿菌體內(nèi)的病毒，只能侵染大腸桿菌，不能侵染肺炎

雙球菌，所以不可以在肺炎雙球菌中復(fù)制和增殖，A錯誤；病毒沒有細胞結(jié)構(gòu)，不能獨立生

活，所以在T2噬菌體病毒顆粒內(nèi)不可以合成mRNA和蛋白質(zhì)，而是需要借助宿主細胞來合

成mRNA和蛋白質(zhì)，B錯誤；噬菌體侵染細菌時，其DNA進入細菌并作為模板控制子代噬

菌體的合成，復(fù)制及表達需要大腸桿菌提供原料、酶和ATP,所以培養(yǎng)基中的32P經(jīng)宿主攝

取后可出現(xiàn)在T2噬菌體的核酸中，C正確；人類免疫缺陷病毒是RNA病毒，T2噬菌體是DNA

病毒，二者的核酸類型和增殖過程不相同，D錯誤。

課時精練

一、選擇題

1.S型肺炎雙球菌菌株是人類肺炎和小鼠敗血癥的病原體，而R型菌株卻無毒性。下列有關(guān)

敘述正確的是（）

A,加熱殺死的S型細菌與R型細菌混合使R型細菌轉(zhuǎn)化成S型細菌屬于基因突變

B.S型細菌與R型細菌在結(jié)構(gòu)上最大的不同是S型細菌的菌體有多糖類的莢膜

C.肺炎雙球菌利用人體細胞的核糖體合成蛋白質(zhì)

D.高溫處理過的S型細菌蛋白質(zhì)因變性而不能與雙縮胭試劑發(fā)生紫色反應(yīng)

答案B

解析加熱殺死的S型細菌與R型細菌混合使R型細菌轉(zhuǎn)化成S型細菌屬于基因重組，A項

錯誤；S型細菌與R型細菌在結(jié)構(gòu)上最大的不同是S型細菌的菌體有多糖類的莢膜，可以形

成光滑的菌落，B項正確；肺炎雙球菌利用自身的核糖體合成蛋白質(zhì)，C項錯誤；高溫處理

過的S型細菌蛋白質(zhì)變性時肽鍵不斷裂，能與雙縮麻試劑發(fā)生紫色反應(yīng)，D項錯誤。

2.艾弗里完成肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實驗后，持反對觀點者認為：“DNA可能只是在細胞表面

起化學作用形成莢膜，而不是起遺傳作用”。己知S型肺炎雙球菌中存在能抗青霉素的突變

型（這種青霉素的抗性不是莢膜產(chǎn)生的）。下列實驗設(shè)計思路能反駁上述觀點的是（）

A.R型細菌+抗青霉素的S型細菌DNA一預(yù)期出現(xiàn)抗青霉素的S型細菌

B.R型細菌+抗青霉素的S型細菌DNA-預(yù)期出現(xiàn)S型細菌

C.R型細菌+S型細菌DNA一預(yù)期出現(xiàn)S型細菌

D.R型細菌+S型細菌DNA-預(yù)期出現(xiàn)抗青霉素的R型細菌

答案A

3.下圖是用32P標記的噬菌體侵染大腸桿菌的過程，A代表噬菌體侵染細菌、B代表噬菌體

空殼、C代表大腸桿菌。下列有關(guān)敘述正確的是（）

A.圖中錐形瓶中的培養(yǎng)液是用來培養(yǎng)大腸桿菌的，培養(yǎng)液中需含有32P標記的無機鹽

B.若要證明DNA是遺傳物質(zhì)，還需設(shè)計一組用35s標記的噬菌體侵染大腸桿菌的實驗作對

照

C.保溫時間延長會提高噬菌體侵染細菌的成功率，使上清液中放射性的比例下降

D.噬菌體侵染大腸桿菌的過程中，大腸桿菌為噬菌體繁殖提供了所有條件

答案B

解析該實驗用32P標記的噬菌體侵染無標記的大腸桿菌，故培養(yǎng)液中的無機鹽不能用32P

標記，A錯誤；再設(shè)計一組用35s標記的噬菌體侵染大腸桿菌的實驗作對照，才能證明DNA

是遺傳物質(zhì)，B正確；保溫時間過長，會導致子代噬菌體釋放出來，出現(xiàn)在上清液，引起上

清液的放射性增強，C錯誤；噬菌體侵染大腸桿菌過程中，DNA是噬菌體提供的，DNA復(fù)

制、轉(zhuǎn)錄、翻譯的原料、酶、場所等是大腸桿菌提供的，D錯誤。

4.某校生物研究性學習小組模擬赫爾希和蔡斯做了噬菌體侵染細菌的實驗，過程如下圖所示，

下列有關(guān)分析正確的是（）

與大腸桿菌攪拌后

混合培養(yǎng)離心

?上清液a

?沉淀物b

用鄧標汜噬菌體

與大腸桿菌攪拌后

混合培養(yǎng).離心

-@,三-上清液c

蓊-沉淀物d

用32P標記噬菌體一折機證物d

A.理論上，沉淀物b和上清液c中不應(yīng)具有放射性

B.實驗中沉淀物b含少量放射性與①過程中培養(yǎng)時間的長短有關(guān)

C.實驗中上清液c含有放射性與④過程中攪拌不充分有關(guān)

D.實驗結(jié)果，上清液a和沉淀物d中有少量的放射性，沉淀物b和上清液c中有大量的放

射性

答案A

解析35s標記的是噬菌體的蛋白質(zhì)外殼，所以離心后，理論上沉淀物b中不應(yīng)具有放射性，

32P標記的DNA進入到大腸桿菌體內(nèi)，分布在沉淀物中，因此理論上上清液c不含有放射性，

A正確；攪拌的目的是將蛋白質(zhì)外殼和大腸桿菌分開，實驗中，若該過程攪拌不充分，則會

導致部分蛋白質(zhì)外殼吸附在大腸桿菌上，并隨大腸桿菌離心到沉淀物中，使沉淀物中含較高

的放射性，若攪拌充分，則沉淀物中的放射性較低，B錯誤；實驗2,由于蛋白質(zhì)外殼沒有

放射性，因此攪拌不充分，不是導致上清液c含有放射性的原因，C錯誤；實驗結(jié)果，沉淀

物b和上清液c中有少量的放射性，上清液a和沉淀物d中有大量的放射性，D錯誤。

5.（2020?江蘇高三二模）噬菌體侵染細菌的實驗中，若甲組用3H標記的噬菌體侵染35s標記

的大腸桿菌，乙組用14C標記的噬菌體侵染32P標記的大腸桿菌,下列有關(guān)敘述正確的是（）

A.甲組的大腸桿菌由含35s的培養(yǎng)基直接培養(yǎng)獲得

B.甲組子代噬菌體的蛋白質(zhì)外殼均含3H、35s

C.乙組子代噬菌體的DNA均含14c、32P

D.由甲、乙兩組實驗可說明DNA是噬菌體的遺傳物質(zhì)

答案A

解析用3H標記噬菌體，噬菌體的蛋白質(zhì)外殼沒有進入大腸桿菌，子代噬菌體的蛋白質(zhì)外

殼是以大腸桿菌的氨基酸為原料合成，因此甲組子代噬菌體的蛋白質(zhì)外殼均含35S,均不含

3H,B錯誤；14c標記的噬菌體，噬菌體的DNA進入大腸桿菌，以大腸桿菌中的脫氧核甘酸

為原料進行半保留復(fù)制，乙組子代噬菌體的DNA均含32p,少部分含Me,C錯誤；甲、乙

兩組均無法區(qū)分DNA和蛋白質(zhì)，無法說明噬菌體的遺傳物質(zhì)是DNA還是蛋白質(zhì)，D錯誤。

6.下列四圖表示了在“肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實驗”和“噬菌體侵染大腸桿菌的實驗”（攪拌強

度、時長等都合理）中相關(guān)含量的變化，下列相關(guān)敘述正確的是（）

放射性強度放射性強度

噬菌體與大腸桿噬菌體與大腸桿

菌的保溫時間菌的保溫時間

甲

數(shù)量

廠型細菌

廠一S型細菌

時間

丙

A.圖甲表示在“32p標記的噬菌體侵染大腸桿菌實驗”中，沉淀物放射性含量的變化

B.圖乙表示在“35S標記的噬菌體侵染大腸桿菌實驗”中，沉淀物放射性含量的變化

C.圖丙可表示“艾弗里的肺炎雙球菌體外轉(zhuǎn)化實驗”中R型細菌+S型細菌DNA組的R

型細菌與S型細菌的數(shù)量變化

D.圖丁可表示“艾弗里的肺炎雙球菌體外轉(zhuǎn)化實驗”中R型細菌+S型細菌蛋白質(zhì)組的R

型細菌與S型細菌的數(shù)量變化

答案c

7.材料的選擇對實驗的成功與否至關(guān)重要，赫爾希和蔡斯在探索DNA是遺傳物質(zhì)時就是以

噬菌體做為實驗材料，在該實驗過程中，該病毒所體現(xiàn)出的最突出的特點是()

A.不能在營養(yǎng)豐富的培養(yǎng)基上生存

B.遺傳物質(zhì)是DNA,而不是RNA

C.侵染細胞時只有核酸進入宿主細胞

D.侵染的宿主細胞只能是大腸桿菌

答案C

解析噬菌體是一種細菌病毒，只能寄生在活細胞中才能生活，不能單獨在營養(yǎng)豐富的培養(yǎng)

基上培養(yǎng)，但只要是病毒，都無細胞結(jié)構(gòu)，只有依賴活細胞才能生活，A錯誤；噬菌體、乙

肝病毒等DNA病毒都是以DNA為遺傳物質(zhì)，B錯誤；赫爾希和蔡斯所選擇的T2噬菌體在

侵染大腸桿菌時只有DNA進