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课时跟踪检测（十） DNA是主要的遗传物质
[理解·巩固·落实]
1．判断下列叙述的正误，对的打“√”，错的打“×”。
(1)有荚膜的S型肺炎链球菌有毒，无荚膜的R型肺炎链球菌无毒，所以荚膜有毒。(×)
(2)格里菲思和艾弗里分别用不同的方法证明DNA是遗传物质。(×)
(3)可用含32P的培养基培养T2噬菌体，以使其DNA带上放射性。(×)
(4)肺炎链球菌体外转化实验和噬菌体侵染细菌的实验均可说明DNA是主要的遗传物质。(×)
2．如图表示肺炎链球菌的转化实验，下列有关说法正确的是( )
A．该实验模拟的是艾弗里实验
B．从d中死亡小鼠中提取的S型细菌可能是R型细菌自身变化而来
C．从d中死亡小鼠中提取的S型细菌可能是死亡的S型细菌“死而复生”
D．该实验证明加热致死的S型细菌中含有某种转化因子，使R型细菌转化为S型细菌
解析：选D 该实验模拟的是格里菲思实验，A错误；b实验否定了从死亡小鼠中提取的S型细菌是R型细菌自身变化而来的可能，B错误；c实验否定了从死亡小鼠中提取的S型细菌是死亡S型细菌“死而复生”的可能，C错误；该实验证明加热致死的S型细菌中含有某种转化因子，使R型细菌转化为S型细菌，D正确。
3．艾弗里的体外转化实验证明，促使R型细菌转化为S型细菌的转化因子是( )
A．S型细菌的蛋白质 B．S型细菌的DNA
C．R型细菌的DNA D．S型细菌的荚膜多糖
解析：选B 艾弗里通过体外转化实验证明，促使R型细菌转化为S型细菌的是S型细菌的DNA。
4．在证明DNA是遗传物质的过程中，T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验发挥了重要作用。下列与该噬菌体相关的叙述，正确的是( )
A．T2噬菌体也可以在肺炎链球菌中复制和增殖
B．T2噬菌体病毒颗粒内可以合成蛋白质
C．培养基中的32P经宿主摄取后可出现在T2噬菌体的核酸中
D．流感病毒与T2噬菌体的核酸类型相同
解析：选C T2噬菌体只能侵染大肠杆菌，不能侵染肺炎链球菌，A错误；病毒没有细胞结构，不能独立生活，T2噬菌体病毒颗粒内不可以合成蛋白质，B错误；T2噬菌体侵染大肠杆菌时，其DNA进入大肠杆菌细胞内，以大肠杆菌的脱氧核苷酸为原料，合成子代噬菌体的DNA，而核苷酸中含有P，则培养基中的32P经宿主摄取后可出现在T2噬菌体的核酸中，C正确；流感病毒为RNA病毒，T2噬菌体为DNA病毒，二者所含核酸类型不同，D错误。
5．下列关于生物的遗传物质的叙述，错误的是( )
A．某一生物体内的遗传物质只能是DNA或RNA
B．除部分病毒外，生物的遗传物质都是DNA
C．绝大多数生物的遗传物质是DNA
D．细胞中DNA较多，所以DNA是主要的遗传物质
解析：选D 在生物中，只有部分病毒的遗传物质是RNA，绝大多数生物的遗传物质是DNA。故选D。
6．为研究R型肺炎链球菌转化为S型肺炎链球菌的转化物质是DNA还是蛋白质，进行了肺炎链球菌体外转化实验，其基本过程如图所示，下列叙述正确的是( )
A．甲组培养皿中只有S型菌落，推测加热不会破坏转化物质的活性
B．乙组培养皿中有R型及S型菌落，推测转化物质是蛋白质
C．丙组培养皿中只有R型菌落，推测转化物质是DNA
D．该实验能证明肺炎链球菌的主要遗传物质是DNA
解析：选C 甲组中培养一段时间后可发现有极少的R型菌转化成了S型菌，因此甲组培养皿中不仅有S型菌落也有R型菌落，A错误；乙组培养皿中加入了蛋白酶，故在乙组的转化中已经排除了蛋白质的干扰，应当推测转化物质是DNA，B错误；丙组培养皿中加入了DNA酶，DNA被水解后R型菌便不发生转化，故可推测是DNA参与了R型菌的转化，C正确；该实验只能证明肺炎链球菌的遗传物质是DNA，无法证明还有其他的物质也可做遗传物质，D错误。
7.在噬菌体侵染细菌的实验中，随着培养时间的延长，培养基内噬菌体与细菌的数量变化如图所示，下列相关叙述错误的是( )
A．噬菌体增殖所需的原料、酶、能量均来自细菌
B．在O～t1时间内，噬菌体还未侵入细菌体内
C．在t1～t2时间内，噬菌体侵入细菌体内导致细菌大量死亡
D．在t2～t3时间内，噬菌体因失去寄生场所而停止增殖
解析：选B 噬菌体属于病毒，必须在宿主细胞内才能代谢和繁殖，模板是亲代噬菌体的DNA，原料是细菌体内的脱氧核苷酸和氨基酸，能量是细菌提供的ATP，场所是细菌的核糖体，A正确；在O～t1时间内，噬菌体可能已侵入到细菌体内，但还没有大量繁殖，B错误；在t1～t2时间内，由于噬菌体侵入细菌体内，导致细菌大量死亡，C正确；在t2～t3时间内，被侵染的细菌已裂解死亡，所以噬菌体因失去寄生场所而停止增殖，D正确。
8．赫尔希和蔡斯通过T2噬菌体侵染细菌的实验证明DNA是遗传物质，实验包括六个步骤：
①噬菌体侵染大肠杆菌 ②用35S或32P标记噬菌体 ③上清液和沉淀物的放射性检测 ④离心分离 ⑤子代噬菌体的放射性检测 ⑥噬菌体与大肠杆菌混合培养
最合理的实验步骤顺序为( )
A．⑥①②④③⑤ B．②⑥①③④⑤
C．②⑥①④③⑤ D．②⑥①④⑤③
解析：选C 该实验首先要用32P和35S分别标记T2噬菌体，然后将标记的T2噬菌体和未标记的大肠杆菌混合培养，使T2噬菌体侵染大肠杆菌，保温培养一段时间后，充分搅拌，离心分离，最后对上清液和沉淀物的放射性进行检测，以此来判断DNA和蛋白质在亲子代之间的传递情况。故选C。
9．如图为肺炎链球菌转化实验的部分图解，请据图回答：
(1)该实验是____________________所做的肺炎链球菌转化实验的部分图解。
(2)该实验是在______________实验的基础上进行的。
(3)S型细菌的细胞提取物中，使R型细菌发生转化的物质最可能是________。
(4)为进一步探究细胞提取物中使R型细菌发生转化物质的化学成分，他们又设计了下面的实验。
实验中加入DNA酶的目的是__________________，当细胞提取物中加入DNA酶时，他们观察到的实验现象是______________________。
(5)该实验能够说明________________________。
解析：(1)由实验图解可看出，这是肺炎链球菌的体外转化实验，是艾弗里及其同事所做的。(2)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。(3)组成S型细菌的有机化合物中，除去大部分蛋白质、脂质、糖类等，剩余的物质最可能是核酸。(4)酶具有专一性，DNA酶可以特异性地水解DNA，细胞提取物中加入DNA酶时，培养基中只出现R型细菌。(5)通过对照实验说明，蛋白质、RNA和脂质不是遗传物质，DNA是遗传物质。
答案：(1)艾弗里及其同事 (2)格里菲思 (3)核酸
(4)催化细胞提取物中DNA的水解 培养基中只出现R型细菌 (5)蛋白质、RNA和脂质不是遗传物质，DNA是遗传物质
[迁移·应用·发展]
10．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3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3H标记的噬菌体侵染未标记的细菌
以上3个实验，经过短时间的保温后，用搅拌器搅拌、离心，检测到放射性的主要部位是( )
A．上清液、沉淀、沉淀和上清液
B．沉淀、沉淀、沉淀和上清液
C．上清液、上清液、上清液
D．沉淀、上清液、沉淀和上清液
解析：选B ①用未标记的噬菌体侵染35S标记的细菌，35S将出现在新的噬菌体中，所以离心后主要在沉淀物中检测到放射性；②用32P标记的噬菌体侵染未标记的细菌，32P标记噬菌体的DNA，将出现在新的噬菌体中，所以离心后主要在沉淀物中检测到放射性；③用3H标记的噬菌体侵染未标记的细菌，由于3H可标记噬菌体的DNA和蛋白质，蛋白质外壳出现在上清液中，3H标记的噬菌体DNA将出现在新的噬菌体中，所以离心后在沉淀物和上清液中都可检测到放射性。
11．(2024·甘肃高考)科学家发现染色体主要是由蛋白质和DNA组成。关于证明蛋白质和核酸哪一种是遗传物质的系列实验，下列叙述正确的是( )
A．肺炎链球菌体内转化实验中，加热致死的S型菌株的DNA分子在小鼠体内可使R型活菌的相对性状从无致病性转化为有致病性
B．肺炎链球菌体外转化实验中，利用自变量控制的“加法原理”，将“S型细菌DNA＋DNA酶”加入R型活菌的培养基中，结果证明DNA是转化因子
C．噬菌体侵染实验中，用放射性同位素分别标记了噬菌体的蛋白质外壳和DNA，发现其DNA进入宿主细胞后，利用自身原料和酶完成自我复制
D．烟草花叶病毒实验中，以病毒颗粒的RNA和蛋白质互为对照进行侵染，结果发现自变量RNA分子可使烟草出现花叶病斑性状
解析：选D 格里菲思的肺炎链球菌体内转化实验未单独研究每种物质的作用，不能说明S型菌株的DNA分子使R型活菌的相对性状从无致病性转化为有致病性，A错误；在肺炎链球菌的体外转化实验中，利用自变量控制中的“减法原理”设置实验，通过观察只有某种物质不存在时，R型细菌的转化情况，最终证明了转化因子可能是DNA，B错误；用T2噬菌体进行噬菌体侵染实验中，而T2噬菌体为DNA病毒，其DNA进入宿主细胞后，利用宿主细胞的原料和酶完成自我复制，C错误；烟草花叶病毒的遗传物质是RNA，在烟草花叶病毒实验中，以病毒颗粒的RNA和蛋白质互为对照进行侵染，结果发现RNA分子可使烟草出现花叶病斑性状，而蛋白质不能使烟草出现花叶病斑性状，D正确。
12．在探究生物的遗传物质的相关实验研究中，有如下的实验过程或理论解释。
Ⅰ.图1是关于肺炎链球菌R型细菌的转化过程图。据研究，并非任意两株R型细菌与S型细菌之间的接触都可发生转化，凡能发生转化的，其R型细菌必须处于感受态，产生一些感受态特异蛋白，包括膜相关DNA结合蛋白、细胞壁自溶素和几种核酸酶。
Ⅱ.图2是部分研究人员做的关于肺炎链球菌的体外转化实验过程图(图中表示无毒性R型细菌，表示有毒性S型细菌)。
Ⅲ.图3是噬菌体的蛋白质和DNA在侵染过程中的检测数据。
请回答下列问题：
(1)图1中，步骤________是将S型细菌加热致死的过程，S型细菌的DNA双链片段与A细胞膜表面的相关DNA结合蛋白结合，其中一条链(a)在______酶的作用下水解，另一条链(b)与感受态特异蛋白结合进入R型细菌细胞内。完成步骤④后，这条链(b)在相关酶的作用下，形成____(填“单”或“双”)链整合进R型细菌的DNA中，这种变异属于________。
(2)图2中，实验最关键的设计思路是___________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)图3中所示实验中，以噬菌体为研究材料，利用____________________技术，分别用32P和35S标记噬菌体，用标记的噬菌体侵染细菌，从而追踪在侵染过程中 DNA和蛋白质的位置变化。
实验结果表明：______(填整数) min后的曲线变化基本上可说明DNA与蛋白质实现分离。图中“被侵染的细菌的存活率”曲线基本保持在100%，这组数据的意义是作为对照组，以证明________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)实验过程中，首先要将S型细菌加热致死，因此步骤①是将S型细菌加热致死的过程。S型细菌的DNA双链片段与A细胞膜表面的相关DNA结合蛋白结合，其中一条链(a)在核酸酶(DNA水解酶)的作用下水解，另一条链(b)与感受态特异蛋白结合进入R型细菌细胞内。将外源DNA片段整合到R型细菌的DNA双链，需要限制性内切核酸酶切割形成末端和DNA连接酶进行缝合，从而实现基因重组。(2)图2中，实验最关键的设计思路是把S型细菌的DNA和蛋白质等分开，单独、直接地观察它们在细菌转化中的作用。 (3)标记噬菌体利用了放射性同位素标记技术，用含32P和35S的培养基分别培养大肠杆菌，再用噬菌体分别侵染被32P和35S标记的大肠杆菌的方法获得被32P和35S标记的噬菌体。图中“被浸染的细菌存活率”曲线基本保持在100%，本组数据的意义是作为对照组，以证明细菌没有裂解，没有子代噬菌体释放出来。
答案：(1)① 核酸(DNA水解) 双 基因重组
(2)把S型细菌的DNA和蛋白质等分开，单独、直接地观察它们在细菌转化中的作用 (3)放射性同位素标记 2 细菌没有裂解，无子代噬菌体释放出来
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第3章 基因的本质
解读章首图文
培养学习志向·勇担社会责任
章引言按照科学史的顺序：“自从摩尔根提出基因的染色体理论以后，基因在人们的认识中不再是抽象的‘因子’，而是存在于染色体上的一个个单位。”对第1章和第2章知识的逻辑顺序进行了回顾和确认，但又不止步于这两章中科学家的认知水平，而是提出了新的研究问题：“但是基因到底是什么呢？”体现了科学一直在发展的认知观和人类不断追求科学真理的价值观。要解决基因到底是什么的问题，引言首先顺其自然地展示了摩尔根的假设：“我们仍然很难放弃这个可爱的假设：就是基因之所以稳定，是因为它代表着一个有机的化学实体。”摩尔根的假设是否成立，当然需要进行探究，而这恰恰是本章将要学习的内容。因此通过本章的探究学习，这些“谜团”就会迎刃而解。
章首页的小诗，抽象和概括了“基因是什么”的研究结果和历程，展现了科学之美、生命之谜，揭示了怀疑、争论、合作对于科学发展的重要意义，激发我们进一步学习的欲望和深入探究的兴趣。章题图是一幅组合图。图的左侧是1953年沃森和克里克在《自然》杂志上发表的构建DNA双螺旋结构模型的论文页面，该论文在生物学的发展中具有里程碑式的意义。而且，教材在第2节“思考·讨论”中呼应了这篇论文，因此，这篇划时代的论文会引起我们阅读的兴趣。与论文图搭配的是一幅DNA结构模式图，这幅图从右侧的一个细胞开始，逐步放大细节，从细胞核到染色体，再到蛋白质和DNA结合形成的核小体，直至DNA双螺旋结构，从整体到局部呈现了染色体和DNA的结构，既表达出遗传物质的结构基础，也带给我们强烈的视觉冲击。现在就让我们带着浓厚的兴趣，进入本章的学习吧。
理清本章架构
初识概念体系·具备系统思维
第1节 DNA是主要的遗传物质
学有目标——课标要求必明 记在平时——核心语句必背
1.阐明DNA是主要的遗传物质的探索过程。
2.说明DNA是主要的遗传物质。
3.说明自变量控制中的“加法原理”和“减法原理”。
4.认同人类对遗传物质的认识是不断深化、不断完善的过程，认同实验技术在证明DNA是遗传物质中的作用。 1.格里菲思实验的结论：已经加热致死的S型细菌，含有某种促使R型活细菌转化为S型活细菌的活性物质——转化因子。
2.艾弗里实验的结论：DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质，即DNA是遗传物质。
3.噬菌体侵染细菌的实验证明了DNA才是遗传物质。
4.由于绝大多数生物的遗传物质是DNA，因此说DNA是主要的遗传物质。
【主干知识梳理】
一、对遗传物质的早期推测
二、肺炎链球菌的转化实验
1．肺炎链球菌的类型
2．格里菲思的体内转化实验
(1)过程与现象
项目 有无多糖类荚膜 菌落特征 有无致病性
S型细菌 有 表面_______ _____
R型细菌 __________ 表面________ 无
光滑
有
无
粗糙
(2)实验结论：已经加热致死的S型细菌，含有某种促使R型活细菌转化为S型活细菌的活性物质——_________。
3．艾弗里的体外转化实验
转化因子
三、噬菌体侵染细菌的实验
1．实验材料：T2噬菌体。
(1)结构[填图]
(2)生活方式：寄生在大肠杆菌体内。
2．实验方法： 法。
3．实验过程和现象
4．实验结论：DNA才是噬
菌体的 。
放射性同位素标记
遗传物质
四、DNA是主要的遗传物质
1．烟草花叶病毒侵染烟草的实验
(1)烟草花叶病毒的组成：只含有蛋白质和 。
(2)侵染实验
(3)实验结论：烟草花叶病毒的遗传物质是 。
2．DNA是主要的遗传物质：因为绝大多数生物的遗传物质是 ，所以说DNA是 的遗传物质。
RNA
未被感染
被感染
RNA
DNA
主要
【教材微点发掘】
1．分析格里菲思的体内转化实验(教材P43图32变式)，回答下列问题：
(1)实验①②对比说明 。
(2)实验②③对比说明 。
(3)实验②③④对比说明加热致死的S型细菌能使部分 。
(4)综合以上实验得出的结论是________________________________________
___________________。
R型细菌无毒，S型细菌有毒
加热致死的S型细菌无毒
R型细菌转化为S型细菌
S型细菌中含有一种“转化因子”，能使R型
细菌转化为S型细菌
2．如图1为噬菌体侵染细菌的电镜照片，图2表示T2噬菌体侵染细菌过程，结合教材P45相关内容据图回答问题：
(1)噬菌体中DNA和蛋白质共有的元素组成是 ，蛋白质特有的元素是 ，P几乎全部存在于DNA中。
(2)子代噬菌体物质合成所需要的原料来源于 ，但合成的子代噬菌体与亲代噬菌体几乎相同，原因是 。
(3)T2噬菌体 (填“能”或“不能”)在肺炎链球菌体内增殖，原因是 。
C、H、O、N
S
大肠杆菌
指导子代噬菌体合成的遗传物质来自亲代噬菌体
不能
T2噬菌体是一种专门寄生在大肠杆菌体内的病毒
教材问题提示
思考·讨论(教材第46页)
1．细菌和病毒作为实验材料，具有以下优点：
(1)细菌个体很小，结构简单，是单细胞生物；病毒无细胞结构，只有核酸和蛋白质外壳。易于观察因遗传物质改变导致的结构和功能的变化。
(2)繁殖快，细菌20～30 min就可繁殖一代，病毒短时间内可大量繁殖。
2．从控制自变量的角度，艾弗里在每个实验组中特异性地去除了一种物质，然后观察在没有这种物质的情况下，实验结果会有什么变化。最大的困难是，如何彻底去除细胞中含有的某种物质(如糖类、脂质、蛋白质等)。
3．艾弗里采用的主要技术手段有细菌的培养技术、物质的提纯和鉴定技术等。赫尔希等人采用的主要技术手段有噬菌体的培养技术、放射性同位素标记技术，以及物质的提取和分离技术等。(学生可能回答出其他技术，但只要回答出上述主要技术即可)
科学成果的取得必须有技术手段作保证，技术的发展需要以科学原理为基础，因此，科学与技术是相互支持、相互促进的。
新知探究(一) 肺炎链球菌的转化实验
【拓展·深化】
1．肺炎链球菌体内与体外转化实验的比较
项目 体内转化实验 体外转化实验
科学家 格里菲思 艾弗里及其同事
细菌培养场所 小鼠体内 体外培养基
实验原则 R型细菌与S型细菌的毒性对照 加热致死的S型细菌的细胞提取物及其经酶处理后的作用对照
项目 体内转化实验 体外转化实验
实验结果 加热致死的S型细菌能使R型细菌转化为S型细菌 S型细菌的DNA能使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
巧妙构思 用加热致死的S型细菌注射到小鼠体内作为对照实验来说明确实发生了转化 分别用不同的酶处理S型菌细胞提取物的成分，再与R型菌混合培养，然后观察除去相关物质后细胞提取物的功能
联系 ①所用材料相同；②体内转化实验是体外转化实验的基础，体外转化实验是体内转化实验的延伸；③两实验都遵循对照原则、单一变量原则
2．对S型细菌和R型细菌转化的理解
(1)转化原理：加热致死的S型细菌，其蛋白质变性失活，DNA在加热过程中，双螺旋解开，氢键断裂，但缓慢冷却时，其结构可恢复。
(2)转化实质：S型细菌的DNA片段整合到了R型细菌的DNA中。
(3)一般情况下，转化率很低，形成的S型细菌很少，转化后形成的S型细菌可以遗传下去，快速繁殖形成大量的S型细菌，说明S型细菌的DNA是遗传物质。
[思考·讨论]
(1)格里菲思的体内转化四组实验中哪一组发生了细菌转化？对比之后，你能否得出DNA就是转化因子(遗传物质)的结论？
提示：第四组。不能，只能得出“S型细菌含有能让R型细菌发生转化的转化因子”这一结论。
(2)格里菲思的肺炎链球菌转化实验中，R型活细菌与加热后杀死的S型细菌混合注射到小鼠体内后，从死亡小鼠中是否只分离出S型活细菌？
提示：不是，可以分离出S型活细菌和R型活细菌，且R型活细菌数量较多。
(3)分析艾弗里的体外转化实验：
①艾弗里的体外转化实验中DNA酶、酯酶、RNA酶的作用分别是什么？
提示：DNA酶催化DNA水解，酯酶催化酯水解，RNA酶催化RNA水解。
②在艾弗里体外转化实验中，能够证明DNA是遗传物质的最关键的实验设计思路是什么？
提示：艾弗里的实验思路实际是将S型肺炎链球菌中的细胞提取物分别进行不同的处理，再进行转化实验，单独、直接地观察它们的作用效果。
③实验中导致R型细菌转化为S型细菌的遗传物质、原料、能量分别由哪方提供？
提示：实现转化时遗传物质来自S型细菌，原料和能量均来自R型细菌。
(4)请分析格里菲思的肺炎链球菌转化实验和艾弗里转化实验的关系。
提示：肺炎链球菌的转化实验包括格里菲思和艾弗里的实验，其中格里菲思的实验证明了S型细菌体内含有某种转化因子，但并没有证明转化因子是哪种物质。艾弗里的实验则证明了转化因子是S型细菌体内的DNA。
【典题·例析】
[例1] 如图表示某生物兴趣小组做的肺炎链球菌的转化实验，下列相关叙述错误的是 ( )
A．DNA酶的作用是水解S型细菌的DNA
B．结果1中S型肺炎链球菌占绝大多数
C．该实验证明DNA是遗传物质
D．结果2中全部为R型肺炎链球菌
[解析] DNA酶的作用是水解S型细菌中的DNA，使其失去转化活性，A正确；结果1中只有少数R型细菌转化为S型细菌，S型肺炎链球菌占少数，B错误；该实验证明DNA是遗传物质，C正确；S型细菌DNA被水解而失去作用，导致S型细菌无法转化为R型细菌，因此结果2中全部为R型肺炎链球菌，D正确。
[答案] B
[例2] 某研究人员模拟肺炎链球菌转化实验，进行了以下4个实验：
①R型细菌的DNA＋DNA酶→加入S型细菌→注射入小鼠 ②S型细菌的DNA＋DNA酶→加入R型细菌→注射入小鼠 ③R型细菌＋DNA酶→高温加热后冷却→加入S型细菌的DNA→注射入小鼠 ④S型细菌＋DNA酶→高温加热后冷却→加入R型细菌的DNA→注射入小鼠
以上4个实验中小鼠的情况依次是 ( )
A．存活、存活、存活、死亡 B．死亡、存活、存活、存活
C．死亡、死亡、存活、存活 D．存活、死亡、存活、死亡
[解析] 含有S型细菌的会使小鼠死亡，不含有S型细菌的不会使小鼠死亡。①中含有S型细菌；②中的S型细菌的DNA被DNA酶分解掉，所以只含有R型细菌；③④中经高温加热后R、S型两种细菌均死亡，所以小鼠不死亡。故选B。
[答案] B
易错提醒————————————————————————————
肺炎链球菌转化实验的两个常见认识误区
(1)并非所有的R型细菌都被转化。由于转化受到DNA的纯度、两种细菌的亲缘关系、受体菌的状态等因素的影响，因此转化过程中并不是所有的R型细菌都被转化成S型细菌，而只是少部分R型细菌被转化成S型细菌。
(2)转化的实质并不是基因发生突变，而是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。
————————————————————————————————
【应用·体验】
1．下列关于肺炎链球菌体内和体外转化实验的说法，错误的是 ( )
A．二者所用的材料相同，都是R型和S型两种肺炎链球菌
B．两实验都遵循对照原则、单一变量原则
C．二者均把DNA和蛋白质分开，单独处理并观察它们各自的作用
D．体外转化实验是在体内转化实验的基础上进行的
解析：二者所用的材料相同，都是R型和S型两种肺炎链球菌，A正确；两实验都遵循对照原则、单一变量原则，B正确；肺炎链球菌体内转化实验并没有把DNA和蛋白质分开，C错误；体外转化实验是在体内转化实验的基础上进行的，D正确。
答案：C
2．肺炎链球菌有许多类型，有荚膜的S型细菌有毒性，能引起人和小鼠患肺炎，小鼠并发败血症死亡，无荚膜的R型细菌无毒性。如图为细菌转化实验，相关说法错误的是( )
A．丙组为空白对照，实验结果为小鼠不死亡
B．能导致小鼠患肺炎并发败血症死亡的有甲、丁两组
C．戊组实验表明，加S型细菌的蛋白质后试管中长出的还是无毒性的R型细菌
D．丁组产生的有毒性的肺炎链球菌不能将该性状遗传给后代
解析：含有荚膜的肺炎链球菌是甲、乙、丁三组，煮沸处理能使有荚膜的肺炎链球菌失去毒性，所以只有甲、丁两组能导致小鼠死亡；戊组加S型细菌的蛋白质后，试管中长出的是无毒性的R型细菌；丁组产生的有毒性的S型细菌是由遗传物质改变引起的，可以遗传给后代。
答案：D
新知探究(二) 噬菌体侵染细菌的实验
【探究·深化】
[问题驱动]
如图为用32P标记的T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验，根据图示并结合教材内容回答下列问题：
(1)本实验采用的是放射性同位素标记技术，为什么用35S和32P进行标记？
提示：S是噬菌体蛋白质特有的元素，P几乎都存在于DNA分子中，用放射性同位素32P和35S分别标记噬菌体的DNA和蛋白质，可以单独地观察它们各自的作用。
(2)为什么不能直接用含35S和32P的普通培养基来培养T2噬菌体？
提示：因为T2噬菌体是细菌病毒，只有在细菌体内才能进行增殖，故应先培养细菌，再用细菌培养T2噬菌体，而不能直接用培养基培养T2噬菌体。
(3)能否用14C和18O标记噬菌体？能否用32P和35S同时标记噬菌体？
提示：不能。因为DNA和蛋白质都含C和O元素，不能用32P和35S同时标记噬菌体，因为放射性检测时只能检测到放射性存在的部位，不能确定是何种元素的放射性。
(4)图2中T2噬菌体侵染大肠杆菌实验中需经过短时间保温后，再进行⑦⑧过程。⑦⑧分别代表 和 过程，其中⑦的目的是________________
____________________________，⑧的目的是让 中析出质量较轻的T2噬菌体颗粒，而离心管的沉淀物中留下被侵染的 。
搅拌
离心
上清液
大肠杆菌
使吸附在细菌上的
噬菌体(蛋白质外壳)与细菌分离
[重难点拨]
一、实验结果及误差分析
(一)用含32P的噬菌体侵染大肠杆菌
(二)用含35S的噬菌体侵染大肠杆菌
二、肺炎链球菌体外转化实验和噬菌体侵染细菌实验的比较
实验 肺炎链球菌体外转化实验 噬菌体侵染细菌实验
处理方法 分别用除去蛋白质、RNA、脂质、DNA等成分的S型菌的细胞提取物与R型菌混合培养 分别用同位素35S、32P标记噬菌体的蛋白质和DNA
结论 ①证明DNA是遗传物质，而蛋白质等不是遗传物质；
②说明了遗传物质可发生可遗传的变异 ①证明DNA是遗传物质，但不能证明蛋白质不是遗传物质；
②说明DNA能控制蛋白质的合成；
③说明DNA能自我复制
【典题·例析】
[例1] 某校生物研究性学习小组模拟赫尔希和蔡斯做了噬菌体侵染细菌的实验，实验过程如图所示，下列有关分析正确的是 ( )
A．理论上，b和c中不应具有放射性
B．实验中b含少量放射性与①过程中培养时间过长或过短有关
C．实验中c含有放射性与④过程中搅拌不充分有关
D．该实验证明了DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质
[解析] 35S标记的是T2噬菌体的蛋白质外壳，32P标记的是T2噬菌体的DNA，所以离心后，理论上，b和c中不应具有放射性，A正确；35S标记的是T2噬菌体的蛋白质外壳，T2噬菌体侵染细菌时，蛋白质外壳留在外面，经搅拌后与细菌分开，所以若b中含有放射性，说明与②过程中搅拌不充分有关，B错误；实验中c含有放射性与④过程中培养时间过长或过短有关，C错误；该实验只证明了DNA是遗传物质，没有证明蛋白质不是遗传物质，D错误。
[答案] A
[例2] 如果用15N、32P、35S共同标记噬菌体后，让其侵染未标记的大肠杆菌，在产生的子代噬菌体中，能够找到的标记元素为 ( )
A．在外壳中找到15N和35S B．在DNA中找到15N和32P
C．在外壳中找到15N和32P D．在DNA中找到15N、32P和35S
[解析] 噬菌体中P几乎都存在于DNA中，S仅存在于蛋白质中，而N是DNA和蛋白质共有的元素，因此32P只标记DNA,35S只标记蛋白质，而15N可同时标记DNA和蛋白质。噬菌体侵染细菌时，只有DNA进入细菌内，利用细菌的脱氧核苷酸和氨基酸合成子代噬菌体的DNA和蛋白质，故在子代噬菌体中能找到15N和32P标记的DNA，不能找到35S和15N标记的蛋白质。故选B。
[答案] B
方法规律———————————————————————————
“二看法”判断子代噬菌体标记情况
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【应用·体验】
1．（2022·浙江6月选考）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
解析：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；
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；
大肠杆菌的质量大于噬菌体，离心的目的是沉淀培养液中的大肠杆菌，C正确；
该实验证明噬菌体的遗传物质是DNA，D错误。
答案：C
2．某实验甲组用35S标记的T2噬菌体侵染32P标记的大肠杆菌，乙组用32P标记的T2噬菌体侵染35S标记的大肠杆菌，检测子代噬菌体的放射性情况。下列有关叙述正确的是 ( )
A．甲组子代有放射性，乙组子代没有放射性
B．甲组子代没有放射性，乙组子代有放射性
C．甲、乙两组子代都有放射性
D．该实验能证明T2噬菌体的DNA是遗传物质
解析：甲组用35S标记的是T2噬菌体的蛋白质，蛋白质不是遗传物质，在子代噬菌体中不会出现35S，32P标记的大肠杆菌能为T2噬菌体增殖提供原料，使得子代噬菌体有放射性；乙组用32P标记的是噬菌体的DNA，DNA是遗传物质，在子代噬菌体中能检测到放射性，35S标记的大肠杆菌能为T2噬菌体合成蛋白质外壳提供原料，因此子代T2噬菌体也具有放射性，A、B错误，C正确。该实验不能证明T2噬菌体的DNA是遗传物质，D错误。
答案：C
新知探究(三) DNA是主要的遗传物质
【探究·深化】
[问题驱动]
(1)流感病毒中有几种核酸、核苷酸、五碳糖和碱基？病毒的遗传物质是否都是RNA
提示：一种、四种、一种和四种；不一定，如噬菌体的遗传物质是DNA。
(2)菠菜细胞中含有几种核酸、核苷酸、五碳糖及碱基？细胞核中的遗传物质是DNA，那么细胞质中的遗传物质是DNA还是RNA
提示：两种、八种、两种和五种；细胞质中的遗传物质也是DNA。
(3)小麦根尖细胞中的“核酸”和“遗传物质”是否含义相同？为什么？
提示：不相同。因为小麦根尖细胞中有DNA和RNA两种核酸，但遗传物质仅指DNA。
(4)为什么说DNA是主要的遗传物质？
提示：因为大部分生物的遗传物质是DNA，只有极少数生物的遗传物质是RNA，所以DNA是主要的遗传物质。
[重难点拨]
(一)病毒重建及其对烟草叶细胞的感染
1．实验过程及现象
2．结果分析与结论：重组病毒所繁殖的病毒类型取决于提供RNA的株系。
(二)不同生物的遗传物质
细胞生物 非细胞生物
真核生物 原核生物 多数病毒 少数病毒
核酸种类 DNA和RNA DNA和RNA DNA RNA
遗传物质 DNA DNA DNA RNA
结果 绝大多数生物的遗传物质是DNA，只有少部分病毒的遗传物质是RNA
结论 DNA是主要的遗传物质
【典题·例析】
[例1] 下图表示科研人员探究“烟草花叶病毒(TMV)遗传物质”的实验过程，由此可以判断 ( )
A．水和苯酚的作用是水解病毒的蛋白质和RNA
B．TMV的蛋白质不能进入烟草细胞中
C．侵入烟草细胞的RNA具有遗传效应
D．RNA是TMV的主要遗传物质
[解析] 水和苯酚的作用是将TMV中的RNA与蛋白质分离开，A错误；能将TMV的蛋白质接种到正常烟草细胞内，B错误；烟草花叶病毒的RNA能使正常烟草感染病毒，说明RNA具有遗传效应，C正确；本实验表明RNA是TMV的遗传物质，而不是表明RNA是TMV的主要遗传物质，D错误。
[答案] C
[例2] 下列关于生物遗传物质的说法，正确的是 ( )
A．同时含有DNA和RNA的生物的遗传物质是DNA
B．DNA是主要的遗传物质是指一种生物的遗传物质主要是DNA
C．真核生物的遗传物质都是DNA，病毒的遗传物质都是RNA
D．肺炎链球菌体外转化实验和噬菌体侵染细菌实验证明了DNA是主要的遗传物质
[解析] 同时含有DNA和RNA的生物的遗传物质是DNA，A正确；DNA是主要的遗传物质是指绝大多数生物的遗传物质是DNA，B错误；真核生物的遗传物质都是DNA，RNA病毒的遗传物质是RNA，而DNA病毒的遗传物质是DNA，C错误；肺炎链球菌体外转化实验和噬菌体侵染细菌实验证明了DNA是遗传物质，但没有证明DNA是主要的遗传物质，D错误。
[答案] A
易错提醒————————————————————————————
有关遗传物质的三点提醒
(1)并不是所有的核酸都能作为遗传物质，如细胞生物中的RNA。
(2)DNA并不是所有生物的遗传物质，如烟草花叶病毒的遗传物质是RNA。
(3)一种生物的遗传物质是唯一的，对某种生物不能说“主要遗传物质”。
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【应用·体验】
1．如图所示，甲、乙表示两种不同的植物病毒，经重组形成杂种病毒丙，丙侵染植物细胞后，在植物细胞内增殖产生的新一代病毒是 ( )
解析：杂种病毒丙是由病毒甲的蛋白质外壳和病毒乙的核酸组装而成的，核酸为遗传物质，所以子代病毒应与病毒乙相同。故选D。
答案：D
2．下列关于遗传物质的叙述，正确的是 ( )
A．豌豆的遗传物质主要是DNA
B．流感病毒的遗传物质含有硫元素
C．酵母菌的遗传物质主要分布在染色体上
D．HIV的遗传物质初步水解产生4种脱氧核苷酸
解析：豌豆是真核生物，其遗传物质是DNA，A错误；流感病毒的遗传物质是RNA，含有C、H、O、N、P元素，但不含硫元素，B错误；酵母菌是真核生物，其遗传物质主要分布在细胞核的染色体上，C正确；HIV的遗传物质是RNA，初步被水解的产物是四种核糖核苷酸，D错误。
答案：C
科学探究——探索遗传物质的实验方法
“遗传物质”探索的4种方法
【素养评价】
1．下列实验及结果中，能作为直接证据说明“核糖核酸是遗传物质”的是 ( )
A．红花植株与白花植株杂交，F1为红花，F2中红花∶白花＝3∶1
B．病毒甲的RNA与病毒乙的蛋白质混合后感染烟草只能得到病毒甲
C．加热杀死的S型肺炎双(链)球菌与R型活菌混合培养后可分离出S型活菌
D．用放射性同位素标记T2噬菌体外壳蛋白，在子代噬菌体中检测不到放射性
解析：红花植株与白花植株杂交，F1为红花，F2中红花∶白花＝3∶1，并不能直接证明核酸是遗传物质，A不符合题意；病毒甲的RNA与病毒乙的蛋白质混合后感染烟草只能得到病毒甲，可证明RNA(核糖核酸)是遗传物质，B符合题意；加热杀死的S型肺炎双(链)球菌与R型活菌混合培养后可分离出S型活菌，只能证明加热杀死的S型细菌中含有某种促使R型细菌转化为S型细菌的“转化因子”，并不能证明该转化因子是何种物质，C不符合题意；用放射性同位素标记T2噬菌体外壳蛋白，在子代噬菌体中检测不到放射性， 是由于外壳蛋白没有进入大肠杆菌细胞内，不能证明遗传物质是何种成分，D不符合题意。
答案：B
2．烟草花叶病毒(TMV)和车前草病毒(HRV)都是以RNA为遗传物质的病毒，由于所含RNA不同，因而侵染后导致的植物症状不同(如下图所示)。
将病毒的RNA和蛋白质分离，使其单独感染植物；或使不同病毒的RNA与蛋白质之间重新组合形成“杂种”病毒，然后使其感染植物。回答下列问题：
(1)图(a)、图(b)表现症状不同，其根本原因是________________________。
(2)在图中画出叶片A、叶片B、叶片C表现出的感染症状。
(3)从以上感染实验可知，起感染作用的是____________________。
(4)画出叶片C中繁殖产生的子代病毒的图示。
(5)以上实验证明__________________________________________。
(6)该实验的设计思路是________________________________________。
答案：(1)TMV和HRV具有不同的RNA
(2)如图：
(3)病毒的RNA
(4)如图：
(5)TMV和HRV的遗传物质是RNA
(6)将病毒的RNA与蛋白质分离，单独研究其遗传功能
3．流感病毒的遗传物质是DNA还是RNA？下面是科研小组为探究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。
(1)实验目的：________________________________。
(2)材料用具：显微注射器，流感病毒的核酸提取液，鼠胚胎干细胞，DNA水解酶和RNA水解酶等。
(3)实验步骤：
第一步：把流感病毒的核酸提取液分成相同的A、B、C三组，__________
_______________________________________________________。
第二步：取等量的鼠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鼠胚胎干细胞中。
第三步：将三组鼠胚胎干细胞放在相同且适宜的环境中培养一段时间，然后从培养好的鼠胚胎干细胞中抽取样品，检测是否有流感病毒产生。
(4)请预测结果及结论：
①______________________________________________________________；
②若B、C两组出现流感病毒，A组没有出现，则流感病毒的遗传物质是DNA；
③若A、B、C三组均出现流感病毒，则流感病毒的遗传物质既不是DNA也不是RNA。
解析：(1)由题意知，该实验的目的是探究流感病毒的遗传物质是DNA还是RNA。(3)实验的自变量是是否含有DNA或RNA，因变量是是否出现流感病毒，其他属于无关变量，按照实验设计的对照原则和单一变量原则，实验步骤如下所示。第一步：把流感病毒核酸提取液分成相同的A、B、C三组，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。第二步：取等量的鼠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鼠胚胎干细胞中。第三步：将三组鼠胚胎干细胞放在相同且适宜的环境中培养一段时间，然后从培养好的鼠胚胎干细胞中抽取样品，检测是否有流感病毒产生。(4)预测结果及结论：①若A、C两组出现流感病毒，B组没有出现，则流感病毒的遗传物质是RNA；②若B、C两组出现流感病毒，A组没有出现，则流感病毒的遗传物质是DNA；若A、B、C三组出现流感病毒，则流感病毒的遗传物质既不是DNA也不是RNA。
答案：(1)探究流感病毒的遗传物质是DNA还是RNA (3)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 (4)若A、C两组出现流感病毒，B组没有出现，则流感病毒的遗传物质是RNA
