第一节 探索遗传物质的过程
学 习 目 标
核 心 素 养
1.分析肺炎双球菌体内、体外转化实验的过程和结论。(重点)
2.掌握噬菌体侵染细菌实验的方法、过程和结论。(重难点)
3.理解DNA是主要的遗传物质的实验思路及结论。(重点)
4.掌握DNA的提取原理、过程和鉴定原理。(重点)
1.分析比较探究生物遗传物质实验中的实验方法、结论的不同。
2.通过对本节探究实验的学习，领悟科学探究的实验思路。
3.结合教材内容，尝试进行DNA的粗提取和鉴定，并对各种试剂的用途和实验中的注意事项进行归纳、整理。
一、肺炎双球菌的转化实验
1．肺炎双球菌的类型和特点
种类
项目
S型细菌
R型细菌
菌落
表面光滑
表面粗糙
菌体
有无毒性
有
无
2.格里菲思实验
(1)实验过程及现象
(2)结论：加热杀死的S型细菌中含有某种物质，能将部分无毒性的R型细菌转化为有毒性的S型细菌，且这种性状的转化是可以遗传的。
3．艾弗里实验
(1)实验思路：设法将S型细菌的DNA、蛋白质、多糖等物质分开，单独地、直接地去观察各自的作用。
(2)实验过程
(3)艾弗里实验的分析
①使R型细菌转化为S型细菌并不需要S型细菌的完整细胞。
②构成S型活细菌的DNA、蛋白质和多糖等物质中，是DNA使R型细菌转化为S型细菌，并具有了致病性。
(4)实验结论
DNA是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质，即DNA是遗传物质，蛋白质等其他物质不是遗传物质。
二、噬菌体侵染细菌实验及DNA是主要遗传物质
1．噬菌体侵染细菌实验
(1)T2噬菌体
①结构
②特点：营寄生生活，在宿主细胞外不能(填“能”或“不能”)进行独立代谢；在亲代噬菌体DNA作用下，利用宿主细胞的物质合成自身的DNA和蛋白质。
(2)实验方法：放射性同位素标记法。
用35S标记一部分噬菌体的蛋白质，用32P标记另一部分噬菌体的DNA。
(3)实验过程
(4)实验分析
T2噬菌体侵染大肠杆菌时，蛋白质外壳留在细菌体外，注入大肠杆菌体内的物质是DNA，而且大肠杆菌裂解时释放出来的噬菌体与侵染大肠杆菌的一样。
(5)实验结论：遗传物质是DNA，而不是蛋白质。
2．RNA是遗传物质的证据
(1)烟草花叶病毒的实验
①烟草花叶病毒的结构
②实验过程
③结论：RNA起着控制性状的作用，而不是蛋白质；即RNA是烟草花叶病毒的遗传物质。
(2)TMV(烟草花叶病毒)与HRV(车前草病毒)的病毒重建实验
①实验过程
―→重建病毒烟草―→HRV的病斑HRV
―→重建病毒烟草―→TMV的病斑TMV
②结论：在只含有RNA而不含有DNA的病毒中，遗传物质是RNA。
3．人类的探索结论
DNA是主要的遗传物质，因为实验证明绝大多数生物的遗传物质是DNA，只有少数生物的遗传物质是RNA。
4．DNA的粗提取与鉴定
(1)提取DNA
①DNA在NaCl溶液中的溶解度，随着NaCl浓度的变化而改变。当NaCl的物质的量浓度为0.14_mol/L时，DNA的溶解度最低。通过改变NaCl溶液的浓度，可以使溶解在NaCl溶液中的DNA析出。
②DNA不溶于乙醇溶液，细胞中的某些物质可以溶于乙醇溶液，据此可进一步提取出含杂质较少的DNA。
(2)DNA的鉴定
DNA溶解在2 mol/L的NaCl溶液中，加入4 mL二苯胺试剂，沸水浴中加热5 min，溶液变成蓝色。
判断对错(正确的打“√”，错误的打“×”)
1．肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验证明DNA是主要的遗传物质。 ( )
2．将S型细菌的DNA加入R型细菌的培养基中，培养基中只会出现S型细菌落。 ( )
3．32P标记的噬菌体是接种在含有32P的培养基中获得的。 ( )
4．合成子代噬菌体的DNA和蛋白质所需的原料全部来自大肠杆菌。 ( )
5．DNA在NaCl溶液中的溶解度，随着NaCl浓度的增大而增大。 ( )
提示：1.× 肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验证明DNA是遗传物质，但无法证明DNA是主要的遗传物质。
2．× 将S型细菌的DNA加入R型细菌的培养基中，培养基中既出现R型细菌也出现S型细菌。
3．× 噬菌体营寄生生活，需寄生在寄主细胞中。
4．√
5．× NaCl的物质的量的浓度为0.14 mol/L时，DNA溶解度最低，大于或低于该浓度时，DNA的溶解度均增大。
肺炎双球菌的转化实验
[问题探究]
1．该实验中自变量是什么？
提示：加入的酶的种类。
2．该实验中，能产生S型细菌的有哪些？
提示：实验一、三能产生S型细菌。
3．该实验能得出什么结论？
提示：只有DNA酶能使DNA分解。
[归纳总结]
1．肺炎双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
实验者
格里菲思
艾弗里及其同事
细菌
培养
在小鼠体内
体外培养基
实验
原则
R型细菌与S型细菌的毒性对照
S型细菌各成分的作用进行对照
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
用加热杀死的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
将物质提纯、分离后，直接地、单独地观察某种物质在实验中所起的作用
联系
①所用材料相同，选用S型和R型肺炎双球菌；
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；
④两实验的目的均是探究遗传物质的成分。
2.实验拓展分析
(1)在加热杀死S型细菌的过程中，其蛋白质变性失活，但是其内部的DNA在加热结束后随温度的恢复又逐渐恢复活性。
(2)R型细菌转化成S型细菌的实质是S型细菌DNA与R型细菌DNA实现重组，表现出S型细菌的性状。
(3)转化后形成的S型细菌的性状可以遗传下去，说明S型细菌的DNA是遗传物质。
特别提醒：有关肺炎双球菌转化实验的三点提醒
(1)在转化实验中，使小鼠死亡的是S型细菌，不是S型细菌的DNA。
(2)在转化实验中，只有少数的R型细菌转化为S型细菌，并非全部的R型细菌都发生转化。
(3)艾弗里的实验证明了DNA是遗传物质，格里菲思的实验没有证明DNA是遗传物质。
1．肺炎双球菌转化实验的部分过程如图所示。下列叙述正确的是( )
A．S型肺炎双球菌的菌落为粗糙的，R型肺炎双球菌的菌落是光滑的
B．S型肺炎双球菌的DNA经加热后失活，因而注射S型肺炎双球菌后的小鼠仍存活
C．从病死小鼠中分离得到的肺炎双球菌只有S型肺炎双球菌而无R型肺炎双球菌
D．该实验未证明R型肺炎双球菌转化为S型肺炎双球菌是由S型肺炎双球菌的DNA引起的
D [S型肺炎双球菌的菌落光滑，R型肺炎双球菌的菌落粗糙，A错误；S型肺炎双球菌的DNA经加热后变性失活，但温度降低后其活性可恢复，S型肺炎双球菌的相关蛋白质经加热后失活，注射S型肺炎双球菌后的小鼠存活，B错误；S型肺炎双球菌中某种物质可促使部分R型肺炎双球菌转化为S型肺炎双球菌，因此从死亡小鼠中可分离得到S型肺炎双球菌和R型肺炎双球菌，C错误；该实验证明S型肺炎双球菌中存在某种转化因子，但不能证明转化因子是S型肺炎双球菌的DNA，D正确。]
2．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型细菌的DNA＋DNA酶→加入R型细菌→注射入小鼠 ②R型细菌的DNA＋DNA酶→加入S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
D [①中S型细菌的DNA已被DNA酶分解，小鼠存活；②中R型细菌的DNA已被DNA酶降解，但加入S型细菌，小鼠死亡；③高温加热后，细菌被杀灭，小鼠存活；④中S型细菌DNA已经被DNA酶分解，高温杀灭细菌，小鼠存活。]
(1)③中有R型细菌和S型细菌的DNA，为什么R型细菌未转化为S型细菌？
提示：③中R型细菌经过高温加热已经死亡，无法转化。
(2)若③改为S型细菌的DNA→高温加热后冷却→加入R型细菌→注射入小鼠，小鼠生活状况是怎样的？
提示：死亡，因为DNA高温加热冷却后仍具有活性，可促使R型细菌转化为S型细菌。
题后反思：两个转化实验的两个不同
(1)方法不同：格里菲思是利用肺炎双球菌进行体内转化实验，艾弗里是利用肺炎双球菌进行体外转化实验。
(2)结论不同：格里菲思的实验只是证明了S型菌内存在某种“遗传物质”，艾弗里的实验则在格里菲思的实验的基础上，进一步证明了“遗传物质”是DNA。
噬菌体侵染细菌的实验
[问题探究]
下图是噬菌体侵染细菌的全过程
1．噬菌体侵染细菌时进入细菌细胞的物质是什么？
提示：DNA。
2．合成子代噬菌体的蛋白质和DNA时所需原料来自哪里？
提示：来自细菌细胞。
3．用35S标记噬菌体应如何操作？
提示：先用含35S的氨基酸的培养基培养细菌，然后用噬菌体侵染细菌。
4．能否同时用35S和32P标记噬菌体？
提示：不能。无法区分放射性是来自DNA还是蛋白质。
[归纳总结]
1．T2噬菌体侵染大肠杆菌的过程
2．实验过程
说明：搅拌的目的是使吸附在大肠杆菌外面的噬菌体和噬菌体的蛋白质外壳与大肠杆菌分开；离心的目的是使质量较小的噬菌体和噬菌体的外壳与大肠杆菌分层。
3．实验结果及误差分析
(1)含32P的噬菌体侵染大肠杆菌：
(2)含35S的噬菌体侵染大肠杆菌：
特别提醒：有关噬菌体侵染细菌实验的三点提醒
(1)该实验中，只有DNA进入细菌体内，DNA复制和蛋白质合成所需要的原料、能量和场所等均由宿主细胞——细菌提供。
(2)该实验中，在沉淀物中放射性较高时，在上清液中放射性并不是0；在上清液中放射性较高时，在沉淀物中放射性也并不是0。
(3)标记噬菌体时应先标记细菌，再用噬菌体侵染被标记的细菌，这样才能得到被标记的噬菌体。因为噬菌体是没有细胞结构的病毒，必须依赖活细胞生存。
1．在探索遗传物质的过程中，赫尔希和蔡斯做了T2噬菌体侵染细菌的实验。下列有关叙述正确的是( )
A．用32P、35S标记同一组T2噬菌体的DNA和蛋白质
B．该实验的步骤是标记、培养、搅拌、离心、检测
C．用含有充足有机物的完全培养基培养T2噬菌体
D．该实验证明了DNA是主要的遗传物质
B [32P、35S应分别标记不同组T2噬菌体的DNA和蛋白质，A错误；该实验先标记噬菌体，然后用标记的噬菌体侵染大肠杆菌，之后进行搅拌和离心，最后检测上清液和沉淀物的放射性，B正确；T2噬菌体只能用活的细胞培养，不能用培养基培养，C错误；该实验证明了DNA是遗传物质，但不能证明DNA是主要的遗传物质。]
2．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，进行了如下实验：①用32P标记的噬菌体侵染未标记的细菌；②用未标记的噬菌体侵染35S标记的细菌；③用15N标记的噬菌体侵染未标记的细菌。一段时间后进行离心，检测到放射性存在的主要部位依次是( )
A．沉淀、上清液、沉淀和上清液
B．沉淀、沉淀、沉淀和上清液
C．沉淀、上清液、沉淀
D．上清液、上清液、沉淀和上清液
B [32P标记的是噬菌体的DNA，噬菌体的DNA进入细菌细胞中，放射性会出现在沉淀中。35S标记的是细菌的蛋白质，细菌的蛋白质在细菌细胞中，放射性会出现在沉淀中。15N标记的是噬菌体的DNA和蛋白质，噬菌体的DNA进入细菌细胞中，放射性出现在沉淀中，噬菌体的蛋白质没有进入细菌，放射性出现在上清液中。]
(1)②中的最终实验结果35S能出现在噬菌体中吗？
提示：能。35S标记的是细菌中的氨基酸，其提供合成噬菌体蛋白质外壳的原料。
(2)③中15N标记的是噬菌体的哪些成分？在子代噬菌体的哪些成分中含有15N?
提示：15N标记的是噬菌体的蛋白质和DNA。在子代噬菌体的DNA中可能含有15N。
RNA是某些病毒的遗传物质，提取和鉴定DNA
1.烟草花叶病毒(TMV)侵染烟草的实验(实验者：格勒和施拉姆)
(1)实验过程和结果：
(2)结果分析：只有RNA感染的烟草的叶片发病。
(3)结论：RNA起着控制性状的作用。
2．烟草花叶病毒与车前草病毒(HRV)的重建实验(实验者：佛兰科尔·康拉特)
(1)实验过程和结果：
(2)实验结果分析：重组病毒感染烟草的症状与所含的RNA种类是对应的。
(3)结论：RNA是遗传物质。
3．生物的遗传物质
特别提醒：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”。
4．DNA的粗提取与鉴定
(1)材料的制备(以鸡血材料为例)
(2)方法步骤
②溶解核内DNA：上述滤液＋2 mol/L的NaCl溶液，玻
璃棒沿同一方向搅拌
③过滤除去不溶杂质
④析出含DNA的丝状物：向上述滤液缓缓加入蒸馏水，并轻轻地沿同一方向搅拌，出现丝状物，当丝状物不再增加时，停止加水(此时NaCl浓度为0.14 mol/L)，用玻璃棒将丝状物挑起，即含一定杂质的DNA
(3)DNA的鉴定
取两支20 mL的试管，各加入物质的量浓度为2 mol/L的NaCl溶液5 mL，将丝状物放入其中一支试管中，用玻璃棒搅拌，使丝状物溶解。然后，向两支试管中各加入4 mL的二苯胺试剂。混合均匀后，将试管置于沸水中加热5 min，待试管冷却后，比较两支试管中溶液颜色的变化，看看溶解有DNA的溶液是否变蓝。
1．下列关于“DNA的粗提取与鉴定”实验的叙述，错误的是( )
A．酵母和菜花均可作为提取DNA的材料
B．DNA既溶于物质的量浓度为2 mol/L的NaCl溶液也溶于蒸馏水
C．向鸡血细胞液中加蒸馏水搅拌，可见玻璃棒上有白色絮状物
D．DNA溶液加入二苯胺试剂沸水浴加热，冷却后变蓝
C [原则上含DNA的生物材料都可作为提取DNA的材料，只是DNA含量高的材料成功的可能性更大，A项正确；DNA在物质的量浓度为2 mol/L的NaCl溶液和蒸馏水中溶解度都较大，B项正确；向鸡血细胞液中加蒸馏水搅拌，鸡血细胞会吸水破裂，玻璃棒搅拌会加快鸡血细胞的破裂，但在蒸馏水中不会析出DNA，C项错误；DNA溶液加入二苯胺试剂沸水浴加热，待冷却后变蓝色，D项正确。]
2．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
病斑中的病毒类型
①
a型TMV→感染植物
a型
a型
②
b型TMV→感染植物
b型
b型
③
组合病毒(a型TMV的蛋白质＋b型TMV的RNA)→感染植物
b型
a型
④
组合病毒(b型TMV的蛋白质＋a型TMV的RNA)→感染植物
a型
a型
A．实验① B．实验②
C．实验③ D．实验④
C [烟草花叶病毒是RNA病毒，遗传特性是由RNA决定的，实验③组合病毒的遗传物质是b型TMV的RNA，所以分离出的病毒类型应该是b型。]
[课堂小结]
知 识 网 络 构 建
核 心 语 句 归 纳
1.肺炎双球菌转化实验中，S型细菌的DNA使R型细菌产生稳定的遗传变化。
2.T2噬菌体由蛋白质和DNA组成，S元素存在于蛋白质中，P元素几乎全部存在于DNA中。
3.肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验都证明了DNA是遗传物质。
4.DNA是主要的遗传物质的原因是绝大多数生物的遗传物质是DNA。
5.细胞生物的遗传物质是DNA，病毒的遗传物质是DNA或RNA。
6.DNA在0.14 mol/L NaCl溶液中的溶解度最低。
1．格里菲思用肺炎双球菌在小鼠身上进行了著名的转化实验，下列关于此实验的结论不正确的是 ( )
A．说明了肺炎双球菌的遗传物质是DNA
B．说明了R型活细菌在一定条件下能够转化为S型细菌
C．说明了R型活细菌是无毒性的
D．说明了加热杀死的S型细菌是无毒性的
A [格里菲思的实验证明了加热杀死的S型细菌能促进R型细菌转化成S型细菌，没有证明DNA是遗传物质。]
2．蛋白质中含S不含P，而核酸中含P不含S，现用放射性同位素35S和32P标记的噬菌体侵染无任何标记的大肠杆菌，然后进行测定，在子代噬菌体中( )
A．可以检测到35S B．可以检测到35S和32P
C．可以检测到32P D．不可能检测到35S和32P
C [噬菌体侵染大肠杆菌实验中，噬菌体把DNA分子(含32P)注入大肠杆菌体内，把蛋白质分子(含35S)留在大肠杆菌外部，以自己的DNA分子为模板，利用大肠杆菌体内的原料合成子代噬菌体的DNA分子和蛋白质外壳，所以可以检测到32P，而不能检测到35S，C选项正确。]
3．在利用鸡血进行DNA的粗提取与鉴定的实验中，相关叙述正确的是( )
A．用蒸馏水将NaCl溶液浓度调至0.14 mol/L，滤去析出物
B．调节NaCl溶液浓度或加入木瓜蛋白酶，都可以去除部分杂质
C．将丝状物溶解在2 mol/L NaCl溶液中，加入二苯胺试剂即呈现蓝色
D．用菜花替代鸡血作为实验材料，其实验操作步骤相同
B [用蒸馏水将NaCl溶液浓度调至0.14 mol/L时，滤取析出物；将丝状物溶解在2 mol/L的NaCl溶液中，加入二苯胺试剂后，需沸水浴加热几分钟，才呈现蓝色；用菜花替代鸡血作为实验材料，需要对材料的细胞壁进行处理。]
4．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噬菌体的遗传物质中含有硫元素
D．HIV的遗传物质水解产生四种脱氧核苷酸
B [豌豆是细胞生物，含有两种核酸，遗传物质是DNA，没有主要和次要之分，A错误；酵母菌是细胞生物，遗传物质是DNA，而且酵母菌是真核生物，DNA主要分布在染色体上，B正确；T2噬菌体的遗传物质是DNA，所含有的元素是C、H、O、N、P五种，C错误；HIV的遗传物质是RNA，水解后产生四种核糖核苷酸，D错误。]
5．如图是赫尔希和蔡斯研究遗传物质实验中的物质示意图及实验过程图，请回答下列问题。
图1
图3
(1)图3中用35S标记噬菌体蛋白质外壳，标记元素所在部位是图2中的________。如果用32P标记噬菌体的DNA，标记元素所在部位是图1中的________。
(2)赫尔希和蔡斯选用噬菌体作为实验材料，其原因之一是______________________________________________________。
(3)实验中采用搅拌和离心等手段，目的是__________________
______________________________________________________。
(4)仅有图3的实验过程，________(填“能”或“不能”)说明DNA是遗传物质，原因是___________________________________。
[解析] (1)32P标记的是①(磷酸基团)，⑤(肽键)不含S，有些R基含S，故35S标记的是R基。(2)噬菌体侵染细菌的实验设计思路是单独地观察生物体内每一种化学成分的作用，而噬菌体只由蛋白质外壳和DNA组成，这是它被选为实验材料的原因之一。(3)实验中采用搅拌和离心等手段，目的是让噬菌体的蛋白质外壳与细菌分离，以便观察放射性存在的部位。(4)图3实验中不能体现DNA在噬菌体繁殖中的作用，不能说明噬菌体的DNA是遗传物质。
[答案] (1)④ ①
(2)噬菌体只由蛋白质外壳和DNA组成
(3)让噬菌体的蛋白质外壳与细菌分离
(4)不能 实验不涉及DNA
[教材课上思考答案](教师用书独具)
积极思维(P59)
提示：设法分离出S型细菌的DNA、多糖、蛋白质等物质，分别与R型活细菌混合培养。
积极思维(P61)
能够，因为只有DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。
边做边学(P64)
1．不相同。步骤2加入的蒸馏水，是让细胞吸水涨破，有利于DNA的释放；步骤4加蒸馏水是降低溶液的浓度，析出DNA。
2．若要进一步纯化，可将得到的含一定杂质的DNA溶解在冷酒精中，然后再过滤。
[教材课后习题答案](教师用书独具)
评价指南(P65)
一、1.A
2．D [用35S标记噬菌体的蛋白质外壳，用32P标记噬菌体的DNA。]
3．C 4.D 5.C
二、提示：保温时间过短，部分噬菌体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噬菌体，经离心后分布于上清液中。
课件87张PPT。第四章 遗传的分子基础第一节 探索遗传物质的过程
光滑粗糙有无遗传某种物质无毒性的R型细菌有毒性的S型细菌S型细菌的DNA、蛋白质、多糖
S型细菌的完整细胞DNA致病性DNADNA蛋白质宿主细胞营寄生不能DNADNA蛋白质放射性同位素标记法 DNA蛋白质外壳DNA一样RNARNA蛋白质HRV HRV TMV TMV RNA RNA主要的遗传DNA乙醇溶液NaCl浓度0.14 mol/L乙醇溶液蓝色二苯胺试剂肺炎双球菌的转化实验 噬菌体侵染细菌的实验 RNA是某些病毒的遗传物质，提取和鉴定DNA点击右图进入…Thank you for watching !课时分层作业(八)
(建议用时：35分钟)
[合格基础练]
1．下列关于遗传物质的叙述不正确的是( )
A．只含有RNA的生物，遗传物质是RNA
B．只含有DNA的生物，遗传物质是DNA
C．既含有DNA又含有RNA的生物，遗传物质是DNA和RNA
D．既含有DNA又含有RNA的生物，遗传物质是DNA
C [自然界中的生物分为两大类，一类是无细胞结构的病毒，它们只含有一种核酸，即DNA或RNA，它们的遗传物质是DNA或RNA，A、B正确；另一类是有细胞结构的生物，细胞内既含有DNA，又含有RNA，但作为遗传物质的只能是DNA，C错误，D正确。]
2．“肺炎双球菌的转化实验”证明了DNA是遗传物质，而蛋白质不是遗传物质。得出这一结论的关键是( )
A．用S型活细菌和加热杀死后的S型细菌分别对小白鼠进行注射，并形成对照
B．用杀死的S型细菌与无毒的R型细菌混合后注射到小鼠体内，测定小鼠体液中抗体的含量
C．从死亡小鼠体内分离获得了S型细菌
D．将S型细菌的各种因子分离并分别加入各培养基中，培养R型细菌，观察是否发生转化
D [当把S型细菌的各种因子分离并分别与R型细菌混合培养后，发现只有加入DNA的培养基中R型细菌发生转化，出现S型细菌，而加入其他因子的培养基中R型细菌(如加入蛋白质)不发生转化，即不出现S型细菌。]
3．肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验是人类探索遗传物质过程中的两个经典实验，下列相关叙述正确的是( )
A．R型菌与S型菌的DNA混合培养，R型菌都能转化为S型菌
B．噬菌体吸收和利用培养基中含有35S的氨基酸从而被标记
C．肺炎双球菌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
D．肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验的思路相同而实验技术不同
D [R型菌与S型菌的DNA混合培养，一部分R型菌能转化成S型细菌，A错误；噬菌体是病毒，必须寄生在活细胞中，不能从培养基中获取营养物质，B错误；肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验证明了DNA是遗传物质，不能说明DNA是主要的遗传物质，C错误；肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验的思路相同，都是设法把DNA和蛋白质分开，单独地去研究它们的作用，而用的技术不同，肺炎双球菌转化实验使用了分离提纯技术，噬菌体侵染细菌实验利用了同位素标记技术，D正确。]
4.赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌实验(T2噬菌体结构如图所示)证明了DNA是遗传物质。该实验涉及32P标记，被32P标记的部位是( )
A．① B．②
C．③ D．①和③
B [T2噬菌体的头部和尾部的外壳(①和③)都是由蛋白质构成的，头部内(②)含有DNA。而在T2噬菌体的化学组成中，P几乎都存在于DNA分子中。]
5．格里菲思的肺炎双球菌转化实验如下：
①将无毒的R型活细菌注入小鼠体内，小鼠不死亡；
②将有毒的S型活细菌注入小鼠体内，小鼠患败血病死亡；
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，小鼠患败血病死亡。
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
B [格里菲思的肺炎双球菌转化实验只能说明加热杀死的S型细菌可以使R型细菌发生转化，故A项错误；在肺炎双球菌转化实验中，每一组既是实验组，又是其他组的对照组，故B项正确；R型细菌转变成S型细菌是因为其接受了S型细菌的DNA，属于可遗传变异，故C项错误；该变异属于基因重组，故D项错误。]
6．赫尔希和蔡斯用32P标记的T2噬菌体与未标记的细菌培养液混合，一段时间后经过搅拌、离心得到上清液和沉淀物。下列与此实验相关的叙述正确的是( )
A．为使T2噬菌体中含有32P，可用含32P的培养基直接培养T2噬菌体
B．离心后，32P只存在于沉淀物中，上清液中不含有放射性
C．如果搅拌、离心前混合时间过长，会导致上清液中放射性升高
D．此实验证明了DNA是主要的遗传物质
C [噬菌体是病毒，必须寄生在活细胞内才能生存，要使T2噬菌体含有标记，应用标记的大肠杆菌进行培养，故A错误；离心后，32P标记的DNA存在于沉淀物中，但上清液中也会含有少量的放射性，故B错误；如果搅拌、离心前保温时间过长，细菌会裂解，噬菌体会释放到上清液中，上清液中放射性升高，故C正确；此实验证明了DNA是遗传物质，故D错误。]
7．赫尔希和蔡斯于1952年所做的噬菌体侵染细菌的实验进一步证实了DNA是遗传物质。这项实验获得成功的原因之一是噬菌体( )
A．侵染大肠杆菌后会裂解宿主细胞
B．侵染大肠杆菌时只将其DNA注入大肠杆菌细胞中
C．DNA可用15N标记
D．蛋白质可用32P标记
B [噬菌体的结构物质有蛋白质和DNA，用35S标记蛋白质，32P标记DNA。噬菌体侵染大肠杆菌时把DNA注入大肠杆菌细胞中，而蛋白质外壳留在外面，这一特性将蛋白质和DNA分离开，实验结果更科学、更准确。]
8．下图中甲、乙表示两种不同的植物病毒，经重建形成“杂种病毒丙”，用病毒丙侵染植物细胞，在植物细胞内增殖后产生的新一代病毒是( )
D [图中重建的“杂种病毒丙”的核酸来自乙病毒，而蛋白质外壳来自甲病毒。由于病毒丙中进入植物细胞的是乙病毒的核酸，所以在植物细胞内增殖后产生的新一代病毒的核酸和蛋白质外壳均与乙病毒相同。]
9．在DNA的粗提取与鉴定实验中，有两次DNA的沉淀析出，其依据的原理是( )
①DNA在物质的量浓度为0.14 mol/L的NaCl溶液中的溶解度最低
②DNA在冷却的体积分数为95%的乙醇溶液中能沉淀析出
A．两次都是①
B．第一次是①，第二次是②
C．两次都是②
D．第一次是②，第二次是①
B [第一次利用DNA、蛋白质在0.14 mol/L的NaCl溶液中溶解度不同，可将DNA析出；第二次利用冷却的体积分数为95%的乙醇溶液能使DNA沉淀析出，而脂溶性杂质溶解，故可利用此方法进一步提纯DNA。]
10．噬菌体侵染细菌的实验中，子代噬菌体的蛋白质外壳是( )
A．在噬菌体DNA的指导下，用细菌的物质合成的
B．在细菌DNA的指导下，用细菌的物质合成的
C．在噬菌体DNA的指导下，用噬菌体的物质合成的
D．在细菌DNA的指导下，用噬菌体的物质合成的
A [噬菌体侵染细菌时只将自己的DNA注入细菌中，其蛋白质外壳留在细菌外，而在细菌中合成出子代噬菌体的蛋白质外壳和DNA，子代噬菌体的蛋白质外壳是在噬菌体DNA的指导下，利用细菌的物质合成的。]
11．下图是“DNA粗提取与鉴定”相关实验步骤，请据图分析回答：
(1)鸡血细胞是进行该实验较好的实验材料，这是因为鸡血细胞核中______________，材料易得，以及鸡血细胞极易____________。从鸡血细胞中释放出核物质的处理方法是______________________________________
______________________________________________________。
(2)图a表示释放核物质后进行过滤的过程，过滤后取________进行下一步实验。
(3)图b表示的相关操作过程中，加入2 mol/L NaCl溶液的作用是______________________________________________________。
(4)图c表示在滤液中加入冷却的95%的乙醇溶液，其目的是______________________________________________________。
[解析] (1)鸡血细胞核中DNA含量高，让鸡血细胞在蒸馏水中吸水涨破可释放出核物质。(2)a过程(过滤)能滤出鸡血红细胞膜等，故核物质含在滤液中。(3)在2 mol/L的NaCl溶液中DNA溶解，蛋白质析出。(4)冷却的95%的乙醇溶液可让DNA析出。
[答案] (1)DNA含量丰富 吸水涨破 向鸡血细胞中加入蒸馏水，并搅拌
(2)滤液
(3)溶解DNA分子
(4)提取杂质更少的DNA(或去除脂溶性杂质)
12．结合探索遗传物质的相关实验，回答下列问题。
(1)艾弗里及其同事进行了肺炎双球菌的转化实验， 该实验成功的最关键的实验设计思路是__________________________________，该实验证明了______________________________________________________
______________________________________________________。
(2)后来，赫尔希和蔡斯用________________法，进一步证明DNA是T2噬菌体的遗传物质。实验包括4个步骤：
①T2噬菌体与大肠杆菌混合培养；
②用35S和32P分别标记T2噬菌体；
③放射性检测；
④离心分离。
该实验步骤的正确顺序是________(用数字表示)。
(3)用被35S标记的T2噬菌体去侵染未被标记的大肠杆菌，离心后，发现放射性物质主要存在于________(填“上清液”或“沉淀物”)中。
[解析] (1)艾弗里的肺炎双球菌转化实验成功的最关键的实验设计思路：分离并提纯S型细菌的DNA、蛋白质、多糖等物质，单独研究它们各自的功能。艾弗里的肺炎双球菌体外转化实验证明了DNA是遗传物质。(2)赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌实验采用了(放射性)同位素标记法，进一步证明了DNA是T2噬菌体的遗传物质。该实验的步骤：②用35S和32P分别标记T2噬菌体；①T2噬菌体与大肠杆菌混合培养；④离心分离；③放射性检测。
(3)T2噬菌体侵染大肠杆菌时，蛋白质外壳没有进入大肠杆菌，经过搅拌离心后分布在上清液中，因此，用被35S标记的T2噬菌体去侵染未被标记的大肠杆菌，离心后，发现放射性物质主要存在于上清液中。
[答案] (1)分离并提纯S型细菌的DNA、蛋白质、多糖等物质，单独研究它们各自的功能 DNA是遗传物质 (2)(放射性)同位素标记 ②①④③ (3)上清液
[等级过关练]
13．利用两种类型的肺炎双球菌进行相关转化实验。各组肺炎双球菌先进行下图所示处理，再培养一段时间后注射到不同小鼠体内。下列说法错误的是( )
A．通过E、F组对照，能说明转化因子是DNA而不是蛋白质
B．F组可以分离出S型和R型两种肺炎双球菌
C．F组产生的S型肺炎双球菌可能是基因重组的结果
D．能导致小鼠死亡的是A、B、C、D四组
D [E组是S型菌的蛋白质和R型活菌混合培养，没有S型菌，所以注射后小鼠不死亡；F组是S型菌的DNA和R型活菌混合培养，有S型菌和R型菌，所以注射后小鼠死亡；E、F组对照能说明转化因子是DNA而不是蛋白质，A、B正确。F组有S型菌生成，是因为发生了基因重组，C正确。A组S型菌被加热杀死，不会导致小鼠死亡，D组没有S型菌，也不会导致小鼠死亡，D错误。]
14．如图甲是将加热杀死的S型细菌与R型活细菌混合注射到小鼠体内后小鼠体内两种细菌的含量变化，图乙是利用同位素标记技术完成噬菌体侵染细菌实验的部分操作步骤。下列有关叙述正确的是( )
甲 乙
A．图甲中ab段对应的时间段内，小鼠体内已形成大量的抗R型细菌的抗体
B．图甲中，后期出现的大量S型细菌是由R型细菌直接转化而来的
C．图乙沉淀物中新形成的子代噬菌体没有放射性
D．图乙中若用32P标记亲代噬菌体，所得子代噬菌体均没有放射性
[答案] C
15．烟草花叶病毒(TMV)和车前草病毒(HRV)都能感染烟草叶片，但两者形成的病斑不同。有人用这两种病毒做实验，具体步骤和结果如下图所示，请分析图B中(a)(b)(c)三个实验结果并回答下列问题。
图A 图B
(1)图B中(a)表示用________感染烟叶，结果________。
(2)图B中(b)表示用________感染烟叶，结果________。
(3)图B中(c)表示用________感染烟叶，结果________。
(4)图B中(d)表示由人工合成的新病毒产生的后代是________。
(5)整个实验说明_________________________________________________
______________________________________________________。
(6)该实验的设计思路是_________________________________________
______________________________________________________。
[解析] TMV和HRV两种植物病毒都是由RNA和蛋白质组成的。TMV的结构简图是实心螺旋RNA和空心方框蛋白质外壳；HRV的结构简图是空心螺旋RNA和斜线方框蛋白质外壳。图A中的(a)(b)分别表示两种病毒感染烟草叶片形成的病斑形状。再看图B：单独用TMV的蛋白质外壳感染烟叶时，不产生病斑(a)，也就是蛋白质外壳无致病性；而用HRV的RNA感染烟叶时，烟叶出现病斑(b)，证明RNA起着遗传物质的作用。把TMV的蛋白质外壳和HRV的RNA组合成“杂种病毒”，感染烟叶后所产生的病斑与HRV所致病斑形状相同(c)，所生成的子代病毒是HRV(d)，进一步证明了RNA是遗传物质。
[答案] (1)TMV的蛋白质外壳 没有侵染作用
(2)HRV的RNA 有侵染作用
(3)TMV的蛋白质外壳和HRV的RNA组成的“杂种病毒” 有侵染作用
(4)HRV
(5)RNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质
(6)设法把生物的RNA与蛋白质分开，单独地、直接地去观察两者的作用；并将不同病毒的RNA和蛋白质组合成“杂种病毒”来进一步验证两者的作用
