第1节 DNA是主要的遗传物质
[学习目标] 1.了解人类对遗传物质的早期猜想。2.分析肺炎链球菌转化实验的过程及结论。3.掌握噬菌体侵染细菌实验的方法、过程及结论。4.说明DNA是主要的遗传物质的原因。
知识点一 肺炎链球菌的转化实验
一、对遗传物质的早期推测
20世纪20年代，大多数科学家认为蛋白质是生物体的遗传物质。20世纪30年代，人们认识到DNA的重要性，但是认为蛋白质是遗传物质的观点仍占主导地位。
二、肺炎链球菌的转化实验
1．肺炎链球菌类型
易漏边角
2．格里菲思的实验——体内转化实验
(1)实验过程及现象
肺炎链球菌是原核生物还是真核生物？
提示：肺炎链球菌是细菌，属于原核生物。
格里菲思的肺炎链球菌转化实验中，R型活细菌与加热致死的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，分离出S型活细菌和R型活细菌，且R型活细菌数量多。
(2)结论：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。
3．艾弗里的实验——体外转化实验
(1)自变量：不同处理的细胞提取物
因变量：培养基中活细菌的种类
(2)实验过程及现象
①预处理：将加热致死的S型细菌破碎，去除绝大部分糖类、蛋白质和脂质，制成细胞提取物。
②
③分析细胞提取物的理化特性，发现这些特性与DNA的极为相似。
(3)结论
DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。
三、自变量控制的原理
1．加法原理
与常态比较，人为增加某种影响因素。如“比较H2O2在不同条件下的分解”的实验中，与对照组相比，实验组分别作加温、滴加FeCl3溶液、滴加肝脏研磨液的处理，就利用了加法原理。
2．减法原理
与常态相比，人为去除某种影响因素。如“艾弗里的肺炎链球菌转化实验”中，每个实验组特异性地去除了一种物质，从而鉴定出DNA是遗传物质，就利用了减法原理。
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，而艾弗里的实验则证明了转化因子是S型细菌体内的DNA。
细胞提取物＋DNA水解酶＋R型活菌培养基中只有R型细菌生长，该实验是从另一个角度进一步证明DNA是遗传物质，而不是为了证明DNA的水解产物——脱氧核苷酸不是遗传物质，尽管此实验可以证明该问题，但这不是该实验的实验目的。
[例1] 格里菲思用肺炎链球菌在小鼠身上进行了著名的转化实验，关于实验的结论错误的是( )
A．说明了肺炎链球菌的遗传物质是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型活细菌不具有致病性，S型活细菌具有致病性
D．说明了加热致死的S型细菌不具有致病性
解题分析 格里菲思的肺炎链球菌转化实验能够证明加热致死的S型细菌内存在促进R型细菌转化为S型细菌的转化因子，不能证明DNA是遗传物质，A错误，B正确；将R型细菌单独注射到小鼠体内，小鼠存活，证明其没有致病性，将S型细菌单独注射到小鼠体内，小鼠死亡，说明S型细菌有致病性，C正确；将加热致死的S型细菌注射到小鼠体内，小鼠能够存活，证明加热致死的S型细菌不具有致病性，D正确。
答案 A
[例2] 艾弗里和其同事用R型和S型肺炎链球菌进行实验，结果如下表。从表中内容可知( )
A．②培养皿中只出现R型菌
B．该实验控制自变量采用了“加法原理”，因为不同组中加入了不同的酶
C．该实验说明S型菌的DNA很可能是转化因子
D．①～⑤说明DNA是主要的遗传物质
解题分析 实验的自变量是经不同处理的S型细菌细胞提取物，因变量是培养皿的活细菌种类。①②、①③、①④、①⑤两两对比，说明转化因子很可能是DNA，C正确；①～⑤说明DNA可能是遗传物质，但不能说明DNA是主要的遗传物质，D错误；该实验控制自变量采用了“减法原理”，B错误。
答案 C
题后归纳
1.格里菲思实验只能说明S型细菌体内含有某种转化因子，不能证明DNA是遗传物质。
2.R型细菌转化成S型细菌的原因是S型细菌的DNA进入了R型细菌体内，与R型细菌的DNA发生了重组。
3．体内转化实验中使小鼠致死的是具有致病性的S型细菌，不是S型细菌的DNA。
4．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。
知识点二 噬菌体侵染细菌的实验
1．实验者：赫尔希和蔡斯。
2．实验材料：T2噬菌体。
(1)结构与成分
(2)生活方式：专门寄生在大肠杆菌体内。
(3)增殖方式：在自身遗传物质的作用下，利用大肠杆菌体内的物质来合成自身的组成成分，进行大量增殖，当噬菌体增殖到一定数量后，大肠杆菌裂解，释放大量的噬菌体。
3．实验方法：放射性同位素标记法。
4．实验过程及现象
(1)标记T2噬菌体
(2)标记的T2噬菌体侵染未被标记的细菌，检测上清液和沉淀物的放射性
①搅拌的目的：使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离。
本实验采用的是放射性同位素标记法，为什么用32P和35S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。
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：因为噬菌体营寄生生活，只有在大肠杆菌体内才能进行增殖，所以应先培养大肠杆菌，再用大肠杆菌培养噬菌体。
用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌，上清液中有少量放射性的原因是什么？
提示：(1)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，使上清液出现放射性；
(2)保温时间过长，部分噬菌体在大肠杆菌内增殖后释放子代，经离心后分布于上清液中。
②离心的目的：让上清液中析出质量较轻的T2噬菌体颗粒，而离心管的沉淀物中留下被侵染的大肠杆菌。
③根据放射性结果说明：DNA进入了大肠杆菌，蛋白质外壳留在外面。
(3)检测新形成的噬菌体的放射性
进一步观察，细菌裂解释放出的子代噬菌体中，可以检测到32P标记的DNA，但却不能检测到35S标记的蛋白质。这一结果说明亲子代之间具有连续性的物质是DNA。
5．实验结论
子代噬菌体的各种性状是通过亲代的DNA遗传的。DNA才是噬菌体的遗传物质。
用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌，沉淀物中也有少量放射性的原因是什么？
提示：由于搅拌不充分，有少量含35S的噬菌体蛋白质外壳吸附在细菌表面，随细菌离心到沉淀物中。
[例1] “噬菌体侵染细菌的实验”是研究遗传物质的经典实验，主要过程如下：①标记噬菌体→②噬菌体与细菌混合培养→③搅拌、离心→④检测放射性。下列叙述正确的是( )
A．①需要利用分别含有35S和32P的细菌
B．②中少量噬菌体未侵入细菌会导致实验失败
C．③的作用是加速细菌的解体
D．④的结果是沉淀物中检测到放射性
解题分析 标记噬菌体需要用含35S或32P的细菌培养噬菌体，A正确；少量噬菌体未侵入细菌，但大多数噬菌体仍侵入，不影响实验结果，B错误；搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离，离心的目的是让上清液中析出质量较轻的T2噬菌体颗粒，而离心管的沉淀物中留下被侵染的大肠杆菌，C错误；以35S标记的噬菌体侵染细菌的实验中，上清液中含有较高的放射性，以32P标记的噬菌体侵染细菌的实验中，沉淀物中含有较高的放射性，D错误。
答案 A
[例2] 某研究人员模拟赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌实验，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用未标记的噬菌体侵染3H标记的细菌，短时间保温后离心，检测到以上3个实验中放射性的主要位置依次是( )
A．沉淀物、沉淀物、沉淀物和上清液
B．沉淀物、上清液、沉淀物
C．上清液、上清液、沉淀物和上清液
D．沉淀物、沉淀物、沉淀物
解题分析 在该实验中，沉淀物的主要成分是被侵染的细菌，上清液的主要成分为噬菌体外壳。①③都直接对细菌进行了标记，放射性主要出现在沉淀物中；②用32P只能标记噬菌体的DNA，在该实验中，噬菌体的DNA会进入细菌体内，放射性也主要出现在沉淀物中。
答案 D
[例3] 如果用3H、15N、32P、35S标记噬菌体后，让其侵染未被标记的细菌，在产生的子代噬菌体的组成成分中，能够找到的放射性元素为( )
A．可在外壳中找到3H、15N和35S
B．可在DNA中找到3H、15N和32P
C．可在外壳中找到15N、35S
D．可在DNA中找到15N、32P、35S
解题分析 噬菌体是由DNA和蛋白质组成的，DNA中含有C、H、O、N、P，而蛋白质中含有C、H、O、N、S等元素。用3H、15N、32P、35S共同标记噬菌体，其DNA中含有3H、15N、32P，蛋白质中含有3H、15N、35S。在噬菌体侵染细菌的过程中，蛋白质外壳留在外面，没有进入细菌内，只有DNA进入细菌内，所以在子代噬菌体的组成成分中能够找到的放射性元素为3H、15N、32P。
答案 B
技法提升
“二看法”判断子代噬菌体标记情况
知识点三 DNA是主要的遗传物质
1．RNA是遗传物质的依据
(1)实验材料
①烟草花叶病毒：组成为RNA和蛋白质。
②烟草
(2)侵染过程
(3)结论：烟草花叶病毒的遗传物质是RNA。
2．不同生物体内核酸的种类及遗传物质的区别
3．结论：绝大多数生物的遗传物质是DNA，所以说DNA是主要的遗传物质。
细胞核中的遗传物质是DNA，细胞质中的遗传物质是RNA，这种说法正确吗？
提示：不正确，有细胞结构的生物，其遗传物质均是DNA，不是RNA。
对于某一生物能不能说它的遗传物质主要是DNA，例如人、噬菌体、酵母菌等生物？DNA是主要的遗传物质如何理解？
提示：不能。某种生物的遗传物质只能说是DNA(例如人、噬菌体、酵母菌)或是RNA(艾滋病病毒等)。DNA是主要的遗传物质是对所有生物来说，绝大多数生物的遗传物质是DNA，少数是RNA。
[例1] 烟草花叶病毒(TMV)和车前草病毒(HRV)都能感染烟叶，但二者致病病斑不同，如图所示。下列说法中不正确的是( )
A．a过程表示用TMV的蛋白质外壳感染烟叶，结果说明TMV的蛋白质外壳没有侵染作用
B．b过程表示用HRV的RNA单独接种烟叶，结果说明具有侵染作用
C．c、d两过程表示用TMV的外壳和HRV的RNA组合成的“杂种病毒”接种烟叶，结果说明该“杂种病毒”有侵染作用，表现病症为烟叶感染HRV的症状，并能从中分离出HRV
D．该实验证明只有车前草病毒的RNA是遗传物质，蛋白质外壳和烟草花叶病毒的RNA不是遗传物质
解题分析 由于该实验中并没有用烟草花叶病毒的RNA侵染烟叶，因此无法证明烟草花叶病毒的RNA不是遗传物质。
答案 D
[例2] 关于遗传物质的叙述，正确的是( )
①噬菌体侵染细菌实验，证明DNA是主要遗传物质 ②大肠杆菌的遗传物质是RNA ③核酸是一切生物的遗传物质 ④病毒的遗传物质是DNA和RNA ⑤杨树的遗传物质是DNA
A．①②④
B．③⑤
C．③④⑤
D．①③⑤
解题分析 噬菌体侵染细菌实验，不能证明DNA是主要的遗传物质，只能证明DNA是噬菌体的遗传物质，①错误；核酸包括了DNA和RNA，核酸是一切生物的遗传物质，③正确；病毒的遗传物质是DNA或RNA，而有细胞结构的生物的遗传物质是DNA，如大肠杆菌和杨树等，②、④错误，⑤正确。
答案 B
1．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．不同生物的蛋白质在结构上存在差异
B．对DNA的结构没有清晰的了解
C．蛋白质比DNA具有更高的热稳定性，并且能够自我复制
D．蛋白质中氨基酸的不同排列组合可以贮存大量遗传信息
答案 C
解析 由于蛋白质中氨基酸的排列顺序千变万化，故推测不同的氨基酸排列顺序可能贮存大量的遗传信息，不同生物体内的蛋白质结构存在差异，故推测蛋白质是遗传物质，A、D正确；当时对生物大分子DNA的结构没有清晰的了解，而且与蛋白质相比，DNA更耐高温，故DNA的热稳定性大于蛋白质，另外蛋白质也不能自我复制，B正确，C错误。
2．肺炎链球菌的转化实验中，发生转化的细菌和含转化因子的细菌分别是( )
A．R型细菌和S型细菌
B．R型细菌和R型细菌
C．S型细菌和R型细菌
D．S型细菌和S型细菌
答案 A
解析 格里菲思体内转化实验证明S型细菌中存在某种“转化因子”，能将R型细菌转化为S型细菌，因此发生转化的细菌是R型细菌，含转化因子的细菌是S型细菌。
3．在肺炎链球菌的转化实验中，在培养有R型细菌的1、2、3、4四支试管中，依次加入经蛋白酶、RNA酶、酯酶、DNA酶处理的S型细菌细胞提取物，经过培养，检查结果发现试管内有S型细菌的是( )
A．3和4
B．1、3和4
C．1、2和3
D．2和3
答案 C
解析 根据艾弗里体外转化实验的结果可知，1、2、3试管中含有S型细菌。
4．关于T2噬菌体的叙述，正确的是( )
A．T2噬菌体的核酸和蛋白质中都含S元素
B．T2噬菌体寄生于酵母菌和大肠杆菌中
C．RNA和DNA都是T2噬菌体的遗传物质
D．T2噬菌体可利用寄主体内的物质大量增殖
答案 D
解析 T2噬菌体的遗传物质是DNA不是RNA，C错误；DNA中不含S元素，A错误；T2噬菌体不能寄生在酵母菌中，B错误。
5．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噬菌体侵染细菌 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
最合理的实验步骤顺序为( )
A．①②④③⑤
B．②①③④⑤
C．②①④③⑤
D．②①④⑤③
答案 C
解析 该实验首先要用32P和35S分别标记T2噬菌体，然后用标记的噬菌体侵染未被标记的细菌，保温培养一段时间后，充分搅拌，离心分离，然后对上清液和沉淀物的放射性进行检测，最后进一步对子代噬菌体进行放射性检测，以此来判断DNA和蛋白质在亲子代之间的传递情况。
6．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．H1N1流感病毒的遗传物质为DNA
答案 B
解析 豌豆的遗传物质是DNA，A错误；酵母菌属于真核生物，其遗传物质主要分布在染色体上，B正确；T2噬菌体的遗传物质是DNA，不含有硫元素，C错误；H1N1流感病毒遗传物质是RNA，D错误。[基础对点]
知识点一 肺炎链球菌的转化实验
1.肺炎链球菌转化实验中，发现无致病性的R型和加热致死的有致病性的S型细菌混合后，在小鼠体内找到了下列哪些类型的细菌( )
①有致病性的R型 ②无致病性的R型 ③有致病性的S型 ④无致病性的S型
A．①②
B．③④
C．②③
D．②④
答案 C
解析 在肺炎链球菌的转化过程中，并不是所有的无致病性的R型细菌都转化成了有致病性的S型细菌，因此在小鼠体内有无致病的R型和有致病的S型两种细菌存在。
2．下列有关肺炎链球菌转化实验的叙述中，正确的是( )
A．格里菲思认为加热致死的S型细菌中含有转化因子
B．体内转化实验的实质是S型细菌的DNA可使小鼠死亡
C．艾弗里实验不能证明蛋白质不是遗传物质
D．格里菲思实验遵循对照原则，艾弗里实验不遵循
答案 A
解析 格里菲思实验得出的结论是加热致死的S型细菌中含有转化因子，A正确；格里菲思体内转化实验使小鼠死亡的是S型活菌，而不是S型细菌的DNA，B错误；艾弗里实验根据减法原理控制自变量设置各实验组，能够证明蛋白质不是遗传物质，C错误；格里菲思和艾弗里的实验都遵循了实验设计的对照原则，D错误。
3．将下列混合物加入培养基中，在适宜条件下培养一段时间，只出现表面光滑的一种菌落的是( )
A．加热致死的S型菌与R型活菌
B．S型菌的DNA与R型活菌
C．DNA酶处理的S型菌DNA与R型活菌
D．DNA酶处理的R型菌DNA与S型活菌
答案 D
解析 加热致死的S型菌与R型活菌混合，在适宜条件下培养一段时间，部分R型活菌转化成S型活菌，既有表面光滑的菌落，也有表面粗糙的菌落，A错误；S型菌的DNA与R型活菌混合，在适宜条件下培养一段时间，部分R型活菌转化成S型活菌，既有表面光滑的菌落，也有表面粗糙的菌落，B错误；DNA酶处理的S型菌DNA与R型活菌混合，在适宜条件下培养一段时间，不发生转化，只有表面粗糙的菌落，C错误；DNA酶处理的R型菌DNA与S型活菌混合，在适宜条件下培养一段时间，S型活菌繁殖，所以只有表面光滑的菌落，D正确。
4．某研究人员模拟肺炎链球菌转化实验，进行了以下5个实验：
①S型细菌的细胞提取物＋R型细菌―→注入小鼠
②S型细菌的细胞提取物＋蛋白酶＋R型细菌―→注入小鼠 ③S型细菌的细胞提取物＋RNA酶＋R型细菌―→注入小鼠 ④S型细菌的细胞提取物＋酯酶＋R型细菌―→注入小鼠 ⑤S型细菌的细胞提取物＋DNA酶＋R型细菌―→注入小鼠
以上5个实验中小鼠存活的情况依次是( )
A．死亡、存活、存活、存活、死亡
B．死亡、存活、死亡、存活、死亡
C．死亡、死亡、死亡、死亡、存活
D．死亡、存活、死亡、存活、存活
答案 C
解析 根据艾弗里的肺炎链球菌转化实验的结果，①～④组R型细菌可转化为S型细菌，⑤组不能转化，S型细菌具有致病性，小鼠死亡，R型细菌无致病性，小鼠存活，C正确。
知识点二 噬菌体侵染细菌的实验
5.在噬菌体侵染细菌的实验中，下列对噬菌体蛋白质外壳合成的描述，正确的是( )
A．氨基酸原料和酶来自细菌
B．氨基酸原料和酶来自噬菌体
C．氨基酸原料来自细菌，酶来自噬菌体
D．氨基酸原料来自噬菌体，酶来自细菌
答案 A
解析 噬菌体侵染细菌时，只有DNA进入细菌并作为模板控制子代噬菌体合成，而DNA复制和噬菌体蛋白质外壳合成所需的原料、能量、酶等条件均由细菌提供，A正确。
6．在“噬菌体侵染细菌”的实验中，获得被标记的噬菌体的方法是( )
A．可以用含32P或者35S的培养基直接培养噬菌体
B．可以用同时含32P和35S的培养基培养噬菌体
C．让噬菌体分别去侵染含32P或者35S的大肠杆菌
D．让噬菌体同时侵染含有32P和35S的大肠杆菌
答案 C
解析 噬菌体是病毒，只有在宿主细胞内才能进行增殖，不能用培养基直接培养，需要先分别用含放射性同位素32P或35S的培养基培养大肠杆菌，再用上述大肠杆菌培养噬菌体，这样就可得到DNA含32P标记或蛋白质含35S标记的噬菌体，C正确。
7．用噬菌体去侵染内含32P的细菌，在细菌解体后，含32P的应该是( )
A．全部子代噬菌体DNA
B．子代噬菌体蛋白质外壳
C．子代噬菌体所有部分
D．部分子代噬菌体DNA
答案 A
解析 由于噬菌体DNA的元素组成为C、H、O、N、P，而蛋白质中含有C、H、O、N、S等元素，噬菌体侵染体内含32P的细菌时，会利用细菌中的原料进行DNA分子的复制和蛋白质的合成，因此子代噬菌体的DNA中都会含有32P，子代噬菌体蛋白质外壳没有放射性。
8．下列有关“噬菌体侵染细菌实验”的叙述，正确的是( )
A．实验中搅拌的目的是让上清液中析出质量较轻的T2噬菌体颗粒
B．在32P标记噬菌体的侵染实验中，上清液存在较强放射性可能是由于保温时间过长
C．32P、35S标记的噬菌体侵染实验分别说明DNA是遗传物质、蛋白质不是遗传物质
D．若用噬菌体侵染3H标记的细菌，离心后可检测到放射性主要分布在上清液中
答案 B
解析 离心的目的是让上清液中析出质量轻的T2噬菌体颗粒，A错误；32P标记的是噬菌体的DNA，噬菌体在侵染细菌时，DNA进入细菌，并随着细菌离心到沉淀物中，所以上清液中不应该出现放射性，若上清液中出现较强的放射性，原因可能是保温时间太长，有部分子代噬菌体释放出来，离心后分布到上清液中，也可能是保温时间过短，部分噬菌体未侵染细菌，B正确；噬菌体侵染细菌时，只有DNA进入细菌，蛋白质外壳留在细菌外面，因此该实验只能说明DNA是噬菌体的遗传物质，不能说明蛋白质不是遗传物质，C错误；噬菌体侵染细菌实验中，离心后上清液中析出质量较轻的噬菌体颗粒，沉淀物中留下大肠杆菌，大肠杆菌具有放射性，因此检测到放射性主要分布在沉淀物中，D错误。
知识点三 DNA是主要的遗传物质
9.如图甲、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( )
答案 D
解析 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。由于病毒丙侵入植物细胞中的是核酸，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。
10．下列有关生物遗传物质的叙述，不正确的是( )
A．病毒的遗传物质是DNA或RNA
B．只含有RNA的生物，遗传物质是RNA
C．既有DNA又有RNA的生物，其遗传物质是DNA或RNA
D．细胞生物的遗传物质都是DNA
答案 C
解析 病毒只含有1种核酸，含有DNA的病毒遗传物质是DNA，含有RNA的病毒遗传物质是RNA，A正确；只含有RNA一种核酸的生物，其遗传物质一定是RNA，B正确；既有DNA又有RNA的生物，其遗传物质是DNA，C错误；所有细胞生物都含有DNA和RNA，其遗传物质是DNA，D正确。
[能力提升]
11．艾弗里及其同事为了探究S型肺炎链球菌中何种物质是“转化因子”，进行了肺炎链球菌体外转化实验。下列叙述中有误的是( )
A．肺炎链球菌的细胞结构中没有核膜(无成形的细胞核)
B．在培养R型细菌的培养基中添加S型细菌的细胞提取物后，观察发现只有S型细菌菌落
C．该实验的自变量控制的方法为“减法原理”
D．该实验证明了DNA是肺炎链球菌的遗传物质，而蛋白质不是
答案 B
解析 肺炎链球菌属于原核生物，其细胞结构中没有核膜包被的成形细胞核，A正确；因为S型细菌的DNA能够将R型细菌转化为S型细菌，因此添加S型细菌细胞提取物后，有S型细菌菌落长出，但也有大量没有转化的R型细菌菌落，B错误；艾弗里实验中自变量控制的方法为“减法原理”，C正确；实验结论是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，而蛋白质不能使R型细菌产生稳定遗传变化，即蛋白质不遗传物质，D正确。
12．为证明蛋白质和DNA究竟哪一种是遗传物质，赫尔希和蔡斯做了“T2噬菌体侵染大肠杆菌”的实验(T2噬菌体专门寄生在大肠杆菌体内)。图中亲代噬菌体已用32P标记，A、C中的方框代表大肠杆菌。下列关于本实验及噬菌体、细菌的有关叙述正确的是( )
A．图中锥形瓶中的培养液是用来培养大肠杆菌的，其内的营养成分中要加入32P标记的无机盐
B．若要达到实验目的，还要再设计一组用35S标记噬菌体的实验，两组相互对照，都是实验组
C．噬菌体的遗传不遵循基因分离定律，而大肠杆菌的遗传遵循基因分离定律
D．若本组实验B(上清液)中出现放射性，则不能证明噬菌体的DNA是遗传物质
答案 B
解析 从题干中可知，亲代噬菌体已用32P标记，应侵染未被标记的大肠杆菌，图中锥形瓶中的培养液是用来培养大肠杆菌的，其内的营养成分中不能加入32P，A错误；根据题干中给出的实验目的，是要探究蛋白质和DNA究竟哪一种是遗传物质，是一个“不知”结果的探究性实验，因此，两组相互对照，都是实验组，B正确；噬菌体和细菌都没有染色体，也没有等位基因，所以都不遵循基因分离定律，C错误；本组实验离心后得到的B(上清液)中正常情况下也会出现少量放射性，可能的原因是培养时间较短，有部分噬菌体还没有侵入大肠杆菌，仍存在于培养液中，也可能是培养时间过长，噬菌体从大肠杆菌体内释放出来造成的，对实验结果没有影响，而由于缺少35S标记噬菌体的蛋白质实验作为对照组，则不能证明噬菌体的DNA是遗传物质，D错误。
13．1952年“噬菌体小组”的赫尔希和蔡斯研究了噬菌体的蛋白质和DNA在侵染过程中的功能，请回答下列有关问题。
(1)他们指出“噬菌体在分子生物学的地位就相当于氢原子在玻尔量子力学模型中的地位一样”。噬菌体作为实验材料具有____________________________的特点。
(2)通过____________________________________________________的方法分别获得被32P或35S标记的噬菌体，用标记的噬菌体侵染细菌，从而追踪在侵染过程中________________变化。
(3)侵染一段时间后，用搅拌机搅拌，然后离心得到上清液和沉淀物，检测上清液中的放射性，得到如图所示的实验结果。搅拌的目的是__________________________________________，所以搅拌时间少于1
min时，上清液中的放射性__________。实验结果表明当搅拌时间足够长以后，上清液中的35S和32P分别占初始标记噬菌体放射性的80%和30%，证明__________________________________________。图中“被侵染细菌”的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______________________________，否则细胞外________放射性会增高。
(4)本实验证明病毒遗传物质的复制和传递过程中____________起着重要作用。
答案 (1)结构简单，只含有蛋白质和DNA(核酸)
(2)用分别含32P和35S的培养基培养大肠杆菌，再用噬菌体分别侵染被32P或35S标记的大肠杆菌 DNA和蛋白质的位置
(3)使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离 较低 DNA进入细菌，蛋白质没有进入细菌 细菌没有裂解，没有子代噬菌体释放出来 32P
(4)DNA
解析 (1)噬菌体属于病毒，病毒是生物界最小的一种非细胞生物，并且结构简单，组成物质中只含有蛋白质和核酸。
(2)赫尔希和蔡斯在实验时，由于噬菌体不能直接生活在培养基中，因此用含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，分别获得被32P和35S标记的噬菌体。其中32P标记噬菌体的DNA,35S标记噬菌体的蛋白质，从而追踪在侵染过程中DNA和蛋白质的位置变化。
(3)搅拌的目的是将噬菌体与细菌分离，所以搅拌时间过短时，含有放射性的蛋白质外壳就会留在细菌表面，留在沉淀物中，从而使得上清液中的放射性较低。
(4)由于DNA进入细菌中并且产生子代噬菌体，因此本实验证明病毒遗传物质复制和传递的过程中DNA起着重要作用。
14．某研究小组为探究某病毒的遗传物质是DNA还是RNA，做了如下实验，请你完成相关内容。
(1)实验原理：____________________________________________。
(2)材料用具：该病毒核酸提取物、DNA酶、RNA酶、小白鼠及其等渗生理盐水、注射器等。
(3)实验步骤如下，将空白处补充完整。
①取健康且生长状况基本一致的小白鼠若干，随机均分成四组，编号分别为A、B、C、D。
②按下表所示配制注射溶液，然后分别注射入小白鼠体内。
组别
A
B
C
D
注射溶液
__________和RNA酶
________和________
________
生理盐水
③相同条件下培养一段时间后，观察比较各组小白鼠的发病情况。
(4)结果预测及结论：
①A、C组发病，B、D组未发病，说明DNA是该病毒的遗传物质；
②__________________，说明_________________________________________
____________。
(5)实验分析：
①________组和________组对照，能说明DNA是否是其遗传物质。
②A组和C组对照，能说明__________________________________________
____________。
③C组和D组在实验对比时起到________作用。
答案 (1)酶具有专一性
(3)②该病毒核酸提取物 该病毒核酸提取物 DNA酶 该病毒核酸提取物
(4)②B、C组发病，A、D组未发病 RNA是该病毒的遗传物质
(5)①B C ②RNA是否是其遗传物质 ③对照
解析 (1)根据酶的专一性，用不同的酶去处理遗传物质，找出可以使遗传物质失去功能的酶，即可以得出该物质的本质。
(3)根据单一变量原则，对照原则和实验原理，A中应加RNA酶和核酸提取物，B中加DNA酶和核酸提取物，C、D为对照实验，应该分别加核酸提取物和生理盐水。
(4)根据可能的情况得出相应的结论。①中结论是DNA是该病毒的遗传物质，②中结论就应该是RNA是其遗传物质，由结论得出实验结果应该是B、C发病，A、D未发病。
(5)根据题意应该用加DNA酶和核酸提取物的组和只加核酸提取物的组，进行对照，判断DNA是否是遗传物质。用加RNA酶和核酸提取物的组和只加核酸提取物的组对照可判断RNA是否是其遗传物质。
