第1节 DNA是主要的遗传物质
一、肺炎链球菌的转化实验
1．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，人们认识到组成DNA分子的脱氧核苷酸有4种，每一种有一个特定的碱基。这一认识本可以使人们意识到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。
2．肺炎链球菌的类型
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
3.格里菲思的体内转化实验
实验过程
结果分析
结论
①R型活细菌小鼠不死亡
R型细菌无毒性
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
②S型活细菌小鼠死亡S型活细菌
S型细菌有毒性
③加热致死的S型细菌小鼠不死亡
加热致死的S型细菌已失活，毒性消失
小鼠死亡 S型活细菌
R型细菌转化为S型细菌，且性状可以遗传
4.艾弗里的体外转化实验
(1)实验过程及结果
(2)结论：DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。
(3)减法原理：在对照实验中，与常态比较，人为去除某种影响因素的称为“减法原理”。例如，在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。
(1)S型细菌的DNA可使小鼠死亡( )
(2)格里菲思的实验结果没有具体证明哪一种物质是遗传物质( )
(3)艾弗里的实验证明转化因子是DNA( )
答案 (1)× (2)√ (3)√
格里菲思将加热致死的S型细菌与R型活细菌混合后，注射到小鼠体内，小鼠死亡，并从死亡小鼠体内分离到了活的S型细菌，请分析：
1．已知在80～100 ℃温度范围内，蛋白质将失去活性，DNA的结构也会被破坏，但当温度降低到55 ℃左右时，DNA的结构会恢复，但蛋白质却不能恢复。由此我们可以推断：在格里菲思的实验中，加热杀死的S型细菌中的“转化因子”应该是哪种物质？
提示 是DNA。
2．研究表明，小鼠体内的两种细菌含量变化如图所示：
(1)S型活细菌是怎样产生的？
提示 加热致死的S型细菌的DNA将R型细菌转化为S型活细菌。
(2)S型细菌是有毒性的，据此推测曲线bc段上升的原因是什么？
提示 有毒的S型细菌在小鼠体内增殖，导致小鼠的免疫力降低，R型细菌、S型细菌数量都增加。
二、噬菌体侵染细菌的实验
1．实验者：赫尔希和蔡斯。
2．实验方法：放射性同位素标记技术。
3．实验材料：T2噬菌体(如图所示)。
4．实验过程
(1)标记T2噬菌体
(2)侵染细菌
5．实验分析
(1)T2噬菌体侵染细菌时，DNA进入细菌的细胞中，而蛋白质外壳仍留在细胞外。
(2)子代T2噬菌体的各种性状是通过亲代的DNA遗传的。
6．实验结论：DNA才是真正的遗传物质。
(1)1952年，赫尔希和蔡斯用35S和32P分别标记T2噬菌体，证明T2噬菌体的遗传物质是DNA( )
(2)用含35S的噬菌体侵染细菌，经离心后，可在沉淀物中发现大量的放射性物质( )
(3)可用含32P的培养基培养T2噬菌体，以使其DNA带上放射性( )
答案 (1)√ (2)× (3)×
1．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；不能用32P和35S同时标记噬菌体，因为若用32P和35S同时标记噬菌体，则上清液和沉淀物中均会具有放射性，无法判断遗传物质的成分。
2．用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌时，发现沉淀物中放射性也较高，可能是什么原因造成的？
提示 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。
3．用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌时，发现上清液中放射性也较高，可能是什么原因造成的？
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。
(2)保温时间过长，噬菌体在大肠杆菌内增殖后释放出子代，经离心后分布于上清液中。
三、生物的遗传物质
1．RNA是遗传物质的实验证据
(1)实验材料：烟草花叶病毒(只由蛋白质和RNA组成)。
(2)实验过程
(3)结论：烟草花叶病毒的遗传物质是RNA，不是蛋白质。
2．DNA是主要的遗传物质：绝大多数生物的遗传物质是DNA，只有极少数生物的遗传物质是RNA。因此，DNA是主要的遗传物质。
归纳总结 不同生物的遗传物质
项目
细胞生物
非细胞生物
真核生物
原核生物
DNA病毒
RNA病毒
核酸种类
DNA和RNA
DNA和RNA
DNA
RNA
遗传物质
DNA
DNA
DNA
RNA
(1)DNA是所有生物的遗传物质( )
(2)酵母菌的遗传物质主要是DNA( )
(3)病毒的遗传物质是DNA或RNA( )
(4)艾滋病病毒的遗传物质是DNA或RNA( )
答案 (1)× (2)× (3)√ (4)×
1．人、噬菌体、烟草花叶病毒及大肠杆菌的遗传物质分别是什么？
提示 分别是DNA、DNA、RNA、DNA。
2．烟草花叶病毒的核酸彻底水解可以得到几种小分子物质？分别是什么？
提示 6种；分别是A、G、C、U、核糖、磷酸。
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．蛋白质与生物的性状密切相关
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顺序可能蕴含大量遗传信息
答案 C
解析 不同生物的蛋白质在结构上存在差异，蛋白质的不同结构可能对应不同的遗传信息，A项正确；作为遗传物质，要能控制生物的性状，而蛋白质与生物的性状密切相关，B项正确；作为遗传物质要能储存大量的遗传信息，而蛋白质中氨基酸的不同排列顺序可能蕴含大量遗传信息，D项正确。
2．在肺炎链球菌转化实验中，将R型活细菌与加热致死的S型细菌混合后，注射到小鼠体内，下列能在死亡小鼠体内出现的细菌类型有( )
①有毒的R型活细菌 ②无毒的R型活细菌 ③有毒的S型活细菌 ④无毒的S型活细菌
A．①④ B．②③ C．③ D．①③
答案 B
3．(2018·河南郑州一中期末)下列有关赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌的实验的叙述，不正确的是( )
A．该实验的设计思路是单独观察蛋白质和DNA的作用
B．检测离心后试管中上清液和沉淀物中放射性的强弱可推测侵入细菌中的物质
C．35S标记蛋白质的实验组，离心后的试管中上清液有较高的放射性
D．噬菌体侵染细菌的实验和格里菲思的肺炎链球菌的转化实验同时证明了DNA是遗传物质
答案 D
解析 在噬菌体侵染细菌的实验中，实验设计思路为S是蛋白质的特征元素，P为DNA的特征元素，用放射性同位素32P和放射性同位素35S分别标记DNA和蛋白质，直接地、单独地去观察它们的作用，A项正确；离心后35S标记蛋白质的一组放射性主要集中在上清液中，32P标记DNA的一组放射性主要集中在沉淀物中，则可推测T2噬菌体侵入大肠杆菌中的物质是DNA，T2噬菌体的蛋白质外壳留在大肠杆菌的外面，B项正确；35S标记蛋白质的实验组，由于蛋白质外壳没有进入大肠杆菌体内，所以离心后的试管中上清液有较高的放射性，C项正确；格里菲思的肺炎链球菌转化实验证明了存在转化因子，但没有证明DNA是转化因子，D项错误。
4．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．水和苯酚的作用是分离病毒的蛋白质和RNA
B．TMV的蛋白质没有进入烟草细胞中
C．侵入烟草细胞的RNA由A、T、G、C四种核苷酸组成
D．RNA是TMV的主要遗传物质
答案 A
解析 水和苯酚的作用是将TMV的RNA与蛋白质分离开，A正确；能将TMV的蛋白质接种到正常烟草叶片细胞内，即TMV的蛋白质进入了烟草细胞中，B错误；RNA由A、U、G、C四种核苷酸组成，C错误；本实验证明RNA是TMV的遗传物质，而不能证明RNA是TMV的主要遗传物质，D错误。
5．下列生物的遗传物质都是DNA的是( )
A．酵母菌、大肠杆菌和肺炎链球菌
B．禽流感病毒、SARS病毒
C．HIV、蓝细菌、绿藻和黑藻
D．烟草、烟草花叶病毒
答案 A
解析 所有细胞生物(包括原核生物和真核生物)的遗传物质都是DNA，绝大多数病毒的遗传物质是DNA，只有极少数病毒的遗传物质是RNA，如烟草花叶病毒、HIV、SARS病毒和禽流感病毒等。
6．根据下列材料，分析回答问题：
材料1 某科学家做“噬菌体侵染细菌的实验”时，用同位素31P、32P和32S、35S分别作如下标记：
项目
噬菌体
大肠杆菌
脱氧核苷酸
32P
31P
氨基酸
32S
35S
材料2
(1)用32P标记噬菌体的大致操作过程：
①________________________________________________________________________；
②________________________________________________________________________。
(2)若材料1中的噬菌体和大肠杆菌分别换成烟草花叶病毒和烟草叶细胞，则能说明________________________________________________________________________。
(3)分析材料2，A～D的结果中，哪项不正确？请说明理由。
________________________________________________________________________。
(4)材料1、材料2共同说明的问题是________________。
答案 (1)①在含有放射性32P的培养基中培养大肠杆菌
②再用上述大肠杆菌培养噬菌体
(2)RNA是遗传物质
(3)D；DNA分子被DNA酶分解掉，R型细菌不能转化成S型细菌，小鼠应为正常
(4)DNA是遗传物质
解析 (1)由于噬菌体是病毒，必须寄生在活细胞中，所以需先用培养基培养大肠杆菌，再用细菌培养噬菌体。(2)烟草花叶病毒的核酸是RNA，它可以侵染烟草的叶肉细胞，说明RNA是烟草花叶病毒的遗传物质。(3)由于DNA酶能够分解DNA分子，不存在DNA时就不能使R型细菌转化成S型细菌，所以小鼠不会死亡。(4)材料1、材料2共同说明的问题是DNA是遗传物质。
A组 基础对点练
题组一 肺炎链球菌的转化实验
1．格里菲思的肺炎双球菌转化实验证实了( )
A．DNA是遗传物质
B．DNA是主要的遗传物质
C．蛋白质不是遗传物质
D．加热致死的S型细菌中含有某种“转化因子”
答案 D
解析 格里菲思的肺炎双球菌转化实验证实了加热致死的S型细菌中含有某种“转化因子”，但不能确定该“转化因子”的化学本质。
2．如图是关于肺炎链球菌的转化实验，下列分析错误的是( )
A．此实验证明打碎的S型细菌体内有转化因子，使R型细菌转化为S型细菌
B．结果1中全部为S型肺炎链球菌
C．结果1中部分为R型肺炎链球菌
D．结果2中全部为R型肺炎链球菌
答案 B
解析 此实验证明打碎的S型细菌体内有转化因子，使R型细菌转化为S型细菌，A项正确；S型肺炎链球菌的DNA是转化因子，能使R型肺炎链球菌转化为S型肺炎链球菌，所以用S型细菌的细胞提取物与R型活细菌混合后，结果1中可能培养出S型细菌和R型细菌，B项错误、C项正确；用DNA酶处理S型细菌的细胞提取物后，其所携带的遗传信息已被破坏，所以与R型活细菌混合，不能培养出S型细菌，只有R型细菌，D项正确。
3．1928年，英国科学家格里菲思以小鼠和不同类型的肺炎链球菌为实验材料做了如下实验。
项目
第1组
第2组
第3组
第4组
实验处理
注射R型活细菌
注射S型
活细菌
注射加热致死的S型细菌
注射R型活细菌与加热致死的S型细菌
实验现象
小鼠
不死亡
小鼠死亡，从小鼠体内分离出S型活细菌
小鼠不死亡
小鼠死亡，从小鼠体内分离出S型活细菌
下列关于此实验的分析不正确的是( )
A．实验的关键现象是第4组小鼠死亡并从体内分离出S型活细菌
B．分析第4组实验时必须以第1～3组的实验为参照
C．本实验说明R型细菌发生了某种类型的转化
D．本实验结论为DNA是使R型细菌转化为S型细菌的转化因子
答案 D
解析 肺炎链球菌转化实验的关键现象是向小鼠注射R型活细菌与加热致死的S型细菌，小鼠死亡，且从小鼠体内分离出了S型活细菌；该实验表明了R型细菌发生了某种类型的转化；由于实验没有从S型细菌体内提取DNA，没有单独、直接地观察DNA的作用，故不能证明DNA是使R型细菌转化为S型细菌的转化因子。
题组二 噬菌体侵染细菌的实验
4．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4个步骤：①培养噬菌体；②35S和32P分别标记噬菌体；③放射性检验；④离心分离。实验步骤的先后顺序为( )
A．①②④③ B．④②①③
C．②①④③ D．②①③④
答案 C
解析 噬菌体侵染细菌实验的步骤：首先用35S和32P分别标记噬菌体，然后利用大肠杆菌培养被标记的噬菌体，离心分离之后，检验放射性。
5．(2019·河北保定校级月考)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
答案 A
解析 噬菌体侵染细菌时只将自身的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。
6．(2019·福建厦门高三月考)下列关于噬菌体侵染细菌实验的叙述，正确的是( )
A．在含有35S或32P的普通培养基中直接培养病毒
B．将被35S或32P标记的T2噬菌体与大肠杆菌混合培养，可以通过实验放射性的分布判断遗传物质是蛋白质还是DNA
C．用含32P的T2噬菌体侵染大肠杆菌，保温时间过长或过短，都会导致上清液中出现放射性
D．用含35S的T2噬菌体侵染大肠杆菌，如果没有搅拌直接离心，则沉淀物中放射性比正常情况下低
答案 C
解析 T2噬菌体是一种专门寄生在大肠杆菌体内的病毒，所以要得到35S或32P标记的T2噬菌体必须将T2噬菌体直接接种在含35S或32P的大肠杆菌中，A项错误；用35S或32P标记的T2噬菌体与大肠杆菌混合培养，由于蛋白质外壳没有进入大肠杆菌体内，故不能说明蛋白质不是遗传物质，B项错误；保温培养时间过长，部分被侵染的大肠杆菌已裂解，保温时间过短，部分T2噬菌体还没有侵入到大肠杆菌内，这两种情况均会导致上清液中出现放射性，C项正确；用含35S的T2噬菌体侵染大肠杆菌，没有搅拌会使部分T2噬菌体的蛋白质外壳仍吸附在大肠杆菌表面，离心后存在于沉淀物中，导致沉淀物中放射性比正常情况下高，D项错误。
题组三 生物的遗传物质
7．如图是某种高等植物的病原体的遗传过程实验，实验表明这种病原体( )
A．寄生于细胞内，通过RNA遗传
B．寄生于细胞间，通过蛋白质遗传
C．寄生于细胞内，通过蛋白质遗传
D．寄生于细胞间，通过RNA遗传
答案 A
解析 从图示可看出，用RNA接种在叶片上，叶片出现了病斑；而用蛋白质外壳接种到叶片上，叶片上没有病斑；所以该病原体是通过RNA遗传的。
8．DNA是主要的遗传物质是指( )
A．一种生物的遗传物质主要是DNA
B．绝大多数生物的遗传物质是DNA
C．DNA大部分在染色体上
D．染色体在遗传上起主要作用
答案 B
解析 有细胞结构的生物的遗传物质都是DNA；DNA病毒也以DNA为遗传物质，只有少数RNA病毒以RNA为遗传物质，由于绝大多数生物的遗传物质是DNA，因此DNA是主要的遗传物质。
B组 综合强化练
1～6题为选择题，1～4题中只有一个选项符合题目要求，5、6题中有一个或多个选项符合题目要求。
1．(2019·安徽淮南检测)在肺炎链球菌的转化实验中，能够证明DNA是遗传物质的最关键的实验步骤是( )
A．将无毒R型活细菌与有毒S型活细菌混合后培养，发现R型细菌转化为S型细菌
B．将无毒R型活细菌与加热致死的S型细菌混合培养，发现R型细菌转化为S型细菌
C．从加热致死的S型细菌中提取DNA、蛋白质和多糖，混合后加入培养R型细菌的培养基中，发现R型细菌转化为S型细菌
D．将加热致死的S型细菌破碎后，设法去除绝大部分糖类、蛋白质和脂质，制成细胞提取物
答案 D
解析 S型活细菌内各成分没有分开，不能证明是DNA使R型细菌转化为S型细菌，A项错误；B项只能证明加热致死的S型细菌中含有转化因子，但不能证明转化因子就是DNA，B项错误；将加热致死的S型细菌的DNA、蛋白质和多糖混合后加入培养R型细菌的培养基中，仍然无法确定具体是哪种物质起了转化作用，C项错误。
2．图1、图2表示T2噬菌体侵染大肠杆菌的相关实验，据图分析，某同学总结出四个结论，你认为正确的是( )
①甲处的噬菌体含有放射性 ②乙处的噬菌体一定不含放射性 ③图1能证明DNA是遗传物质，而不能证明蛋白质不是遗物物质 ④图2增设一组35S标记的噬菌体作对照，能证明DNA是遗传物质，但不能证明蛋白质不是遗传物质
A．一项 B．二项
C．三项 D．四项
答案 B
解析 分析图1可知，大肠杆菌用32P或35S处理过，所以甲处的噬菌体含有放射性，①正确；由于亲代噬菌体用32P处理过，所以乙处噬菌体部分含放射性，②错误；由于图1中的大肠杆菌用32P或35S处理过，而亲代噬菌体没有处理过，所以图1不能证明DNA是遗传物质，也不能证明蛋白质不是遗传物质，③错误；图2增设一组35S标记的噬菌体作对照，能证明DNA是遗传物质；因为35S标记的噬菌体的蛋白质没有进入大肠杆菌体内，所以不能证明蛋白质不是遗传物质，④正确。
3．(2019·辽宁省本溪调研)用3H、15N、35S标记T2噬菌体后，让其侵染普通大肠杆菌，下列对此分析正确的是( )
A．只有噬菌体的蛋白质被标记，DNA没有被标记
B．子代噬菌体的外壳中可检测到3H、15N、35S
C．子代噬菌体的DNA分子中可检测到3H、15N
D．子代噬菌体的DNA分子中部分含有3H、14N、32S
答案 C
解析 蛋白质和DNA分子中都含有H、N，所以用3H、15N、35S标记T2噬菌体后，T2噬菌体的蛋白质和DNA都会被3H、15N标记，A项错误；由于3H、15N、35S标记的蛋白质外壳不进入大肠杆菌，3H、15N标记的DNA分子进入大肠杆菌但用于合成子代噬菌体外壳的是大肠杆菌体内的物质，所以子代噬菌体的外壳中应该检测不到3H、15N、35S，B项错误；由于3H、15N标记了亲代噬菌体的DNA分子，所以子代噬菌体的DNA分子中可检测到3H、15N，C项正确；子代噬菌体的DNA分子中部分含有3H、全部含有14N，DNA分子不含35S，D项错误。
4．如图所示，两种不同的植物病毒甲、乙，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 病毒的遗传物质是核酸，重建的“杂种病毒丙”的核酸来自乙病毒，核酸是遗传物质，因此在植物体内增殖产生的新病毒和乙是一样的。
5．下列关于科学家探究“DNA是遗传物质”实验的叙述，正确的是( )
A．用R型活细菌和加热致死的S型细菌分别给小鼠注射，小鼠均不死亡
B．用35S标记的噬菌体侵染细菌，在子代噬菌体中也有35S标记
C．用烟草花叶病毒感染烟草，可证明RNA是遗传物质
D．用32P标记的噬菌体侵染细菌后离心，上清液中具有较强的放射性
答案 AC
解析 R型肺炎链球菌无毒性，加热致死后的S型细菌不能繁殖，故将其分别给小鼠注射，小鼠均不死亡，A正确；噬菌体的蛋白质分子被35S标记，该物质没有进入被侵染的细菌中，故子代噬菌体中无35S标记，B错误；烟草花叶病毒的遗传物质是RNA，C正确；用32P标记的噬菌体侵染细菌后离心，沉淀物中具有较强的放射性，D错误。
6．下列关于噬菌体侵染细菌实验的叙述中，正确的是( )
A．用35S标记的噬菌体进行实验时，若沉淀物的放射性较高，可能是搅拌不充分所致
B．用32P标记的噬菌体进行实验时，若上清液的放射性较高，可能是保温时间过长所致
C．噬菌体侵染细菌实验之所以更有说服力，是因为其蛋白质和DNA被完全分开
D．为获得含35S和32P的噬菌体，可分别用含35S和32P的培养基培养未标记的噬菌体
答案 ABC
解析 35S标记的是噬菌体的蛋白质外壳，用35S标记的噬菌体进行实验时，若沉淀物的放射性较高，可能是搅拌不充分，部分35S标记的蛋白质外壳未和细菌分离并随其进入沉淀物中所致，A项正确；32P标记的是噬菌体的DNA，用32P标记的噬菌体进行实验时，经过离心后，32P标记的DNA应该随着大肠杆菌分布在沉淀物中，若上清液的放射性较高，可能是保温时间过长，细菌裂解释放出子代噬菌体所致，B项正确；噬菌体侵染细菌实验之所以更有说服力，是因为噬菌体侵染细菌时，只有DNA进入细胞，而蛋白质外壳留在外面，即蛋白质和DNA被完全分开，C项正确；噬菌体是病毒，不能在培养基中独立生存，D项错误。
7．如图为肺炎链球菌转化实验的部分图解，请据图回答下列问题：
(1)该实验是在格里菲思的肺炎链球菌转化实验的基础上进行的，其中格里菲思的实验得出的结论是________________________________________________________________________。
(2)依据上图所示实验，可以作出_____________________________________________的假设。
(3)为验证(2)的假设，需设计下面甲和乙两组实验：
①甲组实验中加入DNA酶的目的是____________________________________________
________________________________________________________，观察到的实验现象是
__________________________。
②乙组可观察到的实验现象是________________________________________________。
答案 (1)加热致死的S型细菌中存在将R型细菌转化成S型细菌的转化因子 (2)DNA是转化因子(遗传物质)
(3)①水解从S型细菌中提取到的DNA 培养基中只生长R型细菌 ②培养基中只生长R型细菌
解析 (1)格里菲思的肺炎链球菌体内转化实验的结论是加热致死的S型细菌存在将R型细菌转化成S型细菌的转化因子。
(2)同时加入R型细菌和S型细菌的DNA，培养基中会同时生长R型细菌和S型细菌，所以可以作出DNA是使R型细菌转化为S型细菌的转化因子的假设。
(3)①酶具有催化作用，DNA酶能使DNA水解，所以该实验中加入DNA酶的目的是水解从S型细菌中提取到的DNA；由于S型细菌的DNA被水解，所以观察到的实验现象是培养基中只生长R型细菌。②蛋白质、荚膜多糖不是遗传物质，因此乙组观察到的实验现象是培养基中只生长R型细菌。
8．在赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌的实验中，用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌，在理论上，上清液中不含放射性，下层沉淀物中具有很高的放射性。而实验的实际最终结果显示：在离心上层液体中，也具有一定的放射性，而下层的放射性强度比理论值略低。
(1)在赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌的实验中，采用的实验方法是_____________________。
(2)在理论上，上清液放射性应该为0，其原因是________________________________________
_______________________________________________________________________________。
(3)实验数据和理论数据之间有较大的误差，对实验过程进行如下误差分析：
①在实验中，从噬菌体和大肠杆菌混合培养，到用离心机分离，这一段时间如果过长，会使上清液的放射性含量升高，其原因是_________________________________________________
_______________________________________________________________________________。
②在实验中，如果有一部分噬菌体没有侵染到大肠杆菌细胞内，将________(填“是”或“不是”)误差的来源，理由是__________________________________________________________
_______________________________________________________________________________。
(4)噬菌体侵染细菌的实验证明了______________________________________________。
(5)上述实验中________________(填“能”或“不能”)用15N来标记噬菌体的DNA，理由是_______________________________________________________________________________。
答案 (1)放射性同位素标记技术
(2)理论上，噬菌体已将含32P的DNA全部注入大肠杆菌内，上清液中只含噬菌体的蛋白质外壳
(3)①噬菌体在大肠杆菌内增殖后被释放出来，经离心后分布于上清液中 ②是 没有侵入大肠杆菌的噬菌体经离心后分布于上清液中，使上清液具有放射性
(4)DNA是遗传物质
(5)不能 在DNA和蛋白质中都含有N元素
解析 (1)噬菌体侵染细菌实验中，采用的实验方法是放射性同位素标记技术。
(2)DNA中含有P元素，蛋白质中没有，故32P只能进入噬菌体的DNA中。在侵染过程中，由于噬菌体的DNA全部注入大肠杆菌，离心后，上清液中是噬菌体的蛋白质外壳，沉淀物中是被侵染的大肠杆菌，因此上清液中应该没有放射性。
(3)从噬菌体和大肠杆菌混合培养，到用离心机分离，如果时间过长会使带有放射性的噬菌体从大肠杆菌中释放出来，使上清液带有放射性；如果部分噬菌体没有侵染到大肠杆菌内，也会使上清液带有放射性。
(4)噬菌体侵染细菌实验证明了DNA是噬菌体的遗传物质。
(5)N元素在DNA和蛋白质中都含有，因此不能用15N来标记DNA。
课件39张PPT。第3章 基因的本质第1节 DNA是主要的遗传物质1.阐述格里菲思、艾弗里肺炎链球菌转化实验的过程。
2.阐述噬菌体侵染细菌实验的方法、过程。
3.举例说明证明遗传物质的实验思路。1.生命观念：理解DNA是主要的遗传物质，认知生命的共性及差异。
2.科学思维：感悟科学技术在生命科学探索过程中的作用。课标要求素养要求内容索引一、肺炎链球菌的转化实验二、噬菌体侵染细菌的实验随堂演练 知识落实三、生物的遗传物质01一、肺炎链球菌的转化实验
FEI YAN LIAN QIU JUN DE ZHUAN HUA SHI YAN基础梳理 · 夯实教材基础1.对遗传物质的早期推测
20世纪20年代，大多数科学家认为 是生物体的遗传物质。20世纪30年代，人们认识到组成DNA分子的脱氧核苷酸有4种，每一种有一个特定的碱基。这一认识本可以使人们意识到 的重要性，但是认为 是遗传物质的观点仍占主导地位。蛋白质DNA蛋白质2.肺炎链球菌的类型光滑粗糙有无3.格里菲思的体内转化实验注射注射分离注射④R型活细菌
加热致死的S型细菌小鼠 ——→ 活细菌————→混合后
注射分离不死亡死亡不死亡死亡S型S型转化因子4.艾弗里的体外转化实验
(1)实验过程及结果(2)结论： 才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。
(3)减法原理：在对照实验中，与常态比较，人为去除某种影响因素的称为“减法原理”。例如，在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。DNA(1)S型细菌的DNA可使小鼠死亡( )
(2)格里菲思的实验结果没有具体证明哪一种物质是遗传物质( )
(3)艾弗里的实验证明转化因子是DNA( )×正误判断 · 矫正易混易错√√深化探究 · 解决问题疑难格里菲思将加热致死的S型细菌与R型活细菌混合后，注射到小鼠体内，小鼠死亡，并从死亡小鼠体内分离到了活的S型细菌，请分析：
1.已知在80～100 ℃温度范围内，蛋白质将失去活性，DNA的结构也会被破坏，但当温度降低到55 ℃左右时，DNA的结构会恢复，但蛋白质却不能恢复。由此我们可以推断：在格里菲思的实验中，加热杀死的S型细菌中的“转化因子”应该是哪种物质？
提示 是DNA。2.研究表明，小鼠体内的两种细菌含量变化如图所示：(1)S型活细菌是怎样产生的？
提示 加热致死的S型细菌的DNA将R型细菌转化为S型活细菌。
(2)S型细菌是有毒性的，据此推测曲线bc段上升的原因是什么？
提示 有毒的S型细菌在小鼠体内增殖，导致小鼠的免疫力降低，R型细菌、S型细菌数量都增加。02二、噬菌体侵染细菌的实验
SHI JUN TI QIN RAN XI JUN ED SHI YAN基础梳理 · 夯实教材基础1.实验者： 。
2.实验方法： 技术。
3.实验材料：T2噬菌体(如图所示)。赫尔希和蔡斯放射性同位素标记DNA蛋白质4.实验过程
(1)标记T2噬菌体大肠杆菌大肠杆菌噬菌体噬菌体(2)侵染细菌高低低高5.实验分析
(1)T2噬菌体侵染细菌时， 进入细菌的细胞中，而 仍留在细胞外。
(2)子代T2噬菌体的各种性状是通过 遗传的。
6.实验结论： 才是真正的遗传物质。DNA蛋白质外壳亲代的DNADNA(1)1952年，赫尔希和蔡斯用35S和32P分别标记T2噬菌体，证明T2噬菌体的遗传物质是DNA( )
(2)用含35S的噬菌体侵染细菌，经离心后，可在沉淀物中发现大量的放射性物质( )
(3)可用含32P的培养基培养T2噬菌体，以使其DNA带上放射性( )正误判断 · 矫正易混易错√××深化探究 · 解决问题疑难1.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；不能用32P和35S同时标记噬菌体，因为若用32P和35S同时标记噬菌体，则上清液和沉淀物中均会具有放射性，无法判断遗传物质的成分。
2.用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌时，发现沉淀物中放射性也较高，可能是什么原因造成的？
提示 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。3.用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌时，发现上清液中放射性也较高，可能是什么原因造成的？
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。
(2)保温时间过长，噬菌体在大肠杆菌内增殖后释放出子代，经离心后分布于上清液中。03三、生物的遗传物质
SHENG WU DE YI CHUAN WU ZHI基础梳理 · 夯实教材基础1.RNA是遗传物质的实验证据
(1)实验材料：烟草花叶病毒(只由 和 组成)。
(2)实验过程蛋白质RNA不感染病毒RNA感染病毒(3)结论：烟草花叶病毒的遗传物质是 ，不是 。RNA蛋白质2.DNA是主要的遗传物质：绝大多数生物的遗传物质是 ，只有极少数生物的遗传物质是 。因此， 是主要的遗传物质。DNARNADNA不同生物的遗传物质归纳总结(1)DNA是所有生物的遗传物质( )
(2)酵母菌的遗传物质主要是DNA( )
(3)病毒的遗传物质是DNA或RNA( )
(4)艾滋病病毒的遗传物质是DNA或RNA( )×正误判断 · 矫正易混易错×√×深化探究 · 解决问题疑难1.人、噬菌体、烟草花叶病毒及大肠杆菌的遗传物质分别是什么？
提示 分别是DNA、DNA、RNA、DNA。
2.烟草花叶病毒的核酸彻底水解可以得到几种小分子物质？分别是什么？
提示 6种；分别是A、G、C、U、核糖、磷酸。学习小结04随堂演练 知识落实
SUI TANG YAN LIAN ZHI SHI LUO SHI解析 不同生物的蛋白质在结构上存在差异，蛋白质的不同结构可能对应不同的遗传信息，A项正确；
作为遗传物质，要能控制生物的性状，而蛋白质与生物的性状密切相关，B项正确；
作为遗传物质要能储存大量的遗传信息，而蛋白质中氨基酸的不同排列顺序可能蕴含大量遗传信息，D项正确。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.蛋白质与生物的性状密切相关
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顺序可能蕴含大量遗传信息√1234562.在肺炎链球菌转化实验中，将R型活细菌与加热致死的S型细菌混合后，注射到小鼠体内，下列能在死亡小鼠体内出现的细菌类型有
①有毒的R型活细菌 ②无毒的R型活细菌
③有毒的S型活细菌 ④无毒的S型活细菌
A.①④ B.②③ C.③ D.①③√1234563.(2018·河南郑州一中期末)下列有关赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌的实验的叙述，不正确的是
A.该实验的设计思路是单独观察蛋白质和DNA的作用
B.检测离心后试管中上清液和沉淀物中放射性的强弱可推测侵入细菌中的物质
C.35S标记蛋白质的实验组，离心后的试管中上清液有较高的放射性
D.噬菌体侵染细菌的实验和格里菲思的肺炎链球菌的转化实验同时证明了DNA是遗
传物质√123456解析 在噬菌体侵染细菌的实验中，实验设计思路为S是蛋白质的特征元素，P为DNA的特征元素，用放射性同位素32P和放射性同位素35S分别标记DNA和蛋白质，直接地、单独地去观察它们的作用，A项正确；
离心后35S标记蛋白质的一组放射性主要集中在上清液中，32P标记DNA的一组放射性主要集中在沉淀物中，则可推测T2噬菌体侵入大肠杆菌中的物质是DNA，T2噬菌体的蛋白质外壳留在大肠杆菌的外面，B项正确；
35S标记蛋白质的实验组，由于蛋白质外壳没有进入大肠杆菌体内，所以离心后的试管中上清液有较高的放射性，C项正确；
格里菲思的肺炎链球菌转化实验证明了存在转化因子，但没有证明DNA是转化因子，D项错误。123456A.水和苯酚的作用是分离病毒的蛋白质和RNA
B.TMV的蛋白质没有进入烟草细胞中
C.侵入烟草细胞的RNA由A、T、G、C四种核苷酸组成
D.RNA是TMV的主要遗传物质4.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√123456解析 水和苯酚的作用是将TMV的RNA与蛋白质分离开，A正确；
能将TMV的蛋白质接种到正常烟草叶片细胞内，即TMV的蛋白质进入了烟草细胞中，B错误；
RNA由A、U、G、C四种核苷酸组成，C错误；
本实验证明RNA是TMV的遗传物质，而不能证明RNA是TMV的主要遗传物质，D错误。1234565.下列生物的遗传物质都是DNA的是
A.酵母菌、大肠杆菌和肺炎链球菌
B.禽流感病毒、SARS病毒
C.HIV、蓝细菌、绿藻和黑藻
D.烟草、烟草花叶病毒√解析 所有细胞生物(包括原核生物和真核生物)的遗传物质都是DNA，绝大多数病毒的遗传物质是DNA，只有极少数病毒的遗传物质是RNA，如烟草花叶病毒、HIV、SARS病毒和禽流感病毒等。1234566.根据下列材料，分析回答问题：
材料1 某科学家做“噬菌体侵染细菌的实验”时，用同位素31P、32P和32S、35S分别作如下标记：123456材料2(1)用32P标记噬菌体的大致操作过程：
①______________________________________；
②___________________________。解析 由于噬菌体是病毒，必须寄生在活细胞中，所以需先用培养基培养大肠杆菌，再用细菌培养噬菌体。123456在含有放射性32P的培养基中培养大肠杆菌再用上述大肠杆菌培养噬菌体(2)若材料1中的噬菌体和大肠杆菌分别换成烟草花叶病毒和烟草叶细胞，则能说明________________。解析 烟草花叶病毒的核酸是RNA，它可以侵染烟草的叶肉细胞，说明RNA是烟草花叶病毒的遗传物质。123456RNA是遗传物质(3)分析材料2，A～D的结果中，哪项不正确？请说明理由。
____________________________________________________________________。解析 由于DNA酶能够分解DNA分子，不存在DNA时就不能使R型细菌转化成S型细菌，所以小鼠不会死亡。123456D；DNA分子被DNA酶分解掉，R型细菌不能转化成S型细菌，小鼠应为正常(4)材料1、材料2共同说明的问题是________________。解析 材料1、材料2共同说明的问题是DNA是遗传物质。123456DNA是遗传物质
