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第19讲DNA是主要的遗传物质（知识清单）
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知识主脉络：可视化思维导图，建立知识框架
核心知识库：重难考点总结，梳理必背知识、归纳重点 考点1 肺炎链球菌转化实验 ★★★☆☆ 考点2 噬菌体侵染细菌实验 ★★★☆☆ 考点3 烟草花叶病毒侵染实验 ★★★☆☆ 考点4 DNA是主要的遗传物质 ★★★☆☆
陷阱预警台：识别高频错误，提供防错策略（3大陷阱规避）
素养加油站：前沿科研成果或热点问题分析
真题挑战场：感知真题，检验成果，考点追溯
考点1 肺炎链球菌转化实验★★★☆☆
1.对遗传物质的早期推测
（1）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。
（2）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。
2.体内转化实验——格里菲思的实验
（1）实验材料：S型和R型肺炎链球菌、小鼠。
S型细菌 R型细菌
菌落 光滑 粗糙
菌体 有多糖类荚膜 无多糖类荚膜　　　　
致病性 有，可使人和小鼠患肺炎，小鼠并发败血症死亡 无
【教材隐性知识】源于必修2 P43“相关信息”：有荚膜的肺炎链球菌可抵抗吞噬细胞的吞噬，有利于细菌在宿主体内生活并繁殖。
（2）过程与结果：
（3）结果分析
实验①②对比说明R型活细菌无致病性，S型活细菌有致病性；实验②③对比说明被加热致死的S型细菌无（填“有”或“无”）致病性。
实验②③④对比说明R型活细菌可转化为S型活细菌。
（4）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。
特别提醒
1.此实验仅能证明S型细菌中含有某种“转化因子”，但转化因子的本质不清楚。
2.发生转化的只是少部分R型细菌。
3.加热杀死的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。　
3.体外转化实验——艾弗里的实验
（1）实验过程及结果
（2）实验分析
实验①是对照组，②③④⑤是实验组；实验②③④分别说明蛋白质、RNA、脂质没有转化作用；实验①⑤说明DNA有转化作用。
（3）实验结论
DNA是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。
特别提醒
1.转化的实质是基因重组而非基因突变；肺炎链球菌转化实验是指S型细菌的DNA片段整合到R型细菌的DNA中，使受体细胞获得了新的遗传信息，即发生了基因重组（属于广义上的）。
2.加热并没有使DNA完全失去活性：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在加热结束后随着温度的降低又逐渐恢复活性。
4.自变量控制中的原理
（1）加法原理
与常态比较，人为增加某种影响因素。如在“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
与常态比较，人为去除某种影响因素。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。
考点2 噬菌体侵染细菌实验★★★☆☆
1.实验方法
放射性同位素标记技术，用35S、32P分别标记噬菌体的蛋白质和DNA。
【教材拾遗】（必修2 P45正文）不能用18O和14C标记细菌，而用被标记的细菌来培养噬菌体的原因是DNA和蛋白质都含有O和C，用这两种元素标记，结果是噬菌体的蛋白质外壳和DNA都被标记，导致进行噬菌体侵染细菌实验时，不能确定哪一种物质进入细菌，从而不能确定哪一种物质是遗传物质。
2.实验过程及结果
（1）标记噬菌体
T2噬菌体属于病毒，专门寄生在大肠杆菌体内，不能直接用培养基培养。若要标记T2噬菌体，需先标记大肠杆菌。
（2）噬菌体侵染细菌
①搅拌的目的：使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离。
②离心的目的：让上清液中析出质量较轻的T2噬菌体颗粒，沉淀物中留下被侵染的大肠杆菌。
③上清液和沉淀物中放射性结果分析
分组 结果 结果分析
对比实验（相互对照） 被32P标记的噬菌体＋细菌 32P主要分布在宿主细胞内，上清液中几乎无32P 32P－DNA进入了宿主细胞内
被35S标记的噬菌体＋细菌 沉淀物内几乎无35S，35S主要分布在上清液中 35S－蛋白质外壳未进入宿主细胞，留在了外面
（3）检测子代噬菌体放射性
细菌裂解，释放出子代噬菌体，并检测子代噬菌体放射性。可以检测到32P标记的DNA，但却不能检测到35S标记的蛋白质。
3.结论
（1）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。
特别提醒
1.噬菌体增殖场所是大肠杆菌细胞内，除噬菌体的DNA作模板起指导作用外，其余的原料——脱氧核苷酸和氨基酸、合成蛋白质的场所核糖体、ATP和相关酶全由大肠杆菌提供。
2.该实验不能标记C、H、O、N这些DNA和蛋白质共有的元素，否则无法将DNA和蛋白质区分开。
3.35S（标记蛋白质）和32P（标记DNA）不能同时标记在同一噬菌体上，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.以细菌或病毒作为遗传物质探究的实验材料的优点
（1）细菌是单细胞生物，个体很小，结构简单。病毒无细胞结构，只有核酸和蛋白质外壳。容易看出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。
考点3 烟草花叶病毒侵染实验★★★☆☆
1.实验材料：烟草花叶病毒是一种__RNA__病毒，只含有__RNA__和__蛋白质__，不含有DNA，能感染烟草，使其出现相应的病斑。
2.实验过程
（1）第一组：从烟草花叶病毒中提取__蛋白质__→感染烟草→烟草不出现病斑。
（2）第二组：从烟草花叶病毒中提取__RNA__→感染烟草→烟草出现病斑。
3.实验结论：__RNA__是烟草花叶病毒的遗传物质，__蛋白质__不是烟草花叶病毒的遗传物质。
特别提醒
在证明烟草花叶病毒的遗传物质是RNA的实验中，不能利用噬菌体侵染细菌的实验操作过程，因为烟草花叶病毒侵染烟草细胞时，RNA和蛋白质没有分开，是完整的病毒侵入宿主细胞。因此，本实验只能通过人工分离提纯技术分离RNA和蛋白质，然后再单独导入宿主细胞，单独观察它们的作用。
考点4 DNA是主要的遗传物质★★★☆☆
生物类型 细胞生物 非细胞生物
真核生物 原核生物 DNA病毒 RNA病毒
实例 动物、植物、 真菌等 细菌、支 原体等 T2噬菌 体等 HIV、SARS 病毒、烟草 花叶病毒等
核酸种类 __DNA和 RNA__ DNA和 RNA __DNA__ __RNA__
遗传物质 __DNA__ __DNA__ DNA RNA
归纳：绝大多数生物的遗传物质是__DNA__，只有少数病毒的遗传物质是__RNA__
结论：__DNA__是主要的遗传物质
陷阱1 肺炎链球菌转化实验的几点易错点
易错表现 正确理解
认为S型细菌与R型细菌存在致病性差异的根本原因是发生了细胞分化 肺炎链球菌是单细胞生物，不会发生细胞分化，S型细菌与R型细菌的致病性差异是基因不同造成的
认为将加热致死的S型细菌与R型活细菌混合后注射给小鼠，从死亡小鼠体内只能分离出S型细菌 加热致死的S型细菌只能转化一部分R型细菌，未被转化的R型细菌在小鼠体内也能增殖产生后代
认为由格里菲思实验可以推断，加热致死的S型细菌的DNA促使R型活细菌转化为S型活细菌 格里菲思的结论为加热致死的S型细菌中存在促使R型细菌转化为S型细菌的转化因子，但不知道转化因子的本质
陷阱2 噬菌体侵染细菌实验的几点易错点
易错表现 正确理解
认为分别用含有放射性同位素35S和放射性同位素32P的培养基培养噬菌体 噬菌体必须寄生在细菌内才能繁殖，在培养基上无法生存，得不到被标记的噬菌体
认为在噬菌体侵染细菌的实验过程中，通过搅拌、离心使噬菌体的蛋白质和DNA分开 在该实验中，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
认为需用同时含有32P和35S的噬菌体侵染大肠杆菌 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
认为赫尔希和蔡斯实验中细菌裂解后得到的噬菌体都带有32P标记 只有含有母链DNA的噬菌体才有32P标记
陷阱3 生物体内的遗传物质分析的几点易错点
易错表现 正确理解
认为在真核生物中，DNA是主要的遗传物质 真核生物的遗传物质就是DNA，只有针对“所有生物”时方可描述为“DNA是主要的遗传物质”
认为胞核内的遗传物质是DNA，细胞质内的遗传物质是RNA 细胞生物的遗传物质均为DNA，不论细胞核中还是细胞质中
认为乳酸菌的遗传物质主要分布在染色体上 乳酸菌为原核生物，没有染色体
肺炎链球菌转化实验知识拓展
1.在格里菲思的实验中，加热致死的S型细菌中蛋白质变性失活，DNA在加热的过程中，氢键断裂、双螺旋结构打开，但缓慢冷却后DNA双螺旋结构可以恢复。
2.R型细菌生长到一定阶段时，就会分泌感受态因子，这种因子会诱导感受态特异蛋白质（如自溶素）的表达，它的表达使R型细菌具有与DNA结合的活性。加热致死的S型细菌遗留下来的DNA片段会与感受态的R型活细菌结合，从而进入细胞，并通过同源重组以置换（基因重组）的方式整合到R型细菌的基因组中，使R型细菌转化为S型细菌。
①转化后的S型细菌的主要遗传物质是原R型细菌的，但转化了控制合成荚膜的基因，因此由R型细菌转化成的S型细菌的遗传物质与原S型细菌不完全相同。
②转化完成后，子代R型细菌的遗传物质不完全相同，因为有些R型细菌转化了来自S型细菌控制荚膜基因外的其他的遗传物质，因此，转化后的R型细菌的遗传物质也不尽相同。
③S型细菌的外面有荚膜，能阻止转化过程，因此不可以将S型细菌转化为R型细菌。
3.艾弗里体外转化实验的思路：利用“减法原理”特异性去除某一种物质，直接地、单独地观察该种物质在实验中所起的作用。
考点预测：
1.CRISPR/Cas9重做格里菲斯实验
（1）用CRISPR敲除R型菌的“感受态形成基因”（comCDE操纵子），验证“转化因子必须依赖细菌处于感受态才能进入”。
（2）考点：①感受态本质是细胞膜的暂时通透性增加，而非“主动吞噬”；②Ca2+处理或电击法可人工诱导感受态。
2.荧光标记追踪转化过程
（1）将S型DNA用Cy5荧光标记，实时显微观察其与R型菌膜蛋白ComEA/ComEC结合→跨膜转运→整合入基因组的全过程。
（2）考点：①转化是单链DNA进入（另一条链被核酸酶降解）；②同源重组需RecA蛋白介导。
1．（2025·河南·高考真题）在T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验中，子代噬菌体中的元素全部来自其宿主细胞的是（　　）
A．C B．S C．P D．N
【答案】B
【分析】1、噬菌体的结构：蛋白质（C、H、O、N、S）+DNA（C、H、O、N、P）。
2、噬菌体侵染细菌的过程：吸附→注入（注入噬菌体的DNA）→合成（控制者：噬菌体的DNA；原料：细菌的化学成分）→组装→释放。
3、T2噬菌体侵染细菌的实验步骤：分别用35S或32P标记噬菌体→噬菌体与大肠杆菌混合培养→噬菌体侵染未被标记的细菌→在搅拌器中搅拌，然后离心，检测上清液和沉淀物中的放射性物质。
【详解】T2噬菌体侵染大肠杆菌时，只有DNA进入大肠杆菌中并作为模板控制子代T2噬菌体的合成，而合成子代T2噬菌体所需的原料均由大肠杆菌提供，因此子代T2噬菌体外壳中元素全部来自大肠杆菌；但由于DNA复制方式为半保留复制，因此子代噬菌体DNA中一些元素来自亲代噬菌体，一些来自大肠杆菌。已知蛋白质由C、H、O、N、S组成，DNA由C、H、O、N、P组成，综上分析，子代噬菌体中的元素全部来自其宿主细胞大肠杆菌的是S，B正确。
故选B。
【考点追溯】
赫尔希和蔡斯的实验过程：
①在分别含有放射性同位素35S和放射性同位素32P的培养基中培养大肠杆菌；
②再用上述得到的大肠杆菌培养噬菌体，得到蛋白质含有35S标记或DNA含有32P标记的噬菌体；
③然后，用35S或32P标记的噬菌体分别侵染未被标记的大肠杆菌，经过短时间的保温后，用搅拌器搅拌、离心；
④离心后，检查上清液和沉淀物中的放射性物质。（P45）
2．（2025·浙江·高考真题）多种多样的生物通过遗传信息控制性状，并通过繁殖将遗传物质传递给子代。下列关于遗传物质的叙述正确的是（ ）
A．S型肺炎链球菌的遗传物质主要通过质粒传递给子代
B．水稻、小麦和玉米三大粮食作物的遗传物质主要是DNA
C．控制伞藻伞帽的遗传物质通过半保留复制表达遗传信息
D．烟草叶肉细胞的遗传物质水解后可产生4种脱氧核苷酸
【答案】D
【分析】细胞生物中，既含有DNA，又含有RNA，DNA为遗传物质；病毒含有DNA或RNA，遗传物质为DNA或RNA。绝大多数生物的遗传物质是DNA，只有少数RNA病毒的遗传物质是RNA，故一切生物的遗传物质为核酸。
【详解】A、S型肺炎链球菌是原核生物，其遗传物质主要分布于拟核。因此，S型肺炎链球菌的遗传物质主要通过拟核传递给子代，A错误；
B、水稻、小麦和玉米三大粮食作物都是植物，都属于真核生物，真核生物的遗传物质是DNA，B错误；
C、基因指导蛋白质的合成过程是遗传信息的表达过程，伞藻通过复制传递遗传信息，而不是表达遗传信息，C错误；
D、烟草叶肉细胞的遗传物质是DNA，其单体是脱氧核苷酸，DNA水解后可产生4种脱氧核苷酸，D正确。
故选D。
【考点追溯】
艾弗里和他的同事的肺炎链球菌的转化实验结论:DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。(P44)
3．（2024·甘肃·高考真题）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
【答案】D
【分析】肺炎链球菌转化实验包括格里菲思体内转化实验和艾弗里体外转化实验，其中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；艾弗里体外转化实验证明DNA是遗传物质。
【详解】A、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，在艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验中，S型菌株的DNA分子可使R型活菌的相对性状从无致病性转化为有致病性，A错误；
B、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”设置对照实验，通过观察只有某种物质存在或只有某种物质不存在时，R型菌的转化情况，最终证明了DNA是遗传物质，例如“S型菌DNA+DNA酶”组除去了DNA，B错误；
C、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；
D、烟草花叶病毒的遗传物质是RNA，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。
故选D。
【考点追溯】
为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；原核生物（如细菌）的遗传物质是DNA，真核生物的遗传物质是DNA，病毒的遗传物质是DNA或RNA。（P46）
4．（2024·湖南·高考真题）我国科学家成功用噬菌体治疗方法治愈了耐药性细菌引起的顽固性尿路感染。下列叙述错误的是（　　）
A．运用噬菌体治疗时，噬菌体特异性侵染病原菌
B．宿主菌经噬菌体侵染后，基因定向突变的几率变大
C．噬菌体和细菌在自然界长期的生存斗争中协同进化
D．噬菌体繁殖消耗宿主菌的核苷酸、氨基酸和能量等
【答案】B
【分析】噬菌体是一种细菌病毒，噬菌体侵染细菌后，会利用宿主细胞核苷酸、氨基酸和能量等来维持自身的生命活动。
【详解】A、噬菌体是一种特异性侵染细菌的病毒，运用噬菌体治疗时，噬菌体特异性侵染病原菌，A正确；
B、基因突变具有不定向性，B错误；
C、噬菌体和细菌在自然界长期的生存斗争中协同进化，C正确；
D、噬菌体作为病毒，侵染细菌后利用宿主细胞的核苷酸、氨基酸和能量等来维持自身的生命活动，D正确。
故选B。
【考点追溯】
肺炎链球菌有两类:R型细菌无荚膜、菌落粗糙、无致病性。S型细菌有荚膜、菌落光滑、有致病性，可使人和小鼠患肺炎，小鼠并发败血症死亡。(P43)
5．（2025·湖南·高考真题）被噬菌体侵染时，某细菌以一特定RNA片段为重复单元，逆转录成串联重复DNA，再指导合成含多个串联重复肽段的蛋白Neo，如图所示。该蛋白能抑制细菌生长，从而阻止噬菌体利用细胞资源。下列叙述错误的是（　　）
A．噬菌体侵染细菌时，会将核酸注入细菌内
B．蛋白Neo在细菌的核糖体中合成
C．串联重复的双链DNA的两条链均可作为模板指导蛋白Neo合成
D．串联重复DNA中单个重复单元转录产生的mRNA无终止密码子
【答案】C
【分析】中心法则：
（1）遗传信息可以从DNA流向DNA，即DNA的复制；
（2）遗传信息可以从DNA流向RNA，进而流向蛋白质，即遗传信息的转录和翻译。后来中心法则又补充了遗传信息从RNA流向RNA以及从RNA流向DNA两条途径。
【详解】A、噬菌体侵染细菌时，会将自身的核酸注入细菌内，而蛋白质外壳留在外面，这是噬菌体侵染细菌的特点，A正确；
B、细菌有核糖体，蛋白Neo是在细菌细胞内合成的蛋白质，所以在细菌的核糖体中合成，B正确；
C、在转录过程中，以DNA的一条链为模板合成mRNA，进而指导蛋白质的合成，而不是双链DNA的两条链都作为模板指导蛋白Neo合成，C错误；
D、因为最终合成的是含多个串联重复肽段的蛋白Neo，说明串联重复DNA中单个重复单元转录产生的mRNA无终止密码子，若有终止密码子就会提前终止翻译，不能形成含多个串联重复肽段的蛋白，D正确。
故选C。
【考点追溯】
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。因此，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。(P46)
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核心知识库：重难考点总结，梳理必背知识、归纳重点 考点1 肺炎链球菌转化实验 ★★★☆☆ 考点2 噬菌体侵染细菌实验 ★★★☆☆ 考点3 烟草花叶病毒侵染实验 ★★★☆☆ 考点4 DNA是主要的遗传物质 ★★★☆☆
陷阱预警台：识别高频错误，提供防错策略（3大陷阱规避）
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真题挑战场：感知真题，检验成果，考点追溯
考点1 肺炎链球菌转化实验★★★☆☆
1.对遗传物质的早期推测
（1）20世纪20年代，大多数科学家认为 是生物体的遗传物质。
（2）20世纪30年代，人们认识到 的重要性，但是认为 是遗传物质的观点仍占主导地位。
2.体内转化实验——格里菲思的实验
（1）实验材料：S型和R型肺炎链球菌、小鼠。
S型细菌 R型细菌
菌落
菌体 多糖类荚膜 多糖类荚膜　　　　
致病性 ，可使人和小鼠患肺炎，小鼠并发败血症死亡
【教材隐性知识】源于必修2 P43“相关信息”：有荚膜的肺炎链球菌可抵抗吞噬细胞的吞噬，有利于细菌在宿主体内生活并繁殖。
（2）过程与结果：
（3）结果分析
实验①②对比说明R型活细菌 致病性，S型活细菌 致病性；实验②③对比说明被加热致死的S型细菌 （填“有”或“无”）致病性。
实验②③④对比说明 。
（4）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—— 。
特别提醒
1.此实验仅能证明S型细菌中含有某种“转化因子”，但转化因子的本质不清楚。
2.发生转化的只是少部分R型细菌。
3.加热杀死的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。　
3.体外转化实验——艾弗里的实验
（1）实验过程及结果
（2）实验分析
实验①是对照组，②③④⑤是实验组；实验②③④分别说明 ；实验①⑤说明 有转化作用。
（3）实验结论
是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。
特别提醒
1.转化的实质是基因重组而非基因突变；肺炎链球菌转化实验是指S型细菌的DNA片段整合到R型细菌的DNA中，使受体细胞获得了新的遗传信息，即发生了基因重组（属于广义上的）。
2.加热并没有使DNA完全失去活性：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在加热结束后随着温度的降低又逐渐恢复活性。
4.自变量控制中的原理
（1）加法原理
与常态比较，人为 某种影响因素。如在“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
与常态比较，人为 某种影响因素。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。
考点2 噬菌体侵染细菌实验★★★☆☆
1.实验方法
技术，用35S、32P分别标记 。
【教材拾遗】（必修2 P45正文）不能用18O和14C标记细菌，而用被标记的细菌来培养噬菌体的原因是DNA和蛋白质都含有O和C，用这两种元素标记，结果是噬菌体的蛋白质外壳和DNA都被标记，导致进行噬菌体侵染细菌实验时，不能确定哪一种物质进入细菌，从而不能确定哪一种物质是遗传物质。
2.实验过程及结果
（1）标记噬菌体
T2噬菌体属于病毒，专门寄生在大肠杆菌体内，不能直接用培养基培养。若要标记T2噬菌体，需先标记大肠杆菌。
（2）噬菌体侵染细菌
①搅拌的目的： 。
②离心的目的： 。
③上清液和沉淀物中放射性结果分析
分组 结果 结果分析
对比实验（相互对照） 被32P标记的噬菌体＋细菌 32P主要分布在宿主细胞内，上清液中几乎无32P 进入了宿主细胞内
被35S标记的噬菌体＋细菌 沉淀物内几乎无35S，35S主要分布在上清液中 外壳未进入宿主细胞，留在了外面
（3）检测子代噬菌体放射性
细菌裂解，释放出子代噬菌体，并检测子代噬菌体放射性。可以检测到 ，但却不能检测到 。
3.结论
（1）噬菌体侵染细菌时， 进入细菌的细胞中，而 仍留在细胞外。
（2）子代噬菌体的各种性状是通过亲代的 遗传的—— 才是噬菌体的遗传物质。
特别提醒
1.噬菌体增殖场所是大肠杆菌细胞内，除噬菌体的DNA作模板起指导作用外，其余的原料——脱氧核苷酸和氨基酸、合成蛋白质的场所核糖体、ATP和相关酶全由大肠杆菌提供。
2.该实验不能标记C、H、O、N这些DNA和蛋白质共有的元素，否则无法将DNA和蛋白质区分开。
3.35S（标记蛋白质）和32P（标记DNA）不能同时标记在同一噬菌体上，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.以细菌或病毒作为遗传物质探究的实验材料的优点
（1）细菌是单细胞生物，个体很小，结构简单。病毒无细胞结构，只有核酸和蛋白质外壳。容易看出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。
考点3 烟草花叶病毒侵染实验★★★☆☆
1.实验材料：烟草花叶病毒是一种 病毒，只含有___ __和___ __，不含有DNA，能感染烟草，使其出现相应的病斑。
2.实验过程
（1）第一组：从烟草花叶病毒中提取 →感染烟草→烟草不出现病斑。
（2）第二组：从烟草花叶病毒中提取_ →感染烟草→烟草出现病斑。
3.实验结论： 是烟草花叶病毒的遗传物质， 不是烟草花叶病毒的遗传物质。
特别提醒
在证明烟草花叶病毒的遗传物质是RNA的实验中，不能利用噬菌体侵染细菌的实验操作过程，因为烟草花叶病毒侵染烟草细胞时，RNA和蛋白质没有分开，是完整的病毒侵入宿主细胞。因此，本实验只能通过人工分离提纯技术分离RNA和蛋白质，然后再单独导入宿主细胞，单独观察它们的作用。
考点4 DNA是主要的遗传物质★★★☆☆
生物类型 细胞生物 非细胞生物
真核生物 原核生物 DNA病毒 RNA病毒
实例 动物、植物、 真菌等 细菌、支 原体等 T2噬菌 体等 HIV、SARS 病毒、烟草 花叶病毒等
核酸种类 DNA和 RNA
遗传物质 DNA RNA
归纳：绝大多数生物的遗传物质是 ，只有少数病毒的遗传物质是
结论： 是主要的遗传物质
陷阱1 肺炎链球菌转化实验的几点易错点
易错表现 正确理解
认为S型细菌与R型细菌存在致病性差异的根本原因是发生了细胞分化 肺炎链球菌是单细胞生物，不会发生细胞分化，S型细菌与R型细菌的致病性差异是基因不同造成的
认为将加热致死的S型细菌与R型活细菌混合后注射给小鼠，从死亡小鼠体内只能分离出S型细菌 加热致死的S型细菌只能转化一部分R型细菌，未被转化的R型细菌在小鼠体内也能增殖产生后代
认为由格里菲思实验可以推断，加热致死的S型细菌的DNA促使R型活细菌转化为S型活细菌 格里菲思的结论为加热致死的S型细菌中存在促使R型细菌转化为S型细菌的转化因子，但不知道转化因子的本质
陷阱2 噬菌体侵染细菌实验的几点易错点
易错表现 正确理解
认为分别用含有放射性同位素35S和放射性同位素32P的培养基培养噬菌体 噬菌体必须寄生在细菌内才能繁殖，在培养基上无法生存，得不到被标记的噬菌体
认为在噬菌体侵染细菌的实验过程中，通过搅拌、离心使噬菌体的蛋白质和DNA分开 在该实验中，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
认为需用同时含有32P和35S的噬菌体侵染大肠杆菌 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
认为赫尔希和蔡斯实验中细菌裂解后得到的噬菌体都带有32P标记 只有含有母链DNA的噬菌体才有32P标记
陷阱3 生物体内的遗传物质分析的几点易错点
易错表现 正确理解
认为在真核生物中，DNA是主要的遗传物质 真核生物的遗传物质就是DNA，只有针对“所有生物”时方可描述为“DNA是主要的遗传物质”
认为胞核内的遗传物质是DNA，细胞质内的遗传物质是RNA 细胞生物的遗传物质均为DNA，不论细胞核中还是细胞质中
认为乳酸菌的遗传物质主要分布在染色体上 乳酸菌为原核生物，没有染色体
肺炎链球菌转化实验知识拓展
1.在格里菲思的实验中，加热致死的S型细菌中蛋白质变性失活，DNA在加热的过程中，氢键断裂、双螺旋结构打开，但缓慢冷却后DNA双螺旋结构可以恢复。
2.R型细菌生长到一定阶段时，就会分泌感受态因子，这种因子会诱导感受态特异蛋白质（如自溶素）的表达，它的表达使R型细菌具有与DNA结合的活性。加热致死的S型细菌遗留下来的DNA片段会与感受态的R型活细菌结合，从而进入细胞，并通过同源重组以置换（基因重组）的方式整合到R型细菌的基因组中，使R型细菌转化为S型细菌。
①转化后的S型细菌的主要遗传物质是原R型细菌的，但转化了控制合成荚膜的基因，因此由R型细菌转化成的S型细菌的遗传物质与原S型细菌不完全相同。
②转化完成后，子代R型细菌的遗传物质不完全相同，因为有些R型细菌转化了来自S型细菌控制荚膜基因外的其他的遗传物质，因此，转化后的R型细菌的遗传物质也不尽相同。
③S型细菌的外面有荚膜，能阻止转化过程，因此不可以将S型细菌转化为R型细菌。
3.艾弗里体外转化实验的思路：利用“减法原理”特异性去除某一种物质，直接地、单独地观察该种物质在实验中所起的作用。
考点预测：
1.CRISPR/Cas9重做格里菲斯实验
（1）用CRISPR敲除R型菌的“感受态形成基因”（comCDE操纵子），验证“转化因子必须依赖细菌处于感受态才能进入”。
（2）考点：①感受态本质是细胞膜的暂时通透性增加，而非“主动吞噬”；②Ca2+处理或电击法可人工诱导感受态。
2.荧光标记追踪转化过程
（1）将S型DNA用Cy5荧光标记，实时显微观察其与R型菌膜蛋白ComEA/ComEC结合→跨膜转运→整合入基因组的全过程。
（2）考点：①转化是单链DNA进入（另一条链被核酸酶降解）；②同源重组需RecA蛋白介导。
1．（2025·河南·高考真题）在T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验中，子代噬菌体中的元素全部来自其宿主细胞的是（　　）
A．C B．S C．P D．N
2．（2025·浙江·高考真题）多种多样的生物通过遗传信息控制性状，并通过繁殖将遗传物质传递给子代。下列关于遗传物质的叙述正确的是（ ）
A．S型肺炎链球菌的遗传物质主要通过质粒传递给子代
B．水稻、小麦和玉米三大粮食作物的遗传物质主要是DNA
C．控制伞藻伞帽的遗传物质通过半保留复制表达遗传信息
D．烟草叶肉细胞的遗传物质水解后可产生4种脱氧核苷酸
3．（2024·甘肃·高考真题）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
4．（2024·湖南·高考真题）我国科学家成功用噬菌体治疗方法治愈了耐药性细菌引起的顽固性尿路感染。下列叙述错误的是（　　）
A．运用噬菌体治疗时，噬菌体特异性侵染病原菌
B．宿主菌经噬菌体侵染后，基因定向突变的几率变大
C．噬菌体和细菌在自然界长期的生存斗争中协同进化
D．噬菌体繁殖消耗宿主菌的核苷酸、氨基酸和能量等
5．（2025·湖南·高考真题）被噬菌体侵染时，某细菌以一特定RNA片段为重复单元，逆转录成串联重复DNA，再指导合成含多个串联重复肽段的蛋白Neo，如图所示。该蛋白能抑制细菌生长，从而阻止噬菌体利用细胞资源。下列叙述错误的是（　　）
A．噬菌体侵染细菌时，会将核酸注入细菌内
B．蛋白Neo在细菌的核糖体中合成
C．串联重复的双链DNA的两条链均可作为模板指导蛋白Neo合成
D．串联重复DNA中单个重复单元转录产生的mRNA无终止密码子
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