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第17讲 DNA是主要的遗传物质
①第一组和第二组实验比较分析，可知：
②第二组和第三组实验比较分析，可知：
③第二、三、四组实验比较分析，可知：
R型细菌无致病性，S型细菌有致病性。
加热使S型细菌死亡，失去致病性。
有R型活细菌转化为S型细菌，使小鼠死亡。
结论：加热杀死的S型细菌中含有某种促使R型活细菌转化为S型活细菌的活性物质——转化因子
一、格里菲思的肺炎链球菌体内转化实验
一、格里菲思的肺炎链球菌体内转化实验
【问题1】区分两种肺炎链球菌的方法有哪些？
【问题2】如果没有第三组实验，能不能得出“S型细菌内存在转化因子使R型活细菌转化为S型活细菌”？这一结论
方法一：利用固体培养基培养肺炎链球菌，根据菌落特征区分。
不能，因为第三组的作用是证明加热后的S型细菌已经死亡，在小鼠体内没有致病性,从而与第四组形成对照，说明加热致死后的S型细菌内存在转化因子使R型活细菌转化为S型活细菌。
方法二：制作装片，显微镜观察是否有荚膜结构。
【例1】格里菲思的肺炎链球菌转化实验过程和结果如图所示。下列说法正确的是(　　)
实验1：R型细菌＋小鼠→存活
实验2：S型细菌＋小鼠→死亡
实验3：S型细菌＋加热＋小鼠→存活
实验4：S型细菌＋加热＋R型细菌＋小鼠→死亡
A．实验1为空白对照组，实验2、3和4均为实验组
B．能从实验2和实验4中死亡的小鼠体内分离出S型活细菌和R型活细菌
C．该实验证明了S型细菌的DNA可在R型活细菌内表达出相应的蛋白质
D．对比实验2、3的结果，说明加热能使有毒性的S型活细菌失去毒性
D
【例2】(2023·山东青岛高三模拟)如图表示肺炎链球菌不同品系间的转化，在R型细菌转化为S型细菌的过程中，下列有关叙述错误的是(　　)
A．加热致死的S型细菌中的拟
核DNA降解为多个较短的DNA
片段
B．转化产生的S型细菌中的
capS是由R型细菌中的capR
发生基因突变产生的
C．S型细菌因有荚膜的保护，
所以小鼠的免疫系统不易将其
清除
D．若将R型细菌的DNA与S型
细菌混合，荚膜的存在不利于S型细菌转化为R型细菌
B
二、艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验
格里菲思肺炎链球菌体内转化实验结论：加热杀死的S型细菌中含有某种促使R型活细菌转化为S型活细菌的活性物质——转化因子
若要探究这种转化因子是什么物质，我们该如何设计实验呢？
思路1：
分别去除S型细菌细胞提取液中各种成分，观察其能否将R型菌转化。
思路2：
将组成S型菌的各种物质分离提纯后与R型细菌混合，观察是否发生转化。（对提纯技术要求高）
二、艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验
结论：DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质；
二、艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验
自变量控制中的“加法原理”和“减法原理”
在对照实验中，控制自变量可以采用“加法原理”或“减法原理”。与常态比较，人为增加某种影响因素的称为“加法原理”。例如，在“比较过氧化氢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’。
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，就利用了“减法原理。
二、艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验
[例3]在对照实验中，控制自变量可以采用“加法原理”或“减法原理”。与常态相比，人为增加某种影响因素的称为“加法原理”；与常态相比，人为去除某种影响因素的称为“减法原理”。下列相关说法错误的是(　　)
A．验证Mg是植物必需元素的实验，利用了“加法原理”
B．“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验，利用了“加法原理”
C．验证“光是光合作用的条件”利用了“减法原理”
D．沃泰默切除通向狗小肠的神经，用稀盐酸刺激小肠探究胰液分泌的实验，利用了“减法原理”
A
思维辨析
1．格里菲思认为加热杀死的S型细菌的DNA是转化因子。 ( )
2．艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验证明了DNA是主要的遗传物质。 ( )
3．从格里菲思的第四组死亡小鼠身上分离得到的S型活细菌是由S型死细菌转化而来的。 ( )
4．艾弗里的实验中加蛋白酶的作用是使蛋白质失去活性，但其他物质如RNA、DNA等仍具有生物活性。 ( )
5．肺炎链球菌属于寄生细菌，其蛋白质在寄主细胞的核糖体上合成。 ( )
×
×
×
√
×
三、噬菌体侵染细菌的实验
组成：
生活方式：
病毒侵染细菌的过程：
蛋白质外壳和DNA
专门寄生于大肠杆菌中
吸附
注入
合成→组装
释放
遗传物质
噬菌斑
T2噬菌体
如何知道哪种成分进入细菌体内？
利用大肠杆菌体内物质
CHONS
CHONP
放射性同位素标记技术
三、噬菌体侵染细菌的实验
（1）分别在含有放射性同位素35S和放射性同位素32P的培养基上培养大肠杆菌。
（2）分别用T2噬菌体侵染上述大肠杆菌，
（3）再分别用含有35S 或32P的T2噬菌体侵染未标记的大肠杆菌。
放射性同位素标记技术
赫尔希与蔡斯
35S—标记蛋白质、32P—标记DNA
分别得到被35S标记的大肠杆菌和被32P标记的大肠杆菌
得到含有被35S标记蛋白质的噬菌体或含有被32P标记DNA的噬菌体。
4. 实验思路
思考：如何使T2噬菌体带上标记？
三、噬菌体侵染细菌的实验
搅拌：使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离
离心：让上清液中析出质量较轻的噬菌体颗粒，
沉淀物中留下被侵染的（还未裂解的）大肠杆菌
三、噬菌体侵染细菌的实验
35S标记的噬菌体侵染未标记大肠杆菌
32P标记的噬菌体侵染未标记大肠杆菌
离心
离心
DNA是T2噬菌体的遗传物质。
蛋白质没有进入大肠杆菌中
子代噬菌体没有放射性
子代噬菌体有放射性
DNA进入大肠杆菌中
5.检测与分析
三、噬菌体侵染细菌的实验
①本实验采用的对照方法是什么？
②让已标记的噬菌体侵染大肠杆菌要经过短时间的保温，保温的时间有什么要求？
③用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌时，若沉淀物有较高放射性的原因是什么？
④用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌，若上清液中有较高放射性的原因有哪些？
对比实验(相互对照)
全部噬菌体侵染大肠杆菌且未从细菌内释放出来
可能由于搅拌不充分，有含35S的噬菌体外壳仍吸附在细菌表面，随细菌离心到沉淀物中。
6.讨论
保温时间过短，部分噬菌体还未侵染大肠杆菌；
保温时间过长或搅拌过于剧烈，部分子代噬菌体已经释放。
三、噬菌体侵染细菌的实验
【例4】(2023·广东广州月考)如图是噬菌体侵染细菌实验的部分操作步骤，有关叙述正确的是(　　)
A．实验中离心的目的是让上清液中
析出较轻的噬菌体颗粒
B．该实验证明了DNA是遗传物质，
而蛋白质不是遗传物质
C．用35S标记亲代噬菌体，则上清
液的放射性较低
D．用32P标记亲代噬菌体，若上清液的放射性较高一定是由于培养时间过长
A
三、噬菌体侵染细菌的实验
【例5】(2022·广东六校联考)T2噬菌体展示技术是将编码蛋白质的基因导入T2噬菌体的基因中，使外源蛋白和T2噬菌体蛋白融合表达，融合蛋白随子代T2噬菌体的重新组装而展示在T2噬菌体表面的一项技术，具体过程如图所示。下列相关叙述正确的是(　　)
A．该实验中将大肠杆菌换成乳酸菌，实验结果无明显变化
B．外源蛋白和T2噬菌体蛋白融合，依赖宿主细胞高尔基体的加工
C．若用32P标记外源蛋白基因，在任一子代噬菌体中均能检测到放射性
D．若用35S标记大肠杆菌，则可在子代噬菌体表面融合蛋白上检测到35S
D
四、烟草花叶病毒对烟草叶细胞的感染实验
烟草花叶病毒的遗传物质是RNA
烟草花叶病毒（TMV）和车前草花叶病毒（HRV）的基本成分都是蛋白质和RNA。
病毒重组实验：烟草花叶病毒TMV和车前草花叶病毒HRV
TMV和HRV的遗传物质是RNA
患病烟叶
患病烟叶
分离出TMV
分离出HRV
五、DNA是主要的遗传物质
常见生物的遗传物质
生物类型 所含核酸 遗传物质 举例或范围
细胞生物 真核生物 DNA和RNA _______ 动物、植物、真菌等
原核生物 _______ 细菌、蓝藻、放线菌等
非细胞生物 DNA病毒 仅有DNA _______ 乙肝病毒、T2噬菌体、天花病毒、腺病毒等
RNA 病毒 仅有RNA _______ 烟草花叶病毒、艾滋病病毒、SARS病毒等
DNA
DNA
DNA
RNA
就整个生物界而言，DNA是主要的遗传物质。
【例6】根据遗传物质的化学组成，可将病毒分为RNA病毒和DNA病毒两种类型。有些病毒对人类健康会造成很大危害。通常，一种新病毒出现后需要确定该病毒的类型。
假设在宿主细胞内不发生碱基之间的相互转换。请利用放射性同位素标记的方法，以体外培养的宿主细胞等为材料，设计实验以确定一种新病毒的类型。简要写出(1)实验思路。(2)预期实验结果及结论即可(要求：实验包含可相互印证的甲、乙两个组)。
实验思路：
甲组：将宿主细胞培养在含有放射性标记尿嘧啶的培养基中，之后接种新病毒，培养一段时间后收集病毒并检测其放射性。
乙组：将宿主细胞培养在含有放射性标记胸腺嘧啶的培养基中，之后接种新病毒，培养一段时间后收集病毒并检测其放射性。
预期实验结果及结论：若甲组收集的病毒有放射性，而乙组无，则该新病毒为RNA病毒；反之，则为DNA病毒。

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