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(共91张PPT)
第1节
DNA是主要的遗传物质
第3章 基因的本质
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学习目标
1.阐述格里菲思、艾弗里的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和过程。
3.理解DNA是主要遗传物质的结论。
内容索引
一、肺炎链球菌的转化实验
三、生物的遗传物质
二、噬菌体侵染细菌的实验
课时对点练
肺炎链球菌的转化实验
一
1.对遗传物质的早期推测
(1)主导观点
①观点： 是生物体的遗传物质。
②理由：氨基酸 的排列顺序，可能蕴含着 。
梳理　教材新知
蛋白质
多种多样
遗传信息
(2)对DNA的认识
①DNA是由许多 聚合而成的生物大分子，脱氧核苷酸的化学组成包括磷酸、碱基和脱氧核糖。
②组成DNA的脱氧核苷酸有 种，每一种有一个特定的碱基。
③对DNA的结构没有清晰的了解。
脱氧核苷酸
4
2.肺炎链球菌的类型
项目 S型细菌 R型细菌
菌落 表面_______ 表面_____
菌体
有无致病性 ____ ____
光滑
粗糙
有
无
3.格里菲思的肺炎链球菌转化实验
(1)过程
①注射R型活细菌―→小鼠 。
②注射S型活细菌―→小鼠 ，从小鼠体内分离出S型活细菌。
③注射 的S型细菌―→小鼠不死亡。
④将R型活细菌与加热致死的S型细菌混合后注射―→小鼠死亡，从小鼠体内分离出 型活细菌。
(2)结论：已经加热致死的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—— 。
不死亡
死亡
加热致死
S
转化因子
4.艾弗里的肺炎链球菌转化实验
(1)实验过程及结果
R型、S型
R型、S型
R型、S型
R型
(2)结论： 才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。
(3)“加法原理”和“减法原理”
①与常态比较，人为 某种影响因素的称为“加法原理”。例如：“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验。
②与常态比较，人为 某种影响因素的称为“减法原理”。例如：艾弗里的肺炎链球菌转化实验。
DNA
增加
去除
(1)将加热致死的S型细菌和R型活细菌混合注射到小鼠体内，从小鼠尸体中提取到的肺炎链球菌全部是S型活细菌(　　)
×
提示　此实验中，从小鼠尸体中提取到的肺炎链球菌包括R型活细菌和S型活细菌。
(2)艾弗里的实验证明S型肺炎链球菌的DNA可以使小鼠死亡(　　)
提示　艾弗里的实验证明S型肺炎链球菌的DNA可以使R型细菌转化为S型细菌。
(3)格里菲思和艾弗里分别用不同的方法证明DNA是遗传物质(　　)
提示　格里菲思未证明DNA是遗传物质。
×
×
任务一：肺炎链球菌的转化实验
1.格里菲思的肺炎链球菌体内转化实验
(1)对比第一、第二组的实验现象，说明了什么？
探究　核心知识
提示　R型活细菌不会使小鼠死亡，而S型活细菌会使小鼠死亡。
(2)对比第二、第三组的实验现象，说明了什么？
提示　加热致死的S型细菌不能使小鼠死亡。
(3)第四组小鼠为什么会死亡？体内分离出的S型细菌来自哪里？
提示　加热致死的S型细菌含有转化因子，促使R型活细菌转化为S型活细菌，使小鼠死亡。体内分离出的S型细菌由R型活细菌转化而来。
(4)这种转化产生的S型活细菌的后代也是有致病性的S型细菌，这说明什么？
提示　说明转化的性状可以遗传。
2.艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验
(1)概述该实验的设计思路。
提示　用酶解法分别去除细胞提取物中各种成分后，观察能否将R型细菌转化。
(2)第一组将加热致死的S型细菌的细胞提取物与R型活细菌混合培养，实验结果是培养皿中长出了S型活细菌。这说明什么？
提示　说明加热致死的S型细菌的细胞提取物中含有转化因子。
(3)实验中加入的蛋白酶、RNA酶和酯酶的作用是什么？
提示　分别除去S型细菌的细胞提取物中的蛋白质、RNA和酯类物质，以明确这些物质是不是转化因子。
(4)第一至第四组的实验结果为什么既有R型细菌，又有S型细菌？
提示　S型细菌的细胞提取物中的转化因子只能使部分R型细菌发生转化。
(5)第五组用DNA酶处理S型细菌的细胞提取物之后再与R型活细菌混合培养，为什么培养皿中只有R型细菌？
提示　DNA酶能水解DNA，从而破坏了DNA分子的结构稳定，使其丧失转化功能。
(6)据此分析艾弗里的体外转化实验的结论是什么？
提示　DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。
核心归纳
1.易错归纳
(1)转化实质：肺炎链球菌转化的实质是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，从而使R型细菌转化为S型细菌。
(2)一般情况下，转化率很低，只有极少数R型细菌被S型细菌的DNA侵入并发生转化，培养基中(或小鼠体内)的大量S型细菌大多是由转化后的S型细菌繁殖而来的。
核心归纳
2.加热的作用原理
(1)加热会使蛋白质变性失活，这种失活是不可逆的。由于蛋白质失活，酶等生命体系失去其相应功能，细菌死亡。
(2)加热时，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，进而恢复活性。
1.格里菲思在小鼠身上进行了著名的肺炎链球菌转化实验，下列关于该实验的结论，错误的是
A.说明肺炎链球菌的遗传物质是DNA
B.说明R型活细菌在一定条件下能够转化为S型细菌
C.说明R型活细菌是无毒性的
D.说明加热致死的S型细菌是无致病性的
√
落实　思维方法
格里菲思的肺炎链球菌转化实验能够证明已经加热致死的S型细菌，含有某种促使R型活细菌转化为S型细菌的活性物质——转化因子，不能证明DNA是遗传物质，A错误。
2.(2023·连云港高一期中)肺炎链球菌的转化实验中，能够使小鼠死亡的是
A.S型细菌的蛋白质＋蛋白酶＋R型细菌
B.S型细菌的DNA＋R型细菌
C.S型细菌的RNA＋RNA酶＋R型细菌
D.S型细菌的DNA＋DNA酶＋R型细菌
√
S型肺炎链球菌有致病性，能够使小鼠死亡。S型细菌的蛋白质(或RNA)不是转化因子，故加入蛋白酶(或RNA酶)以后也不会产生影响，故不能将R型肺炎链球菌转化为S型肺炎链球菌，小鼠不死亡；S型细菌的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，小鼠死亡；S型细菌的DNA经DNA酶处理后被水解，不能将R型肺炎链球菌转化为S型肺炎链球菌，小鼠不死亡。
噬菌体侵染细菌的实验
二
1.实验者： 。
2.实验方法： 技术。
梳理　教材新知
赫尔希和蔡斯
放射性同位素标记
3.实验材料：T2噬菌体和大肠杆菌。
(1)T2噬菌体的模式图
DNA
蛋白质
(2)生活方式：专门寄生在 体内。
(3)增殖特点：在 的作用下，利用 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，释放出大量的噬菌体。
大肠杆菌
自身遗传物质
大肠杆菌
4.实验过程
大肠杆菌
35S
32P
35S
大肠杆菌
32P
高
低
低
高
(1)用标记的噬菌体侵染大肠杆菌时，需要 保温，然后搅拌、离心。
(2)搅拌的目的是 。
(3)离心的目的是________________________________________________
________________________________。
短时间
使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离
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
5.实验结果及分析
(1)放射性同位素在试管中的分布情况表明：噬菌体侵染细菌时， 进入细菌的细胞中，而 仍留在细胞外。
(2)子代噬菌体的标记情况表明：子代噬菌体的各种性状，是通过______
_______遗传的。
6.实验结论： 才是噬菌体的遗传物质。
DNA
蛋白质外壳
亲代的
DNA
DNA
(1)T2噬菌体可感染肺炎链球菌导致其裂解(　　)
×
提示　T2噬菌体专门寄生在大肠杆菌体内。
(2)为获得放射性标记的T2噬菌体，可分别用含35S和32P的人工培养基培养T2噬菌体(　　)
提示　病毒没有细胞结构，不能独立代谢，必须用活细胞培养，不能用人工培养基直接培养T2噬菌体。
×
(3)细菌和病毒作为实验材料，具有个体小、结构简单、繁殖快的优点
(　　)
√
任务二：噬菌体侵染细菌的实验
1.赫尔希等人选用病毒作为实验材料，以病毒作为实验材料具有哪些优点？
探究　核心知识
提示　(1)病毒结构简单，无细胞结构，只有核酸和蛋白质外壳，易于观察因遗传物质改变导致的结构和功能的变化。(2)繁殖快，病毒短时间内可大量繁殖。
2.本实验采用的是放射性同位素标记技术，为什么用32P和35S进行标记？
提示　P是噬菌体DNA特有的元素，S是噬菌体蛋白质特有的元素，用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。
3.能否用14C和3H标记噬菌体？并说明理由。
提示　不能用14C和3H标记噬菌体，因为DNA和蛋白质中都含C和H，因此无法确认被标记的是何种物质。
4.能否用32P和35S同时标记噬菌体？并说明理由。
提示　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，离心后上清液和沉淀物中均会有放射性，无法判断噬菌体遗传物质的成分。
5.用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌时，发现沉淀物中也有少量放射性，可能是什么原因造成的？
提示　可能是搅拌不充分，有少量含35S的噬菌体蛋白质外壳吸附在大肠杆菌表面，随大肠杆菌离心到沉淀物中。
6.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，部分噬菌体来不及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，噬菌体在大肠杆菌细胞内增殖后释放出子代，经离心后分布于上清液中。
核心归纳
1.T2噬菌体的增殖
(1)合成T2噬菌体DNA的
模板：进入大肠杆菌体内
的T2噬菌体的遗传物质。
(2)合成T2噬菌体DNA的
原料：大肠杆菌提供的四种脱氧核苷酸。
(3)合成T2噬菌体蛋白质的原料：大肠杆菌提供的氨基酸。场所：大肠杆菌的核糖体。
核心归纳
2.噬菌体侵染细菌实验的两个关键环节——“保温”与“搅拌”
(1)保温时间要合适——若保温时间过短或过长会使32P组的上清液中放射性偏高，原因是部分噬菌体未侵染细菌或子代噬菌体被释放出来。
(2)“搅拌”要充分——如果搅拌不充分，35S组部分噬菌体与细菌没有分离，噬菌体与细菌共存于沉淀物中，这样会造成沉淀物中放射性偏高。
3.某校生物研究性学习小组模拟赫尔希和蔡斯做了噬菌体侵染细菌的实验，过程如图所示。下列有关分析不正确的是
A.理论上，b和c中不应具
有放射性
B.实验中b含少量放射性与
过程①中搅拌不充分有关
C.实验中c含有放射性与过程④中搅拌不充分有关
D.该实验证明了DNA是遗传物质
√
落实　思维方法
35S标记的是噬菌体的蛋白质外壳，32P标记的是噬菌体的DNA。离心后，理论上b和c中不应具有放射性，A正确；
35S标记的是噬菌体的蛋白质外壳，噬菌体侵染细菌时，蛋白质外壳留在外面，经搅拌后与细菌分开，所以若b中含有放射性，则说明是搅拌不充分，B正确；
实验中c含有放射性与过程③中培养时间过长或过短有关，C错误。
4.用不同标记的噬菌体侵染不同标记的细菌，经短时间的保温培养、充分搅拌和离心处理后，下列预期的实验结果中，错误的是
A.用含3H标记的噬菌体侵染未被标记的细菌，上清液和沉淀物中均有放
射性
B.用未被标记的噬菌体侵染14C标记的细菌，上清液和沉淀物中均有放射性
C.用含32P标记的噬菌体侵染35S标记的细菌，上清液和沉淀物中可能均有
放射性
D.用含35S标记的噬菌体侵染32P标记的细菌，上清液和沉淀物中均有放射性
√
用未被标记的噬菌体侵染14C标记的细菌，实验过程中要求短时间保温，子代噬菌体并未被裂解释放出来，所以上清液中不含放射性，B错误。
题后归纳
使用不同元素标记后子代放射性有无的判断
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(只含有蛋白质和 )、烟草。
(2)实验过程
梳理　教材新知
RNA
不感染
感染
(3)结论：烟草花叶病毒的遗传物质是 。
RNA
RNA
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。
DNA
RNA
DNA
(1)真核生物的遗传物质是DNA(　　)
(2)原核生物的遗传物质是RNA (　　)
√
提示　原核生物的遗传物质是DNA。
×
(3)细胞核内的遗传物质是DNA，细胞质内的遗传物质是RNA(　　)
×
提示　细胞质内的遗传物质是DNA。
(4)DNA是酵母菌的主要遗传物质(　　)
提示　DNA是酵母菌的遗传物质。
×
核心归纳
1.DNA是主要的遗传物质的理解
(1)细胞内既有DNA，又有RNA，其遗传物质是DNA。
(2)病毒只含有一种核酸：DNA或RNA，含有哪种核酸，该核酸就是该病毒的遗传物质。
(3)DNA是主要的遗传物质是对所有生物来说的，而某种生物的遗传物质是唯一的。
(4)并不是所有的核酸都能作为遗传物质，如细胞生物中的RNA。
核心归纳
2.遗传物质的探索思路
5.(2024·广安高一质检)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.HIV的遗传物质水解产生4种脱氧核苷酸
C.T2噬菌体的遗传物质含有硫元素
D.酵母菌的遗传物质主要分布在细胞核中
√
落实　思维方法
豌豆的遗传物质是DNA，A错误；
HIV的遗传物质是RNA，水解产生4种核糖核苷酸，B错误；
T2噬菌体的遗传物质是DNA，DNA不含硫元素，C错误；
酵母菌的遗传物质是DNA，主要分布在细胞核中，D正确。
6.烟草花叶病毒(TMV)和车前草病毒(HRV)都能感染烟叶，但二者引起的病斑不同，如图甲。将TMV的遗传物质和蛋白质分离，并分别感染健康烟叶，结果如图乙。科学家将不同病毒的遗传物质与蛋白质重新组合形成“杂种病毒”，然后感染健康烟叶，如图丙。依据实验，下列推论正确的是
A.图甲实验结果说明病毒的蛋白质外壳能感染烟叶
B.图乙实验结果说明TMV的蛋白质外壳能感染烟叶
C.图丙实验结果是烟叶被感染，并且出现b病斑
D.杂种病毒产生的子代具有TMV的蛋白质外壳
√
图甲实验结果不能说明病毒的蛋白质外壳能感染烟叶，A错误；
图乙过程中用TMV的蛋白质外壳感染烟叶，烟叶没有出现病斑，说明TMV的蛋白质外壳不能感染烟叶，B错误；
杂种病毒中含有HRV的遗传物质，故其产生的子代为HRV，具有HRV的蛋白质外壳，D错误。
网络构建
课时对点练
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对一对
答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8
答案 C A B C C C C B
题号 9 10 11 12
答案 B C C A
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对一对
答案
题号 13
答案 (1) 运用“减法原理”，每个实验组特异性地去除了一种物质后，观察实验结果的变化
(2) DNA是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质　(3)放射性同位素标记　DNA　②①④③　(4)沉淀物　(5)会　没有侵染到大肠杆菌内的噬菌体，离心后分布于上清液中，使上清液出现较强的放射性　
题号 14
答案 (1)DNA酶　等量生理盐水　(2)若A、C组小白鼠发病，B、D组小白鼠未发病　若B、C组小白鼠发病，A、D组小白鼠未发病　RNA是该病毒的遗传物质　(3)6　脱氧核糖、磷酸、A(腺嘌呤)、G(鸟嘌呤)、C(胞嘧啶)、T(胸腺嘧啶)
题组一　肺炎链球菌的转化实验
1.(2023·唐山高一期末)关于格里菲思的肺炎链球菌转化实验，下列叙述不正确的是
A.S型肺炎链球菌的菌落是光滑的，R型肺炎链球菌的菌落是粗糙的
B.加热致死的S型细菌与R型细菌混合注入小鼠体内，小鼠会患败血症死亡
C.该实验证明了S型细菌的DNA能使R型细菌转化为S型细菌
D.从病死小鼠中能分离得到S型细菌和R型细菌
√
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答案
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加热致死的S型细菌与R型细菌混合注入小鼠体内，某种“转化因子”能使少部分R型细菌转化为S型细菌，小鼠患败血症死亡，从病死小鼠中能分离得到S型细菌和R型细菌，B、D正确；
该实验证明S型细菌体内存在某种“转化因子”能使R型细菌转化为S型细菌，但没有证明S型细菌的DNA是转化因子，C错误。
答案
2.下列有关肺炎链球菌转化实验的叙述，正确的是
A.格里菲思认为已经加热致死的S型细菌中含有转化因子
B.格里菲思的实验表明S型细菌的DNA可以使小鼠死亡
C.艾弗里的实验是格里菲思实验的基础
D.艾弗里的实验运用了“加法原理”
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答案
格里菲思通过4组实验对照得出已经加热致死的S型细菌中含有转化因子，A正确；
格里菲思的实验表明S型细菌的某种转化因子可以使R型细菌转化为S型细菌，S型细菌可使小鼠死亡，B错误；
格里菲思实验是艾弗里实验的基础，C错误；
艾弗里的实验运用了“减法原理”，D错误。
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答案
3.(2024·苏州高一期中)某兴趣小组以肺炎链球菌为材料进行如图所示实验，其中细胞提取物是加热致死的S型细菌破碎后去除绝大部分糖类、蛋白质和脂质制成的。下列叙述正确的是
A.混合培养后仅有①②③组培养基上会出现表面
粗糙的菌落
B.混合培养后出现的S型细菌的遗传物质与原S型
细菌不完全相同
C.R型细菌转化为S型细菌的实质是S型细菌DNA
整合到了R型细菌的染色体上
D.第④组培养基上会出现S型细菌菌落和R型细菌菌落
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答案
R型细菌菌落表面粗糙，混合培养后4个组的培养基上均会有R型细菌菌落，A错误；
混合培养后出现的S型细菌是由R型细菌吸收S型细菌的DNA转化而来的，故S型细菌与原S型细菌的遗传物质不完全相同，B正确；
R型细菌转化为S型细菌，说明S型细菌的DNA整合到了R型细菌的DNA上，肺炎链球菌是原核生物，无染色体，C错误；
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由于DNA酶会破坏S型细菌的DNA，第④组培养基上只会出现R型细菌菌落，D错误。
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答案
题组二　噬菌体侵染细菌实验
4.(2023·南充高一阶段检测)下列关于T2噬菌体侵染细菌的实验叙述，错误的是
A.用32P和35S分别标记噬菌体的DNA和蛋白质外壳
B.该实验搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体蛋白质外壳与细菌分离
C.实验后32P和35S同时出现在子代噬菌体中
D.该实验证实T2噬菌体的遗传物质是DNA
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答案
用32P和35S分别标记噬菌体的DNA和蛋白质外壳，而大肠杆菌未被标记，故实验后的子代噬菌体中只会出现32P，C错误。
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答案
5.(2024·菏泽高一阶段检测)如图为“噬菌体侵染细菌的实验”的流程图，下列有关该实验的叙述，正确的是
A.实验中噬菌体是用含35S的
培养基直接培养并标记的
B.噬菌体侵染细菌的实验证
明了DNA是主要的遗传物质
C.35S标记的噬菌体侵染细菌的实验中，若搅拌不充分，上清液中的放射性会降低
D.32P标记的噬菌体侵染细菌的实验中，保温时间过长或过短都会降低上清液
的放射性
√
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答案
噬菌体是病毒，只能用活细胞培养，不能用培养基直接培养，A错误；
噬菌体侵染细菌的实验证明了DNA才是噬菌体的遗传物质，B错误；
35S标记的噬菌体侵染细菌的实验中，若搅拌不充分，含35S的噬菌体蛋白质外壳会随细菌进入沉淀物中，从而导致上清液的放射性降低，C正确；
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答案
32P标记的噬菌体侵染细菌的实验中，保温时间过长或过短都会增加上清液的放射性，D错误。
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答案
6.如图是某研究小组模拟赫尔希和蔡斯进行噬菌体侵染细菌的部分实验过程。下列有关叙述错误的是
A.第一步使用的是35S标记的
T2噬菌体
B.第二步是将被标记的噬菌
体与未被标记的细菌混合
C.上清液中较高的放射性来自新形成的子代噬菌体
D.沉淀物中含放射性的高低，与搅拌是否充分有关
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答案
题图中放射性主要分布于上清液中，而沉淀物的放射性很低，放射性来源于亲代噬菌体的蛋白质外壳，说明使用的是35S标记的T2噬菌体，A正确，C错误；
第一步是标记噬菌体，噬菌体没有细胞结构，需要用细菌来培养噬菌体，第二步是将被标记的噬菌体与未被标记的细菌混合，B正确；
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答案
搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离，若该过程搅拌不充分，则会导致部分蛋白质外壳吸附在细菌上，并随细菌离心到沉淀物中，使沉淀物中含较高的放射性，D正确。
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答案
题组三　生物的遗传物质
7.下列有关核酸与遗传物质关系的叙述，不正确的是
A.DNA是绝大多数生物的遗传物质
B.某些生物的遗传物质是RNA
C.在真核生物中，DNA是主要的遗传物质
D.HIV、SARS病毒的遗传物质均为RNA
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答案
除RNA病毒的遗传物质是RNA外，其他生物的遗传物质都是DNA，A、B正确；
真核生物的遗传物质只能是DNA，C错误；
HIV、SARS病毒都是RNA病毒，其遗传物质均为RNA，D正确。
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答案
8.(2023·贵阳高一质检)如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。据图推断，下列说法错误的是
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A.本实验中水和苯酚的作用是使病毒的蛋白质和RNA分离
B.该实验设计思路和肺炎链球菌的体外转化实验完全相同
C.该实验证明TMV的遗传物质是RNA
D.本实验中接种RNA组和接种蛋白质组互为对照
√
答案
9.(2023·秦皇岛高一期中)将S型肺炎链球菌的DNA与R型肺炎链球菌混合，注射到小鼠体内，两种细菌的含量变化过程如图所示。下列相关叙述正确的是
A.图中开始R型肺炎链球菌数量下降是因为R型细
菌正在转化成S型细菌
B.S型肺炎链球菌的出现说明了DNA是“转化因子”
C.由R型细菌转化而来的S型细菌的后代仍是R型细菌
D.图中后期出现的大量S型细菌是由R型细菌直接转化而来的
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
答案
图中开始R型细菌数量下降主要是因为小鼠的免疫系统正在清除R型细菌，A错误；
由R型细菌转化而来的S型细菌的后代为S型细菌，C错误；
图中后期出现的大量S型细菌，是由R型细菌转化产生的S型细菌进行繁殖后得到的，D错误。
1
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14
答案
10.在证明DNA是遗传物质的过程中，T2噬菌体侵染细菌的实验发挥了重要作用。下列与该实验相关的叙述，正确的是
A.T2噬菌体可以在肺炎链球菌中复制和增殖
B.T2噬菌体病毒颗粒内可以合成蛋白质
C.培养基中的32P经宿主摄取后可出现在T2噬菌体的核酸中
D.烟草花叶病毒与T2噬菌体的核酸类型相同
√
1
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14
答案
T2噬菌体只能侵染大肠杆菌，不能侵染肺炎链球菌，A错误；
病毒没有细胞结构，不能独立生活，T2噬菌体病毒颗粒内不能合成蛋白质，B错误；
T2噬菌体侵染大肠杆菌时，其DNA进入大肠杆菌，以大肠杆菌的核苷酸为原料，合成子代噬菌体的DNA，而核苷酸中含有P，则培养基中的32P经宿主摄取后可出现在T2噬菌体的核酸中，C正确；
烟草花叶病毒为RNA病毒，T2噬菌体为DNA病毒，二者所含核酸类型不同，D错误。
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答案
11.用32P标记的噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌，侵染一段时间后搅拌、离心得到上清液和沉淀物，检测上清液中放射性32P约占初始标记噬菌体放射性的30%。在实验时间内，被侵染细菌的存活率接近100%。下列相关叙述错误的是
A.离心后大肠杆菌主要分布在沉淀物中
B.沉淀物的放射性主要来自噬菌体的DNA
C.上清液具有放射性的原因是保温时间过长
D.噬菌体遗传特性的传递过程中起作用的是DNA
√
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答案
由题干信息“在实验时间内，被侵染细菌的存活率接近100%”可知，被侵染的大肠杆菌还没有裂解，故离心后大肠杆菌主要分布在沉淀物中，A正确；
32P标记的是噬菌体的DNA，故沉淀物的放射性主要来自噬菌体的DNA，B正确；
该实验中上清液具有放射性的原因是保温时间过短，有部分标记的噬菌体还未来得及侵染大肠杆菌，C错误。
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14
答案
12.(2024·常德高一阶段检测)肺炎链球菌S型与R型菌株，都对青霉素敏感(青霉素能抑制细菌细胞壁的形成，从而抑制其增殖)。在多代培养的S型细菌中分离出一种抗青霉素的S型细菌，记为PenrS型。现用PenrS型细菌和R型细菌进行如图所示的实验。下列分析错误的是
1
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14
答案
A.若组1甲中部分小鼠患败血
症，通过注射青霉素治疗后
可康复
B.组2培养基中可能会出现R型
和PenrS型两种菌落
C.组3培养基中出现菌落是因为PenrS型细菌的DNA转移到了R型细菌中
D.组4培养基中观察不到R型菌落和PenrS型菌落
√
1
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答案
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14
抗青霉素的S型(PenrS型)细菌的DNA是转化因子，在组1中，将加热致死的PenrS型细菌与活的R型细菌混合培养液注射到小鼠体内，部分活的R型细菌会转化
为PenrS型细菌，PenrS型细菌会使小鼠患败血症，注射青霉素治疗后，体内有PenrS型细菌存在的小鼠不能康复，A错误。
答案
13.结合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肺炎链球菌的转化实验中，实验成功的最关键的设计思路是_____________________________________________________
________________________。
(2)上述实验证明了________________________________________。
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13
14
运用“减法原理”，每个实验组特异性地去除了一种物质后，观察实验结果的变化
DNA是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质
答案
(3)后来，赫尔希和蔡斯用___________________技术，进一步表明_____才是噬菌体的遗传物质。实验包括4个步骤：①噬菌体与大肠杆菌混合培养；②35S和32P分别标记噬菌体；③放射性检测；④离心分离。该实验步骤的正确顺序是____________(填序号)。
(4)用被32P标记的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分布在__________(填“上清液”或“沉淀物”)中。
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14
放射性同位素标记
DNA
②①④③
沉淀物
答案
(5)在上述实验中，如果有一部分噬菌体没有侵染到大肠杆菌细胞内，____(填“会”或“不会”)导致实验误差，简述理由：_______________
_______________________________________________________________。
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会
杆菌内的噬菌体，离心后分布于上清液中，使上清液出现较强的放射性
没有侵染到大肠
答案
14.(2024·连云港高一期中)某研究小组发现了一种全新的病毒，为探究该病毒的遗传物质是DNA还是RNA，做了如下实验。回答下列问题：
(1)实验步骤：
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，编号为A、B、C、D。
②将表格补充完整，并将配制的溶液分别注入小白鼠体内。
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组别 A B C D
注射溶液 该病毒核酸提取物和RNA酶 该病毒核酸提取物和_______ 该病毒核酸提取物
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。
DNA酶
等量生理盐水
答案
DNA酶可以催化DNA水解，最终产物中没有DNA；RNA酶可以催化RNA的水解，最终产物中没有RNA，因此表格中B处加入的是DNA酶；探究实验要遵循对照原则和单一变量原则，因此还需要设置对照组，即D处应该注射的是等量生理盐水。
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答案
(2)结果预测及结论：
①___________________________________________，说明DNA是该病毒的遗传物质；
②_________________________________________，说明______________
_____________。
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若A、C组小白鼠发病，B、D组小白鼠未发病
若B、C组小白鼠发病，A、D组小白鼠未发病
RNA是该病毒
的遗传物质
答案
结果预测及结论：①若DNA是该病毒的遗传物质，则B组DNA被水解，而A、C组DNA完好，因此A、C组小白鼠发病，B、D组小白鼠未发病。②若RNA是该病毒的遗传物质，则A组RNA被水解，而B、C组RNA完好，因此B、C组小白鼠发病，A、D组小白鼠未发病。
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答案
(3)若该病毒的遗物物质为DNA，则其彻底水解产物有_____种，分别是_____________________________________________________________。
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脱氧核糖、磷酸、A(腺嘌呤)、G(鸟嘌呤)、C(胞嘧啶)、T(胸腺嘧啶)
6
答案第1节　DNA是主要的遗传物质
[学习目标]　1.阐述格里菲思、艾弗里的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和过程。3.理解DNA是主要遗传物质的结论。
一、肺炎链球菌的转化实验
1．对遗传物质的早期推测
(1)主导观点
①观点：________是生物体的遗传物质。
②理由：氨基酸____________的排列顺序，可能蕴含着____________。
(2)对DNA的认识
①DNA是由许多____________聚合而成的生物大分子，脱氧核苷酸的化学组成包括磷酸、碱基和脱氧核糖。
②组成DNA的脱氧核苷酸有____种，每一种有一个特定的碱基。
③对DNA的结构没有清晰的了解。
2．肺炎链球菌的类型
项目 S型细菌 R型细菌
菌落 表面______ 表面______
菌体
有无致病性
3.格里菲思的肺炎链球菌转化实验
(1)过程
①注射R型活细菌―→小鼠________。
②注射S型活细菌―→小鼠________，从小鼠体内分离出S型活细菌。
③注射____________的S型细菌―→小鼠不死亡。
④将R型活细菌与加热致死的S型细菌混合后注射―→小鼠死亡，从小鼠体内分离出____型活细菌。
(2)结论：已经加热致死的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——____________。
4．艾弗里的肺炎链球菌转化实验
(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)“加法原理”和“减法原理”
①与常态比较，人为______某种影响因素的称为“加法原理”。例如：“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验。
②与常态比较，人为______某种影响因素的称为“减法原理”。例如：艾弗里的肺炎链球菌转化实验。
判断正误
(1)将加热致死的S型细菌和R型活细菌混合注射到小鼠体内，从小鼠尸体中提取到的肺炎链球菌全部是S型活细菌(　　)
(2)艾弗里的实验证明S型肺炎链球菌的DNA可以使小鼠死亡(　　)
(3)格里菲思和艾弗里分别用不同的方法证明DNA是遗传物质(　　)
任务一：肺炎链球菌的转化实验
1．格里菲思的肺炎链球菌体内转化实验
(1)对比第一、第二组的实验现象，说明了什么？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
(2)对比第二、第三组的实验现象，说明了什么？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
(3)第四组小鼠为什么会死亡？体内分离出的S型细菌来自哪里？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
(4)这种转化产生的S型活细菌的后代也是有致病性的S型细菌，这说明什么？
________________________________________________________________________
2．艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验
(1)概述该实验的设计思路。
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
(2)第一组将加热致死的S型细菌的细胞提取物与R型活细菌混合培养，实验结果是培养皿中长出了S型活细菌。这说明什么？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
(3)实验中加入的蛋白酶、RNA酶和酯酶的作用是什么？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
(4)第一至第四组的实验结果为什么既有R型细菌，又有S型细菌？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
(5)第五组用DNA酶处理S型细菌的细胞提取物之后再与R型活细菌混合培养，为什么培养皿中只有R型细菌？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
(6)据此分析艾弗里的体外转化实验的结论是什么？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
1．易错归纳
(1)转化实质：肺炎链球菌转化的实质是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，从而使R型细菌转化为S型细菌。
(2)一般情况下，转化率很低，只有极少数R型细菌被S型细菌的DNA侵入并发生转化，培养基中(或小鼠体内)的大量S型细菌大多是由转化后的S型细菌繁殖而来的。
2．加热的作用原理
(1)加热会使蛋白质变性失活，这种失活是不可逆的。由于蛋白质失活，酶等生命体系失去其相应功能，细菌死亡。
(2)加热时，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，进而恢复活性。
1．格里菲思在小鼠身上进行了著名的肺炎链球菌转化实验，下列关于该实验的结论，错误的是 (　　)
A．说明肺炎链球菌的遗传物质是DNA
B．说明R型活细菌在一定条件下能够转化为S型细菌
C．说明R型活细菌是无毒性的
D．说明加热致死的S型细菌是无致病性的
2．(2023·连云港高一期中)肺炎链球菌的转化实验中，能够使小鼠死亡的是(　　)
A．S型细菌的蛋白质＋蛋白酶＋R型细菌
B．S型细菌的DNA＋R型细菌
C．S型细菌的RNA＋RNA酶＋R型细菌
D．S型细菌的DNA＋DNA酶＋R型细菌
二、噬菌体侵染细菌的实验
1．实验者：________________。
2．实验方法：____________________技术。
3．实验材料：T2噬菌体和大肠杆菌。
(1)T2噬菌体的模式图
(2)生活方式：专门寄生在______________体内。
(3)增殖特点：在________________的作用下，利用____________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，释放出大量的噬菌体。
4．实验过程
(1)用标记的噬菌体侵染大肠杆菌时，需要________保温，然后搅拌、离心。
(2)搅拌的目的是___________________________________________________________。
(3)离心的目的是____________________________________________________________
________________________________________________________________________。
5．实验结果及分析
(1)放射性同位素在试管中的分布情况表明：噬菌体侵染细菌时，______进入细菌的细胞中，而____________仍留在细胞外。
(2)子代噬菌体的标记情况表明：子代噬菌体的各种性状，是通过________________________遗传的。
6．实验结论：______才是噬菌体的遗传物质。
判断正误
(1)T2噬菌体可感染肺炎链球菌导致其裂解(　　)
(2)为获得放射性标记的T2噬菌体，可分别用含35S和32P的人工培养基培养T2噬菌体(　　)
(3)细菌和病毒作为实验材料，具有个体小、结构简单、繁殖快的优点(　　)
任务二：噬菌体侵染细菌的实验
1．赫尔希等人选用病毒作为实验材料，以病毒作为实验材料具有哪些优点？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
2．本实验采用的是放射性同位素标记技术，为什么用32P和35S进行标记？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
3．能否用14C和3H标记噬菌体？并说明理由。
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
4．能否用32P和35S同时标记噬菌体？并说明理由。
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
5．用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌时，发现沉淀物中也有少量放射性，可能是什么原因造成的？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
6．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？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
1．T2噬菌体的增殖
(1)合成T2噬菌体DNA的模板：进入大肠杆菌体内的T2噬菌体的遗传物质。
(2)合成T2噬菌体DNA的原料：大肠杆菌提供的四种脱氧核苷酸。
(3)合成T2噬菌体蛋白质的原料：大肠杆菌提供的氨基酸。场所：大肠杆菌的核糖体。
2．噬菌体侵染细菌实验的两个关键环节——“保温”与“搅拌”
(1)保温时间要合适——若保温时间过短或过长会使32P组的上清液中放射性偏高，原因是部分噬菌体未侵染细菌或子代噬菌体被释放出来。
(2)“搅拌”要充分——如果搅拌不充分，35S组部分噬菌体与细菌没有分离，噬菌体与细菌共存于沉淀物中，这样会造成沉淀物中放射性偏高。
3．某校生物研究性学习小组模拟赫尔希和蔡斯做了噬菌体侵染细菌的实验，过程如图所示。下列有关分析不正确的是(　　)
A．理论上，b和c中不应具有放射性
B．实验中b含少量放射性与过程①中搅拌不充分有关
C．实验中c含有放射性与过程④中搅拌不充分有关
D．该实验证明了DNA是遗传物质
4．用不同标记的噬菌体侵染不同标记的细菌，经短时间的保温培养、充分搅拌和离心处理后，下列预期的实验结果中，错误的是(　　)
A．用含3H标记的噬菌体侵染未被标记的细菌，上清液和沉淀物中均有放射性
B．用未被标记的噬菌体侵染14C标记的细菌，上清液和沉淀物中均有放射性
C．用含32P标记的噬菌体侵染35S标记的细菌，上清液和沉淀物中可能均有放射性
D．用含35S标记的噬菌体侵染32P标记的细菌，上清液和沉淀物中均有放射性
题后归纳　使用不同元素标记后子代放射性有无的判断
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(只含有蛋白质和______)、烟草。
(2)实验过程
(3)结论：烟草花叶病毒的遗传物质是__________________________________。
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。
判断正误
(1)真核生物的遗传物质是DNA(　　)
(2)原核生物的遗传物质是RNA(　　)
(3)细胞核内的遗传物质是DNA，细胞质内的遗传物质是RNA(　　)
(4)DNA是酵母菌的主要遗传物质(　　)
1．DNA是主要的遗传物质的理解
(1)细胞内既有DNA，又有RNA，其遗传物质是DNA。
(2)病毒只含有一种核酸：DNA或RNA，含有哪种核酸，该核酸就是该病毒的遗传物质。
(3)DNA是主要的遗传物质是对所有生物来说的，而某种生物的遗传物质是唯一的。
(4)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．遗传物质的探索思路
5．(2024·广安高一质检)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．HIV的遗传物质水解产生4种脱氧核苷酸
C．T2噬菌体的遗传物质含有硫元素
D．酵母菌的遗传物质主要分布在细胞核中
6．烟草花叶病毒(TMV)和车前草病毒(HRV)都能感染烟叶，但二者引起的病斑不同，如图甲。将TMV的遗传物质和蛋白质分离，并分别感染健康烟叶，结果如图乙。科学家将不同病毒的遗传物质与蛋白质重新组合形成“杂种病毒”，然后感染健康烟叶，如图丙。依据实验，下列推论正确的是(　　)
A．图甲实验结果说明病毒的蛋白质外壳能感染烟叶
B．图乙实验结果说明TMV的蛋白质外壳能感染烟叶
C．图丙实验结果是烟叶被感染，并且出现b病斑
D．杂种病毒产生的子代具有TMV的蛋白质外壳
答案精析
一、梳理教材新知
1．(1)①蛋白质　②多种多样　遗传信息　(2)①脱氧核苷酸
②4
2．光滑　粗糙　有　无
3．(1)①不死亡　②死亡　③加热致死　④S　(2)转化因子
4．(1)R型、S型　R型、S型　R型、S型　R型　(2)DNA　(3)①增加　②去除
判断正误
(1)×　(2)×　(3)×
提示　(1)此实验中，从小鼠尸体中提取到的肺炎链球菌包括R型活细菌和S型活细菌。(2)艾弗里的实验证明S型肺炎链球菌的DNA可以使R型细菌转化为S型细菌。(3)格里菲思未证明DNA是遗传物质。
探究核心知识
1．(1)R型活细菌不会使小鼠死亡，而S型活细菌会使小鼠死亡。
(2)加热致死的S型细菌不能使小鼠死亡。
(3)加热致死的S型细菌含有转化因子，促使R型活细菌转化为S型活细菌，使小鼠死亡。体内分离出的S型细菌由R型活细菌转化而来。
(4)说明转化的性状可以遗传。
2．(1)用酶解法分别去除细胞提取物中各种成分后，观察能否将R型细菌转化。
(2)说明加热致死的S型细菌的细胞提取物中含有转化因子。
(3)分别除去S型细菌的细胞提取物中的蛋白质、RNA和酯类物质，以明确这些物质是不是转化因子。
(4)S型细菌的细胞提取物中的转化因子只能使部分R型细菌发生转化。
(5)DNA酶能水解DNA，从而破坏了DNA分子的结构稳定，使其丧失转化功能。
(6)DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。
落实思维方法
1．A　[格里菲思的肺炎链球菌转化实验能够证明已经加热致死的S型细菌，含有某种促使R型活细菌转化为S型细菌的活性物质——转化因子，不能证明DNA是遗传物质，A错误。]
2．B　[S型肺炎链球菌有致病性，能够使小鼠死亡。S型细菌的蛋白质(或RNA)不是转化因子，故加入蛋白酶(或RNA酶)以后也不会产生影响，故不能将R型肺炎链球菌转化为S型肺炎链球菌，小鼠不死亡；S型细菌的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，小鼠死亡；S型细菌的DNA经DNA酶处理后被水解，不能将R型肺炎链球菌转化为S型肺炎链球菌，小鼠不死亡。]
二、梳理教材新知
1．赫尔希和蔡斯
2．放射性同位素标记
3．(1)DNA　蛋白质　(2)大肠杆菌　(3)自身遗传物质　大肠杆菌
4．35S　32P　大肠杆菌　35S　大肠杆菌　32P　高　低　低　高　(1)短时间　(2)使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离
(3)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
5．(1)DNA　蛋白质外壳　(2)亲代的DNA
6．DNA
判断正误
(1)×　(2)×　(3)√
提示　(1)T2噬菌体专门寄生在大肠杆菌体内。(2)病毒没有细胞结构，不能独立代谢，必须用活细胞培养，不能用人工培养基直接培养T2噬菌体。
探究核心知识
1．(1)病毒结构简单，无细胞结构，只有核酸和蛋白质外壳，易于观察因遗传物质改变导致的结构和功能的变化。(2)繁殖快，病毒短时间内可大量繁殖。
2．P是噬菌体DNA特有的元素，S是噬菌体蛋白质特有的元素，用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。
3．不能用14C和3H标记噬菌体，因为DNA和蛋白质中都含C和H，因此无法确认被标记的是何种物质。
4．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，离心后上清液和沉淀物中均会有放射性，无法判断噬菌体遗传物质的成分。
5．可能是搅拌不充分，有少量含35S的噬菌体蛋白质外壳吸附在大肠杆菌表面，随大肠杆菌离心到沉淀物中。
6．(1)保温时间过短，部分噬菌体来不及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，噬菌体在大肠杆菌细胞内增殖后释放出子代，经离心后分布于上清液中。
落实思维方法
3． C　[35S标记的是噬菌体的蛋白质外壳，32P标记的是噬菌体的DNA。离心后，理论上b和c中不应具有放射性，A正确；35S标记的是噬菌体的蛋白质外壳，噬菌体侵染细菌时，蛋白质外壳留在外面，经搅拌后与细菌分开，所以若b中含有放射性，则说明是搅拌不充分，B正确；实验中c含有放射性与过程③中培养时间过长或过短有关，C错误。]
4．B　[用未被标记的噬菌体侵染14C标记的细菌，实验过程中要求短时间保温，子代噬菌体并未被裂解释放出来，所以上清液中不含放射性，B错误。]
三、梳理教材新知
1．(1)RNA　(2)不感染　RNA　感染　(3)RNA
2．DNA　RNA　DNA
判断正误
(1)√　(2)×　(3)×　(4)×
提示　(2)原核生物的遗传物质是DNA。(3)细胞质内的遗传物质是DNA。(4)DNA是酵母菌的遗传物质。
落实思维方法
5．D　[豌豆的遗传物质是DNA，A错误；HIV的遗传物质是RNA，水解产生4种核糖核苷酸，B错误；T2噬菌体的遗传物质是DNA，DNA不含硫元素，C错误；酵母菌的遗传物质是DNA，主要分布在细胞核中，D正确。]
6．C　[图甲实验结果不能说明病毒的蛋白质外壳能感染烟叶，A错误；图乙过程中用TMV的蛋白质外壳感染烟叶，烟叶没有出现病斑，说明TMV的蛋白质外壳不能感染烟叶，B错误；杂种病毒中含有HRV的遗传物质，故其产生的子代为HRV，具有HRV的蛋白质外壳，D错误。]

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