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第3章
第1节　DNA是主要的遗传物质
基因的本质
知识目标 素养目标
1．阐明肺炎链球菌体内和体外转化实验的原理和过程(重难点)； 2．阐明噬菌体侵染细菌实验的方法、原理和过程(重难点)； 3．举例说明DNA是主要的遗传物质(重点)； 4．了解控制变量的“加法原理”和“减法原理” 科学思维：通过运用归纳与概括的方法，分析肺炎链球菌体外转化实验、噬菌体侵染大肠杆菌实验和烟草花叶病毒重建实验，归纳出其在实验思路上的共同点；通过分析对遗传物质的探索过程，归纳概括出DNA是主要的遗传物质；学会控制自变量；
科学探究：通过从选材、原理、方法、步骤、结果、结论和设置对照的方式等多个角度理解相关实验，学会同位素标记病毒的基本方法和原理；
社会责任：认同人类对遗传物质的认识是不断深化、完善的；认同实验技术在证明DNA是遗传物质中的作用
新知导学
1891年
1866年
1909年
孟德尔发现遗传定律
科学家描述减数分裂全过程
摩尔根证明基因在染色体上
20世纪中叶
染色体主要由蛋白质和DNA组成
遗传信息储存在哪儿？
遗传物质是蛋白质还是DNA
蛋白质
对遗传物质的早期推测：
蛋白质是由多种氨基酸连接而成
氨基酸多种多样的排列顺序，可能蕴含遗传信息
认识到DNA是由许多脱氧核苷酸聚合而成的生物大分子
对DNA结构没有清晰的了解
蛋白质是遗传物质
一、 肺炎链球菌的类型
目标一　肺炎链球菌转化实验
比较 菌落特点 菌体特点 毒性
S型 细菌 有毒
人和小鼠患肺炎
小鼠并发败血症死亡
R型 细菌 无毒
光滑Smooth
粗糙 Rough
多糖类的荚膜
总结：[填图](均填“有”或“无”)
[思考]肺炎链球菌属于________(填“细菌”或“真菌”)，________生物。
有
无
无
有
细菌
原核
二、 肺炎链球菌的体内转化实验
1．科学家：1928年，格里菲思(英)
2．实验材料：肺炎链球菌、小鼠
英.格里菲思
（1877~1941）
二、肺炎链球菌的体内转化实验
R型
活细菌
S型
活细菌
小鼠不死亡
（第一组）
小鼠死亡
（第二组）
分离出S型活细菌
加热杀死的
S型细菌
小鼠不死亡
（第三组）
R型活细菌+加热
杀死的S型细菌
小鼠死亡
（第四组）
分离出S型活细菌
3．体内转化实验过程及结果——教材P43“图3-2”
？
(1) 第一组和第二组实验对照说明了________________________________。
(2) 第二组和第三组实验对照说明了___________________________。
R型细菌无毒性，S型
细菌有毒性
加热能使S型细菌失
去毒性
二、肺炎链球菌的体内转化实验
3．体内转化实验过程及结果——教材P43“图3-2”
(3) 第四组小鼠为什么会死亡？________________________。
(4) [判断]从第四组的死亡小鼠中只能分离出S型活细菌。 (　 )
提示：从死亡小鼠中能分离出S型活细菌和R型活细菌，且R型活细菌数量较多。
(5) 第四组小鼠体内分离出的S型细菌从哪里来？
4．结论(格里菲思推测)：加热杀死的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
体内有活的S型细菌的作用
二、肺炎链球菌的体内转化实验
3．体内转化实验过程及结果——教材P43“图3-2”
提醒：发生转化的只是少部分R型细菌。
转化后的S型细菌后代还是S，
说明转化后可以稳定遗传。
R型菌
S型菌
转化因子
S型菌
后代
格里菲思第四组实验中，小鼠体内S型细菌、R型细菌含量的变化情况如图所示，则：
①ab段R型细菌数量减少的原因是：
②bc段R型细菌数量增多的原因是：
③后期出现的大量S型细菌的来源:
小鼠进行免疫反应致使R型细菌数量减少。
R型细菌转化为S型细菌后，S型细菌增殖使小鼠患病，降低小鼠的免疫力，造成R型细菌大量繁殖。
R型细菌转化成的S型细菌繁殖而来。
思考：
三、 肺炎链球菌的体外转化实验
加热杀死的S型细菌中含有多糖、脂类、蛋白质、DNA和RNA等，
究竟哪一个才是转化因子呢？
关键思路：_____________________________________，单独地、
直接地观察每种物质的作用。
将DNA与蛋白质、多糖等其他物质分开
美·艾弗里
（1877~1955）
有R型细菌的培养液
加热杀死的S型细菌的细胞
提取液
+
S型细菌
R型细菌
有R型细菌的培养液
加热杀死的S型细菌的细胞
提取液
+
S型细菌
R型细菌
混合
混合
有R型细菌的培养液
加热杀死的S型细菌的细胞提取液
+
混合
只长R型细菌
DNA酶
蛋白酶（或RNA酶、酯酶）
对照原则、单一变量原则
三、肺炎链球菌的体外转化实验
1．艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验——教材P44“图3-3”
第一组 第二、三、四组 第五组
(1) 图中，第______组是对照组，第__________组是实验组。
(2) 该实验中，第__________________组发生了R型细菌的转化。发生转化的培养基中_______细菌更多。转化的实质是______________________________________ ________________。R型细菌并未全部都转化为S型细菌，说明了_______________。
一
二～五
一、二、三、四
R型
S型细菌的DNA片段整合到R型细菌DNA中(基因重组)
转化效率很低
基因重组
R型细菌转化为S型细菌的实质：
S型细菌
控制荚膜形成的X基因
被破坏的S型细菌
X基因吸附在R型细菌表面
R型细菌转化成S型细菌
DNA具有热稳定性。加热使蛋白质变性失去活性，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。
荚膜
X基因进入R型细菌
重组
补充：
(3) 第五组实验设计了R型细菌与S型细菌的细胞提取物加DNA酶混合培养，请分析设计该组实验的目的是什么？
__________________________________________________________________________________________________________________________________________。
提示：DNA酶将DNA水解为脱氧核苷酸，分解后的产物不能使R型细菌转化为S型细菌，说明DNA必须保持完整性才能完成其功能。同时证明了DNA是遗传物质
实验结论
三、肺炎链球菌的体外转化实验
艾弗里等人进一步分析了细胞提取物的理化特性，发现这些特性都与DNA的极为相似，提出了不同于当时大多数科学家的结论：
DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。
2．利用“加法原理”和“减法原理”控制变量——教材P46“科学方法”
(1) 概念
(2) 艾弗里的实验中是如何控制单一变量的？
在艾弗里的体外转化实验中，将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，利用了________原理。
减法
减法原理
加法原理
加法原理
小结 肺炎链球菌体内和体外转化实验的比较
S型肺炎链球菌的某种“转化因子”可使R型细菌转化为S型细菌。研究“转化因子”化学本质的部分实验流程如下图所示。下列叙述错误的是 (　 　)
A．本实验的基本思路是把DNA与蛋白质等分开，单独观察
B．步骤③中R型细菌的活性会影响实验结果
C．本实验利用了减法原理来控制自变量
D．若转化因子是DNA，则甲组步骤⑤培养基上只有表面光滑的菌落
1
D
解析：本实验利用相应的酶去除某些物质进行转化实验，利用了减法原理来控制自变量，C正确；若转化因子是DNA，则甲组步骤⑤培养基上既有表面粗糙的菌落(R型细菌)，也有表面光滑的菌落(S型细菌)，D错误。
艾弗里的实验引起了人们的注意。但是，由于艾弗里实验中无法真正提取出纯DNA来进一步验证遗传物质就是DNA。因此，仍有人对实验结论表示怀疑。
有没有更好的材料、更好的方法
能够将DNA和蛋白质分开，单独去
观察它们的作用呢
1．科学家：1952年，赫尔希和蔡斯(美)
2．实验材料：T2噬菌体、大肠杆菌
噬菌体是感染细菌、真菌、放线菌等微生
物的病毒的总称。
(1) T2噬菌体的结构及生活方式
目标二　噬菌体侵染细菌的实验
DNA
P
外壳
S
寄生
赫尔希
蔡斯
T2噬菌体模式图
尾部
头部
DNA
蛋白质外壳
选用T2噬菌体和大肠杆菌做实验材料的优点？
①结构简单。细菌是单细胞生物；病毒无细胞结构，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。细菌20-30min就可繁殖一代，病毒短时间内可大量繁殖。
③便于实验控制变量。
T2噬菌体在繁殖时，仅将遗传物质导入大肠杆菌，其他物质保留在体外。
(2) 噬菌体的增殖
哪一种物质进入了大肠杆菌体内？
DNA还是蛋白质？
DNA和蛋白质不能直接看到，怎么办？
大肠
杆菌
遗传
物质
噬菌体
噬菌体侵染细菌的电镜照片
3．实验方法：____________________法——教材P45“相关信息”
选择什么元素对DNA和蛋白质进行标记？
结论：用_______标记DNA，用_______标记蛋白质。
放射性同位素标记
32P
35S
用32P标记DNA
用35S标记蛋白质
DNA
(C.H.O.N.32P)
蛋白质(C.H.O.N.S)
蛋白质(C.H.O.N.35S)
DNA
(C.H.O.N.P)
[思考]
(1) 能否用14C和18O标记噬菌体？
_______________________________________。
(2) 能否用32P和35S同时标记噬菌体？
__________________________________________________________________________________________________。
(3) 能否直接用含35S、32P的培养基分别培养噬菌体？
__________________________________________________________________________________________________________________
提示：不能，因为DNA和蛋白质都含C和O
提示：不能。若用32P和35S同时标记噬菌体，则上清液和沉淀物中均具有放射性，无法判断遗传物质的成分
提示：不可以，噬菌体是病毒，无法单独在培养基上存活，需要寄生在大肠杆菌细胞内，应用被标记的大肠杆菌培养噬菌体。
尾部
头部
DNA
蛋白质
C、H、O、N、S
C、H、O、N、P
方法规律 “二看法”判断子代噬菌体标记情况
4．实验过程
(1) 获得被标记的噬菌体
大肠杆菌
大肠杆菌
T2噬菌体
T2噬菌体
标记噬菌体的方法：
先标记细菌，再用噬菌体侵染细菌即可获得标记
35S标记的
噬菌体
32P标记的
噬菌体
(2) 用被标记的噬菌体侵染未被标记的细菌——教材P45“图3-6”
①搅拌的目的：使吸附在细菌上的________________________。
②离心的目的：让__________中析出重量较轻的__________颗粒，而离心管的__________中留下被感染的____________。
噬菌体颗粒与细菌分离
上清液
噬菌体
沉淀物
大肠杆菌
标记的噬菌体侵染
未标记大肠杆菌
短时间保温后搅拌
离心
上清液
沉淀物
轻：噬菌体颗粒
重：被噬菌体侵染的大肠杆菌
35S标记的噬菌体
用标记的噬菌体与未标记的大肠杆菌混合
短时间保温后用搅拌器搅拌
离心，检测上清液和
沉淀物中的放射性
细菌裂解后检测子代噬菌体的放射性
上清液放射性很高
沉淀物放射性很低
子代噬菌体中无35S
子代噬菌体中含32P
上清液放射性很低
沉淀物放射性很高
32P标记的噬菌体
互为对照
5．实验结果和结论
35S标记的噬菌体 32P标记的噬菌体
上清液 放射性______ 放射性______
沉淀物 放射性______ 放射性______
子代噬菌体 无放射性 有放射性
说明 T2噬菌体侵染细菌时，将DNA注入细菌细胞内，蛋白质外壳仍留在外面 结论 _______才是噬菌体的遗传物质 高
低
低
高
DNA
[讨论] 上清液和沉淀物中的放射性分析
(1) 含32P的噬菌体侵染大肠杆菌
高
(2) 含35S的噬菌体侵染大肠杆菌
低
高
[拓展] 噬菌体侵染细菌的步骤
小结 比较肺炎链球菌体外转化实验和噬菌体侵染细菌实验
A
解析：35S标记的噬菌体蛋白质外壳吸附在大肠杆菌表面，32P标记的噬菌体DNA进入大肠杆菌内，参与子代噬菌体的合成，并随子代噬菌体释放出来。
同时用32P和35S标记的T2噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌，在细菌裂解释放出的噬菌体中，放射性标记的情况是 (　 )
A．可以检测到32P标记的DNA，不能检测到35S标记的蛋白质
B．可以检测到35S标记的蛋白质，不能检测到32P标记的DNA
C．可以检测到32P标记的DNA和35S标记的蛋白质
D．32P标记的DNA和35S标记的蛋白质都不能检测到
2
1．RNA是遗传物质的证明实验(教材P46)
有些病毒不含有DNA，只含有蛋白质和RNA。如烟草花叶病毒、艾滋病病毒。
(1) 实验材料：烟草花叶病毒、烟草
目标三　DNA是主要的遗传物质
烟草花叶病毒(TMV)
被烟草花叶病毒感染的烟草（右）
(2) 实验过程
(2) 实验结论：烟草花叶病毒的遗传物质是RNA。
蛋白质
RNA
分别侵染健康烟草植株
得到全新病毒
不能得到病毒
RNA
蛋白质
患病
不患病
2．DNA是主要的遗传物质
(1) 生物类型与遗传物质
生物类型 核酸种类 遗传物质 实例
有细胞结 构的生物 真核生物 DNA和 RNA _______ 动物、植物、真菌
原核生物 蓝细菌、乳酸菌等
无细胞结 构的生物 DNA病毒 DNA _______ T2噬菌体
RNA病毒 RNA _______ 烟草花叶病毒、HIV、新冠病毒、SARS病毒
(2) 由于_____________________________，所以说DNA是主要的遗传物质。
DNA
DNA
RNA
大多数生物的遗传物质是DNA
A
科研人员利用一种感染A细菌的病毒B采用下图所示的两种方法来探究病毒B的遗传物质是DNA还是RNA。下列相关叙述正确的是 (　 )
3
A．同位素标记法中，若以3H替换32P标记上述两种核苷酸也能达成实验目的
B．酶解法中，向丙、丁两组分别加入DNA酶和RNA酶应用了加法原理
C．若甲组产生的子代病毒B无放射性而乙组有，则说明该病毒的遗传物质是DNA
D．若丙组能产生子代病毒B而丁组不能产生，则说明该病毒的遗传物质是DNA
解析：同位素标记法中，若换用3H标记上述两种核苷酸，仍能通过检测甲、乙两组子代病毒的放射性判断出病毒B的遗传物质是DNA还是RNA，能实现实验目的，A正确；酶解法中，向丙、丁两组分别加入DNA酶和RNA酶，分别去除了DNA和RNA，应用了减法原理，B错误；若甲组产生的子代病毒无放射性而乙组有，说明子代病毒中含有32P标记的尿嘧啶核糖核苷酸，说明该病毒的遗传物质是RNA，C错误；若丙组能产生子代病毒B而丁组不能产生，说明RNA被RNA酶水解后，病毒无法增殖产生子代，所以该病毒的遗传物质是RNA，D错误。
随堂内化
一、 知识构建评价
转化因子
DNA
噬菌体
RNA
二、 概念诊断评价
(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。 (　 )
(4) 赫尔希与蔡斯以噬菌体和细菌为研究材料，通过同位素示踪技术区分蛋白质与DNA，证明了DNA是遗传物质。 (　 )
(5) 肺炎链球菌转化实验证明了DNA是主要的遗传物质。 (　 )
(6) 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。 (　 )
(7) 噬菌体能利用宿主菌DNA为模板合成子代噬菌体的核酸。 (　 )
×
√
√
√
×
×
×
三、 学情随堂评价
1．科学家格里菲思以小鼠为实验材料，研究了S型、R型两种不同类型的肺炎链球菌的致病情况。下列属于S型肺炎链球菌特征的是 (　 )
选项 菌落特征 细胞结构 对小鼠是否有致病性
A 菌落表面光滑 无多糖荚膜 无
B 菌落表面光滑 有多糖荚膜 有
C 菌落表面粗糙 有多糖荚膜 无
D 菌落表面粗糙 无多糖荚膜 有
B
2．枯草杆菌有噬菌体M敏感型菌株(S型)和噬菌
体M不敏感型菌株(R型)两种类型，噬菌体M能特异性
地侵染S型菌。实验小组用三组培养基分别培养S型菌
株、R型菌株和S型＋R型混合菌株，一段时间后，向
三组培养基中接入噬菌体M，枯草杆菌的数量变化如下图所示。下列相关叙述正确的是 (　 　)
A．S型菌能为噬菌体M的增殖提供模板、原料和相关的酶
B．混合培养后，R型菌能使S型菌转化为R型菌
C．与枯草杆菌相比，噬菌体M在结构上的主要区别是无核膜
D．S型枯草杆菌细胞膜上含有能被噬菌体M识别的受体
D
解析：噬菌体是病毒，由DNA和蛋白质构成，需要寄生于活细胞中才能生存，寄主为病毒提供原料、相关的酶和能量，模板由病毒提供，A错误；混合培养后，枯草杆菌数量降低，且趋势和在S型菌中培养相同，和在R型菌中培养不同，说明S型菌没有转化为R型菌，B错误；噬菌体为病毒，无细胞结构，C错误；噬菌体M能特异性地侵染S型菌，说明S型枯草杆菌细胞膜上含有能被噬菌体M识别的受体，D正确。
3．用35S或32P标记的T2噬菌体侵染普通大肠杆菌(Ⅰ组)和用35S或32P标记的T2噬菌体侵染带35S标记的大肠杆菌(Ⅱ组)，经适当操作处理后，检测子代噬菌体。下列叙述正确的是 (　 　)
A．Ⅰ组中用35S标记处理后的子代噬菌体蛋白质中部分含有35S
B．Ⅰ组中用32P标记处理后若未搅拌，则导致上清液放射性偏高
C．Ⅱ组中用35S标记处理离心后的放射性主要分布在上清液
D．Ⅱ组子代噬菌体的蛋白质中均含有35S
D
解析：Ⅰ组是用35S或32P标记的T2噬菌体侵染普通大肠杆菌，DNA进入大肠杆菌细胞内，蛋白质外壳留在外面，由于普通大肠杆菌不带标记，子代噬菌体合成蛋白质需要用大肠杆菌提供的原料，所以子代噬菌体蛋白质中不含有35S，A错误；用32P标记的T2噬菌体侵染大肠杆菌，若保温时间过短或过长，会导致上清液放射性偏高，是否搅拌会影响35S标记组，B错误；Ⅱ组如果用35S标记的T2噬菌体侵染带35S标记的大肠杆菌，由于带标记的蛋白质外壳留在外面，子代也含有带标记的蛋白质(35S)，离心后上清液和沉淀中放射性含量都较高，C错误，D正确。　
C
解析：无论是真核生物还是原核生物，细胞生物的遗传物质是DNA，①正确，②错误；凡是有细胞结构的生物，无论是细胞核中还是细胞质中，遗传物质都是DNA，③正确，④错误；甲型H1N1流感病毒是RNA病毒，遗传物质是RNA，⑤错误。　
4．下列关于遗传物质的说法，错误的是 (　 )
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细胞核的遗传物质是DNA
④细胞质的遗传物质是RNA
⑤甲型H1N1流感病毒的遗传物质是DNA或RNA
A．①②③ B．②③④
C．②④⑤ D．③④⑤第1节　DNA是主要的遗传物质
1．某科研小组在格里菲思实验的基础上增加了相关实验，实验过程如下图所示。下列有关叙述正确的是(　　)
A．活菌甲在培养基上形成的菌落表面光滑
B．加热致死菌乙中的某种物质能使活菌甲转化成活菌乙
C．通过实验②，鼠2的血液中只能分离出活菌乙
D．鼠5死亡的原因是死菌甲中的某种物质能使死菌甲转化成活菌乙
2．用32P标记的T2噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌的过程中，下列选项不符合事实的是(　　)
A．检测到上清液有放射性
B．检测到沉淀物有放射性
C．检测到子代噬菌体DNA有放射性
D．检测到子代噬菌体外壳有放射性
3．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型菌株的蛋白质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．下列关于艾弗里的肺炎链球菌转化实验的叙述，错误的是(　　)
A．本实验中不加酶的一组是对照组
B．本实验中加入不同酶的组别之间相互对照
C．只有不加酶的一组和加入DNA酶的一组能够发生转化
D．加入不同酶的目的是利用减法原理来控制自变量
5．为了研究噬菌体侵染细菌的过程，研究者分别用32P和35S标记的噬菌体侵染了未被放射性标记的细菌。在短时间保温后进行离心(未搅拌)，测定了上清液中的放射性，结果如下表。下列相关说法不正确的是(　　)
细菌处理 噬菌体 处理 上清液中的放射性比例/%
加入DNA酶 未加入DNA酶
不处理 35S 2 1
不处理 32P 8 7
侵染前加热杀死 35S 15 11
侵染前加热杀死 32P 76 13
注：DNA酶与噬菌体同时加入；离心后长链DNA出现在沉淀中，短链DNA出现在上清液中。
A．用32P和35S分别标记了噬菌体的DNA和蛋白质
B．细菌被杀死后会促进噬菌体DNA被DNA酶降解
C．DNA被降解后产生的片段离心后会出现在上清液中
D．从实验结果中可知噬菌体的蛋白质没有进入细菌
6．赫尔希和蔡斯利用T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验证明了DNA是遗传物质。下列相关叙述合理的是(　　)
A．放射性标记的T2噬菌体侵染无标记的大肠杆菌后，若上清液中有放射性，则放射性标记的是DNA
B．同位素标记技术在艾弗里的实验以及赫尔希和蔡斯的实验中均得到了充分利用
C．在35S标记的T2噬菌体侵染实验中，沉淀物中有少量放射性的原因是保温时间过长
D．T2噬菌体侵染大肠杆菌后，合成自身遗传物质和蛋白质所用的原料、能量都由大肠杆菌提供
7．赫尔希和蔡斯利用T2噬菌体侵染细菌以探究遗传物质本质的部分实验过程如下图。下列分析正确的是(　　)
A．本实验第一步为用32P标记的噬菌体侵染大肠细菌
B．子代噬菌体的外壳是在大肠杆菌的核糖体上合成的
C．搅拌的目的是使T2噬菌体与大肠杆菌充分接触
D．本实验的结果直接证明 DNA是噬菌体的遗传物质
8．在一系列实验的基础上，人们对遗传物质的本质有了全新的认知。下列相关实验及其分析，正确的是(　　)
A．艾弗里肺炎链球菌转化实验中，对各对照组进行加酶处理应用了加法原理
B．格里菲思的肺炎链球菌的体内转化实验说明DNA是转化因子
C．烟草花叶病毒侵染烟草的实验，证明了RNA是该病毒和烟草的遗传物质
D．除部分病毒外，绝大多数生物的遗传物质是DNA，故DNA是主要的遗传物质
9．下图为“DNA是主要的遗传物质”论证模型。下列叙述错误的是(　　)
A．肺炎链球菌体内转化实验不能证明DNA是遗传物质
B．赫尔希和蔡斯用32P标记噬菌体与用32P标记大肠杆菌的方法不同
C．只用32P标记噬菌体，上清液中放射性升高可能跟保温时间有关
D．科学家从烟草花叶病毒中提取出来的RNA能使烟草感染病毒，据此提出病毒的遗传物质均为RNA，进而说明DNA是主要的遗传物质
10．下图是T2噬菌体侵染大肠杆菌的相关实验。下列叙述正确的是(　　)
A．甲、乙两处的噬菌体均全部有放射性
B．甲处的噬菌体无放射性，乙处的少数有
C．甲处的噬菌体部分有放射性，乙处的都有
D．甲处的噬菌体均有放射性，乙处的少数有
11.1952年，科学家赫尔希和蔡斯完成了著名的T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验，证明了DNA是遗传物质。图1表示某组实验的过程示意图，图2表示该组实验中随着保温时间的延长，上清液放射性强度的变化。回答下列问题：
图1
图2
(1) 实验过程中不能直接在无细胞的培养基上标记噬菌体，原因是__________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(2) 该组实验过程中，搅拌的目的是________________________________，根据图2可知，该组实验标记的放射性同位素为________，保温时间过长会导致上清液放射性强度偏高的原因是______________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
12．某研究小组在南极冰层中发现一种全新的病毒，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：
【材料用具】 该病毒核酸提取物、DNA酶、RNA酶、小白鼠及等渗生理盐水、注射器等。
【实验步骤】 第一步：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。
第二步：配制溶液并按如下表格分别注射到小白鼠体内。
组别 A B C D
注射 溶液 适量的该病毒核酸提取物和RNA酶 等量的 __a__ 等量的该病毒核酸提取物 __b__
第三步：相同且适宜条件下培养一段时间后，观察并比较各组小白鼠的发病情况。
(1) 补充完整上表内容：a．________________________；b．_____________________。
(2) 结果预测及结论：
①若A、C组发病，B、D组未发病，说明________是该病毒的遗传物质；
②若________________________，说明________是该病毒的遗传物质。
(3) 从实验组A、B两组可以看出该实验控制自变量时采用的是________(填“加法”或“减法”)原理。从实验现象预测和相关判断看，该实验依据的生物学原理是________________控制生物的性状。
13．噬菌体在宿主细胞中装配子代时，其外壳会错误包装宿主的部分DNA片段。释放出的子代噬菌体再侵染其他细菌时，所携带的原细菌DNA片段可能与后者发生基因重组。将含P22噬菌体的鼠伤寒沙门氏菌株A(野生型)、菌株B(色氨酸合成缺陷型)分别加入U形管的两臂，中部用滤膜(DNA、酶和病毒可通过，细菌不能通过)隔开。一段时间后，将右侧的B菌液接种在不含色氨酸的培养基上，B菌可以正常生长繁殖。下列叙述错误的是(　　)
A．用32P标记A菌DNA，可判断B菌是否重组了A菌DNA
B．A菌的部分DNA片段借助P22噬菌体重组到了B菌中
C．只将P22噬菌体换为T2噬菌体，该实验不能得到相同实验结果
D．A菌被裂解后释放的某些DNA直接进入B菌，完成重组
第1节　DNA是主要的遗传物质
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 13
答案 B D D C D D B D D D D
1．B　解析：活菌甲、乙分别对应R型细菌和S型细菌，所以活菌甲在培养基上形成的菌落表面粗糙，A错误；由于实验②是将活菌甲和加热致死菌乙混合后注射到鼠2体内，加热致死菌乙中的某种物质能使部分活菌甲转化成活菌乙，因此鼠2的血液中能分离出活菌甲和乙，B正确，C错误；鼠5死亡的原因是活菌乙具有致死效应，D错误。
2．D　解析：32P标记的噬菌体的DNA侵染大肠杆菌时，若保温时间过短，亲代DNA未完全注入大肠杆菌中，搅拌离心后，上清液会出现放射性；若保温时间过长，大肠杆菌裂解释放出子代噬菌体，经搅拌离心后也会导致上清液出现放射性；被32P标记的噬菌体的DNA注入大肠杆菌内部，经过搅拌离心后分布在沉淀物中；DNA的复制为半保留复制，以亲代DNA为模板合成子代DNA，因此可以检测到子代噬菌体DNA有放射性；噬菌体外壳为蛋白质，32P不参与构成蛋白质，因此子代噬菌体外壳无放射性。
3．D　解析：肺炎链球菌体内转化实验中，加热致死的S型菌株能使R型活菌转化为S型活菌，但其转化因子是DNA而非蛋白质，蛋白质在加热后空间结构被破坏，失去活性，无法使R型菌转化，A错误；艾弗里体外转化实验中，通过“减法原理”(如加入DNA酶去除DNA)排除其他成分的干扰，B错误；噬菌体侵染实验中，其DNA进入宿主细胞后利用宿主的原料和酶进行复制，C错误；烟草花叶病毒实验中，分离RNA和蛋白质单独侵染烟草，结果显示RNA可导致花叶病斑，证明RNA是遗传物质，D正确。
4．C　解析：只有加入DNA酶的一组不会发生转化，其余组都能发生转化。
5．D　解析：DNA含有P，蛋白质含有S，则用32P和35S分别标记了噬菌体的DNA和蛋白质，A正确；细菌被杀死后加入DNA酶，上清液中的放射性比例上升，说明DNA被降解后产生的片段离心后会出现在上清液中，细菌被杀死后会促进噬菌体DNA被DNA酶降解，B、C正确；本实验结果中用35S标记的噬菌体处理，加入DNA酶和未加入DNA酶，结果差异不大，则本实验不能判断噬菌体的蛋白质有没有进入细菌，D错误。
6．D　7．B
8．D　解析：艾弗里肺炎链球菌转化实验中，对各对照组进行加酶处理是为了去除相应物质，应用了减法原理，A错误；格里菲思的实验证明了存在一种转化因子，但并未证明DNA是转化因子，B错误；烟草花叶病毒侵染烟草的实验，只证明了RNA是该病毒的遗传物质，烟草的遗传物质是DNA，C错误；只有部分病毒的遗传物质是RNA，细胞生物以及其他病毒遗传物质都是DNA，因此DNA是主要的遗传物质，D正确。
9．D　解析：肺炎链球菌体内转化实验说明，已经被加热杀死S型细菌中含有某种活性物质——“转化因子”，不能证明DNA是遗传物质，A正确；噬菌体不能独立生存，而大肠杆菌能独立生存，因此赫尔希和蔡斯用32P标记T2噬菌体与标记大肠杆菌的方法不相同，B正确；赫尔希和蔡斯实验中，用32P标记噬菌体的DNA，如果离心前保温时间过长，部分细菌裂解释放出子代噬菌体，会导致上清液中的放射性升高，C正确；科学家从烟草花叶病毒中提取出来的RNA能使烟草感染病毒，只能证明烟草花叶病毒的遗传物质是RNA，不能说明所有病毒的遗传物质都是RNA，即表明有的生物的遗传物质是RNA，进而总结出DNA是主要的遗传物质，D错误。
10．D　解析：甲处是未被标记的噬菌体在含有35S或32P的培养液培养的大肠杆菌内增殖产生的子代噬菌体，由于噬菌体增殖所需的模板来自噬菌体，原料来自大肠杆菌，所以甲处的每个噬菌体都有放射性；而乙处的噬菌体是含有32P的噬菌体在未标记的大肠杆菌内增殖产生的子代噬菌体，由于DNA复制为半保留复制，因此乙处的噬菌体只有少数含有32P标记。
11．(1) 噬菌体只能寄生在宿主细胞中增殖　(2) 使噬菌体外壳与细菌分离　32P　保温时间过长导致细菌裂解，释放含32P的子代噬菌体
12．(1) 该病毒核酸提取物和DNA酶　等量的等渗生理盐水　(2) ①DNA　②B、C组发病，A、D组未发病　RNA　(3) 减法　酶的专一性
解析：根据酶的专一性，即一种酶只能催化一种或一类化学反应。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，因此表中B处加入的是等量的该病毒核酸提取物和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的等渗生理盐水。从实验组A、B两组可以看出该实验控制自变量时采用的是减法原理，该实验利用了酶的专一性，即一种酶只能催化一种或一类化学反应。
13．D　解析：用32P标记A菌DNA，若B菌出现放射性，则可判断B菌重组了A菌DNA，A正确；营养缺陷型A、B菌株均不能在基本培养基上生长，而将其置于U形管的两侧，且A菌株含有P22噬菌体，最后结果右侧B菌株可以在基本培养基上生存，说明噬菌体携带了A菌株的DNA片段和B菌株发生了重组，A菌DNA通过P22噬菌体重组到B菌，B正确；T2噬菌体专一性侵染大肠杆菌，不能侵染沙门氏菌，实验结果不同，C正确；若A菌裂解释放DNA，DNA酶会将A菌DNA分解，不会出现B菌正常生长的现象，D错误。第1节　DNA是主要的遗传物质
知识目标 素养目标
1．阐明肺炎链球菌体内和体外转化实验的原理和过程(重难点)； 2．阐明噬菌体侵染细菌实验的方法、原理和过程(重难点)； 3．举例说明DNA是主要的遗传物质(重点)； 4．了解控制变量的“加法原理”和“减法原理” 科学思维：通过运用归纳与概括的方法，分析肺炎链球菌体外转化实验、噬菌体侵染大肠杆菌实验和烟草花叶病毒重建实验，归纳出其在实验思路上的共同点；通过分析对遗传物质的探索过程，归纳概括出DNA是主要的遗传物质；学会控制自变量； 科学探究：通过从选材、原理、方法、步骤、结果、结论和设置对照的方式等多个角度理解相关实验，学会同位素标记病毒的基本方法和原理； 社会责任：认同人类对遗传物质的认识是不断深化、完善的；认同实验技术在证明DNA是遗传物质中的作用
对遗传物质的早期推测：
目标一　肺炎链球菌转化实验
一、 肺炎链球菌的类型
比较 菌落特点 菌体特点 毒性
S型 细菌 有毒 人和小鼠患肺炎 小鼠并发败血症死亡
R型 细菌 无毒
总结：[填图](均填“有”或“无”)
[思考]肺炎链球菌属于__ __(填“细菌”或“真菌”)，__ __生物。
二、 肺炎链球菌的体内转化实验
1．科学家：1928年，格里菲思(英)
2．实验材料：肺炎链球菌、小鼠
3．体内转化实验过程及结果——教材P43“图3-2”
(1) 第一组和第二组实验对照说明了__ __。
(2) 第二组和第三组实验对照说明了__ __。
(3) 第四组小鼠为什么会死亡？__ __。
(4) [判断]从第四组的死亡小鼠中只能分离出S型活细菌。(　　)
(5) 第四组小鼠体内分离出的S型细菌从哪里来？
4．结论(格里菲思推测)：加热杀死的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——“____”。
三、 肺炎链球菌的体外转化实验
加热杀死的S型细菌中含有多糖、脂类、蛋白质、DNA和RNA等，究竟哪一个才是转化因子呢？
关键思路：__ __，单独地、直接地观察每种物质的作用。
1．艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验——教材P44“图3-3”
(1) 图中，第__ __组是对照组，第__ __组是实验组。
(2) 该实验中，第__ __组发生了R型细菌的转化。发生转化的培养基中__ __细菌更多。转化的实质是__ __。R型细菌并未全部都转化为S型细菌，说明了__ __。
(3) 第五组实验设计了R型细菌与S型细菌的细胞提取物加DNA酶混合培养，请分析设计该组实验的目的是什么？
2．利用“加法原理”和“减法原理”控制变量——教材P46“科学方法”
(1) 概念
(2) 艾弗里的实验中是如何控制单一变量的？
在艾弗里的体外转化实验中，将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，利用了__ __原理。
小结 肺炎链球菌体内和体外转化实验的比较
S型肺炎链球菌的某种“转化因子”可使R型细菌转化为S型细菌。研究“转化因子”化学本质的部分实验流程如下图所示。下列叙述错误的是(　　)
A．本实验的基本思路是把DNA与蛋白质等分开，单独观察
B．步骤③中R型细菌的活性会影响实验结果
C．本实验利用了减法原理来控制自变量
D．若转化因子是DNA，则甲组步骤⑤培养基上只有表面光滑的菌落
目标二　噬菌体侵染细菌的实验
1．科学家：1952年，赫尔希和蔡斯(美)
2．实验材料：T2噬菌体、大肠杆菌
噬菌体是感染细菌、真菌、放线菌等微生物的病毒的总称。
(1) T2噬菌体的结构及生活方式
(2) 噬菌体的增殖
哪一种物质进入了大肠杆菌体内？DNA还是蛋白质？
DNA和蛋白质不能直接看到，怎么办？
3．实验方法：__ __法——教材P45“相关信息”
选择什么元素对DNA和蛋白质进行标记？
结论：用____标记DNA，用____标记蛋白质。
[思考]
(1) 能否用14C和18O标记噬菌体？
(2) 能否用32P和35S同时标记噬菌体？
(3) 能否直接用含35S、32P的培养基分别培养噬菌体？
方法规律 “二看法”判断子代噬菌体标记情况
4．实验过程
(1) 获得被标记的噬菌体
(2) 用被标记的噬菌体侵染未被标记的细菌——教材P45“图3-6”
①搅拌的目的(教材P45)：使吸附在细菌上的__ __。
②离心的目的(教材P45)：让__ __中析出重量较轻的__ __颗粒，而离心管的__ __中留下被感染的__ __。
5．实验结果和结论
35S标记的噬菌体 32P标记的噬菌体
上清液 放射性__高__ 放射性__低__
沉淀物 放射性__低__ 放射性__高__
子代噬菌体 无放射性 有放射性
说明 T2噬菌体侵染细菌时，将DNA注入细菌细胞内，蛋白质外壳仍留在外面
结论 __DNA__才是噬菌体的遗传物质
[讨论] 上清液和沉淀物中的放射性分析
(1) 含32P的噬菌体侵染大肠杆菌
(2) 含35S的噬菌体侵染大肠杆菌
[拓展] 噬菌体侵染细菌的步骤
小结 比较肺炎链球菌体外转化实验和噬菌体侵染细菌实验
同时用32P和35S标记的T2噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌，在细菌裂解释放出的噬菌体中，放射性标记的情况是(　　)
A．可以检测到32P标记的DNA，不能检测到35S标记的蛋白质
B．可以检测到35S标记的蛋白质，不能检测到32P标记的DNA
C．可以检测到32P标记的DNA和35S标记的蛋白质
D．32P标记的DNA和35S标记的蛋白质都不能检测到
目标三　DNA是主要的遗传物质
1．RNA是遗传物质的证明实验(教材P46)
有些病毒不含有DNA，只含有蛋白质和RNA。如烟草花叶病毒、艾滋病病毒。
(1) 实验材料：烟草花叶病毒、烟草
(2) 实验过程
(2) 实验结论：烟草花叶病毒的遗传物质是RNA。
2．DNA是主要的遗传物质
(1) 生物类型与遗传物质
生物类型 核酸 种类 遗传 物质 实例
有细胞结 构的生物 真核生物 DNA和 RNA __ __ 动物、植物、真菌
原核生物 蓝细菌、乳酸菌等
无细胞结 构的生物 DNA病毒 DNA __ __ T2噬菌体
RNA病毒 RNA __ __ 烟草花叶病毒、HIV、新冠病毒、SARS病毒
(2) 由于__ __，所以说DNA是主要的遗传物质。
科研人员利用一种感染A细菌的病毒B采用下图所示的两种方法来探究病毒B的遗传物质是DNA还是RNA。下列相关叙述正确的是(　　)
A．同位素标记法中，若以3H替换32P标记上述两种核苷酸也能达成实验目的
B．酶解法中，向丙、丁两组分别加入DNA酶和RNA酶应用了加法原理
C．若甲组产生的子代病毒B无放射性而乙组有，则说明该病毒的遗传物质是DNA
D．若丙组能产生子代病毒B而丁组不能产生，则说明该病毒的遗传物质是DNA
一、 知识构建评价
二、 概念诊断评价
(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。(　　)
(4) 赫尔希与蔡斯以噬菌体和细菌为研究材料，通过同位素示踪技术区分蛋白质与DNA，证明了DNA是遗传物质。(　　)
(5) 肺炎链球菌转化实验证明了DNA是主要的遗传物质。(　　)
(6) 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。(　　)
(7) 噬菌体能利用宿主菌DNA为模板合成子代噬菌体的核酸。(　　)
三、 学情随堂评价
1．科学家格里菲思以小鼠为实验材料，研究了S型、R型两种不同类型的肺炎链球菌的致病情况。下列属于S型肺炎链球菌特征的是(　　)
选项 菌落特征 细胞结构 对小鼠是否有致病性
A 菌落表面光滑 无多糖荚膜 无
B 菌落表面光滑 有多糖荚膜 有
C 菌落表面粗糙 有多糖荚膜 无
D 菌落表面粗糙 无多糖荚膜 有
2．枯草杆菌有噬菌体M敏感型菌株(S型)和噬菌体M不敏感型菌株(R型)两种类型，噬菌体M能特异性地侵染S型菌。实验小组用三组培养基分别培养S型菌株、R型菌株和S型＋R型混合菌株，一段时间后，向三组培养基中接入噬菌体M，枯草杆菌的数量变化如下图所示。下列相关叙述正确的是(　　)
A．S型菌能为噬菌体M的增殖提供模板、原料和相关的酶
B．混合培养后，R型菌能使S型菌转化为R型菌
C．与枯草杆菌相比，噬菌体M在结构上的主要区别是无核膜
D．S型枯草杆菌细胞膜上含有能被噬菌体M识别的受体
3．用35S或32P标记的T2噬菌体侵染普通大肠杆菌(Ⅰ组)和用35S或32P标记的T2噬菌体侵染带35S标记的大肠杆菌(Ⅱ组)，经适当操作处理后，检测子代噬菌体。下列叙述正确的是(　　)
A．Ⅰ组中用35S标记处理后的子代噬菌体蛋白质中部分含有35S
B．Ⅰ组中用32P标记处理后若未搅拌，则导致上清液放射性偏高
C．Ⅱ组中用35S标记处理离心后的放射性主要分布在上清液
D．Ⅱ组子代噬菌体的蛋白质中均含有35S
4．下列关于遗传物质的说法，错误的是(　　)
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细胞核的遗传物质是DNA
④细胞质的遗传物质是RNA
⑤甲型H1N1流感病毒的遗传物质是DNA或RNA
A．①②③ B．②③④
C．②④⑤ D．③④⑤
第1节　DNA是主要的遗传物质
知识目标 素养目标
1．阐明肺炎链球菌体内和体外转化实验的原理和过程(重难点)； 2．阐明噬菌体侵染细菌实验的方法、原理和过程(重难点)； 3．举例说明DNA是主要的遗传物质(重点)； 4．了解控制变量的“加法原理”和“减法原理” 科学思维：通过运用归纳与概括的方法，分析肺炎链球菌体外转化实验、噬菌体侵染大肠杆菌实验和烟草花叶病毒重建实验，归纳出其在实验思路上的共同点；通过分析对遗传物质的探索过程，归纳概括出DNA是主要的遗传物质；学会控制自变量； 科学探究：通过从选材、原理、方法、步骤、结果、结论和设置对照的方式等多个角度理解相关实验，学会同位素标记病毒的基本方法和原理； 社会责任：认同人类对遗传物质的认识是不断深化、完善的；认同实验技术在证明DNA是遗传物质中的作用
对遗传物质的早期推测：
目标一　肺炎链球菌转化实验
一、 肺炎链球菌的类型
比较 菌落特点 菌体特点 毒性
S型 细菌 有毒 人和小鼠患肺炎 小鼠并发败血症死亡
R型 细菌 无毒
总结：[填图](均填“有”或“无”)
[思考]肺炎链球菌属于__细菌__(填“细菌”或“真菌”)，__原核__生物。
二、 肺炎链球菌的体内转化实验
1．科学家：1928年，格里菲思(英)
2．实验材料：肺炎链球菌、小鼠
3．体内转化实验过程及结果——教材P43“图3-2”
(1) 第一组和第二组实验对照说明了__R型细菌无毒性，S型细菌有毒性__。
(2) 第二组和第三组实验对照说明了__加热能使S型细菌失去毒性__。
(3) 第四组小鼠为什么会死亡？__体内有活的S型细菌的作用__。
(4) [判断]从第四组的死亡小鼠中只能分离出S型活细菌。(　×　)
提示：从死亡小鼠中能分离出S型活细菌和R型活细菌，且R型活细菌数量较多。
(5) 第四组小鼠体内分离出的S型细菌从哪里来？
↓
4．结论(格里菲思推测)：加热杀死的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__”。
三、 肺炎链球菌的体外转化实验
加热杀死的S型细菌中含有多糖、脂类、蛋白质、DNA和RNA等，究竟哪一个才是转化因子呢？
关键思路：__将DNA与蛋白质、多糖等其他物质分开__，单独地、直接地观察每种物质的作用。
1．艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验——教材P44“图3-3”
(1) 图中，第__一__组是对照组，第__二～五__组是实验组。
(2) 该实验中，第__一、二、三、四__组发生了R型细菌的转化。发生转化的培养基中__R型__细菌更多。转化的实质是__S型细菌的DNA片段整合到R型细菌DNA中(基因重组)__。R型细菌并未全部都转化为S型细菌，说明了__转化效率很低__。
(3) 第五组实验设计了R型细菌与S型细菌的细胞提取物加DNA酶混合培养，请分析设计该组实验的目的是什么？
__提示：DNA酶将DNA水解为脱氧核苷酸，分解后的产物不能使R型细菌转化为S型细菌，说明DNA必须保持完整性才能完成其功能。同时证明了DNA是遗传物质__。
2．利用“加法原理”和“减法原理”控制变量——教材P46“科学方法”
(1) 概念
(2) 艾弗里的实验中是如何控制单一变量的？
在艾弗里的体外转化实验中，将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，利用了__减法__原理。
小结 肺炎链球菌体内和体外转化实验的比较
S型肺炎链球菌的某种“转化因子”可使R型细菌转化为S型细菌。研究“转化因子”化学本质的部分实验流程如下图所示。下列叙述错误的是(　D　)
A．本实验的基本思路是把DNA与蛋白质等分开，单独观察
B．步骤③中R型细菌的活性会影响实验结果
C．本实验利用了减法原理来控制自变量
D．若转化因子是DNA，则甲组步骤⑤培养基上只有表面光滑的菌落
解析：本实验利用相应的酶去除某些物质进行转化实验，利用了减法原理来控制自变量，C正确；若转化因子是DNA，则甲组步骤⑤培养基上既有表面粗糙的菌落(R型细菌)，也有表面光滑的菌落(S型细菌)，D错误。
　
目标二　噬菌体侵染细菌的实验
1．科学家：1952年，赫尔希和蔡斯(美)
2．实验材料：T2噬菌体、大肠杆菌
噬菌体是感染细菌、真菌、放线菌等微生物的病毒的总称。
(1) T2噬菌体的结构及生活方式
(2) 噬菌体的增殖
哪一种物质进入了大肠杆菌体内？DNA还是蛋白质？
DNA和蛋白质不能直接看到，怎么办？
3．实验方法：__放射性同位素标记__法——教材P45“相关信息”
选择什么元素对DNA和蛋白质进行标记？
结论：用__32P__标记DNA，用__35S__标记蛋白质。
[思考]
(1) 能否用14C和18O标记噬菌体？
__提示：不能，因为DNA和蛋白质都含C和O__。
(2) 能否用32P和35S同时标记噬菌体？
__提示：不能。若用32P和35S同时标记噬菌体，则上清液和沉淀物中均具有放射性，无法判断遗传物质的成分__。
(3) 能否直接用含35S、32P的培养基分别培养噬菌体？
__提示：不可以，噬菌体是病毒，无法单独在培养基上存活，需要寄生在大肠杆菌细胞内，应用被标记的大肠杆菌培养噬菌体。__
方法规律 “二看法”判断子代噬菌体标记情况
4．实验过程
(1) 获得被标记的噬菌体
(2) 用被标记的噬菌体侵染未被标记的细菌——教材P45“图3-6”
①搅拌的目的(教材P45)：使吸附在细菌上的__噬菌体颗粒与细菌分离__。
②离心的目的(教材P45)：让__上清液__中析出重量较轻的__噬菌体__颗粒，而离心管的__沉淀物__中留下被感染的__大肠杆菌__。
5．实验结果和结论
35S标记的噬菌体 32P标记的噬菌体
上清液 放射性__高__ 放射性__低__
沉淀物 放射性__低__ 放射性__高__
子代噬菌体 无放射性 有放射性
说明 T2噬菌体侵染细菌时，将DNA注入细菌细胞内，蛋白质外壳仍留在外面
结论 __DNA__才是噬菌体的遗传物质
[讨论] 上清液和沉淀物中的放射性分析
(1) 含32P的噬菌体侵染大肠杆菌
(2) 含35S的噬菌体侵染大肠杆菌
[拓展] 噬菌体侵染细菌的步骤
小结 比较肺炎链球菌体外转化实验和噬菌体侵染细菌实验
同时用32P和35S标记的T2噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌，在细菌裂解释放出的噬菌体中，放射性标记的情况是(　A　)
A．可以检测到32P标记的DNA，不能检测到35S标记的蛋白质
B．可以检测到35S标记的蛋白质，不能检测到32P标记的DNA
C．可以检测到32P标记的DNA和35S标记的蛋白质
D．32P标记的DNA和35S标记的蛋白质都不能检测到
解析：35S标记的噬菌体蛋白质外壳吸附在大肠杆菌表面，32P标记的噬菌体DNA进入大肠杆菌内，参与子代噬菌体的合成，并随子代噬菌体释放出来。
目标三　DNA是主要的遗传物质
1．RNA是遗传物质的证明实验(教材P46)
有些病毒不含有DNA，只含有蛋白质和RNA。如烟草花叶病毒、艾滋病病毒。
(1) 实验材料：烟草花叶病毒、烟草
(2) 实验过程
(2) 实验结论：烟草花叶病毒的遗传物质是RNA。
2．DNA是主要的遗传物质
(1) 生物类型与遗传物质
生物类型 核酸 种类 遗传 物质 实例
有细胞结 构的生物 真核生物 DNA和 RNA __DNA__ 动物、植物、真菌
原核生物 蓝细菌、乳酸菌等
无细胞结 构的生物 DNA病毒 DNA __DNA__ T2噬菌体
RNA病毒 RNA __RNA__ 烟草花叶病毒、HIV、新冠病毒、SARS病毒
(2) 由于__大多数生物的遗传物质是DNA__，所以说DNA是主要的遗传物质。
科研人员利用一种感染A细菌的病毒B采用下图所示的两种方法来探究病毒B的遗传物质是DNA还是RNA。下列相关叙述正确的是(　A　)
A．同位素标记法中，若以3H替换32P标记上述两种核苷酸也能达成实验目的
B．酶解法中，向丙、丁两组分别加入DNA酶和RNA酶应用了加法原理
C．若甲组产生的子代病毒B无放射性而乙组有，则说明该病毒的遗传物质是DNA
D．若丙组能产生子代病毒B而丁组不能产生，则说明该病毒的遗传物质是DNA
解析：同位素标记法中，若换用3H标记上述两种核苷酸，仍能通过检测甲、乙两组子代病毒的放射性判断出病毒B的遗传物质是DNA还是RNA，能实现实验目的，A正确；酶解法中，向丙、丁两组分别加入DNA酶和RNA酶，分别去除了DNA和RNA，应用了减法原理，B错误；若甲组产生的子代病毒无放射性而乙组有，说明子代病毒中含有32P标记的尿嘧啶核糖核苷酸，说明该病毒的遗传物质是RNA，C错误；若丙组能产生子代病毒B而丁组不能产生，说明RNA被RNA酶水解后，病毒无法增殖产生子代，所以该病毒的遗传物质是RNA，D错误。
一、 知识构建评价
二、 概念诊断评价
(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。(　√　)
(4) 赫尔希与蔡斯以噬菌体和细菌为研究材料，通过同位素示踪技术区分蛋白质与DNA，证明了DNA是遗传物质。(　√　)
(5) 肺炎链球菌转化实验证明了DNA是主要的遗传物质。(　×　)
(6) 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。(　×　)
(7) 噬菌体能利用宿主菌DNA为模板合成子代噬菌体的核酸。(　×　)
三、 学情随堂评价
1．科学家格里菲思以小鼠为实验材料，研究了S型、R型两种不同类型的肺炎链球菌的致病情况。下列属于S型肺炎链球菌特征的是(　B　)
选项 菌落特征 细胞结构 对小鼠是否有致病性
A 菌落表面光滑 无多糖荚膜 无
B 菌落表面光滑 有多糖荚膜 有
C 菌落表面粗糙 有多糖荚膜 无
D 菌落表面粗糙 无多糖荚膜 有
2．枯草杆菌有噬菌体M敏感型菌株(S型)和噬菌体M不敏感型菌株(R型)两种类型，噬菌体M能特异性地侵染S型菌。实验小组用三组培养基分别培养S型菌株、R型菌株和S型＋R型混合菌株，一段时间后，向三组培养基中接入噬菌体M，枯草杆菌的数量变化如下图所示。下列相关叙述正确的是(　D　)
A．S型菌能为噬菌体M的增殖提供模板、原料和相关的酶
B．混合培养后，R型菌能使S型菌转化为R型菌
C．与枯草杆菌相比，噬菌体M在结构上的主要区别是无核膜
D．S型枯草杆菌细胞膜上含有能被噬菌体M识别的受体
解析：噬菌体是病毒，由DNA和蛋白质构成，需要寄生于活细胞中才能生存，寄主为病毒提供原料、相关的酶和能量，模板由病毒提供，A错误；混合培养后，枯草杆菌数量降低，且趋势和在S型菌中培养相同，和在R型菌中培养不同，说明S型菌没有转化为R型菌，B错误；噬菌体为病毒，无细胞结构，C错误；噬菌体M能特异性地侵染S型菌，说明S型枯草杆菌细胞膜上含有能被噬菌体M识别的受体，D正确。
3．用35S或32P标记的T2噬菌体侵染普通大肠杆菌(Ⅰ组)和用35S或32P标记的T2噬菌体侵染带35S标记的大肠杆菌(Ⅱ组)，经适当操作处理后，检测子代噬菌体。下列叙述正确的是(　D　)
A．Ⅰ组中用35S标记处理后的子代噬菌体蛋白质中部分含有35S
B．Ⅰ组中用32P标记处理后若未搅拌，则导致上清液放射性偏高
C．Ⅱ组中用35S标记处理离心后的放射性主要分布在上清液
D．Ⅱ组子代噬菌体的蛋白质中均含有35S
解析：Ⅰ组是用35S或32P标记的T2噬菌体侵染普通大肠杆菌，DNA进入大肠杆菌细胞内，蛋白质外壳留在外面，由于普通大肠杆菌不带标记，子代噬菌体合成蛋白质需要用大肠杆菌提供的原料，所以子代噬菌体蛋白质中不含有35S，A错误；用32P标记的T2噬菌体侵染大肠杆菌，若保温时间过短或过长，会导致上清液放射性偏高，是否搅拌会影响35S标记组，B错误；Ⅱ组如果用35S标记的T2噬菌体侵染带35S标记的大肠杆菌，由于带标记的蛋白质外壳留在外面，子代也含有带标记的蛋白质(35S)，离心后上清液和沉淀中放射性含量都较高，C错误，D正确。　
4．下列关于遗传物质的说法，错误的是(　C　)
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细胞核的遗传物质是DNA
④细胞质的遗传物质是RNA
⑤甲型H1N1流感病毒的遗传物质是DNA或RNA
A．①②③ B．②③④
C．②④⑤ D．③④⑤
解析：无论是真核生物还是原核生物，细胞生物的遗传物质是DNA，①正确，②错误；凡是有细胞结构的生物，无论是细胞核中还是细胞质中，遗传物质都是DNA，③正确，④错误；甲型H1N1流感病毒是RNA病毒，遗传物质是RNA，⑤错误。　

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