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(共38张PPT)
第5单元　
遗传的分子基础
第28讲　DNA是主要的遗传物质
内容索引
核心体系
学习目标
活动方案
名卷优选
学 习 目 标
1. 概述DNA是主要的遗传物质的探索历程。2. 探索相关实验技术在证明DNA是主要遗传物质中的作用。
核 心 体 系
活 动 方 案
下图1为格里菲思所做的肺炎链球菌体内转化实验；图2是艾弗里所做的肺炎链球菌体外转化实验。请分析实验过程和结果，回答下列问题。
活动一　分析格里菲思的体内转化实验和艾弗里的体外转化
实验
图1
图2
(1) 实验①②对比说明：___________________________________。
(2) 实验②③对比说明：______________________________。
(3) 实验②③④对比说明：加热杀死的S型细菌能使部分____型细菌转化为____型细菌。
(4) 荚膜的化学本质是什么？S型细菌与R型细菌致病性差异的原因是什么？
【答案】 多糖类物质。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存并繁殖。
R型细菌无致病性，S型细菌有致病性
加热致死的S型细菌无致病性
R
S
(5) 综合图1实验能得出什么结论？
【答案】 S型细菌中含有一种“转化因子”，能使R型细菌转化为S型细菌。
(6) 艾弗里和他的同事们证明DNA是遗传物质的实验应用了什么原理？艾弗里的实验在格里菲思实验的基础上做了哪些方面的改进？设计第五组实验的目的是什么？
【答案】 减法原理。改进：将S型细菌的成分进行分离，分别观察对细菌转化的作用；由体内实验改成体外实验，更有利于条件控制和结果观察。目的：与“以S型细菌的DNA与R型细菌混合培养”的实验形成对照，进一步证明DNA是“转化因子”。
(7) 图2第五组的作用是？
【答案】 起对照作用，用DNA酶分解S型细菌中的DNA后不能使R型细菌转化，进一步说明DNA才是使R型细菌转化的物质。
(8) 根据图2实验能得出什么结论？
【答案】 DNA是使R型细菌转化的“转化因子”。
(9) 加热致死的S型细菌中蛋白质和DNA是否都均失去活性？R型链球菌转化为S型链球菌的转化效率如何？转化过程属于哪一种变异？转化过程可能是与什么形成有关的基因发生了转移？转化后的S型菌与野生型S型链球菌完全相同吗？
【答案】 加热致死的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。转化效率不高。基因重组。荚膜。不完全相同。
下图为放射性同位素32P标记的T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验示意图，请根据实验过程回答下列问题。
活动二　分析噬菌体侵染细菌的实验
(1) 锥形瓶中的培养液是用来培养___________，其营养成分中_____
____(填“含有”或“不含有”) 32P。32P标记的是T2噬菌体的________，______(填“能”或“不能”)用培养液直接培养得到含放射性标记的噬菌体。为什么？
【答案】 噬菌体属于病毒，不能用培养液直接培养，必须寄生在活细胞内。
(2) 请你为赫尔希和蔡斯设计一个给T2噬菌体标记上32P的实验。
【答案】 配制适合培养大肠杆菌的培养基，在培养基中加入用32P标记的脱氧核苷酸，作为合成DNA的原料。在培养基中接种大肠杆菌，培养一段时间后再接种T2噬菌体，继续进行培养。在培养液中提取出所需要的T2噬菌体，其体内的DNA被标记上32P。
大肠杆菌
不含
有
DNA
不能
(3) 用32P标记进行上述实验时，离心后放射性同位素主要分布在试管的________(填“上清液”或“沉淀物”)中。若测定发现在搅拌离心后的上清液中放射性偏高，最可能的原因是什么？子代噬菌体均含有放射性吗？
【答案】 培养时间较短，有部分噬菌体(含P元素)尚未侵入大肠杆菌，仍存在于培养液中，离心后出现在上清液中；培养时间过长，复制增殖后的噬菌体从大肠杆菌中释放出来。不是，只有少部分噬菌体含有放射性。
沉淀物
(4) 赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌实验时，若用放射性同位素 35S标记________，经过搅拌、离心培养后放射性同位素主要分布在_______
(填“上清液”或“沉淀物”)中。此时，若测定发现沉淀物中放射性偏高，最可能的原因是什么？搅拌的目的是让噬菌体的DNA和蛋白质分离吗？
【答案】 沉淀中有少量放射性，原因是搅拌、离心不彻底，部分亲代噬菌体(含S元素)仍吸附在大肠杆菌的表面，随大肠杆菌离心到沉淀物中。不是，搅拌的目的是使吸附在大肠杆菌上的噬菌体蛋白质外壳和未侵染的噬菌体与大肠杆菌分离。
蛋白质
上清液
(5) 上述实验中，能否用15N来标记噬菌体的DNA，为什么？
【答案】 不能，DNA和蛋白质中都含有N元素，无法区分。
(6) 赫尔希和蔡斯通过噬菌体侵染细菌实验得出什么结论？若仅用图示32P标记的实验，能否获得这一结论？
【答案】 DNA是遗传物质。不能，只能获得“噬菌体的DNA进入大肠杆菌内”这一结论。
(7) 试从设计思路的角度分析，艾弗里的肺炎链球菌实验与赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌实验谁更具说服力？为什么？
【答案】 后者更具说服力。后者的实验设计思路是利用同位素标记法将DNA和蛋白质区分开，经培养后搅拌离心单独观察两种同位素的分布情况，而艾弗里实验中提取的DNA中仍含有少量的蛋白质杂质。
(8) 子代噬菌体中的DNA和蛋白质的来源分别是什么？
【答案】 子代噬菌体的DNA分子的一条链是亲代噬菌体保留的，另一条链是以亲代噬菌体的DNA母链为模板，按照碱基互补配对原则，利用大肠杆菌中的脱氧核苷酸为原料合成的；子代噬菌体的蛋白质是以亲代噬菌体的DNA为模板，利用大肠杆菌中的氨基酸合成的。
车前草病毒(HRV)和烟草花叶病毒(TMV)都没有DNA，但是它们含有RNA，结构如图所示。它们侵染植物后导致的植物症状不同(如图a、b所示)。将病毒的RNA和蛋白质分离，使其单独感染植物。然后，将不同病毒的RNA与蛋白质之间重新组合形成“杂种”病毒，然后使其感染植物。请回答下列问题。
活动三　分析烟草花叶病毒的分离和重组实验
(1) 图a、图b表现出不同症状，其根本原因是什么？
【答案】 TMV和HRV具有不同的RNA。
(2) 请在图中直接画出叶片①、叶片②、叶片③表现出的感染症状。
(3) 请画出叶片③中繁殖产生的子代病毒的图示。
(4) 从以上感染实验可知，起感染作用的是什么？
【答案】 RNA。
(5) 该实验的设计思路是什么？
【答案】 将病毒的RNA和蛋白质分离，单独研究它们各自的遗传功能。
(6) 以上实验可以得出什么结论？
【答案】 TMV和HRV的遗传物质是RNA。
(7) 如何理解“DNA是主要的遗传物质”这一结论？
【答案】 绝大多数生物(即所有的细胞生物和DNA病毒)的遗传物质是DNA，只有RNA病毒的遗传物质是RNA。
名 卷 优 选
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1. [2025河南卷]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
【解析】 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；由于DNA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。
B
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2. 下列关于“噬菌体侵染细菌的实验”的叙述，正确的是(　 　)
A. 需用同时含有32P和35S的噬菌体侵染大肠杆菌
B. 搅拌是为了使大肠杆菌内的噬菌体释放出来
C. 离心是为了沉淀培养液中的大肠杆菌
D. 该实验证明了大肠杆菌的遗传物质是DNA
C
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3. [2026南京中华中学期中]肺炎链球菌转化实验中，加热杀死的S型细菌的部分DNA片段进入R型细菌内并整合到R型细菌的DNA分子上，使R型细菌转化为能合成荚膜多糖的S型细菌。下列叙述错误的是(　 　)
A. R型细菌转化为S型细菌后的DNA中，嘌呤碱基总比例不改变
B. 整合到R型细菌内的DNA片段可与R型细菌的RNA聚合酶结合
C. 整合到R型细菌内的DNA片段，其表达产物是荚膜多糖
D. 加热可使S型细菌中的蛋白质和DNA的空间结构都发生改变
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C
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【解析】 DNA分子中嘌呤与嘧啶通过碱基互补配对，双链DNA的嘌呤总比例恒定为50%，S型细菌的DNA片段整合到R型细菌的DNA中后，整个DNA分子仍遵循碱基配对原则，嘌呤总比例不变，A正确；RNA聚合酶结合的是DNA的启动子区域，S型细菌的DNA片段若含有荚膜多糖合成相关基因的启动子，则可被R型细菌的RNA聚合酶识别并结合，启动转录，B正确；基因表达的直接产物是蛋白质(酶)，而非多糖，C错误；高温会破坏蛋白质的空间结构，也可使DNA双螺旋结构中的氢键被破坏，从而解螺旋，D正确。
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4. 为研究R型肺炎链球菌转化为S型的转化因子是DNA还是蛋白质，科研人员进行了如图所示的转化实验。对本实验作出的分析，错误的是(　 　)
1
A. 本实验通过酶解去除单一成分进行研究
B. 甲、乙组培养基中只有S型菌落出现
C. 蛋白酶处理结果显示提取物仍有转化活性
D. 本实验结果表明DNA使R型菌发生转化
甲组
乙组
丙组
B
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5. [2025海南卷]某小组模拟赫尔希和蔡斯的T2噬菌体侵染大肠杆菌实验时，应用假说—演绎法推测出①～⑥种假设，如图。下列有关叙述错误的是(　 　)
1
实验1
实验2
B
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1
A. 实验1中，若离心后上清液的放射性高，沉淀物的放射性极低，则说明仅假设②正确
B. 实验2中，若离心后上清液的放射性极低，沉淀物的放射性高，则说明仅假设⑤正确
C. 若实验1子代噬菌体无放射性、实验2子代的部分菌体有放射性，则说明噬菌体的遗传物质是DNA
D. 若用35S和32P同时标记的噬菌体进行实验，则离心后上清液和沉淀物均有放射性
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【解析】 实验1中，35S标记的是噬菌体蛋白质，若离心后上清液的放射性高，沉淀物的放射性极低，则说明仅假设②正确，即噬菌体侵染细菌时只有DNA进入，A正确；实验2中，32P标记的是噬菌体DNA，若离心后上清液的放射性极低，沉淀物的放射性高，则说明假设⑤⑥都正确，B错误；若实验1子代噬菌体无放射性，说明蛋白质没有实现亲子代之间的连续性，实验2子代的部分噬菌体有放射性说明亲子代之间有连续性的物质是DNA，则说明噬菌体的遗传物质是DNA，C正确；若用35S和32P同时标记的噬菌体进行实验，则离心后上清液和沉淀物均有放射性，因为上清液中含有放射性标记的蛋白质，沉淀物中含有放射性标记的DNA，D正确。
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6. (多选)1952年，赫尔希和蔡斯完成了著名的T2噬菌体侵染细菌的实验，下图是实验的部分步骤示意图。下列有关叙述正确的有(　 　)
A. 在含32P的培养基上培养，可直接获得含32P的亲代噬菌体
B. 实验过程中，搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体(外壳)与细菌分离
C. 含32P的亲代噬菌体侵染细菌后，在图中b、c处都可能检测到32P
D. 含35S的亲代噬菌体侵染细菌后，保温培养时间长短会影响图中b处放射性强度
1
BC
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【解析】 噬菌体是没有细胞结构的病毒，要想得到含32P的亲代噬菌体，应该先用含有32P的培养基培养细菌，再用噬菌体与含有32P的细菌混合培养，A错误；噬菌体侵染大肠杆菌时，蛋白质外壳没有进入大肠杆菌，只有DNA进入了大肠杆菌，因此搅拌的目的是使噬菌体的蛋白质外壳与大肠杆菌分开，B正确；噬菌体侵染细菌过程中，上清液是质量较轻的亲代噬菌体的蛋白质外壳或噬菌体，沉淀物中是质量较重的含子代噬菌体的大肠杆菌，32P标记噬菌体的DNA分子，侵入大肠杆菌中，参与子代噬菌体DNA和蛋白质的合成，若子代噬菌体裂解后或亲代噬菌体DNA未完全侵入大肠杆菌，则上清液含有放射性，因此含32P的亲代噬菌体侵染细菌后，在图中b(上清液)、c(沉淀物)处都可能检测到32P，C正确；用35S标记的噬菌体侵染细菌，而35S标记的是噬菌体的蛋白质外壳，噬菌体在侵染细菌时，蛋白质外壳没有进入细菌内，经过搅拌离心后，蛋白质外壳分布在上清液中，保温培养时间长短不会影响图中b处放射性强度，D错误。
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7. [2024扬州高邮月考]对于遗传物质的探索、人类经历了一个漫长而复杂的过程，其中三个先后进行的经典实验，运用不同的实验思路和方法，共同证明了“DNA是遗传物质”这一科学认识。请回答下列问题。
(1) 格里菲思和艾弗里均使用肺炎链球菌作为实验材料，其常作为实验材料的优点有______________________。其中___型菌具有荚膜，有毒性。
(2) 格里菲思提出“转化因子”的推断。支撑这一推断的重要证据之一是其中一组实验成功将R型活细菌转化为S型活细菌，并导致小鼠死亡。该组实验的处理方法是向小鼠体内注射_________________________
_______________。
1
结构简单，繁殖速度快
S
加热杀死的S型细菌和活的
R型菌的混合物
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(3) 艾弗里等人证明DNA是“转化因子”。该实验运用________(填“加法”或“减法”)原理控制自变量，发现只有用_________处理S型细菌的细胞提取物后，提取物才会失去转化活性，不能将R型细菌转化为S型细菌，但因传统观念“蛋白质是遗传物质”的阻碍，艾弗里等人的结论并没有被人们广泛接受。
1
减法
DNA酶
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(4) 赫尔希和蔡斯进一步证明DNA是遗传物质。下图为T2噬菌体侵染大肠杆菌实验过程简图，请据图回答问题。
①不能用含35S的培养基直接标记噬菌体的原因是________________
______________________________________。
1
病毒必须寄生在
活细胞中繁殖，不能在培养基上独立繁殖
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②噬菌体侵染大肠杆菌后，合成子代噬菌体的外壳所用的原料由___
_________提供。
③图中搅拌的目的是_________________________________________
________。a、b两管中放射性分别主要分布在_________、____________
_____中。若保温培养的时间过长，对b管中放射性分布的影响是_______
______________。
④如果用15N、32P、35S共同标记噬菌体后，让其侵染未标记的大肠杆菌，在产生的子代噬菌体的DNA中能找到_________。
1
大
肠杆菌
使吸附在大肠杆菌表面的噬菌体外壳与大肠杆
菌分离
上清液
沉淀物(或沉
淀)
上清液
中放射性增强
15N和32P
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【解析】 (4) ③a管用35S标记的噬菌体，离心后放射性主要分布在上清液，b管用32P标记的噬菌体，离心后放射性主要分布在沉淀物中。若保温培养的时间过长，对b管中放射性分布的影响是上清液中放射性增强，原因是部分大肠杆菌裂解，释放了子代噬菌体。④子代噬菌体的DNA是以用15N、32P、35S共同标记噬菌体的DNA为模板，大肠杆菌中的脱氧核苷酸为原料合成的，脱氧核苷酸中含有元素C、H、O、N、P，故在子代噬菌体的DNA中能找到15N和32P。
谢谢观看
Thank you for watching第28讲　DNA是主要的遗传物质
1 [2026扬州期中]下列关于 “T2噬菌体侵染大肠杆菌” 实验的叙述，正确的是(　　)
A. T2噬菌体和大肠杆菌共有的细胞器是核糖体
B. 若用 15N标记噬菌体，上清液和沉淀物中均能检测到较高的放射性
C. 32P标记组的实验中，释放的子代噬菌体中只有少部分含有 32P
D. 该对比实验证明了DNA是大肠杆菌的遗传物质
2 下列关于探索DNA是遗传物质相关实验的叙述，正确的是(　　)
A. S型菌的致病性与其多糖荚膜可抵抗吞噬细胞的吞噬有关
B. 加热杀死的S型菌的蛋白质和DNA功能均丧失
C. S型菌的细胞提取物经蛋白酶、DNA酶处理后仍具转化活性
D. 噬菌体侵染细菌实验证明了大肠杆菌的遗传物质是DNA
3 在探索遗传物质的过程中，赫尔希和蔡斯做了T2噬菌体侵染细菌的实验，其中一组实验如下图所示。下列相关叙述正确的是(　　)
A. 若不经过步骤②操作，对该组实验结果无显著影响
B. 若继续分离出子代噬菌体，其中大部分会含有32P放射性
C. 若沉淀中含有较强放射性、悬浮液中几乎不含放射性，即证明DNA是遗传物质
D. 若①中培养液里含有32P，则子代噬菌体的DNA、RNA分子中均会带有放射性
4 [2026南通通州期中]在肺炎链球菌转化实验中，S型菌的部分DNA片段重组至R型菌DNA分子上，使其转化为能合成荚膜的S型菌。相关叙述正确的是(　　)
A. R型菌无毒的根本原因是缺乏催化荚膜合成的酶
B. 重组到R型菌中的DNA片段的表达产物是荚膜
C. R型菌转化成S型菌后，其DNA中嘌呤碱基比例不变
D. S型菌DNA转录出的rRNA，在核仁中参与核糖体的形成
5 [2026盐城期中]在探究遗传物质部分实验中，科研小组利用如下实验材料：①S型肺炎链球活菌；②R型肺炎链球活菌；③35S标记的大肠杆菌；④32P标记的大肠杆菌；⑤T2噬菌体等进行一系列实验。下列相关叙述正确的是(　　)
A. 将①和②混合后注射给小鼠能导致小鼠死亡，说明①中含有转化因子
B. 将①和②混合并加入DNA酶培养一段时间后，培养基中只能检测到R型活菌
C. 将③与⑤混合后进行短时间培养，经搅拌离心后，放射性物质只分布在上清液中
D. 将④与⑤混合后进行培养，子代T2噬菌体的DNA中含32P
6 S型肺炎链球菌的某种“转化因子”可使R型菌转化为S型菌。研究“转化因子”化学本质的部分实验流程如图所示。下列有关叙述错误的是(　　)
A. 本实验的自变量为步骤①中不同酶的处理
B. 本实验利用了自变量控制中的“减法原理”
C. 固体培养基比液体培养基更便于观察结果
D. DNA酶处理的一组为实验组，另一组为对照组
7 [2026浙江模拟]某科研小组在“噬菌体侵染细菌的实验”中分别用同位素32P、35S对噬菌体以及大肠杆菌成分做了如表所示的标记，一段时间后检测放射性的主要分布部位。下列相关叙述正确的是(　　)
组别 第一组 第二组 第三组
噬菌体成分 用35S标记 未标记 用35S标记
大肠杆菌成分 未标记 用32P标记 用32P标记
A. 第一组子代噬菌体少部分具有放射性
B. 第二组上清液的放射性高低与保温时长无关
C. 根据三组实验结果未能得出DNA是噬菌体遗传物质的结论
D. 该实验中用含35S的培养基培养噬菌体，标记噬菌体蛋白质外壳
8 图1是将加热杀死的S型细菌与R型活菌混合注射到小鼠体内后两种细菌的含量变化；图2是噬菌体侵染细菌实验的部分操作步骤。下列相关叙述正确的是(　　)
图1 图2
A. 图1中，后期出现的大量S型细菌主要由R型细菌转化而来
B. 图2沉淀物中新形成的子代噬菌体不具有放射性
C. 图2中若用32P标记亲代噬菌体，子代噬菌体中大部分具有放射性
D. 图2中噬菌体增殖需要细菌提供原料、模板、能量、酶等
9 T2噬菌体能专一性感染大肠杆菌，进入宿主细胞的T2 噬菌体不会被杀病毒剂灭活，在裂解宿主细胞后能继续感染并裂解周围大肠杆菌。在培养基平板上，一个被感染的大肠杆菌最终会形成一个噬菌斑。利用这一原理可以检测受污染水样中大肠杆菌的数量，具体操作步骤如图所示。下列说法错误的是(　　)
A. 若保温时间过短或过长都会导致噬菌斑数量偏少，检测结果数值偏小
B. 将噬菌体DNA用32P标记后进行该实验，检测放射性强度也能达到目的
C. 大肠杆菌和T2噬菌体的遗传物质复制时需要的原料相同
D. 应增加对照组，处理为将待测水样换成等量的无菌水，其余操作不变
10 (多选)研究表明猪内源性逆转录病毒(PERV)能将自己的基因整合到猪基因组中，如图是PERV的生活史示意图，被侵染的细胞可增殖。下列有关叙述错误的有(　　)
A. 过程①②③④都需要模板、原料、能量和酶
B. 过程④需要猪细胞提供核糖体和tRNA等
C. 可分别用35S和32P标记PERV的蛋白质和RNA以探究其遗传物质
D. 感染该病毒后，子代个体的基因组中可能仍含有该病毒的基因序列
11 (多选)用标记的T2噬菌体侵染未标记的大肠杆菌。一段时间后搅拌、离心、检测上清液中的放射性，得到下图所示的实验结果。下列说法错误的有(　　)
A. 该实验使用了同位素标记法和密度梯度离心法
B. 要获得DNA被标记的T2噬菌体，可用含32P的培养基培养噬菌体
C. 实验中搅拌时间应大于2 min，否则上清液中的放射性会比较低
D. 上清液中32P的放射性仍达到30%，原因可能是细菌裂解释放出噬菌体
12 (多选)噬菌体侵染大肠杆菌的实验中，若甲组用3H 标记的噬菌体侵染 35S标记的大肠杆菌，乙组用14C标记的噬菌体侵染 32P标记的大肠杆菌。下列有关叙述错误的有(　　)
A. 甲组的大肠杆菌由含 35S的培养基直接培养获得
B. 甲组子代噬菌体的蛋白质外壳均含 3H、35S
C. 乙组子代噬菌体的DNA均含 14C、32P
D. 由甲、乙两组实验可说明DNA是噬菌体的遗传物质
13 (多选)[2025河北秦皇岛期中]转化是生物体通过吸收外源DNA导致遗传性状改变的现象，如图为R型细菌转化为S型细菌的过程，下列相关叙述正确的有(　　)
A. A细菌的遗传物质和T2噬菌体的遗传物质都是DNA
B. A细菌和C细菌都是S型细菌，遗传信息完全相同
C. 来源于A细菌的capS基因整合到C细菌的染色体上
D. 本试验中加热导致A细菌中DNA的磷酸二酯键断裂
14 某生物学兴趣小组在学习“肺炎链球菌转化实验”后也重复了相关实验，并提出了新的问题进行探究。请回答下列相关问题。
(1) 重复实验：A组实验接种正常R型细菌，B组接种正常S型细菌，C组接种加热杀死的S型细菌，D组接种加热杀死的S型细菌和正常的R型细菌的混合液。培养结果如图所示。
　　
注：为S型菌落，为R型菌落
①本实验选用肺炎链球菌作为实验材料的优点是________________________
_______________，本实验中设置的对照组是________，D组出现的S型细菌是R型细菌变异的结果，转化形成的S型细菌和野生型S型细菌的遗传物质________
(填“相同”或“不同”)。
②观察D组实验结果后，有同学提出D组实验结果的出现可能是实验时对S型细菌加热杀死不彻底造成的，根据________组实验结果即可否定此假设。
③根据实验结果可推测出S型细菌中存在着某种________，该物质可将无毒性的R型活细菌转化为有毒性的S型活细菌。
④艾弗里等人研究发现S型细菌中能促使R型细菌转化的物质是________。他们采用了______________________等技术手段来开展实验设计。
(2) 兴趣小组又进行了以下4个实验，则小鼠存活的情况依次是________。
①S型细菌的DNA＋DNA酶→加入R型细菌→注射入小鼠
②R型细菌的DNA＋DNA酶→加入S型细菌→注射入小鼠
③R型细菌＋DNA酶→高温加热后冷却→加入S型细菌的DNA→注射入小鼠
④S型细菌＋DNA酶→高温加热后冷却→加入R型细菌的DNA→注射入小鼠
A. 存活、存活、存活、死亡
B. 存活、死亡、存活、死亡
C. 死亡、死亡、存活、存活
D. 存活、死亡、存活、存活
第28讲　DNA是主要的遗传物质
1 C　T2噬菌体是病毒，无细胞结构，不含核糖体，大肠杆菌为原核生物，唯一的细胞器是核糖体，两者无共有的细胞器，A错误；15N没有放射性，属于稳定性同位素，B错误；32P标记噬菌体DNA，DNA复制方式是半保留复制，故随着噬菌体复制次数增加，子代标记的占比减少，释放的子代噬菌体中只有少数含32P，C正确；该实验通过同位素标记法证明DNA是噬菌体的遗传物质，而非大肠杆菌，D错误。
2 A　在加热杀死S型菌的过程中，其蛋白质变性失活，但是其内部的DNA在加热结束后随温度的恢复又逐渐恢复活性，B错误；S型菌的细胞提取物中的DNA是有转化功能的物质，经DNA酶处理后，DNA被降解，不具转化活性，C错误；噬菌体侵染细菌实验中噬菌体的亲子代之间具有连续性的物质是DNA，进而证明了噬菌体的遗传物质是DNA，D错误。
3 A
4 C　R型菌无毒的根本原因是其DNA中缺乏控制荚膜合成的基因，A错误；重组到R型菌中的S型菌DNA片段包含控制荚膜合成的基因，其表达产物是合成荚膜所需的酶，而非荚膜本身，B错误；S型菌为原核生物，无细胞核和核仁，其rRNA的合成与核糖体形成均在细胞质中进行，D错误。
5 D　将活的S型肺炎链球菌①和R型肺炎链球菌②混合注射给小鼠，S型肺炎链球菌本身具有毒性可直接导致小鼠死亡，无需转化，因此不能说明①含有转化因子，A错误；DNA酶会降解S型肺炎链球菌释放的DNA，但S型肺炎链球菌本身是活菌，仍可增殖，因此培养基中最终会同时存在S型肺炎链球菌和R型肺炎链球菌，B错误；③为35S标记的大肠杆菌，⑤为T2噬菌体，噬菌体侵染时，蛋白质外壳留在细菌外(离心后进入上清液)，但宿主大肠杆菌本身含35S，离心后沉淀中仍会检测到放射性，C错误；④为32P标记的大肠杆菌，⑤为T2噬菌体，噬菌体DNA复制需利用宿主内的32P标记的脱氧核苷酸，因此子代噬菌体的DNA会含32P，D正确。
6 D　此实验中两个组别都是实验组，两组实验形成相互对照，D错误。
7 C　第一组中噬菌体用35S标记蛋白质外壳，大肠杆菌未标记，侵染时蛋白质外壳不进入细菌，子代噬菌体由未标记的大肠杆菌原料合成，故子代噬菌体无放射性，A错误；第二组中噬菌体未标记，大肠杆菌用32P标记DNA，侵染后，子代噬菌体DNA含32P而具放射性，保温时间短时侵染不充分，上清液放射性低，保温时间长子代释放增多，上清液放射性升高，因此上清液放射性高低与保温时长有关，B错误；噬菌体是病毒，不能独立在培养基中增殖，因此不能直接用含35S的培养基培养噬菌体，需先将大肠杆菌置于含35S的培养基中培养，再用噬菌体侵染被标记的大肠杆菌，才能获得35S标记的噬菌体蛋白质外壳，D错误。
8 B　图1中最初的S型细菌是由R型细菌转化来的，但之后产生的S型细菌主要是由转化形成的S型细菌增殖而来，A错误；由于DNA分子的半保留复制，原料没有32P，所以用32P标记亲代噬菌体，子代噬菌体中少部分具有放射性，C错误；噬菌体增殖需要的模板由噬菌体自身提供，D错误。
9 B　若用32P标记噬菌体DNA，被感染的大肠杆菌裂解后，释放的子代噬菌体也会携带放射性，且放射性会随噬菌体扩散，导致 “放射性强度” 与大肠杆菌数量不呈线性对应关系，无法准确检测数量，B错误。
10 AC　过程①③④分别指逆转录、转录和翻译的过程，这些过程都需要模板、原料、能量和酶，但过程②是逆转录获得的病毒DNA整合到宿主细胞的DNA上过程，该过程属于基因重组，不需要模板等，A错误；该病毒是逆转录病毒，逆转录酶和RNA都会进入细胞，因此无法用35S和32P标记PERV的蛋白质和RNA以探究其遗传物质，C错误。
11 ABD　该实验没有使用密度梯度离心法，A错误；T2噬菌体只能寄生在大肠杆菌中，B错误；图示被侵染细菌存活率100%，细菌没有裂解，D错误。
12 BCD　3H标记的噬菌体，噬菌体的蛋白质外壳没有进入大肠杆菌，子代噬菌体的蛋白质外壳是以大肠杆菌的氨基酸为原料合成，因此甲组子代噬菌体的蛋白质外壳均含35S，均不含3H，B错误；14C标记的噬菌体，噬菌体的DNA进入大肠杆菌，以大肠杆菌中的脱氧核苷酸为原料进行半保留复制，乙组子代噬菌体的DNA均含32P，少部分含14C，C错误；甲、乙两组均无法区分DNA和蛋白质，无法说明噬菌体的遗传物质是DNA还是蛋白质，D错误。
13 AD　根据图解过程可知，A细菌、C细菌含有荚膜基因(capS)，所以为S型细菌，B细菌含有capR，不含荚膜基因(capS)，为R型细菌，C细菌为基因重组后的细菌，含有荚膜基因和R型细菌的遗传信息，所以A细菌和C细菌的遗传信息不完全相同，B错误；细菌为原核生物，不含染色体，C错误。
14 (1) ①个体小、结构简单、繁殖快等　A、B、C　不同　②C　③转化因子　④DNA　细菌的培养技术、物质的提纯和鉴定技术　(2) D第28讲　DNA是主要的遗传物质
学习目标　1. 概述DNA是主要的遗传物质的探索历程。2. 探索相关实验技术在证明DNA是主要遗传物质中的作用。
核心体系
活动方案
活动一 分析格里菲思的体内转化实验和艾弗里的体外转化实验
下图1为格里菲思所做的肺炎链球菌体内转化实验；图2是艾弗里所做的肺炎链球菌体外转化实验。请分析实验过程和结果，回答下列问题。
图1
图2
(1) 实验①②对比说明：_____________________________________________。
(2) 实验②③对比说明：_____________________________________________。
(3) 实验②③④对比说明：加热杀死的S型细菌能使部分________型细菌转化为________型细菌。
(4) 荚膜的化学本质是什么？S型细菌与R型细菌致病性差异的原因是什么？
(5) 综合图1实验能得出什么结论？
(6) 艾弗里和他的同事们证明DNA是遗传物质的实验应用了什么原理？艾弗里的实验在格里菲思实验的基础上做了哪些方面的改进？设计第五组实验的目的是什么？
(7) 图2第五组的作用是？
(8) 根据图2实验能得出什么结论？
(9) 加热致死的S型细菌中蛋白质和DNA是否都均失去活性？R型链球菌转化为S型链球菌的转化效率如何？转化过程属于哪一种变异？转化过程可能是与什么形成有关的基因发生了转移？转化后的S型菌与野生型S型链球菌完全相同吗？
活动二 分析噬菌体侵染细菌的实验
下图为放射性同位素32P标记的T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验示意图，请根据实验过程回答下列问题。
(1) 锥形瓶中的培养液是用来培养__________，其营养成分中________(填“含有”或“不含有”) 32P。32P标记的是T2噬菌体的________，________(填“能”或“不能”)用培养液直接培养得到含放射性标记的噬菌体。为什么？
(2) 请你为赫尔希和蔡斯设计一个给T2噬菌体标记上32P的实验。
(3) 用32P标记进行上述实验时，离心后放射性同位素主要分布在试管的________(填“上清液”或“沉淀物”)中。若测定发现在搅拌离心后的上清液中放射性偏高，最可能的原因是什么？子代噬菌体均含有放射性吗？
(4) 赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌实验时，若用放射性同位素 35S标记________，经过搅拌、离心培养后放射性同位素主要分布在________(填“上清液”或“沉淀物”)中。此时，若测定发现沉淀物中放射性偏高，最可能的原因是什么？搅拌的目的是让噬菌体的DNA和蛋白质分离吗？
(5) 上述实验中，能否用 15N来标记噬菌体的DNA，为什么？
(6) 赫尔希和蔡斯通过噬菌体侵染细菌实验得出什么结论？若仅用图示32P标记的实验，能否获得这一结论？
(7) 试从设计思路的角度分析，艾弗里的肺炎链球菌实验与赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌实验谁更具说服力？为什么？
(8) 子代噬菌体中的DNA和蛋白质的来源分别是什么？
活动三 分析烟草花叶病毒的分离和重组实验
车前草病毒(HRV)和烟草花叶病毒(TMV)都没有DNA，但是它们含有RNA，结构如图所示。它们侵染植物后导致的植物症状不同(如图a、b所示)。将病毒的RNA和蛋白质分离，使其单独感染植物。然后，将不同病毒的RNA与蛋白质之间重新组合形成“杂种”病毒，然后使其感染植物。请回答下列问题。
(1) 图a、图b表现出不同症状，其根本原因是什么？
(2) 请在图中直接画出叶片①、叶片②、叶片③表现出的感染症状。
(3) 请画出叶片③中繁殖产生的子代病毒的图示。
(4) 从以上感染实验可知，起感染作用的是什么？
(5) 该实验的设计思路是什么？
(6) 以上实验可以得出什么结论？
(7) 如何理解“DNA是主要的遗传物质”这一结论？
名卷优选
1. [2025河南卷]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. 下列关于“噬菌体侵染细菌的实验”的叙述，正确的是(　　)
A. 需用同时含有32P和35S的噬菌体侵染大肠杆菌
B. 搅拌是为了使大肠杆菌内的噬菌体释放出来
C. 离心是为了沉淀培养液中的大肠杆菌
D. 该实验证明了大肠杆菌的遗传物质是DNA
3. [2026南京中华中学期中]肺炎链球菌转化实验中，加热杀死的S型细菌的部分DNA片段进入R型细菌内并整合到R型细菌的DNA分子上，使R型细菌转化为能合成荚膜多糖的S型细菌。下列叙述错误的是(　　)
A. R型细菌转化为S型细菌后的DNA中，嘌呤碱基总比例不改变
B. 整合到R型细菌内的DNA片段可与R型细菌的RNA聚合酶结合
C. 整合到R型细菌内的DNA片段，其表达产物是荚膜多糖
D. 加热可使S型细菌中的蛋白质和DNA的空间结构都发生改变
4. 为研究R型肺炎链球菌转化为S型的转化因子是DNA还是蛋白质，科研人员进行了如图所示的转化实验。对本实验作出的分析，错误的是(　　)
甲组 乙组 丙组
A. 本实验通过酶解去除单一成分进行研究
B. 甲、乙组培养基中只有S型菌落出现
C. 蛋白酶处理结果显示提取物仍有转化活性
D. 本实验结果表明DNA使R型菌发生转化
5. [2025海南卷]某小组模拟赫尔希和蔡斯的T2噬菌体侵染大肠杆菌实验时，应用假说—演绎法推测出①～⑥种假设，如图。下列有关叙述错误的是(　　)
实验1 实验2
A. 实验1中，若离心后上清液的放射性高，沉淀物的放射性极低，则说明仅假设②正确
B. 实验2中，若离心后上清液的放射性极低，沉淀物的放射性高，则说明仅假设⑤正确
C. 若实验1子代噬菌体无放射性、实验2子代的部分菌体有放射性，则说明噬菌体的遗传物质是DNA
D. 若用35S和32P同时标记的噬菌体进行实验，则离心后上清液和沉淀物均有放射性
6. (多选)1952年，赫尔希和蔡斯完成了著名的T2噬菌体侵染细菌的实验，下图是实验的部分步骤示意图。下列有关叙述正确的有(　　)
A. 在含32P的培养基上培养，可直接获得含32P的亲代噬菌体
B. 实验过程中，搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体(外壳)与细菌分离
C. 含32P的亲代噬菌体侵染细菌后，在图中b、c处都可能检测到32P
D. 含35S的亲代噬菌体侵染细菌后，保温培养时间长短会影响图中b处放射性强度
7. [2024扬州高邮月考]对于遗传物质的探索、人类经历了一个漫长而复杂的过程，其中三个先后进行的经典实验，运用不同的实验思路和方法，共同证明了“DNA是遗传物质”这一科学认识。请回答下列问题。
(1) 格里菲斯和艾弗里均使用肺炎链球菌作为实验材料，其常作为实验材料的优点有__________________。其中________型菌具有荚膜，有毒性。
(2) 格里菲思提出“转化因子”的推断。支撑这一推断的重要证据之一是其中一组实验成功将R型活细菌转化为S型活细菌，并导致小鼠死亡。该组实验的处理方法是向小鼠体内注射______________________________________________
______________________________________________________________________。
(3) 艾弗里等人证明DNA是“转化因子”。该实验运用________(填“加法”或“减法”)原理控制自变量，发现只有用________处理S型细菌的细胞提取物后，提取物才会失去转化活性，不能将R型细菌转化为S型细菌，但因传统观念“蛋白质是遗传物质”的阻碍，艾弗里等人的结论并没有被人们广泛接受。
(4) 赫尔希和蔡斯进一步证明DNA是遗传物质。下图为T2噬菌体侵染大肠杆菌实验过程简图，请据图回答问题。
①不能用含35S的培养基直接标记噬菌体的原因是_______________________
______________________________________________________________________。
②噬菌体侵染大肠杆菌后，合成子代噬菌体的外壳所用的原料由___________提供。
③图中搅拌的目的是__________________________________________。a、b两管中放射性分别主要分布在__________、__________中。若保温培养的时间过长，对b管中放射性分布的影响是________________________________________。
④如果用15N、32P、35S共同标记噬菌体后，让其侵染未标记的大肠杆菌，在产生的子代噬菌体的DNA中能找到____________。
第28讲　DNA是主要的遗传物质
【活动方案】
活动一　
(1) R型细菌无致病性，S型细菌有致病性
(2) 加热致死的S型细菌无致病性
(3) R　S
(4) 多糖类物质。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存并繁殖。
(5) S型细菌中含有一种“转化因子”，能使R型细菌转化为S型细菌。
(6) 减法原理。改进：将S型细菌的成分进行分离，分别观察对细菌转化的作用；由体内实验改成体外实验，更有利于条件控制和结果观察。目的：与“以S型细菌的DNA与R型细菌混合培养”的实验形成对照，进一步证明DNA是“转化因子”。
(7) 起对照作用，用DNA酶分解S型细菌中的DNA后不能使R型细菌转化，进一步说明DNA才是使R型细菌转化的物质。
(8) DNA是使R型细菌转化的“转化因子”。
(9) 加热致死的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。转化效率不高。基因重组。荚膜。不完全相同。
活动二　
(1) 大肠杆菌　不含有　DNA　不能　噬菌体属于病毒，不能用培养液直接培养，必须寄生在活细胞内。
(2) 配制适合培养大肠杆菌的培养基，在培养基中加入用32P标记的脱氧核苷酸，作为合成DNA的原料。在培养基中接种大肠杆菌，培养一段时间后再接种T2噬菌体，继续进行培养。在培养液中提取出所需要的T2噬菌体，其体内的DNA被标记上32P。
(3) 沉淀物　培养时间较短，有部分噬菌体(含P元素)尚未侵入大肠杆菌，仍存在于培养液中，离心后出现在上清液中；培养时间过长，复制增殖后的噬菌体从大肠杆菌中释放出来。不是，只有少部分噬菌体含有放射性。
(4) 蛋白质　上清液　沉淀中有少量放射性，原因是搅拌、离心不彻底，部分亲代噬菌体(含S元素)仍吸附在大肠杆菌的表面，随大肠杆菌离心到沉淀物中。不是，搅拌的目的是使吸附在大肠杆菌上的噬菌体蛋白质外壳和未侵染的噬菌体与大肠杆菌分离。
(5) 不能，DNA和蛋白质中都含有N元素，无法区分。
(6) DNA是遗传物质。不能，只能获得“噬菌体的DNA进入大肠杆菌内”这一结论。
(7) 后者更具说服力。后者的实验设计思路是利用同位素标记法将DNA和蛋白质区分开，经培养后搅拌离心单独观察两种同位素的分布情况，而艾弗里实验中提取的DNA中仍含有少量的蛋白质杂质。
(8) 子代噬菌体的DNA分子的一条链是亲代噬菌体保留的，另一条链是以亲代噬菌体的DNA母链为模板，按照碱基互补配对原则，利用大肠杆菌中的脱氧核苷酸为原料合成的；子代噬菌体的蛋白质是以亲代噬菌体的DNA为模板，利用大肠杆菌中的氨基酸合成的。
活动三　
(1) TMV和HRV具有不同的RNA。
(2) ①无症状　　
(3)
(4) RNA。
(5) 将病毒的RNA和蛋白质分离，单独研究它们各自的遗传功能。
(6) TMV和HRV的遗传物质是RNA。
(7) 绝大多数生物(即所有的细胞生物和DNA病毒)的遗传物质是DNA，只有RNA病毒的遗传物质是RNA。
1 转化的实质是基因重组。肺炎链球菌转化实验是指S型细菌的DNA片段的单链整合到R型细菌的DNA中，使受体细胞获得了新的遗传信息，其主要机制如图所示∶
2 由于转化受DNA的纯度、两种细菌的亲缘关系、受体菌的状态等因素的影响，所以转化过程中并不是所有的R型细菌都转化成S型细菌，而只是少部分R型细菌转化成S型细菌；而且同源重组后的转化细胞，二分裂形成的两个子细胞分别为R型菌和S型菌。
3 S型细菌一般没有感受态，所以R型细菌一般不能使S型细菌转化为R型细菌。
【名卷优选】
1 B　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；由于DNA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。
2 C　
3 C　DNA分子中嘌呤与嘧啶通过碱基互补配对，双链DNA的嘌呤总比例恒定为50%，S型细菌的DNA片段整合到R型细菌的DNA中后，整个DNA分子仍遵循碱基配对原则，嘌呤总比例不变，A正确；RNA聚合酶结合的是DNA的启动子区域，S型细菌的DNA片段若含有荚膜多糖合成相关基因的启动子，则可被R型细菌的RNA聚合酶识别并结合，启动转录，B正确；基因表达的直接产物是蛋白质(酶)，而非多糖，C错误；高温会破坏蛋白质的空间结构，也可使DNA双螺旋结构中的氢键被破坏，从而解螺旋，D正确。
4 B
5 B　实验1中，35S标记的是噬菌体蛋白质，若离心后上清液的放射性高，沉淀物的放射性极低，则说明仅假设②正确，即噬菌体侵染细菌时只有DNA进入，A正确；实验2中，32P标记的是噬菌体DNA，若离心后上清液的放射性极低，沉淀物的放射性高，则说明假设⑤⑥都正确，B错误；若实验1子代噬菌体无放射性，说明蛋白质没有实现亲子代之间的连续性，实验2子代的部分噬菌体有放射性说明亲子代之间有连续性的物质是DNA，则说明噬菌体的遗传物质是DNA，C正确；若用35S和32P同时标记的噬菌体进行实验，则离心后上清液和沉淀物均有放射性，因为上清液中含有放射性标记的蛋白质，沉淀物中含有放射性标记的DNA，D正确。
6 BC　噬菌体是没有细胞结构的病毒，要想得到含32P的亲代噬菌体，应该先用含有32P的培养基培养细菌，再用噬菌体与含有32P的细菌混合培养，A错误；噬菌体侵染大肠杆菌时，蛋白质外壳没有进入大肠杆菌，只有DNA进入了大肠杆菌，因此搅拌的目的是使噬菌体的蛋白质外壳与大肠杆菌分开，B正确；噬菌体侵染细菌过程中，上清液是质量较轻的亲代噬菌体的蛋白质外壳或噬菌体，沉淀物中是质量较重的含子代噬菌体的大肠杆菌，32P标记噬菌体的DNA分子，侵入大肠杆菌中，参与子代噬菌体DNA和蛋白质的合成，若子代噬菌体裂解后或亲代噬菌体DNA未完全侵入大肠杆菌，则上清液含有放射性，因此含32P的亲代噬菌体侵染细菌后，在图中b(上清液)、c(沉淀物)处都可能检测到32P，C正确；用35S标记的噬菌体侵染细菌，而35S标记的是噬菌体的蛋白质外壳，噬菌体在侵染细菌时，蛋白质外壳没有进入细菌内，经过搅拌离心后，蛋白质外壳分布在上清液中，保温培养时间长短不会影响图中b处放射性强度，D错误。
7 (1) 结构简单，繁殖速度快　S
(2) 加热杀死的S型细菌和活的R型菌的混合物
(3) 减法　DNA酶
(4) ①病毒必须寄生在活细胞中繁殖，不能在培养基上独立繁殖　②大肠杆菌　③使吸附在大肠杆菌表面的噬菌体外壳与大肠杆菌分离
上清液　沉淀物(或沉淀)　上清液中放射性增强　④15N 和32P
解析：(4) ③a管用35S标记的噬菌体，离心后放射性主要分布在上清液，b管用32P标记的噬菌体，离心后放射性主要分布在沉淀物中。若保温培养的时间过长，对b管中放射性分布的影响是上清液中放射性增强，原因是部分大肠杆菌裂解，释放了子代噬菌体。④子代噬菌体的DNA是以用15N、32P、35S共同标记噬菌体的DNA为模板，大肠杆菌中的脱氧核苷酸为原料合成的，脱氧核苷酸中含有元素C、H、O、N、P，故在子代噬菌体的DNA中能找到15N和32P。

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