资源简介

第25讲　DNA是主要的遗传物质
　概述多数生物的基因是DNA分子的功能片段，有些病毒的基因在RNA分子上。
考点1　肺炎链球菌的转化实验
一、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，人们意识到DNA的重要性，但是，由于对DNA的结构没有清晰的了解，认为蛋白质是遗传物质的观点仍占主导地位。
二、两种肺炎链球菌的比较
项目 种类
S型细菌 R型细菌
菌落 表面光滑 表面粗糙
菌体
致病性 有致病性 无致病性
1．(人教版必修2 P43相关信息)无荚膜的R型肺炎链球菌无致病性，有荚膜的S型肺炎链球菌有致病性的原因是_____________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
提示：无荚膜的R型肺炎链球菌感染人体或动物体后，容易被吞噬细胞吞噬并杀灭。有荚膜的S型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
三、格里菲思的体内转化实验
1．第一、二组实验对比说明R型细菌无致病性，S型细菌有致病性。
2．第二、三组实验对比说明加热致死的S型细菌无致病性。
3．第二、三、四组实验对比说明加热致死的S型细菌能使R型活细菌转化为S型活细菌。
4．综合以上实验得出的结论是已经加热致死的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——转化因子。
四、艾弗里的体外转化实验
2．(人教版必修2 P46科学方法)与常态比较，人为增加某种影响因素的称为“________”。与常态比较，人为去除某种影响因素的称为“____________”。
提示：加法原理　减法原理
1．格里菲思认为加热致死的S型细菌的DNA是转化因子。 (×)
提示：格里菲思的肺炎链球菌转化实验只是证明了S型细菌中存在“转化因子”，使无致病性的R型细菌转化为有致病性的S型细菌。
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。 (×)
提示：艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验证明了DNA是遗传物质，不能证明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，以及转化后的S型细菌分裂产生的。 (×)
提示：S型活细菌是由R型活细菌转化而来的。
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。 (×)
提示：肺炎链球菌是原核生物，其蛋白质在自身核糖体上合成。
1．(人教版必修2 P43图3-2)格里菲思的体内转化实验中，加热是否已导致DNA和蛋白质变性？请说明理由：_________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
提示：加热杀死S型细菌的过程中，其蛋白质变性失活；S型细菌的DNA在加热过程中，双螺旋解开，氢键断开，但其结构可随温度的降低而恢复，其活性也逐渐恢复
2．(人教版必修2 P44图3-3)肺炎链球菌转化的实质是什么？_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
提示：S型细菌的DNA片段整合到R型细菌的DNA中，即发生了基因重组
3．(人教版必修2 P46思考·讨论)从控制自变量的角度，艾弗里实验的基本思路是__________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
提示：特异性地去除了一种物质，然后观察在没有这种物质的情况下，实验结果会发生什么变化
肺炎链球菌的转化实验
1．(链接人教版必修2 P43图3-2)如图为肺炎链球菌转化实验的部分过程。下列叙述正确的是(　　)
A．S型细菌的菌落表面粗糙，R型细菌的菌落表面光滑
B．S型细菌的DNA经加热后失活，因而注射加热致死的S型细菌的小鼠仍存活
C．从病死小鼠体内分离得到的只有S型细菌而无R型细菌
D．该实验未证明R型细菌转化为S型细菌是由S型细菌的DNA引起的
D　[有荚膜的S型细菌的菌落表面光滑，无荚膜的R型细菌的菌落表面粗糙，A错误；注射加热致死的S型细菌后的小鼠仍存活的原因是S型细菌的蛋白质经加热后变性失活，但DNA会随温度的降低而逐渐恢复活性，B错误；从病死小鼠体内分离得到的有S型活细菌也有R型活细菌，C错误。]
2．(链接人教版必修2 P44正文、图3-3，P46科学方法)艾弗里和他的同事将加热致死的S型细菌破碎后，将细胞提取物依次进行如图所示的处理后再进行转化实验。下列有关叙述错误的是(　　)
A．①组和⑤组对照能说明转化因子是S型细菌的DNA
B．该实验的设计遵循了自变量控制中的“减法原理”
C．①②③④组实验中均只有S型细菌，未出现R型细菌
D．该实验的无关变量有培养基的成分、培养条件、培养时间等
C　[①组中有加热致死的S型细菌的所有细胞提取物，与R型细菌混合培养后出现了S型细菌；⑤组中加DNA酶去除了DNA，与R型细菌混合培养后未出现S型细菌，两组对照能说明转化因子是S型细菌的DNA，A正确。该实验设法分别单独去除荚膜、蛋白质、RNA、DNA，然后与常态比较，遵循自变量控制中的“减法原理”，B正确。①②③④组实验中部分R型细菌转化为S型细菌，仍然有部分R型细菌没有发生转化，C错误。该实验的自变量是不同处理的细胞提取物，所以培养基的成分、培养条件、培养时间等均属于无关变量，D正确。]
肺炎链球菌的转化实验拓展
3．(2025·江苏南京六校联考)如图为肺炎链球菌R型菌转化为S型菌的过程，相关叙述正确的是(　　)
A．加热导致S型细菌的DNA氢键被破坏，因而断裂为多个较短的DNA片段
B．肺炎链球菌体内转化实验发现，加热致死的S型细菌的DNA使R型活菌发生了转化
C．加入S型细菌的DNA和R型活细菌的培养基中，一段时间后只存在表面光滑的菌落
D．S型细菌中的capS进入R型细菌，使R型活细菌转化为S型活细菌，属于基因重组
D　[加热导致S型细菌的DNA断裂为多个片段，是因为磷酸二酯键被破坏，A错误；肺炎链球菌体内转化实验发现，加热致死的S型细菌使R型活细菌发生了转化，但当时并不知道是DNA使R型活菌发生了转化，B错误；加入S型细菌的DNA和R型活细菌的培养基中，一段时间后会看到表面光滑的菌落(S型细菌)和表面粗糙的菌落(R型细菌)，C错误；S型细菌中的capS进入R型细菌，是荚膜基因插入R型细菌的DNA上，基因结构没被破坏，属于基因重组，D正确。]
考点2　噬菌体侵染细菌的实验及生物的遗传物质
一、噬菌体侵染细菌的实验
1．实验材料：T2噬菌体和大肠杆菌
(1)T2噬菌体的结构
(2)T2噬菌体的增殖
增殖需要的条件 内容
模板 T2噬菌体的DNA
合成T2噬菌体DNA的原料 大肠杆菌提供的4种脱氧核苷酸
合成T2噬菌 体的蛋白质 原料 大肠杆菌的氨基酸
场所 大肠杆菌的核糖体
(3)实验方法
放射性同位素标记技术，用35S标记T2噬菌体的蛋白质，用32P标记T2噬菌体的DNA，再用标记的噬菌体侵染大肠杆菌。
(人教版必修2 P46思考·讨论)噬菌体侵染细菌实验中，以细菌或病毒作为遗传物质探索的实验材料的优点有________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
提示：①个体很小，结构简单，易于观察由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分钟就可繁殖一代，病毒短时间内可大量繁殖
2．实验过程
(1)标记T2噬菌体
(2)侵染大肠杆菌
(3)实验结果及结论
亲代噬菌体 寄主细胞内 子代噬菌体 实验结论
32P标记DNA 有 有 DNA是 遗传物质
35S标记蛋白质 无 无
[深化拓展]
噬菌体侵染细菌实验的两个关键环节——“保温时间”与“搅拌”
(1)用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌
(2)用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌
二、生物的遗传物质
1．烟草花叶病毒对烟草叶细胞的感染实验
(1)实验过程及现象
(2)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。
2．生物的遗传物质的探索结论
DNA是主要的遗传物质，因为实验证明绝大多数生物的遗传物质是DNA，只有少部分生物的遗传物质是RNA。
[深化拓展]
探究“遗传物质”种类的3种方法
1．赫尔希和蔡斯分别用35S和32P标记T2噬菌体的蛋白质和DNA，下列被标记的部位组合为①②。 (√)
2．噬菌体侵染细菌的实验获得成功的原因之一是噬菌体只将DNA注入大肠杆菌细胞中。 (√)
3．用1个含35S标记的T2噬菌体去侵染大肠杆菌，裂解释放的子代噬菌体中只有2个含35S。 (×)
提示：子代噬菌体都不含35S。
4．只有细胞内的核酸才是携带遗传信息的物质。 (×)
提示：病毒的核酸也是携带遗传信息的物质。
5．细胞核内的遗传物质是DNA，细胞质内的遗传物质是RNA。 (×)
提示：细胞生物的遗传物质是DNA。
1．(人教版必修2 P45相关信息)T2噬菌体侵染细菌实验中，为什么选择32P和35S这两种同位素分别对DNA和蛋白质进行标记？用14C和18O同位素标记可行吗？为什么？_________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
提示：因为S仅存在于T2噬菌体的蛋白质分子中，而P几乎都存在于DNA分子中。用14C和18O同位素标记是不可行的，因为T2噬菌体的蛋白质和DNA中都含有这两种元素
2．(人教版必修2 P45图3-6)用35S标记的T2噬菌体侵染大肠杆菌，理论上沉淀物中不含放射性，但实际上含有少量放射性，原因是_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
提示：搅拌不充分，有少量含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，使沉淀物中出现了少量的放射性
3．(人教版必修2 P45图3-6)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。简要写出实验思路、预期实验结果和结论即可(要求：实验包含可相互印证的甲、乙两个组)。
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
提示：实验思路：甲组：将宿主细胞培养在含有放射性标记的尿嘧啶的培养基中，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的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。预期实验结果和结论：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
噬菌体侵染细菌的实验
1．(链接人教版必修2 P45正文、图3-6)如图表示赫尔希和蔡斯所做的噬菌体侵染细菌实验的部分步骤。下列有关叙述错误的是(　　)
A．本实验中用35S标记噬菌体的蛋白质，用32P 标记噬菌体的DNA
B．用含35S的培养基直接培养T2噬菌体，就可获得含35S标记的T2噬菌体
C．用含35S标记的噬菌体进行实验时，若搅拌不充分，沉淀物中放射性会偏高
D．用含32P标记的噬菌体进行实验时，若保温时间过短，会导致上清液放射性增强
B　[在噬菌体侵染细菌的实验中，用35S标记噬菌体的蛋白质，用32P标记噬菌体的DNA，A正确；T2噬菌体为病毒，其增殖离不开活细胞，因此，不能用培养基直接培养T2噬菌体，若要获得含35S标记的T2噬菌体，应先用含35S的培养基培养大肠杆菌，然后用T2噬菌体侵染该大肠杆菌，B错误；用含35S标记的噬菌体进行实验时，若搅拌不充分，则部分噬菌体的蛋白质外壳不能与大肠杆菌分离，经离心后进入沉淀物中，沉淀物中的放射性会偏高，C正确；用含32P标记的噬菌体进行实验时，若保温时间过短，则有部分噬菌体还未侵染大肠杆菌，经离心后分布在上清液中，使得上清液放射性增强，D正确。]
噬菌体侵染细菌的实验拓展
2．(2025·福建福州检测)如图为T4噬菌体侵染大肠杆菌后，大肠杆菌体内放射性RNA与T4噬菌体DNA及大肠杆菌DNA的杂交结果。下列叙述错误的是(　　)
A．可在培养基中加入3H-尿嘧啶用以标记RNA
B．参与分子杂交的放射性RNA为相应DNA的转录产物
C．第0 min时，与DNA杂交的RNA来自T4噬菌体及大肠杆菌的转录
D．随着侵染时间的增加，T4噬菌体DNA的转录增加，大肠杆菌基因活动受到抑制
C　[尿嘧啶是RNA特有的碱基，可以用3H-尿嘧啶标记RNA，A正确；能与DNA杂交的RNA为相应DNA的转录产物，B正确；在第0 min时，大肠杆菌还没有被T4噬菌体侵染，所以在大肠杆菌体内不存在T4噬菌体的RNA，C错误；从题图中可以看出，随着侵染时间的增加，和T4噬菌体DNA杂交的放射性RNA所占百分比越来越高，说明T4噬菌体DNA的转录增加，而和大肠杆菌DNA杂交的放射性RNA所占百分比越来越低，说明大肠杆菌基因活动受到抑制，D正确。]
RNA是生物遗传物质的实验分析
3．烟草花叶病毒(TMV)和车前草病毒(HRV)都能感染烟叶，但二者致病的病斑不同，如图所示。下列说法中不正确的是(　　)
A．a过程表示用TMV的蛋白质外壳感染烟叶，结果说明TMV的蛋白质外壳没有感染作用
B．b过程表示用HRV的RNA单独感染烟叶，结果说明其具有感染作用
C．c、d过程表示用TMV的蛋白质外壳和HRV的RNA合成的“杂种病毒”感染烟叶，结果说明该“杂种病毒”有感染作用，表现病症为感染HRV症状，并能从中分离出HRV
D．该实验证明只有车前草病毒的RNA是遗传物质，蛋白质外壳和烟草花叶病毒的RNA不是遗传物质
D　[该实验证明车前草病毒的RNA是遗传物质，但不能证明蛋白质外壳和烟草花叶病毒的RNA不是遗传物质，D错误。]
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
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噬菌体外壳中的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。已知蛋白质主要由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．(2024·甘肃卷)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型细菌的DNA分子在小鼠体内可使R型活细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型细菌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
D　[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，加热致死的S型细菌的DNA分子在小鼠体内可使无致病性的R型活细菌转化为有致病性的S型活细菌，A错误；在肺炎链球菌的体外转化实验中，利用自变量控制的“减法原理”设置对照实验，通过观察只有某种物质不存在时，R型活细菌的转化情况，最终证明了DNA是遗传物质，例如“S型细菌DNA＋DNA酶”组去除了DNA，B错误；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；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。]
3． (2024·湖南卷) 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，基因定向突变的概率变大
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
B　[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；基因突变具有不定向性，B错误；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；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。]
课时数智作业(二十五)　DNA是主要的遗传物质
1．(2025·浙江1月卷)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
D　[S型肺炎链球菌的遗传物质主要位于拟核，A错误；水稻、小麦和玉米三大粮食作物的遗传物质均是DNA，B错误；控制伞藻伞帽的遗传物质通过半保留复制传递遗传信息，C错误；烟草叶肉细胞的遗传物质是DNA，初步水解后可产生4种脱氧核苷酸，D正确。]
2．(2025·山东菏泽期中)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，下列叙述错误的是(　　)
A．ab段小鼠体内形成大量的抗R型细菌的抗体，致使R型细菌数量减少
B．b点之前，已有大量R型细菌转化为S型细菌
C．bc段S型细菌能降低小鼠的免疫力，造成R型细菌大量繁殖
D．后期出现的大量S型细菌是由R型细菌转化成的S型细菌繁殖而来的
B　[ab段小鼠体内产生大量的抗体消灭了大部分R型细菌，所以R型细菌数量在ab段减少，A正确；由图可知，在b点之前，只有少量R型细菌转化为S型细菌，B错误；bc段S型细菌大量繁殖，导致小鼠的免疫力下降，造成R型细菌大量繁殖，C正确；最初的S型细菌是由R型细菌转化来的，但之后产生的S型细菌多数是由转化形成的S型细菌增殖而来的，D正确。]
3．(2025·江苏苏州高三调研)为研究R型肺炎链球菌转化为S型肺炎链球菌的转化物质是DNA还是蛋白质，某小组进行了肺炎链球菌体外转化实验，其基本过程如图所示。下列叙述正确的是(　　)
A．甲组培养皿中只有S型菌落，推测加热不会破坏转化物质的活性
B．乙组培养皿中有R型及S型菌落，推测转化物质是蛋白质
C．丙组培养皿中只有R型菌落，推测转化物质是DNA
D．该实验能证明肺炎链球菌的主要遗传物质是DNA
C　[甲组中培养一段时间后可发现有极少的R型细菌转化成了S型细菌，因此甲组培养皿中不仅有S型菌落，还有R型菌落，A错误；乙组培养皿中加入了蛋白酶，故在乙组的转化中已经排除了蛋白质的干扰，推测转化物质不是蛋白质，B错误；丙组培养皿中加入了DNA酶，DNA被水解后R型细菌便不发生转化，故可推测转化物质是DNA，C正确；该实验能证明肺炎链球菌的遗传物质是DNA，D错误。]
4．(2025·山西三晋名校联考)某实验小组利用同位素标记法进行了噬菌体侵染细菌的实验，实验过程如图所示。检测上清液和沉淀物的放射性，发现放射性主要在上清液中，而沉淀物的放射性较低。下列对①噬菌体和②大肠杆菌的标记处理，正确的是(　　)
选项 ①噬菌体 ②细菌
A 32P 无放射性标记
B 3H 3H
C 35S 无放射性标记
D 无放射性 3H
C　[在噬菌体侵染大肠杆菌实验中，离心可让噬菌体的蛋白质外壳(蛋白质不进入大肠杆菌)进入上清液，同时噬菌体的DNA会进入大肠杆菌，随大肠杆菌留在沉淀物中。32P标记的是噬菌体的DNA，故用32P标记的噬菌体侵染无放射性的细菌，离心后沉淀物的放射性较高，A错误；用3H标记的噬菌体(标记噬菌体的DNA和蛋白质)侵染3H标记的细菌，离心后沉淀物和上清液的放射性都较高，B错误；用35S标记的噬菌体(标记噬菌体的蛋白质外壳)侵染无放射性的细菌，离心后上清液的放射性较高，沉淀物的放射性较低，C正确；用无放射性的噬菌体侵染3H标记的细菌，离心后沉淀物的放射性较高，D错误。]
5．(2025·河北衡水中学四调)烟草花叶病毒(TMV)是一种单链RNA病毒，具有S和HR等多种株系。科研人员分别提取了S株系和HR株系的RNA和蛋白质，进行了如表所示的重组实验。下列相关叙述正确的是(　　)
重组实验过程 子代病毒的类型
第一组：S-RNA＋HR-蛋白质→感染烟草 S株系
第二组：HR-RNA＋S-蛋白质→感染烟草 HR株系
A．可以通过培养基上不同的菌落特征鉴别TMV的不同株系
B．将TMV的遗传物质与二苯胺水浴加热，溶液会变成蓝色
C．根据实验结果可推测，TMV的RNA控制其蛋白质的合成
D．该病毒在增殖时，催化其RNA合成的酶由宿主细胞的基因控制合成
C　[病毒专营活细胞寄生，不能用培养基培养，A错误；DNA与二苯胺水浴加热，溶液才会变成蓝色，而TMV的遗传物质是RNA，B错误；根据实验结果可推测，TMV的遗传物质是RNA，能控制其蛋白质的合成，C正确；该病毒在增殖时，催化其RNA合成的酶由病毒的遗传物质RNA控制合成，D错误。]
6．(2025·湖南郴州检测)下表为T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验设计方案，下列叙述正确的是(　　)
组别 大肠杆菌材料 T2噬菌体材料 检测结果
甲 35S标记的大肠杆菌 未被标记的T2噬菌体 培养一段时间后，检测子代T2噬菌体的放射性
乙 未被标记的大肠杆菌 32P标记的T2噬菌体
A．该实验设计能证明DNA是T2噬菌体的遗传物质
B．甲组的子代T2噬菌体部分含放射性，乙组的全部含放射性
C．若甲组实验保温时间过长，子代T2噬菌体中含放射性比例不变
D．乙组含放射性的子代T2噬菌体个数与亲代T2噬菌体个数无关
C　[本实验不符合单一变量原则，无法证明DNA是T2噬菌体的遗传物质，A错误；甲组中的子代T2噬菌体以细菌内的物质为原料合成，所以都含有放射性，而32P标记的是乙组的DNA分子，由于DNA分子的复制方式是半保留复制，且子代T2噬菌体以细菌内的物质为原料合成，所以乙组中的子代T2噬菌体只有少部分含有放射性，与亲代32P标记的T2噬菌体个数有关，B、D错误；甲组中的子代T2噬菌体以细菌内的物质为原料合成，都含有放射性，与保温时间无关，C正确。]
7．(不定项)某研究小组用放射性同位素32P、35S分别标记噬菌体，然后将大肠杆菌和被标记的噬菌体置于培养液中培养，如图所示。一段时间后，分别进行搅拌、离心，并检测沉淀物和上清液中的放射性。下列分析正确的是(　　)
A．甲组的上清液含极少量32P标记的噬菌体DNA，但这部分噬菌体不能产生含32P的子代噬菌体
B．甲组被感染的大肠杆菌内含有32P标记的噬菌体DNA，也可产生不含32P的子代噬菌体
C．乙组的上清液含极少量35S标记的噬菌体蛋白质，也可产生含35S的子代噬菌体
D．乙组被感染的大肠杆菌内不含35S标记的噬菌体蛋白质，也不产生含35S的子代噬菌体
ABD　[甲组离心后，放射性主要在沉淀物中，可能部分噬菌体还未侵染大肠杆菌，所以上清液中含有少量放射性，由于甲组的上清液中不存在大肠杆菌，所以上清液中的噬菌体无法繁殖产生含32P标记的子代噬菌体，A正确；甲组被感染的大肠杆菌内含有32P标记的噬菌体DNA，由于DNA进行半保留复制，故可产生不含32P的子代噬菌体，B正确；35S标记的是噬菌体的蛋白质，噬菌体侵染大肠杆菌的时候，蛋白质外壳留在外面，只有DNA注入大肠杆菌中，因此乙组的上清液含大量35S标记的噬菌体蛋白质，不会产生含35S的子代噬菌体，C错误；乙组被感染的大肠杆菌内不含35S标记的噬菌体蛋白质，由于大肠杆菌提供的原料中不含35S，所以也不产生含35S的子代噬菌体，D正确。]
8．(不定项)(2024·湖南雅礼中学月考)在探索遗传物质的过程中，格里菲思、艾弗里、赫尔希和蔡斯等科学家们利用细菌、病毒等材料进行了系列实验。下列有关这些科学家所做实验的叙述，正确的是(　　)
A．格里菲思的实验证明了DNA是使R型肺炎链球菌产生稳定遗传变化的物质
B．用RNA酶去除S型细菌细胞提取物中的RNA并与R型细菌混合培养，结果出现两种细菌菌落
C．赫尔希和蔡斯在T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验中用32P、35S同时标记了T2噬菌体的DNA和蛋白质
D．格里菲思、艾弗里、赫尔希和蔡斯的实验均不能证明DNA是主要的遗传物质
BD　[格里菲思的实验证明了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，但没有证明DNA是使R型肺炎链球菌产生稳定遗传变化的物质，A错误；用RNA酶去除S型细菌细胞提取物中的RNA并与R型细菌混合培养，结果既有S型细菌出现，也有R型细菌出现，B正确；赫尔希和蔡斯在T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验中是用32P、35S分别标记了T2噬菌体的DNA和蛋白质，C错误；格里菲思的实验不能证明DNA是遗传物质，艾弗里的实验、赫尔希和蔡斯的实验均证明了DNA是遗传物质，但以上实验都不能证明DNA是主要的遗传物质，DNA是主要的遗传物质是对整个生物界来说的，D正确。]
9．(13分)(2025·重庆质检)噬菌体生物扩增法是一种检测样本中有害菌数量的方法，其原理是噬菌体能专一感染宿主细胞，进入宿主细胞的噬菌体将不受杀病毒剂的灭活，在裂解宿主细胞后继续在平板上增殖形成噬菌斑。现以该方法检测某重度污染水样中大肠杆菌的数量，操作步骤如下：
①将一定浓度的T2噬菌体悬液0.1 mL与0.1 mL待测水样混合，保温约5分钟后，向悬液中加入0.2 mL杀病毒剂；
②随后立即加入大量(1.6 mL)无菌培养液；
③将步骤②所得培养液全部接种到长满大肠杆菌的平板上，培养约24小时；
④观察并计数平板上出现的透明噬菌斑数量。
(1)T2噬菌体在增殖过程中，需要大肠杆菌提供的原料有________________________。
(2)步骤①中所用的T2噬菌体会略微过量，其目的是__________________________________。杀病毒剂的处理时间对检测结果会产生很大影响，如果处理时间过短，会使检测结果________(填“偏大”“偏小”或“不受影响”)，为确定处理时间是否合理，可设置对照组，对照组的处理为_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
(3)上述实验进行3次重复后，在3个平板中发现噬菌斑的数量分别为58、55、55个，由此推断原待测样品中的大肠杆菌浓度为________。若步骤①中保温时间过长，检测结果将________(填“偏大”“偏小”或“不受影响”)。
[答案]　(除标注外，每空2分，共13分)(1)脱氧核苷酸、氨基酸　(2)保证所有大肠杆菌都被侵染　偏大　将待测水样换成无菌水，其余操作不变(3分)　(3)560个/mL　偏小
[解析]　(1)噬菌体增殖时，自身只提供模板，其余原料均来自宿主细胞，则需要大肠杆菌提供的原料有脱氧核苷酸(DNA复制的原料)、氨基酸(合成蛋白质的原料)等。(2)该实验中，需让所有大肠杆菌均被噬菌体侵染，以便于在固体培养基(平板)上长出噬菌斑，因此噬菌体接种量需略微过量。杀病毒剂处理时间过短，会造成部分游离噬菌体未被杀灭，形成噬菌斑使检测结果偏大。为保证游离噬菌体全被杀灭，应该设置一组不加大肠杆菌，即将待测水样换成无菌水，其余操作不变。(3)0.1 mL的水样中的大肠杆菌最终都被接种到了平板上，由此可知待测水样中的大肠杆菌浓度为560个/mL。若步骤①中保温时间过长，部分大肠杆菌裂解，而裂解出的噬菌体被杀灭，使得最终的噬菌斑数量减少，使得统计结果相比于实际结果偏小。
(教师用书独具)
(2025·贵州遵义模拟)为了研究搅拌时间对实验结果的影响，科学家利用32P标记的噬菌体(甲组)和35S标记的噬菌体(乙组)分别侵染大肠杆菌，经搅拌、离心后的实验数据如表所示。在搅拌时间5 min内被侵染细菌存活率都是100%。下列叙述错误的是(　　)
搅拌时间/min 1 2 3 4 5
甲组上清液放 射性百分比/% 21 24 28 30 30
乙组上清液放 射性百分比/% 40 70 76 80 80
A．分别用含32P、35S的培养基培养噬菌体可获得被标记的噬菌体
B．被侵染细菌存活率保持在100%表明细菌未裂解
C．搅拌时间可影响噬菌体与细菌分离的程度
D．甲组搅拌5 min上清液放射性为30%是因为部分标记的噬菌体未侵染细菌
A　[噬菌体必须寄生在活细胞中才能繁殖，不能直接用培养基培养，应该先分别用含32P、35S的培养基培养大肠杆菌，再用被标记的大肠杆菌培养噬菌体，才能获得被标记的噬菌体，A错误；被侵染细菌存活率保持在100%，说明在搅拌时间内细菌没有裂解，B正确；由表可知，在1～4 min内，随着搅拌时间的增加，甲、乙两组的上清液放射性百分比均增加，说明搅拌时间可影响噬菌体与细菌分离的程度，C正确；甲组搅拌5 min上清液放射性为30%，可能是因为部分标记的噬菌体没有侵染细菌，离心后留在上清液中，D正确。]
10 / 13第25讲　DNA是主要的遗传物质
　概述多数生物的基因是DNA分子的功能片段，有些病毒的基因在RNA分子上。
考点1　肺炎链球菌的转化实验
一、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，人们意识到______的重要性，但是，由于对DNA的结构没有清晰的了解，认为______是遗传物质的观点仍占主导地位。
二、两种肺炎链球菌的比较
项目 种类
S型细菌 R型细菌
菌落 表面________ 表面________
菌体
致病性 ________致病性 ________致病性
1．(人教版必修2 P43相关信息)无荚膜的R型肺炎链球菌无致病性，有荚膜的S型肺炎链球菌有致病性的原因是_____________________________________
_____________________________________________________________________。
三、格里菲思的体内转化实验
1．第一、二组实验对比说明____________________________________________
___________________________________________________________________。
2．第二、三组实验对比说明____________________________________________
___________________________________________________________________。
3．第二、三、四组实验对比说明________________________________________
__________________________________________________________________。
4．综合以上实验得出的结论是__________________________________________
___________________________________________________________________。
四、艾弗里的体外转化实验
2．(人教版必修2 P46科学方法)与常态比较，人为增加某种影响因素的称为“________”。与常态比较，人为去除某种影响因素的称为“________”。
1．格里菲思认为加热致死的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，以及转化后的S型细菌分裂产生的。(　　)
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。(　　)
1．(人教版必修2 P43图3-2)格里菲思的体内转化实验中，加热是否已导致DNA和蛋白质变性？请说明理由：
_____________________________________________________________________。
2．(人教版必修2 P44图3-3)肺炎链球菌转化的实质是什么？
_____________________________________________________________________。
3．(人教版必修2 P46思考·讨论)从控制自变量的角度，艾弗里实验的基本思路是_________________________________________________________________。
肺炎链球菌的转化实验
1．(链接人教版必修2 P43图3-2)如图为肺炎链球菌转化实验的部分过程。下列叙述正确的是(　　)
A．S型细菌的菌落表面粗糙，R型细菌的菌落表面光滑
B．S型细菌的DNA经加热后失活，因而注射加热致死的S型细菌的小鼠仍存活
C．从病死小鼠体内分离得到的只有S型细菌而无R型细菌
D．该实验未证明R型细菌转化为S型细菌是由S型细菌的DNA引起的
2．(链接人教版必修2 P44正文、图3-3，P46科学方法)艾弗里和他的同事将加热致死的S型细菌破碎后，将细胞提取物依次进行如图所示的处理后再进行转化实验。下列有关叙述错误的是(　　)
A．①组和⑤组对照能说明转化因子是S型细菌的DNA
B．该实验的设计遵循了自变量控制中的“减法原理”
C．①②③④组实验中均只有S型细菌，未出现R型细菌
D．该实验的无关变量有培养基的成分、培养条件、培养时间等
肺炎链球菌的转化实验拓展
3．(2025·江苏南京六校联考)如图为肺炎链球菌R型菌转化为S型菌的过程，相关叙述正确的是(　　)
A．加热导致S型细菌的DNA氢键被破坏，因而断裂为多个较短的DNA片段
B．肺炎链球菌体内转化实验发现，加热致死的S型细菌的DNA使R型活菌发生了转化
C．加入S型细菌的DNA和R型活细菌的培养基中，一段时间后只存在表面光滑的菌落
D．S型细菌中的capS进入R型细菌，使R型活细菌转化为S型活细菌，属于基因重组
考点2　噬菌体侵染细菌的实验及生物的遗传物质
一、噬菌体侵染细菌的实验
1．实验材料：T2噬菌体和大肠杆菌
(1)T2噬菌体的结构
(2)T2噬菌体的增殖
增殖需要的条件 内容
模板 ________的DNA
合成T2噬菌体DNA的原料 大肠杆菌提供的 ________________
合成T2噬菌 体的蛋白质 原料 ________________
场所 ________________
(3)实验方法
________________技术，用________标记____________________，用________标记________________，再用标记的噬菌体侵染大肠杆菌。
(人教版必修2 P46思考·讨论)噬菌体侵染细菌实验中，以细菌或病毒作为遗传物质探索的实验材料的优点有_____________________________________
_____________________________________________________________________。
2．实验过程
(1)标记T2噬菌体
(2)侵染大肠杆菌
(3)实验结果及结论
亲代噬菌体 寄主细胞内 子代噬菌体 实验结论
32P标记DNA ______ ______
35S标记蛋白质 ______ ______ ______是 遗传物质
[深化拓展]
噬菌体侵染细菌实验的两个关键环节——“保温时间”与“搅拌”
(1)用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌
(2)用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌
二、生物的遗传物质
1．烟草花叶病毒对烟草叶细胞的感染实验
(1)实验过程及现象
(2)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。
2．生物的遗传物质的探索结论
________是主要的遗传物质，因为实验证明________生物的遗传物质是DNA，只有少部分生物的遗传物质是RNA。
[深化拓展]
探究“遗传物质”种类的3种方法
1．赫尔希和蔡斯分别用35S和32P标记T2噬菌体的蛋白质和DNA，下列被标记的部位组合为①②。(　　)
2．噬菌体侵染细菌的实验获得成功的原因之一是噬菌体只将DNA注入大肠杆菌细胞中。(　　)
3．用1个含35S标记的T2噬菌体去侵染大肠杆菌，裂解释放的子代噬菌体中只有2个含35S。(　　)
4．只有细胞内的核酸才是携带遗传信息的物质。(　　)
5．细胞核内的遗传物质是DNA，细胞质内的遗传物质是RNA。(　　)
1．(人教版必修2 P45相关信息)T2噬菌体侵染细菌实验中，为什么选择32P和35S这两种同位素分别对DNA和蛋白质进行标记？用14C和18O同位素标记可行吗？为什么？
_____________________________________________________________________。
2．(人教版必修2 P45图3-6)用35S标记的T2噬菌体侵染大肠杆菌，理论上沉淀物中不含放射性，但实际上含有少量放射性，原因是
_____________________________________________________________________。
3．(人教版必修2 P45图3-6)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。简要写出实验思路、预期实验结果和结论即可(要求：实验包含可相互印证的甲、乙两个组)。
_____________________________________________________________________。
噬菌体侵染细菌的实验
1．(链接人教版必修2 P45正文、图3-6)如图表示赫尔希和蔡斯所做的噬菌体侵染细菌实验的部分步骤。下列有关叙述错误的是(　　)
A．本实验中用35S标记噬菌体的蛋白质，用32P 标记噬菌体的DNA
B．用含35S的培养基直接培养T2噬菌体，就可获得含35S标记的T2噬菌体
C．用含35S标记的噬菌体进行实验时，若搅拌不充分，沉淀物中放射性会偏高
D．用含32P标记的噬菌体进行实验时，若保温时间过短，会导致上清液放射性增强
噬菌体侵染细菌的实验拓展
2．(2025·福建福州检测)如图为T4噬菌体侵染大肠杆菌后，大肠杆菌体内放射性RNA与T4噬菌体DNA及大肠杆菌DNA的杂交结果。下列叙述错误的是(　　)
A．可在培养基中加入3H-尿嘧啶用以标记RNA
B．参与分子杂交的放射性RNA为相应DNA的转录产物
C．第0 min时，与DNA杂交的RNA来自T4噬菌体及大肠杆菌的转录
D．随着侵染时间的增加，T4噬菌体DNA的转录增加，大肠杆菌基因活动受到抑制
RNA是生物遗传物质的实验分析
3．烟草花叶病毒(TMV)和车前草病毒(HRV)都能感染烟叶，但二者致病的病斑不同，如图所示。下列说法中不正确的是(　　)
A．a过程表示用TMV的蛋白质外壳感染烟叶，结果说明TMV的蛋白质外壳没有感染作用
B．b过程表示用HRV的RNA单独感染烟叶，结果说明其具有感染作用
C．c、d过程表示用TMV的蛋白质外壳和HRV的RNA合成的“杂种病毒”感染烟叶，结果说明该“杂种病毒”有感染作用，表现病症为感染HRV症状，并能从中分离出HRV
D．该实验证明只有车前草病毒的RNA是遗传物质，蛋白质外壳和烟草花叶病毒的RNA不是遗传物质
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．(2024·甘肃卷)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型细菌的DNA分子在小鼠体内可使R型活细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型细菌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
3． (2024·湖南卷) 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，基因定向突变的概率变大
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

展开更多......

收起↑