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第20讲 人类对遗传物质的探索历程（原卷版）
本模块为探究遗传物质的实验。通过本模块的学习，明确格里菲思实验的过程和结论，理解艾弗里实验的设计思路、实验过程和结论，分析说明噬菌体侵染细菌实验的设计思路、实验过程和结论，比较细胞生物和病毒的遗传物质等。考纲对本模块内容的具体要求如下：
人类对遗传物质的探索过程（理解应用水平）
本部分内容在考试中以选择题为主，多与蛋白质和核酸的结构和功能、病毒的结构及与宿主的关系等相关内容进行综合考查。在复习过程中应明确不同生物遗传物质的类型，理解为什么说DNA是主要的遗传物质，并且学会分析实验误差产生的原因。
一、肺炎双球菌的转化实验
1.格里菲思的体内转化实验
（1）实验材料：S型和R型肺炎双球菌、小鼠。
S型细菌
R型细菌
菌落
光滑
粗糙
菌体
多糖类荚膜
多糖类荚膜
毒性
毒性，使小鼠患败血症死亡
毒
（2）实验过程及结果：
活的无毒性的R型细菌老鼠→ 不死亡 。
活的有毒性的S型细菌老鼠→ 分离出活的S型细菌。
灭活的S型细菌老鼠→
活的R型 + 死的S型老鼠→ 分离出活的S型细菌。
（3）结论：加热杀死的S型细菌中含有某种 使R型活细菌转化为S型活细菌。
2.艾弗里的体外转化实验
（1）实验目的：探究S型细菌中的“转化因子”是DNA还是蛋白质或多糖？
（2）思路：直接分离S型细菌的DNA、荚膜多糖、蛋白质等，将它们分别与 混合培养，单独研究它们各自的遗传功能。
（3）实验过程及结果
（4）结论： 是“转化因子”，是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。
格里菲思实验（实验一）与艾弗里实验（实验二）3个“不同”
二、噬菌体侵染细菌实验
1.实验材料: 和 。
（1）噬菌体的结构及生活方式
（2）噬菌体的复制式增殖
增殖需要的条件
内容
模板
的DNA
合成噬菌体DNA的原料
提供的四种脱氧核苷酸
合成噬菌
体蛋白质
原料
大肠杆菌的氨基酸
场所
的核糖体
2.实验方法
法。该实验中用35S、32P分别标记 。
3.实验过程
（1）标记噬菌体
（2）侵染细菌
标记
浸染
保温
搅拌
离心
结果
裂解
35S
培养
分离
上清液

35S
沉淀物

32P
培养
分离
上清液

32P
沉淀物

4.实验结果分析
（1）噬菌体侵染细菌时，其 进入细菌细胞中，而 留在外面。
（2）子代噬菌体的各种性状是通过亲代 遗传的。
5.结论
是遗传物质。
【巧学助记】
1.判断子代噬菌体标记情况
2.艾弗里肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验设计的比较
实验名称
艾弗里肺炎双球菌转化实验
噬菌体侵染细菌实验
实验思路
设法将DNA与其他物质分开，单独地、直接地研究它们各自不同的作用
设计原则
对照原则和单一变量原则
处理方式的区别
直接分离法：分离S型细菌的DNA、多糖、蛋白质等，分别与R型活细菌混合培养
同位素标记法：分别标记DNA和蛋白质的特征元素（32P和35S）
实验结论
DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质
DNA是遗传物质，不能证明蛋白质不是遗传物质
注：两个实验均证明了“DNA是遗传物质”但不能证明“DNA是主要的遗传物质”。
噬菌体侵染细菌实验不能证明蛋白质不是遗传物质
三、生物遗传物质综合判断
1.烟草花叶病毒感染烟草的实验
实验过
程与实
验结果
①烟草花叶病毒正常烟草产生花叶病（对照组）；
②烟草花叶病毒的 正常烟草产生花叶病（实验组）；
③烟草花叶病毒的 正常烟草不产生花叶病（实验组）
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.DNA是主要的遗传物质
科学家通过广泛的实验探索，得出绝大多数生物的遗传物质是 ，只有少数种类的病毒的遗传物质是 。
“遗传物质”探索的4种方法
判断下列说法的对错：
1．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(　　)
2．孟德尔的豌豆杂交实验，摩尔根的果蝇杂交实验，均证明了DNA是遗传物质(　 　)
3．肺炎双球菌转化实验证明DNA是主要的遗传物质(　 　)
4．噬菌体侵染细菌实验比肺炎双球菌体外转化实验更具说服力(　　 )
5．分别用含有放射性同位素35S和放射性同位素32P的培养基培养噬菌体(　 　)
6．32P、35S标记的噬菌体侵染实验分别说明DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质(　 　)
7．噬菌体能利用宿主菌DNA为模板合成子代噬菌体的核酸(　 　)
8．用35S标记噬菌体的侵染实验中，沉淀物存在少量放射性可能是搅拌不充分所致(　 　)
一、　肺炎双球菌转化实验
例1：下列关于肺炎双球菌转化实验的分析,错误的是(　　)
A.在体外转化实验中,DNA纯度越高转化越有效
B.体内转化实验证明了DNA是遗传物质
C.S型细菌的DNA使R型细菌转化为S型细菌
D.肺炎双球菌转化的实质是基因重组
【答案】B
【解析】转化率与所提取的S型细菌的DNA纯度有关,DNA纯度越高转化的效率也越高;体内转化实验只证明了S型细菌中存在某种“转化因子”,没有证明DNA是遗传物质;S型细菌的DNA使R型细菌转化为S型细菌,从而导致小鼠死亡;肺炎双球菌转化的实质是基因重组。
变式训练1：利用两种类型的肺炎双球菌进行相关转化实验。各组肺炎双球菌先进行图示处理，再培养一段时间后注射到不同小鼠体内。下列说法不正确的是(　　)
A．通过E、F对照，能说明转化因子是DNA而不是蛋白质
B．F组可以分离出S型和R型两种肺炎双球菌
C．F组产生的S型肺炎双球菌可能是基因重组的结果
D．不能导致小鼠死亡的是A、C、D、E四组
【答案】　D
【解析】 A中是加热后杀死的S型细菌，失去感染能力，不能使小鼠死亡；B中是S型细菌，能使小鼠死亡；C中是S型细菌＋R型细菌的DNA，能使小鼠死亡；D中是R型细菌，不能使小鼠死亡；E中是R型细菌＋S型细菌的蛋白质，不能将R型细菌转化成S型细菌，不能使小鼠死亡；F中是R型细菌＋S型细菌的DNA，能将R型细菌转化成S型细菌，能使小鼠死亡。E组没有出现S型细菌，F组出现转化的S型细菌，所以通过E、F对照，能说明转化因子是DNA而不是蛋白质，A项正确；将加热后杀死的S型细菌的DNA与R型细菌混合，S型细菌的DNA能将部分R型细菌转化为S型细菌，所以F组可以分离出S型和R型两种肺炎双球菌，B项正确；将加热后杀死的S型细菌的DNA与R型细菌混合，S型细菌的DNA能与R型细菌的DNA进行重新组合，进而将R型细菌转化成S型细菌，C项正确；能导致小鼠死亡的是B、C和F组，不能导致小鼠死亡的是A、D、E组，D项错误。
二、　噬菌体侵染细菌实验的标记问题
例2：如果用3H、15N、35S标记噬菌体后，让其侵染细菌(无放射性)，对此分析正确的是(　　)
A．只有噬菌体的蛋白质被标记了，DNA没有被标记
B．子代噬菌体的外壳中可检测到3H、15N、35S
C．子代噬菌体的DNA分子中可检测到3H、15N
D．子代噬菌体的DNA分子中部分含有3H、14N、32S
【答案】 C
【解析】　蛋白质和DNA分子中都含有H、N元素，所以用3H、15N、35S标记噬菌体后，噬菌体的蛋白质和DNA都会被3H、15N标记，A项错误；由于3H、15N、35S标记的蛋白质外壳不进入细菌，3H、15N标记的DNA分子进入但不能用于合成子代噬菌体的外壳，所以子代噬菌体的外壳中应该没有放射性，B项错误；由于3H、15N标记了亲代噬菌体的DNA分子，所以子代噬菌体的DNA分子中可检测到3H、15N，C项正确；子代噬菌体的DNA分子中部分含有3H、全部含有14N，DNA分子不含S，D项错误。
变式训练2：用含32P和35S的培养基培养细菌，将一个未标记的噬菌体在细菌中培养9 h，经检测共产生了64个子代噬菌体，下列叙述正确的是(　　)
A．32P和35S只能分别标记细菌的DNA和蛋白质
B．子代噬菌体的DNA和蛋白质一定具有放射性
C．DNA具有放射性的子代噬菌体占1/32
D．噬菌体繁殖一代的时间约为1 h
【答案】　B
【解析】 32P还存在于细菌的RNA等物质中，A项错误；噬菌体利用宿主细胞中的原料合成子代噬菌体的DNA和蛋白质，所有子代噬菌体的DNA和蛋白质均具有放射性，B项正确，C项错误；一个噬菌体产生64个子代噬菌体，共繁殖6代，故繁殖一代的时间为1.5 h，D项错误。
三、噬菌体侵染细菌实验的原理
例3：有关赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌实验的说法,正确的是(　　)
A.选用T2噬菌体作为实验材料的原因之一是其仅由蛋白质外壳和DNA组成
B.标记噬菌体的方法是分别用含32P和35S的培养基培养噬菌体
C.噬菌体DNA在细菌体内复制利用的原料是自身的脱氧核苷酸
D.若噬菌体DNA复制了三次,则含有35S的子代噬菌体占总数的1/2
【答案】 A
【解析】赫尔希和蔡斯选用T2噬菌体作为实验材料是因为T2噬菌体结构简单,仅由蛋白质外壳和DNA组成,排除其他物质的影响;标记噬菌体的方法是先标记细菌,然后用细菌标记噬菌体;噬菌体DNA在细菌体内复制利用的原料是细菌的脱氧核苷酸;35S标记的是噬菌体的蛋白质外壳,子代噬菌体不含35S。
变式训练3：下图1中的噬菌斑(白色区域)是在长满大肠杆菌(黑色)的培养基上，由一个T2噬菌体侵染细菌后不断裂解细菌产生的一个不长细菌的透明小圆区，它是检测噬菌体数量的重要方法之一。现有噬菌体在感染大肠杆菌后形成噬菌斑数量的变化曲线(图2)，下列叙述不正确的是(　　)
A．培养基中加入含35S或32P的营养物质，则放射性先在细菌中出现，后在噬菌体中出现
B．曲线a～b段，细菌内正旺盛地进行噬菌体DNA的复制和有关蛋白质的合成
C．曲线b～c段所对应的时间内噬菌体共繁殖了10代
D．限制c～d段噬菌斑数量增加的因素最可能是绝大部分细菌已经被裂解
【答案】C
【解析】　　噬菌体是病毒，没有细胞结构，只有寄生在活细胞中才有生命活动，所以放射性先在细菌中出现，后在噬菌体中出现，A项正确；曲线a～b段，噬菌斑没有增加，说明细菌内正旺盛地进行噬菌体DNA的复制和有关蛋白质的合成，B项正确；曲线b～c段所对应的时间内噬菌斑数从100个增加到1 000个，只能说明噬菌体数量的增加，不能说明其繁殖了几代，C项错误；限制c～d段噬菌斑数量增加的因素最可能是绝大部分细菌已经被裂解，噬菌体失去了增殖的场所，因此数量增长缓慢，D项正确。
四、烟草花叶病毒侵染实验
例4：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，由此可以判断(　　)
A．水和苯酚的作用是分离病毒中的蛋白质和RNA
B．TMV的蛋白质不能进入烟草细胞中
C．侵入烟草细胞的RNA进行了逆转录过程
D．RNA是TMV的主要遗传物质
【答案】A
【解析】　据图示分析，TMV放入水和苯酚中后，RNA和蛋白质分离，A项正确；通过接种的方式，TMV的蛋白质可以进入烟草细胞中，B项错误；此实验不能看出TMV的RNA在烟草细胞中进行了逆转录过程，C项错误；此实验说明TMV的遗传物质是RNA，而不是蛋白质，某种生物的遗传物质只有一种，D项错误。
变式训练4：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的蛋白质外壳没有侵染作用
B．b过程表示用HRV的RNA单独接种烟叶，结果说明HRV的RNA有侵染作用
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”接种烟叶，结果说明该“杂种病毒”有侵染作用，表现病症为感染车前草病毒症状，并能从中分离出车前草病毒
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
【答案】D
【解析】　该实验证明烟草花叶病毒的蛋白质外壳不是遗传物质，车前草病毒的RNA是遗传物质，不能证明车前草病毒的蛋白质外壳和烟草花叶病毒的RNA不是遗传物质，D项错误。
1.下列有关肺炎双球菌体外转化实验和噬菌体侵染细菌实验的异同点的叙述,正确的是(　　)
A.两者都设法把蛋白质和DNA分开,单独地、直接地观察蛋白质或DNA的作用
B.两者的实验对象都是原核生物
C.两者都利用放射性同位素标记法
D.两者都能证明DNA是主要的遗传物质
2. 科学家为探究转化因子的本质，进行了如图所示的一组实验。该组实验不能得到的结果或结论是(　　)
A．实验2只出现R型菌落
B．实验1、3均出现R型和S型菌落
C．DNA是转化因子
D．DNA纯度越高转化效率就越高
3.艾弗里的实验证明了DNA是使R型菌产生稳定遗传变化的物质,得出这一结论的关键是(　　)
A.用S型活菌和加热杀死后的S型菌分别注射到小鼠体内,并形成
对照
B.用加热杀死的S型菌与无毒的R型菌混合后注射到小鼠体内,测定小鼠体液中抗体含量
C.从死亡小鼠体内分离获得了S型菌
D.将S型菌分离提纯并分别加入各培养基中培养R型菌,观察是否发生转化
4.人类对遗传物质本质的探索经历了漫长的过程,下列有关叙述错误的是(　　)
A.孟德尔发现遗传因子并证实了其传递规律和化学本质
B.T2噬菌体侵染细菌实验比肺炎双球菌体外转化实验更有说服力
C.烟草花叶病毒感染烟草实验说明该病毒的遗传物质是RNA
D.DNA分子的遗传信息蕴藏在4种碱基的排列顺序之中
5. 如图为T4噬菌体感染大肠杆菌后，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．随着感染时间增加，噬菌体DNA的转录增加，细菌基因活动受到抑制
6.用放射性32P和35S分别标记T2噬菌体的DNA和蛋白质,然后分别侵染大肠杆菌,经保温、搅拌和离心后检测离心管中物质的放射性,甲管的上清液(a1)放射性远高于沉淀物(b1);乙管的上清液(a2)放射性远低于沉淀物(b2)。下列分析错误的是(　　)
A.甲管中a1的放射性来自32P,乙管中b2的放射性来自35S
B.根据甲、乙两管的实验结果可推测DNA是遗传物质
C.若搅拌不充分,甲管的b1中可能出现较高的放射性
D.若保温时间过长,乙管的a2中可能出现较高的放射性
7.如图表示科研人员探究“烟草花叶病毒(TMV)的遗传物质”的实验过程,由此可以判断(　　)
A.水和苯酚的作用是分离病毒的蛋白质和RNA
B.TMV的蛋白质不能进入烟草细胞中
C.侵入烟草细胞的RNA进行了逆转录过程
D.RNA是TMV的主要遗传物质
8.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.有些种类的生物遗传物质是RNA
C.在真核生物中,DNA和RNA都是遗传物质,其中DNA是主要的遗传
物质
D.凡是具有细胞结构的生物其遗传物质是DNA
9. 下列关于探索DNA是遗传物质的实验,叙述正确的是(　　)
A.格里菲思实验证明DNA可以改变生物体的遗传性状
B.艾弗里实验证明从S型肺炎双球菌中提取的DNA可以使小鼠死亡
C.赫尔希和蔡斯实验中离心后细菌主要存在于沉淀中
D.赫尔希和蔡斯实验中细菌裂解后得到的噬菌体都带有32P标记
10.下列关于遗传物质探究的几个经典实验的叙述中,错误的是(　　)
A.R型菌与加热杀死的S型菌混合后注射入小鼠体内,部分R型菌获得转化因子
B.R型菌与加热杀死的S型菌体外混合培养,S型菌DNA进入部分R型菌内
C.用35S标记的噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌,含35S的蛋白质不进入细菌体内
D.用32P标记的噬菌体侵染未被标记的细菌,有的子代噬菌体DNA两条链均含32P
11.下列有关探索DNA是遗传物质实验的叙述,错误的是(　　)
A.格里菲思实验中肺炎双球菌R型转化为S型是基因重组的结果
B.艾弗里实验证明了DNA是肺炎双球菌的遗传物质
C.保温时间过长会使32P标记的噬菌体组上清液的放射性偏低
D.搅拌不充分会使35S标记的噬菌体组沉淀物的放射性偏高
12.下列关于“核酸是遗传物质的证据”的实验的叙述,正确的是(　　)
A.用32P标记的噬菌体侵染细菌后的子代噬菌体多数具有放射性
B.R型肺炎双球菌转化为S型菌是基因突变的结果
C.S型菌的DNA使R型菌转化为S型菌,说明DNA是遗传物质,蛋白质不是遗传物质
D.用TMV A的RNA和TMV B的蛋白质重建的病毒感染烟草叶片细胞后,可检测到A型病毒,说明RNA是TMV A的遗传物质
13.人类对遗传物质的探索经历了漫长的过程。回答下列问题:
(1)孟德尔等遗传学家的研究表明,在减数分裂过程中,　　　　　　　　　　　　基因表现为自由组合。?
(2)在格里菲思所做的肺炎双球菌体内转化实验中,S型菌有SⅠ、SⅡ、SⅢ等多种类型,R型菌是由S型菌突变产生。利用加热杀死的SⅢ与R型菌混合培养,出现了S型菌,如果S型菌的出现是由于R型菌突变产生,则出现的S型菌为　　　　　　,作出这一判断的依据是?
　。?
(3)艾弗里所做的肺炎双球菌体外转化实验如下:
①S型菌的蛋白质或多糖+R型菌→只有R型菌
②S型菌的DNA+R型菌→R型菌+S型菌
③S型菌的DNA+DNA酶+R型菌→只有R型菌
增设实验③的目的是证明　。?
(4)研究表明,烟草花叶病毒的遗传物质是RNA,为什么遗传学家无法推测出RNA分子中四种碱基的比例关系?　。?
14.科学家用去污剂裂解被加热杀死的S型肺炎双球菌细胞,然后抽取裂解产物依次进行如图所示的肺炎双球菌转化实验(S型菌有荚膜且具有毒性,能使小鼠患败血症,R型菌无荚膜也无毒性)。回答下列问题:
(1)上述实验中,　　　　对照能说明S型菌的DNA是转化因子。?
(2)除了通过观察注射后小鼠的生活情况来判断R型和S型细菌外,还可以通过什么方法区别R型和S型细菌?
(3)上述实验利用了酶具有　　　　的特点。与“设法将物质分开,单独、直接地观察它们各自作用”的实验思路相比,本实验的优势在于　 。?
15.赫尔希和蔡斯研究T2噬菌体侵染细菌的实验:分别用35S和32P标记的噬菌体与大肠杆菌混合保温,一段时间后搅拌并离心,得到上清液和沉淀物并检测放射性。搅拌时间不同,上清液中的放射性强度不同,得下表数据。
搅拌时间(min)
1
2
3
4
5
上清液35S百分比(%)
50
70
75
80
80
上清液32P百分比(%)
21
25
28
30
30
被侵染细菌成活率(%)
100
100
100
100
100
请分析回答下列问题:
(1)获得含有35S标记或32P标记的噬菌体的具体操作是 ?
　。?
实验时,用来与被标记的噬菌体混合的大肠杆菌　　　　(填“带有”或“不带有”)放射性。?
(2)实验过程中,搅拌的目的是?
　　　　。搅拌5 min,被侵染细菌的成活率为100%,而上清液中仍有32P放射性出现,原因是　? 　。?
(3)若1个带有32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌,大肠杆菌裂解后释放出100个子代噬菌体,其中带有32P标记的噬菌体有　　　　个,出现该数目说明DNA的复制方式是　　　　　　　　。?
第20讲 人类对遗传物质的探索历程（解析版）
本模块为探究遗传物质的实验。通过本模块的学习，明确格里菲思实验的过程和结论，理解艾弗里实验的设计思路、实验过程和结论，分析说明噬菌体侵染细菌实验的设计思路、实验过程和结论，比较细胞生物和病毒的遗传物质等。考纲对本模块内容的具体要求如下：
人类对遗传物质的探索过程（理解应用水平）
本部分内容在考试中以选择题为主，多与蛋白质和核酸的结构和功能、病毒的结构及与宿主的关系等相关内容进行综合考查。在复习过程中应明确不同生物遗传物质的类型，理解为什么说DNA是主要的遗传物质，并且学会分析实验误差产生的原因。
一、肺炎双球菌的转化实验
1.格里菲思的体内转化实验
（1）实验材料：S型和R型肺炎双球菌、小鼠。
S型细菌
R型细菌
菌落
光滑
粗糙
菌体
有多糖类荚膜
无多糖类荚膜
毒性
有毒性，使小鼠患败血症死亡
无毒
（2）实验过程及结果：
活的无毒性的R型细菌老鼠→ 不死亡 。
活的有毒性的S型细菌老鼠→ 死亡 分离出活的S型细菌。
灭活的S型细菌老鼠→ 不死亡
活的R型 + 死的S型老鼠→ 死亡 分离出活的S型细菌。
（3）结论：加热杀死的S型细菌中含有某种转化因子使R型活细菌转化为S型活细菌。
2.艾弗里的体外转化实验
（1）实验目的：探究S型细菌中的“转化因子”是DNA还是蛋白质或多糖？
（2）思路：直接分离S型细菌的DNA、荚膜多糖、蛋白质等，将它们分别与R型细菌混合培养，单独研究它们各自的遗传功能。
（3）实验过程及结果
（4）结论：DNA是“转化因子”，是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。
格里菲思实验（实验一）与艾弗里实验（实验二）3个“不同”
二、噬菌体侵染细菌实验
1.实验材料:T2噬菌体和大肠杆菌。
（1）噬菌体的结构及生活方式
（2）噬菌体的复制式增殖
增殖需要的条件
内容
模板
噬菌体的DNA
合成噬菌体DNA的原料
大肠杆菌提供的四种脱氧核苷酸
合成噬菌
体蛋白质
原料
大肠杆菌的氨基酸
场所
大肠杆菌的核糖体
2.实验方法
同位素标记法。该实验中用35S、32P分别标记蛋白质和DNA。
3.实验过程
（1）标记噬菌体
（2）侵染细菌
标记
浸染
保温
搅拌
离心
结果
裂解
35S
培养
分离
上清液
高
无35S
沉淀物
低
32P
培养
分离
上清液
低
有32P
沉淀物
高
4.实验结果分析
（1）噬菌体侵染细菌时，其DNA进入细菌细胞中，而蛋白质外壳留在外面。
（2）子代噬菌体的各种性状是通过亲代DNA遗传的。
5.结论
DNA是遗传物质。
【巧学助记】
1.判断子代噬菌体标记情况
2.艾弗里肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验设计的比较
实验名称
艾弗里肺炎双球菌转化实验
噬菌体侵染细菌实验
实验思路
设法将DNA与其他物质分开，单独地、直接地研究它们各自不同的作用
设计原则
对照原则和单一变量原则
处理方式的区别
直接分离法：分离S型细菌的DNA、多糖、蛋白质等，分别与R型活细菌混合培养
同位素标记法：分别标记DNA和蛋白质的特征元素（32P和35S）
实验结论
DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质
DNA是遗传物质，不能证明蛋白质不是遗传物质
注：两个实验均证明了“DNA是遗传物质”但不能证明“DNA是主要的遗传物质”。
噬菌体侵染细菌实验不能证明蛋白质不是遗传物质
三、生物遗传物质综合判断
1.烟草花叶病毒感染烟草的实验
实验过
程与实
验结果
①烟草花叶病毒正常烟草产生花叶病（对照组）；
②烟草花叶病毒的RNA正常烟草产生花叶病（实验组）；
③烟草花叶病毒的蛋白质正常烟草不产生花叶病（实验组）
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.DNA是主要的遗传物质
科学家通过广泛的实验探索，得出绝大多数生物的遗传物质是DNA，只有少数种类的病毒的遗传物质是RNA。
“遗传物质”探索的4种方法
判断下列说法的对错：
1．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(　　)
【答案】√
【解析】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，从而证明了DNA是遗传物质
2．孟德尔的豌豆杂交实验，摩尔根的果蝇杂交实验，均证明了DNA是遗传物质(　 　)
【答案】×
【解析】孟德尔的豌豆杂交实验发现了遗传定律；摩尔根的果蝇遗传行为实验证明了基因位于染色体上。
3．肺炎双球菌转化实验证明DNA是主要的遗传物质(　 　)
【答案】×
【解析】噬菌体侵染细菌实验证明DNA是遗传物质。
4．噬菌体侵染细菌实验比肺炎双球菌体外转化实验更具说服力(　　 )
【答案】√
【解析】噬菌体侵染细菌时能把蛋白质和DNA彻底分开单独研究
5．分别用含有放射性同位素35S和放射性同位素32P的培养基培养噬菌体(　 　)
【答案】×
【解析】用32P(35S)标记噬菌体的过程为用含32P(35S)的培养基先培养细菌，再用细菌培养噬菌体。
6．32P、35S标记的噬菌体侵染实验分别说明DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质(　 　)
【答案】×
【解析】噬菌体侵染实验说明DNA是遗传物质，但不能说明蛋白质不是遗传物质。
7．噬菌体能利用宿主菌DNA为模板合成子代噬菌体的核酸(　 　)
【答案】×
【解析】噬菌体能利用自身的DNA为模板，利用细菌体内的原料来合成子代噬菌体的核酸。
8．用35S标记噬菌体的侵染实验中，沉淀物存在少量放射性可能是搅拌不充分所致(　 　)
【答案】√
【解析】搅拌不充分会导致蛋白质与细菌分离不彻底
一、　肺炎双球菌转化实验
例1：下列关于肺炎双球菌转化实验的分析,错误的是(　　)
A.在体外转化实验中,DNA纯度越高转化越有效
B.体内转化实验证明了DNA是遗传物质
C.S型细菌的DNA使R型细菌转化为S型细菌
D.肺炎双球菌转化的实质是基因重组
【答案】B
【解析】转化率与所提取的S型细菌的DNA纯度有关,DNA纯度越高转化的效率也越高;体内转化实验只证明了S型细菌中存在某种“转化因子”,没有证明DNA是遗传物质;S型细菌的DNA使R型细菌转化为S型细菌,从而导致小鼠死亡;肺炎双球菌转化的实质是基因重组。
变式训练1：利用两种类型的肺炎双球菌进行相关转化实验。各组肺炎双球菌先进行图示处理，再培养一段时间后注射到不同小鼠体内。下列说法不正确的是(　　)
A．通过E、F对照，能说明转化因子是DNA而不是蛋白质
B．F组可以分离出S型和R型两种肺炎双球菌
C．F组产生的S型肺炎双球菌可能是基因重组的结果
D．不能导致小鼠死亡的是A、C、D、E四组
【答案】　D
【解析】 A中是加热后杀死的S型细菌，失去感染能力，不能使小鼠死亡；B中是S型细菌，能使小鼠死亡；C中是S型细菌＋R型细菌的DNA，能使小鼠死亡；D中是R型细菌，不能使小鼠死亡；E中是R型细菌＋S型细菌的蛋白质，不能将R型细菌转化成S型细菌，不能使小鼠死亡；F中是R型细菌＋S型细菌的DNA，能将R型细菌转化成S型细菌，能使小鼠死亡。E组没有出现S型细菌，F组出现转化的S型细菌，所以通过E、F对照，能说明转化因子是DNA而不是蛋白质，A项正确；将加热后杀死的S型细菌的DNA与R型细菌混合，S型细菌的DNA能将部分R型细菌转化为S型细菌，所以F组可以分离出S型和R型两种肺炎双球菌，B项正确；将加热后杀死的S型细菌的DNA与R型细菌混合，S型细菌的DNA能与R型细菌的DNA进行重新组合，进而将R型细菌转化成S型细菌，C项正确；能导致小鼠死亡的是B、C和F组，不能导致小鼠死亡的是A、D、E组，D项错误。
二、　噬菌体侵染细菌实验的标记问题
例2：如果用3H、15N、35S标记噬菌体后，让其侵染细菌(无放射性)，对此分析正确的是(　　)
A．只有噬菌体的蛋白质被标记了，DNA没有被标记
B．子代噬菌体的外壳中可检测到3H、15N、35S
C．子代噬菌体的DNA分子中可检测到3H、15N
D．子代噬菌体的DNA分子中部分含有3H、14N、32S
【答案】 C
【解析】　蛋白质和DNA分子中都含有H、N元素，所以用3H、15N、35S标记噬菌体后，噬菌体的蛋白质和DNA都会被3H、15N标记，A项错误；由于3H、15N、35S标记的蛋白质外壳不进入细菌，3H、15N标记的DNA分子进入但不能用于合成子代噬菌体的外壳，所以子代噬菌体的外壳中应该没有放射性，B项错误；由于3H、15N标记了亲代噬菌体的DNA分子，所以子代噬菌体的DNA分子中可检测到3H、15N，C项正确；子代噬菌体的DNA分子中部分含有3H、全部含有14N，DNA分子不含S，D项错误。
变式训练2：用含32P和35S的培养基培养细菌，将一个未标记的噬菌体在细菌中培养9 h，经检测共产生了64个子代噬菌体，下列叙述正确的是(　　)
A．32P和35S只能分别标记细菌的DNA和蛋白质
B．子代噬菌体的DNA和蛋白质一定具有放射性
C．DNA具有放射性的子代噬菌体占1/32
D．噬菌体繁殖一代的时间约为1 h
【答案】　B
【解析】 32P还存在于细菌的RNA等物质中，A项错误；噬菌体利用宿主细胞中的原料合成子代噬菌体的DNA和蛋白质，所有子代噬菌体的DNA和蛋白质均具有放射性，B项正确，C项错误；一个噬菌体产生64个子代噬菌体，共繁殖6代，故繁殖一代的时间为1.5 h，D项错误。
三、噬菌体侵染细菌实验的原理
例3：有关赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌实验的说法,正确的是(　　)
A.选用T2噬菌体作为实验材料的原因之一是其仅由蛋白质外壳和DNA组成
B.标记噬菌体的方法是分别用含32P和35S的培养基培养噬菌体
C.噬菌体DNA在细菌体内复制利用的原料是自身的脱氧核苷酸
D.若噬菌体DNA复制了三次,则含有35S的子代噬菌体占总数的1/2
【答案】 A
【解析】赫尔希和蔡斯选用T2噬菌体作为实验材料是因为T2噬菌体结构简单,仅由蛋白质外壳和DNA组成,排除其他物质的影响;标记噬菌体的方法是先标记细菌,然后用细菌标记噬菌体;噬菌体DNA在细菌体内复制利用的原料是细菌的脱氧核苷酸;35S标记的是噬菌体的蛋白质外壳,子代噬菌体不含35S。
变式训练3：下图1中的噬菌斑(白色区域)是在长满大肠杆菌(黑色)的培养基上，由一个T2噬菌体侵染细菌后不断裂解细菌产生的一个不长细菌的透明小圆区，它是检测噬菌体数量的重要方法之一。现有噬菌体在感染大肠杆菌后形成噬菌斑数量的变化曲线(图2)，下列叙述不正确的是(　　)
A．培养基中加入含35S或32P的营养物质，则放射性先在细菌中出现，后在噬菌体中出现
B．曲线a～b段，细菌内正旺盛地进行噬菌体DNA的复制和有关蛋白质的合成
C．曲线b～c段所对应的时间内噬菌体共繁殖了10代
D．限制c～d段噬菌斑数量增加的因素最可能是绝大部分细菌已经被裂解
【答案】C
【解析】　　噬菌体是病毒，没有细胞结构，只有寄生在活细胞中才有生命活动，所以放射性先在细菌中出现，后在噬菌体中出现，A项正确；曲线a～b段，噬菌斑没有增加，说明细菌内正旺盛地进行噬菌体DNA的复制和有关蛋白质的合成，B项正确；曲线b～c段所对应的时间内噬菌斑数从100个增加到1 000个，只能说明噬菌体数量的增加，不能说明其繁殖了几代，C项错误；限制c～d段噬菌斑数量增加的因素最可能是绝大部分细菌已经被裂解，噬菌体失去了增殖的场所，因此数量增长缓慢，D项正确。
四、烟草花叶病毒侵染实验
例4：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，由此可以判断(　　)
A．水和苯酚的作用是分离病毒中的蛋白质和RNA
B．TMV的蛋白质不能进入烟草细胞中
C．侵入烟草细胞的RNA进行了逆转录过程
D．RNA是TMV的主要遗传物质
【答案】A
【解析】　据图示分析，TMV放入水和苯酚中后，RNA和蛋白质分离，A项正确；通过接种的方式，TMV的蛋白质可以进入烟草细胞中，B项错误；此实验不能看出TMV的RNA在烟草细胞中进行了逆转录过程，C项错误；此实验说明TMV的遗传物质是RNA，而不是蛋白质，某种生物的遗传物质只有一种，D项错误。
变式训练4：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的蛋白质外壳没有侵染作用
B．b过程表示用HRV的RNA单独接种烟叶，结果说明HRV的RNA有侵染作用
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”接种烟叶，结果说明该“杂种病毒”有侵染作用，表现病症为感染车前草病毒症状，并能从中分离出车前草病毒
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
【答案】D
【解析】　该实验证明烟草花叶病毒的蛋白质外壳不是遗传物质，车前草病毒的RNA是遗传物质，不能证明车前草病毒的蛋白质外壳和烟草花叶病毒的RNA不是遗传物质，D项错误。
1.下列有关肺炎双球菌体外转化实验和噬菌体侵染细菌实验的异同点的叙述,正确的是(　　)
A.两者都设法把蛋白质和DNA分开,单独地、直接地观察蛋白质或DNA的作用
B.两者的实验对象都是原核生物
C.两者都利用放射性同位素标记法
D.两者都能证明DNA是主要的遗传物质
【答案】A
【解析】两个实验的材料和处理方法虽然不同,但是实验思路都是一样的,即设法将蛋白质和DNA分开,单独地、直接地观察它们的作用;噬菌体侵染细菌的实验对象噬菌体为病毒;肺炎双球菌体外转化实验未利用放射性同位素标记法;两个实验都能证明DNA是遗传物质。
2. 科学家为探究转化因子的本质，进行了如图所示的一组实验。该组实验不能得到的结果或结论是(　　)
A．实验2只出现R型菌落
B．实验1、3均出现R型和S型菌落
C．DNA是转化因子
D．DNA纯度越高转化效率就越高
【答案】 D
【解析】　　三组实验中，自变量是培养基中加入的酶的种类，实验1中加入RNA酶，由于R型菌的遗传物质是DNA，加入的是加热后杀死的S型菌的DNA，所以RNA酶不起作用，R型菌可能发生转化，出现R型和S型菌落，同理推出实验3也出现R型和S型菌落；实验2中加入DNA酶，破坏了S型菌的DNA，R型菌不发生转化，只出现R型菌落；三个实验说明DNA是转化因子；本实验不能得出DNA纯度越高转化效率就越高的结论。
3.艾弗里的实验证明了DNA是使R型菌产生稳定遗传变化的物质,得出这一结论的关键是(　　)
A.用S型活菌和加热杀死后的S型菌分别注射到小鼠体内,并形成
对照
B.用加热杀死的S型菌与无毒的R型菌混合后注射到小鼠体内,测定小鼠体液中抗体含量
C.从死亡小鼠体内分离获得了S型菌
D.将S型菌分离提纯并分别加入各培养基中培养R型菌,观察是否发生转化
【答案】 D
【解析】将DNA、蛋白质、荚膜多糖等物质分开、分别观察它们在转化中的作用,可以看到DNA能使R型细菌转化,蛋白质不能使其转化,这是实验的关键所在。
4.人类对遗传物质本质的探索经历了漫长的过程,下列有关叙述错误的是(　　)
A.孟德尔发现遗传因子并证实了其传递规律和化学本质
B.T2噬菌体侵染细菌实验比肺炎双球菌体外转化实验更有说服力
C.烟草花叶病毒感染烟草实验说明该病毒的遗传物质是RNA
D.DNA分子的遗传信息蕴藏在4种碱基的排列顺序之中
【答案】 A
【解析】孟德尔发现遗传因子并证实了遗传因子传递规律,但没有发现遗传因子的化学本质;噬菌体侵染细菌时只有DNA进入细菌,蛋白质外壳留在细菌外,这样DNA和蛋白质彻底分开,而艾弗里的肺炎双球菌体外转化实验中提取的DNA中还混有少量的蛋白质,所以,噬菌体侵染细菌实验比肺炎双球菌体外转化实验更具说服力;烟草花叶病毒感染烟草实验说明该病毒的遗传物质是RNA;DNA分子的遗传信息蕴藏在4种碱基的排列顺序之中。
5. 如图为T4噬菌体感染大肠杆菌后，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．随着感染时间增加，噬菌体DNA的转录增加，细菌基因活动受到抑制
【答案】　C
【解析】 尿嘧啶是RNA特有的碱基，可以用3H－尿嘧啶标记RNA，A项正确；RNA能与DNA杂交，那RNA一定为相应DNA的转录产物，B项正确；在第0 min时，大肠杆菌还没有被T4噬菌体感染，所以在大肠杆菌体内不存在T4噬菌体的DNA，C项错误；从图中可以看出，随着感染时间增加，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，说明其转录受到抑制，D项正确。
6.用放射性32P和35S分别标记T2噬菌体的DNA和蛋白质,然后分别侵染大肠杆菌,经保温、搅拌和离心后检测离心管中物质的放射性,甲管的上清液(a1)放射性远高于沉淀物(b1);乙管的上清液(a2)放射性远低于沉淀物(b2)。下列分析错误的是(　　)
A.甲管中a1的放射性来自32P,乙管中b2的放射性来自35S
B.根据甲、乙两管的实验结果可推测DNA是遗传物质
C.若搅拌不充分,甲管的b1中可能出现较高的放射性
D.若保温时间过长,乙管的a2中可能出现较高的放射性
【答案】A
【解析】被32P和35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌后,由于噬菌体的蛋白质外壳(被35S标记)留在大肠杆菌外面,导致甲管的上清液放射性远高于沉淀物;而噬菌体的DNA(被32P标记)进入到大肠杆菌的细胞中,导致乙管的沉淀物的放射性远高于上清液,由此推断甲管中a1的放射性来自35S,乙管中b2的放射性来自32P。
7.如图表示科研人员探究“烟草花叶病毒(TMV)的遗传物质”的实验过程,由此可以判断(　　)
A.水和苯酚的作用是分离病毒的蛋白质和RNA
B.TMV的蛋白质不能进入烟草细胞中
C.侵入烟草细胞的RNA进行了逆转录过程
D.RNA是TMV的主要遗传物质
【答案】A
【解析】从图示分析,TMV放入水和苯酚中振荡后,RNA和蛋白质分离;该实验不能确定TMV的蛋白质是否可以进入烟草细胞;此实验不能看出TMV的RNA在烟草细胞中进行了逆转录过程;此实验说明TMV的遗传物质是RNA,而不是蛋白质。
8.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.有些种类的生物遗传物质是RNA
C.在真核生物中,DNA和RNA都是遗传物质,其中DNA是主要的遗传
物质
D.凡是具有细胞结构的生物其遗传物质是DNA
【答案】C
【解析】细胞结构的生物的遗传物质是DNA,DNA病毒的遗传物质是DNA,因此说DNA是绝大多数生物的遗传物质,是主要的遗传物质;RNA病毒的遗传物质是RNA;真核生物的遗传物质是DNA,不是RNA;细胞中既含有DNA,也含有RNA,但遗传物质只能是DNA。
9. 下列关于探索DNA是遗传物质的实验,叙述正确的是(　　)
A.格里菲思实验证明DNA可以改变生物体的遗传性状
B.艾弗里实验证明从S型肺炎双球菌中提取的DNA可以使小鼠死亡
C.赫尔希和蔡斯实验中离心后细菌主要存在于沉淀中
D.赫尔希和蔡斯实验中细菌裂解后得到的噬菌体都带有32P标记
【答案】 C
【解析】格里菲思体内转化实验证明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,但格里菲思并没有证明“转化因子”是什么,A项错误;艾弗里实验证明了DNA是遗传物质,并没有证明从S型肺炎双球菌中提取的DNA可以使小鼠死亡,B项错误;由于噬菌体没有细胞结构,所以离心后,有细胞结构的大肠杆菌在试管底部,而噬菌体及噬菌体的蛋白质外壳留在上清液中,C项正确;赫尔希和蔡斯实验中细菌裂解后得到的噬菌体只有少部分带有32P标记,因为噬菌体在进行DNA复制的时候,模板是亲代噬菌体中带有32P标记的DNA分子,而原料是大肠杆菌中没有带32P标记的脱氧核苷酸,D项错误。
10.下列关于遗传物质探究的几个经典实验的叙述中,错误的是(　　)
A.R型菌与加热杀死的S型菌混合后注射入小鼠体内,部分R型菌获得转化因子
B.R型菌与加热杀死的S型菌体外混合培养,S型菌DNA进入部分R型菌内
C.用35S标记的噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌,含35S的蛋白质不进入细菌体内
D.用32P标记的噬菌体侵染未被标记的细菌,有的子代噬菌体DNA两条链均含32P
【答案】D
【解析】R型菌与加热杀死的S型菌混合后注射入小鼠体内,部分R型菌获得转化因子;R型菌与加热杀死的S型菌体外混合培养,S型菌小分子DNA进入部分R型菌内使R型菌转化为S型菌;35S标记的是噬菌体的蛋白质外壳,因此用35S标记的噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌,含35S的蛋白质不进入细菌体内;用32P标记的噬菌体侵染未被标记的细菌,有的子代噬菌体DNA被32P标记,但被32P标记的只是DNA两条链中的一条链。
11.下列有关探索DNA是遗传物质实验的叙述,错误的是(　　)
A.格里菲思实验中肺炎双球菌R型转化为S型是基因重组的结果
B.艾弗里实验证明了DNA是肺炎双球菌的遗传物质
C.保温时间过长会使32P标记的噬菌体组上清液的放射性偏低
D.搅拌不充分会使35S标记的噬菌体组沉淀物的放射性偏高
【答案】 C
【解析】格里菲思实验中肺炎双球菌R型转化为S型是基因重组的结果;艾弗里实验证明了DNA是肺炎双球菌的遗传物质;32P标记的噬菌体组实验中,保温时间过长,细菌破裂释放出子代噬菌体会使上清液的放射性偏高;35S标记的是噬菌体的蛋白质外壳,35S标记的蛋白质外壳不进入细菌体内,因此搅拌不充分会使35S标记的噬菌体组沉淀物的放射性偏高。
12.下列关于“核酸是遗传物质的证据”的实验的叙述,正确的是(　　)
A.用32P标记的噬菌体侵染细菌后的子代噬菌体多数具有放射性
B.R型肺炎双球菌转化为S型菌是基因突变的结果
C.S型菌的DNA使R型菌转化为S型菌,说明DNA是遗传物质,蛋白质不是遗传物质
D.用TMV A的RNA和TMV B的蛋白质重建的病毒感染烟草叶片细胞后,可检测到A型病毒,说明RNA是TMV A的遗传物质
【答案】D
【解析】DNA复制为半保留复制,新链合成过程中的原料由细菌提供,若噬菌体增殖一代,则子代噬菌体均具有放射性;R型肺炎双球菌转化为S型菌是基因重组的结果;S型菌的DNA使R型菌转化为S型菌,说明DNA是遗传物质,不能说明蛋白质不是遗传物质;用TMV A的RNA和TMV B 的蛋白质混合后感染烟草,所繁殖的病毒类型为A型,说明RNA是TMV A的遗传物质。
13.人类对遗传物质的探索经历了漫长的过程。回答下列问题:
(1)孟德尔等遗传学家的研究表明,在减数分裂过程中,　　　　　　　　　　　　基因表现为自由组合。?
(2)在格里菲思所做的肺炎双球菌体内转化实验中,S型菌有SⅠ、SⅡ、SⅢ等多种类型,R型菌是由S型菌突变产生。利用加热杀死的SⅢ与R型菌混合培养,出现了S型菌,如果S型菌的出现是由于R型菌突变产生,则出现的S型菌为　　　　　　,作出这一判断的依据是?
　。?
(3)艾弗里所做的肺炎双球菌体外转化实验如下:
①S型菌的蛋白质或多糖+R型菌→只有R型菌
②S型菌的DNA+R型菌→R型菌+S型菌
③S型菌的DNA+DNA酶+R型菌→只有R型菌
增设实验③的目的是证明　。?
(4)研究表明,烟草花叶病毒的遗传物质是RNA,为什么遗传学家无法推测出RNA分子中四种碱基的比例关系?　。?
【答案】(1)非同源染色体上的非等位
(2)多种类型　基因突变是不定向的
(3)无DNA则转化一定不能发生(或“DNA是使R型菌发生转化的唯一物质”或“DNA是使R型菌发生转化的不可或缺的物质”)
(4)RNA是单链,碱基之间没有统一的配对关系(或“RNA是单链,只有部分碱基存在一一配对关系”)
【解析】(1)自由组合定律的实质指的是非同源染色体上的非等位基因随着非同源染色体的组合而组合。
(2)基因突变是不定向的,所以若R型菌基因突变可以产生S型菌,则S型菌可能有多种类型。
(3)艾弗里的实验增加了DNA和DNA酶的实验,与DNA组实验作为对比,说明DNA是使R型菌发生转化的唯一物质,而不是其更小的单位。
(4)RNA是单链,碱基之间没有统一的配对关系,所以遗传学家无法推测RNA分子中四种碱基的比例关系。
14.科学家用去污剂裂解被加热杀死的S型肺炎双球菌细胞,然后抽取裂解产物依次进行如图所示的肺炎双球菌转化实验(S型菌有荚膜且具有毒性,能使小鼠患败血症,R型菌无荚膜也无毒性)。回答下列问题:
(1)上述实验中,　　　　对照能说明S型菌的DNA是转化因子。?
(2)除了通过观察注射后小鼠的生活情况来判断R型和S型细菌外,还可以通过什么方法区别R型和S型细菌?
(3)上述实验利用了酶具有　　　　的特点。与“设法将物质分开,单独、直接地观察它们各自作用”的实验思路相比,本实验的优势在于　 。?
【答案】(1)①和⑤
(2)显微镜下观察细菌有无荚膜(或在固体培养基中培养,观察菌落特征,若菌落表面光滑,则为S型;若菌落表面粗糙,则为R型)。
(3)专一性　避免物质纯度不足带来的干扰
【解析】(1)实验①和⑤形成对照,说明DNA的水解产物不是“转化因子”,从而证明了DNA是遗传物质。
(2)R型菌和S型菌结构是不同的,在显微镜下观察细菌有无荚膜可区分R型菌和S型菌,或观察菌落特征,菌落表面光滑的是有荚膜的S型菌,菌落表面粗糙的是无荚膜的R型菌。
(3)利用分离提纯法进行的肺炎双球菌体外转化实验,缺点是物质纯度不能保证达到100%。
15.赫尔希和蔡斯研究T2噬菌体侵染细菌的实验:分别用35S和32P标记的噬菌体与大肠杆菌混合保温,一段时间后搅拌并离心,得到上清液和沉淀物并检测放射性。搅拌时间不同,上清液中的放射性强度不同,得下表数据。
搅拌时间(min)
1
2
3
4
5
上清液35S百分比(%)
50
70
75
80
80
上清液32P百分比(%)
21
25
28
30
30
被侵染细菌成活率(%)
100
100
100
100
100
请分析回答下列问题:
(1)获得含有35S标记或32P标记的噬菌体的具体操作是
?
　。?
实验时,用来与被标记的噬菌体混合的大肠杆菌　　　　(填“带有”或“不带有”)放射性。?
(2)实验过程中,搅拌的目的是?
　　　　。搅拌5 min,被侵染细菌的成活率为100%,而上清液中仍有32P放射性出现,原因是　?
　。?
(3)若1个带有32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌,大肠杆菌裂解后释放出100个子代噬菌体,其中带有32P标记的噬菌体有　　　　个,出现该数目说明DNA的复制方式是　　　　　　　　。?
【答案】(1)在分别含有35S和32P的培养基中培养大肠杆菌,再用上述大肠杆菌培养T2噬菌体即可获得　不带有
(2)使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离　有一部分含有32P标记的噬菌体没有侵入细菌中,且被侵染的细菌没有裂解释放子代噬菌体
(3)2　半保留复制
【解析】(1)噬菌体是病毒,只能寄生在活的细胞中,不能用一般培养基培养,所以要获得分别被32P或35S标记的噬菌体,就先用分别含32P和35S的培养基分别培养大肠杆菌,再用上述大肠杆菌培养T2噬菌体即可获得。实验时,用来与被标记的噬菌体混合的大肠杆菌不带有放射性。
(2)用标记的噬菌体侵染未标记的大肠杆菌。一段时间后,用搅拌器搅拌,然后离心得到上清液和沉淀物,搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离。搅拌5 min,被侵染细菌的成活率为100%,而上清液中仍有32P放射性出现,说明有一部分含有32P标记的噬菌体没有侵入细菌中,且被侵染的细菌没有裂解释放子代噬菌体。
(3)由于DNA的复制方式是半保留复制,最初带有32P标记的噬菌体DNA的两条链只参与形成两个DNA分子,所以100个子代噬菌体中,只有2个噬菌体带有32P标记。

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