第6单元　第26讲　DNA是主要的遗传物质

第六单元遗传的分子基础第26讲DNA是主要的遗传物质壹考点1肺炎链球菌转化实验1.

实验材料——肺炎链球菌1格里菲思体内转化实验2.体内转化实验(1)过程与结果(2)实验分析：实验①②形成对照，说明___________________________________；实验②③对比，说明___________________________；实验②③④对比，说明_________________________。(3)推论：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。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型细菌可转化为S型细菌转化因子

深

度

指

津(1)此实验仅能证明S型细菌中含有某种“转化因子”，但对转化因子的本质不清楚。(2)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，其主要机制类似下图。(3)发生转化的一般是少部分R型细菌。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。(4)加热杀死的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，但缓慢冷却后，其结构可恢复。1.

方法：将加热致死的S型细菌破碎后，去除绝大部分糖类、蛋白质和脂质等的_______________，分别做不处理、加不同___处理等多组，再分别与R型细菌混合培养、观察固体培养基上菌落生成情况。2艾弗里体外转化实验细胞提取物酶2.过程与结果(1)实验___是对照组，实验____________是实验组。(2)实验②③④分别说明________________________________。(3)实验①⑤说明_________具有转化作用。3.

结论：_________才是使R型活细菌产生稳定遗传变化的物质(转化因子)，即DNA是肺炎链球菌的遗传物质。①②③④⑤蛋白质、RNA和脂质没有转化作用DNADNA

解

疑

释

惑肺炎链球菌两个转化实验的关系(1)两个实验思路不同①格里菲思体内转化实验的思路：分别将R型活细菌、S型活细菌、加热致死的S型细菌以及R型活细菌＋加热致死的S型细菌注射到小鼠体内作为对照，说明加热致死的S型细菌与R型细菌混合培养后发生了转化。②艾弗里体外转化实验的思路：在粗提取的基础上，利用“减法原理”特异性去除某一种物质，直接地、单独地观察该种物质在实验中所起的作用。(2)两个实验的联系①所用的材料相同：都巧妙选用R型和S型两种肺炎链球菌。②体内转化实验是体外转化实验的基础，仅说明S型细菌体内可能有“转化因子”，体外转化实验则是前者的延伸，进一步证明了“转化因子”是DNA。③实验设计都遵循对照原则和单一变量原则。思辨小练1.

判断下列说法的正误：(1)肺炎链球菌属于原核生物，S型细菌细胞有多糖类荚膜，形成的菌落光滑。(

)(2)格里菲思的转化实验证明了DNA是遗传物质。(

)(3)给小鼠注射S型细菌的DNA，小鼠会死亡。(

)(4)格里菲思的主要观察指标是注射相应物质后小鼠是否死亡，并从死亡小鼠体内分离肺炎链球菌；而艾弗里的主要观察指标是固体培养及表面生成的菌落种类。(

)√××√2.根据肺炎链球菌转化实验推测，肺炎链球菌转化的两个条件是什么？提示：转化需要S型细菌的DNA和R型活细菌。3.

转化的实质是____________(变异类型)。艾弗里在肺炎链球菌的体外实验中用对应的酶设法去除相应物质，观察其作用，用到了______原理。基因重组减法考向肺炎链球菌转化实验

(多选)“肺炎链球菌的转化实验”在遗传物质的探索过程中具有里程碑式的意义。相关叙述正确的有(

)A.艾弗里证实的“转化因子”和孟德尔提出的“遗传因子”化学本质一致B.格里菲思实验中，R型细菌转化为S型细菌是基因突变的结果C.艾弗里实验中，S型细菌的细胞提取物用蛋白酶处理后仍具有转化活性D.艾弗里将S型细菌提取物与R型活细菌混合培养，培养基上均为光滑菌落AC【解析】肺炎链球菌转化实验中的“转化因子”是DNA，孟德尔提出的“遗传因子”是核基因，其化学本质是DNA，A正确；格里菲思实验中，R型细菌转化为S型细菌是基因重组的结果，S型细菌的DNA整合到了R型细菌的基因组中，B错误；根据酶的专一性，蛋白酶只水解蛋白质，不破坏DNA，DNA为“转化因子”，因此S型细菌的细胞提取物用蛋白酶处理后仍具有转化活性，C正确；细菌的转化是有限的，因此培养基上既有R型细菌又有S型细菌，故培养基上应有光滑型和粗糙型两种菌落，D错误。(2024·南京扬子中学)从细菌的培养物提取的DNA可以在体外转移到受体细胞中，这一过程称为转化。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。其主要转化机理如图。下列叙述正确的是(

)A.肺炎链球菌发生转化的实质是基因突变B.加热致死的S型细菌中所有物质都永久丧失了活性C.S型细菌荚膜主要成分与淀粉属于同一类物质D.转化后的S型细菌与原S型细菌的遗传物质完全不同C【解析】肺炎链球菌转化的实质是基因重组，A错误；加热致死的S型细菌内部的蛋白质变性失活，但内部的DNA在温度恢复的过程中能逐渐恢复活性，B错误；S型细菌荚膜主要成分是多糖，与淀粉属于同一类物质，C正确；转化后的S型细菌同时含有原S型细菌和R型细菌的遗传物质，故转化后的S型细菌与原S型细菌的遗传物质不完全相同，D错误。贰考点2噬菌体侵染细菌的实验1.T2噬菌体的结构1T2噬菌体的结构特点与增殖过程2.噬菌体在细菌中的增殖过程(1)模板：进入细菌体内的________________。(2)合成噬菌体DNA的原料：大肠杆菌提供的4种______________。(3)合成噬菌体的蛋白质的原料为大肠杆菌的氨基酸，场所为大肠杆菌的核糖体。噬菌体的DNA脱氧核苷酸1.

实验者：赫尔希和蔡斯。2.主要实验技术：__________________、微生物的培养、离心等。3.

实验过程和结果2T2噬菌体侵染大肠杆菌实验同位素标记法(1)实验中，搅拌的目的是________________________________________________，离心的目的是________________________________________________________________________________。(2)两次放射性检测的目的不同：搅拌、离心后检测放射性，说明噬菌体的_________没有进入细菌，_________进入细菌体内。而一段时间后根据子代噬菌体的DNA是否存在相应的放射性，说明_________是噬菌体的遗传物质。4.

实验结论：DNA是T2噬菌体的遗传物质。使吸附在大肠杆菌上的噬菌体外壳与大肠杆菌分离让上清液中析出重量较轻的T2噬菌体颗粒，而离心管的沉淀物中留下被感染的大肠杆菌蛋白质DNADNA

解

疑

释

惑噬菌体侵染细菌实验的误差分析(1)32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌这一组实验中，经搅拌、离心后放射性检测结果若是上清液放射性偏高，原因可能是离心_________、保温时间_______________、大肠杆菌太少、T2噬菌体太多。(2)35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌这一组实验中，沉淀物中放射性偏高，其原因可能是离心不充分、______不充分。不充分过长或过短搅拌1.

判断下列说法的正误：(1)本实验也可采用3H放射性同位素来进行标记。(

)(2)噬菌体增殖需要细菌提供模板、原料和酶等。(

)提示：噬菌体增殖时模板来自噬菌体。思辨小练(3)T2噬菌体可以充当基因工程的载体。(

)提示：T2噬菌体是烈性噬菌体，会导致宿主细胞裂解，不利于目的基因在宿主细胞中稳定存在并遗传，不适合充当基因工程的载体。×××2.

本实验为何不能用放射性同位素直接标记噬菌体，而是通过大肠杆菌来标记？提示：T2噬菌体是病毒，没有细胞结构，不能独立生活，专一寄生在大肠杆菌内，因此要先用含放射性同位素的培养基培养大肠杆菌，再用含放射性标记的大肠杆菌培养T2噬菌体，从而使其被标记(拓展：病毒的增殖离不开宿主细胞，而病毒却可以在宿主细胞之外存活一定时间)。3.

为什么选择35S和32P这两种同位素分别对蛋白质和DNA进行标记，而不是用14C和18O进行标记？提示：T2噬菌体的化学组成中，60%是蛋白质，40%是DNA。对这两种物质的分析表明：仅蛋白质分子中含有硫，磷几乎都存在于DNA中。考向噬菌体侵染细菌实验

(2025·海安期初)赫尔希和蔡斯在做“噬菌体侵染细菌”实验时，应用了放射性同位素标记技术。相关叙述正确的是(

)A.32P标记噬菌体外壳的磷脂分子和内部的DNA分子B.用含35S的肉汤培养基培养T2噬菌体获得外壳被标记的T2噬菌体C.被标记的T2噬菌体与大肠杆菌混合后，需长时间保温培养D.用35S标记噬菌体的侵染实验中，形成的子代噬菌体中不会检测到放射性D【解析】噬菌体外壳由蛋白质构成，不含磷脂，32P用于标记DNA分子中的磷酸基团，A错误；T2噬菌体是病毒，不能直接在培养基中培养，B错误；被标记的T2噬菌体与大肠杆菌混合后，不需长时间保温培养，否则大肠杆菌破裂，影响实验结果，C错误；用35S标记噬菌体的侵染实验中，35S标记的是噬菌体的蛋白质外壳，侵染过程中蛋白质外壳不进入细菌细胞内，因此形成的子代噬菌体中不会检测到放射性，D正确。

深

度

指

津“二看法”判断子代噬菌体标记情况(2024·扬州四模)用32P标记的T2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T2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.搅拌的目的是使噬菌体与大肠杆菌分离B.沉淀物的放射性来自T2噬菌体的DNAC.上清液具有放射性的原因是保温时间过长D.本结果尚不能说明T2噬菌体的遗传物质是DNAC【解析】保温时间长会导致被侵染的大肠杆菌裂解死亡，子代噬菌体释放出来，上清液中放射性增加，但是题目给的信息是被侵染细菌的存活率接近100%，故此种情况没有发生，因此上清液中放射性的出现与保温时间长无关，应该是保温时间短，被标记噬菌体有一部分还未侵染大肠杆菌，导致上清液中出现放射性，C错误。

深

度

指

津同位素标记法在生物学中的应用科学家通过追踪同位素标记的化合物，可以弄清化学反应的详细过程，这种方法叫作同位素标记法。同位素可分为稳定性同位素和放射性同位素。(1)稳定性同位素，如鲁宾和卡门用18O分别标记H2O和CO2来研究光合作用过程中释放的氧气中O的来源；梅塞尔森和斯塔尔用15N标记DNA来探究DNA复制方式。在实验或研究中如使用稳定性同位素，可利用同位素的质量差，通过测量分子相对质量或离心技术来区别同位素。(2)放射性同位素，常用的有14C、32P、35S、3H等。如在对分泌蛋白的合成和运输过程的研究中，选择3H标记的氨基酸进行实验；卡尔文用14C标记CO2追踪暗反应中碳的去向；噬菌体侵染细菌实验中，选择32P、35S进行实验。叁考点3DNA是主要的遗传物质1.

有些病毒不含DNA，只含蛋白质和RNA，这些病毒中_________是遗传物质(如HIV、流感病毒、烟草花叶病毒等)。2.

证明实验——烟草花叶病毒(RNA病毒)感染烟草实验。1RNA也是遗传物质RNA1.

生物的遗传物质归纳2DNA是主要的遗传物质生物类型核酸种类遗传物质有细胞结构的生物真核生物________________________原核生物无细胞结构的生物DNA病毒DNA_________RNA病毒RNA_________DNA和RNADNADNARNA2.如何理解DNA是主要的遗传物质？提示：就整个生物界而言，绝大多数生物的遗传物质是DNA，只有部分病毒的遗传物质是RNA，所以说DNA是主要的遗传物质。判断下列说法的正误：(1)烟草的遗传物质主要是DNA。(

)(2)细胞核的遗传物质主要是DNA。(

)提示：遗传物质主要是DNA，这是针对整个生物界而言的，原核细胞、真核细胞、细胞核和细胞质的遗传物质均是DNA，只有极少数病毒的遗传物质是RNA。思辨小练(3)细胞核中的核酸水解和彻底水解的产物种类均是8种。(

)××√考向DNA是主要的遗传物质

(2025·高邮检测)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.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B.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C.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”加入含R型活细菌的培养基中，结果证明DNA是转化因子D.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A【解析】格里菲思的肺炎链球菌体内转化实验没有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，S型细菌的DNA分子可使R型活细菌的相对性状从无致病性转化为有致病性，B错误；在肺炎链球菌的体外转化实验中，利用自变量控制中的“减法原理”设置对照实验，通过观察只有某种物质存在时R型菌的转化情况，最终证明了DNA是遗传物质，C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，D错误。

方

法

规

律探索遗传物质的三种方法肆配套精练一、

单项选择题1.(2024·镇江质检)人类对遗传物质本质的探索经历了漫长的过程。下列叙述正确的是(

)A．孟德尔通过豌豆杂交实验发现了遗传因子并证明其化学本质是DNAB．格里菲思用小鼠体内转化实验证明DNA是遗传物质C．艾弗里的实验运用了“减法原理”证明DNA是遗传物质D．赫尔希和蔡斯通过噬菌体侵染细菌的实验证明DNA是主要的遗传物质C【解析】孟德尔通过豌豆杂交实验发现了遗传因子，揭示了遗传规律，但并未证明遗传因子的化学本质，A错误；格里菲思体内转化实验证明了S型细菌中存在某种“转化因子”，但没有证明“转化因子”是什么，即没有证明DNA是遗传物质，B错误；赫尔希和蔡斯的实验证明了DNA是遗传物质，但不能证明DNA是主要的遗传物质，后续科学家利用多种实验材料最终发现DNA是主要的遗传物质，少部分生物的遗传物质是RNA，D错误。2.(2019·江苏卷)赫尔希和蔡斯的T2噬菌体侵染大肠杆菌实验证实了DNA是遗传物质。下列关于该实验的叙述，正确的是(

)A．实验中可用15N代替32P标记DNAB．噬菌体外壳蛋白是大肠杆菌编码的C．噬菌体DNA的合成原料来自大肠杆菌D．实验证明了大肠杆菌的遗传物质是DNA【解析】N是蛋白质和DNA共有的元素，若用15N代替32P标记噬菌体的DNA，则其蛋白质也会被标记，不能区分噬菌体的蛋白质和DNA，A错误；噬菌体的蛋白质外壳是以噬菌体的DNA为模板，利用大肠杆菌体内的原料合成的，B错误，C正确；该实验证明了T2噬菌体的遗传物质是DNA，D错误。C3.(2024·徐州一中)1944年，美国细菌学家艾弗里等人进行了肺炎链球菌离体转化实验，基本流程如下图所示。下列叙述错误的是(

)A．四组实验相互形成对照B．①②③④培养液中都能分离出R型细菌C．只有④培养液中未转化出S型细菌D．此实验证明DNA是遗传物质，不能证明蛋白质不是遗传物质D【解析】因为①②③④培养液中均加入R型活菌，所以①②③④培养液中都能分离出R型细菌，B正确；④中加入了DNA酶，能分解细胞提取物中的DNA，故不能转化出S型细菌，C正确；通过4组对照实验，只有S型细菌的DNA能够使R型细菌转化为S型细菌，而蛋白质等不能，证明DNA是肺炎链球菌的遗传物质，而蛋白质等不是，A正确、D错误。4.(2024·淮安期中)下列关于探究DNA是主要遗传物质的叙述，正确的是(

)A．格里菲斯实验中使R型细菌转化为S型细菌的物质是DNAB．艾弗里通过假说—演绎法证明了DNA是遗传物质C．噬菌体侵染实验中使用了放射性同位素标记法和差速离心法D．烟草花叶病毒重构实验证明了烟草花叶病毒的遗传物质主要是RNA【解析】艾弗里通过肺炎链球菌的体外转化实验证明了DNA是遗传物质，没有运用假说—演绎法，B错误；赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌实验中使用了同位素标记法，并没有使用差速离心法，C错误；通过烟草花叶病毒的侵染实验可以得出RNA是烟草花叶病毒的遗传物质的结论，D错误。A5.(2025·海门一诊)同位素标记法是常用的生物学实验方法，下列叙述正确的是(

)A．用15N标记DNA，通过测定放射性证明DNA分子的复制方式B．用35S和32P分别标记T2噬菌体的蛋白质和DNA，探索遗传物质的本质C．用3H标记亮氨酸，可追踪细胞中DNA聚合酶的合成和分泌途径D．用18O标记CO2，通过测定放射性研究O2中O的来源【解析】15N、18O都没有放射性；DNA聚合酶不是分泌蛋白。BB实验处理方法结果①S型细菌的细胞提取物，不作处理加入有R型活细菌的培养基中，混合培养R型活细菌和S型活细菌②S型细菌的细胞提取物＋蛋白酶③S型细菌的细胞提取物＋RNA酶④S型细菌的细胞提取物＋酯酶⑤S型细菌的细胞提取物＋DNA酶R型活细菌A．本实验的自变量控制利用了“加法原理”B．实验①～④说明相应处理后的细胞提取物仍具有转化活性C．实验①～⑤说明R型细菌的DNA是转化因子D．实验①～⑤说明DNA是主要的遗传物质6.艾弗里的肺炎链球菌转化实验的过程如下表所示。下列推论正确的是()【解析】在艾弗里证明遗传物质是DNA的实验中，依次加入不同种类的酶，一一排除各种物质的作用，可见其利用了自变量控制中的“减法原理”，A错误；实验①～④都出现了S型细菌，说明相应处理后的细胞提取物仍具有转化活性，能使R型细菌转化为S型细菌，B正确；实验①～⑤说明S型细菌的DNA是转化因子，C错误；该实验只能说明S型细菌的细胞提取物中的DNA是转化因子，D错误。7.(2024·江苏大联考)赫尔希和蔡斯利用32P标记噬菌体DNA探究遗传物质。下列相关叙述正确的是(

)A．在含有32P的培养基中培养噬菌体，对噬菌体DNA进行标记B．实验中搅拌后离心是为了析出噬菌体，使大肠杆菌沉淀C．实验培养时间越长，沉淀物中32P越多，实验结果越准确D．部分子代噬菌体含32P，说明噬菌体将部分遗传信息遗传给子代B【解析】T2噬菌体是一种病毒，不能用培养基直接培养，A错误；搅拌的目的是使噬菌体的蛋白质外壳与大肠杆菌分开，离心的目的是让上清液析出重量较轻的T2噬菌体颗粒，使大肠杆菌沉淀，B正确；实验培养时间越长，子代噬菌体可能会使大肠杆菌裂解，造成噬菌体进入上清液，使实验结果不准确，C错误；部分子代噬菌体含32P，是因为增殖产生的子代噬菌体是以31P为原料合成的，而由于DNA的半保留复制，亲代噬菌体的32P也在部分子代噬菌体中，D错误。8.(2024·盐城二联)某病毒主要由蛋白质外壳与核酸(只含DNA或RNA)组成，其进入宿主细胞的方式是先与宿主细胞识别再通过胞吞的方式进入宿主细胞。欲确定其遗传物质为DNA还是RNA，下列方法不可行的是(

)A．可以直接测定该病毒中是否含有T或者UB．可模仿赫尔希与蔡斯的噬菌体侵染细菌实验，检测放射性主要在上清液还是沉淀物中C．可用T被标记的宿主细胞培养该病毒，观察子代病毒标记情况D．可用U被标记的宿主细胞培养该病毒，观察子代病毒标记情况B【解析】由于T是DNA特有的碱基，而U是RNA特有的碱基，因此，可以直接测定该病毒中是否含有T或者U来区分遗传物质是DNA还是RNA，A可行；题意显示，该病毒是通过胞吞的方式进入宿主细胞的，无论遗传物质是DNA还是RNA，都会进入宿主细胞，因此不能模仿赫尔希与蔡斯的实验来确定，B不可行；可用T被标记的宿主细胞培养该病毒，观察子代病毒标记情况，若病毒带有标记，则说明遗传物质是DNA，反之则为RNA，C可行；可用U被标记的宿主细胞培养该病毒，观察子代病毒标记情况，若病毒带有标记，则说明遗传物质是RNA，反之则为DNA，D可行。9.

烟草花叶病毒和车前草病毒均由一条RNA链和蛋白质外壳组成，下图是两种病毒的重建实验。下列叙述正确的是(

)A．该实验证明了RNA是某些病毒的主要遗传物质B．重建形成的病毒，病毒形态可能无法稳定维持C．两种病毒的重建过程中发生了基因重组D．可利用3H对两种成分进行标记开展实验探究B【解析】该实验证明了RNA是某些病毒的遗传物质，而不是主要遗传物质，A错误；两种病毒的重建过程是将不同病毒的RNA和蛋白质进行重新组合，不属于基因重组，C错误；由于蛋白质和RNA都含有H，因此利用3H对两种成分进行标记不能进行区分，D错误。10.(2021·浙江1月卷)下列关于遗传学发展史上4个经典实验的叙述，正确的是(

)A．孟德尔的单因子杂交实验证明了遗传因子位于染色体上B．摩尔根的果蝇伴性遗传实验证明了基因自由组合定律C．T2噬菌体侵染细菌实验证明了DNA是大肠杆菌的遗传物质D．肺炎链球菌离体转化实验证明了DNA是肺炎链球菌的遗传物质【解析】孟德尔的单因子杂交实验没有证明遗传因子位于染色体上，当时人们还没有认识到染色体，A错误；摩尔根的果蝇伴性遗传实验只研究了一对等位基因，不能证明基因自由组合定律，B错误；T2噬菌体侵染细菌实验证明了DNA是噬菌体的遗传物质，C错误。D二、

多项选择题11.(2025·如皋期初改编)遗传转化是指同源或异源的游离DNA分子被细菌的细胞摄取，并得到表达