江苏高三生物一轮复习：DNA是主要的遗传物质（导学案）

第六单元遗传的分子基础

第26讲DNA是主要的遗传物质

考点1肺炎链球菌转化实验

考点透析

知识1格里菲思体内转化实验

1.实验材料——肺炎链球菌

Ts型I菌落业、用多糖类荚膜、有毒

TR型H菌落粗糙二元多储类挺膜;无需

2.体内转化实验

⑴过程与结果

不死亡

死亡，分离出一国

活细菌

不死亡

死亡,分离出S和

R型活细菌

(2)实验分析：实验①②形成对照，说明R型细菌无致病性：S型细菌有致病性:实验②③对比，说明

加热致死的S型细菌无致病性;实验②③④对比，说明R型细菌可转化为S型细菌。

(3)推论：加热杀死的S型细菌中含有某种“转化因子”，变R型活细菌转化为S型活细菌。

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。.和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。

R型细菌

(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。

知识2艾弗里体外转化实验

1.方法：将加热致死的S型细菌破碎后，去除绝大部分糖类、蛋白质和脂质等的细胞提取物,分别做

不处理、加不同酸处理等多组，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.过程与结果

(破碎加热致死的S型细菌)

设法去除绝大部分糠

自变量控类、蛋白贵和脂质

制地［a._S型刘菌的细胞提取物)

减法原理

b.海处理

@［^-1⑤

不加肉蛋白酶RNA的酯的DNA酣

［分别加入有R以活细菌的培养好口

拶R普•R普只此工

S型S型S型S型型细菌

(1)实验①是对照组，实验②③是实验组。

(2)实验②③④分别说明蛋白质、RNA和脂质没有转化作用。

(3)实验①(§)说明DNA具有转化作用。

3.结论：典L才是使R型活细菌产生稳定遗传变化的物质(转化因了)即DNA是肺炎链球菌的遗传

物质。

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用单一变量原则。

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。(J)

(2)格里菲思的转化实验证明了DNA是遗传物质。(X)

(3)给小鼠注射S型细菌的DNA,小鼠会死亡。(义)

(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。(V)

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.转化的实质是基因.重组(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，用到了减法原理。

典题说法

考向肺炎链球菌转化实验

血(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(AC)

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

【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。

度式(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(C)

S型细菌细胞破坏S基因吸附在

荚膜R型细菌表面

控制英膜形成的S基因S基因进入

R型细菌

(型细菌转化

成S型细菌

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

【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。

考点2噬菌体侵染细菌的实验

考点透析

知识1T2噬菌体的结构特点与增殖过程

1.T2噬菌体的结构

2.噬菌体在细菌中的增密过程

吸附注入核酸合成组装释放

(1)模板：进入细菌体内的噬菌体的DNA。

(2)合成噬菌体DNA的原料•：大肠杆菌提供的4种脱氧核有酸。

(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。

知识2T2噬菌体侵染大肠杆菌实验

1.实验者：赫尔希和蔡斯。

2.主要实验技术：同位素标记法、微生物的培养、离心等。

3.实验过程和结果

标培养

记含35s的培养菸①含%的大肠杆菌

大

肠

杆②含邛的大肠杆菌

菌含32P的培养基

n

V

)

标含的

记3ss

噬大肠杆菌

菌

体含32P的④DNA含P的噬菌体

一n大肠杆菌

V

分别用32P.35s标记的噬菌沐侵染术标记的大肠杆菌

含35s的噬菌体g［含32P的噬菌体

侵染

-

［普通大肠杆菌

搅拌、鸣心

后检测放射性’

上清液放射性⑤业

沉淀物放射性⑥」反

J1______大肠杆菌裂解后.

,■、检测新噬菌体

|⑨没有~

(1)实验中，搅拌的目的是使吸附在大肠杆菌上的噬菌体外壳与大肠杆菌分离,离心的目的是让上清液

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。

(2)两次放射性检测的目的不同：搅拌、离心后检测放射性，说明噬菌体的蛋白质没有进入细菌,DNA

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，说明典L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。

解疑释惑

噬菌体侵染细菌实验的误差分析

(1产P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，原因可能是离心丕充公、保温时间过长或过短、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、

搅拌不充分。

思辨小练

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。(X)

(2)噬菌体增殖需要细菌提供模板、原料和酶等。(X)

提示：噬菌体增殖时模板来自噬菌体。

(3)T2噬菌体可以充当基因工程的载体。(X)

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

性司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UC和田0进行标记？

提示：T2噬菌体的化学组成中，60%是蛋白质，40%是DNAo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。

典题说法

考向噬菌体侵染细菌实验

血(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(D)

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噬的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

【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”判断了代噬菌体标记情况

作原料，子代中都子含中放射性

禽

标记

标

记标记DNA,部分子代

中含有放射性标记

噬二看

标杷蛋白灰.子代中

菌T标记

体元素不含有放射性标记

f-_标记DNA和蛋白

唔为、•质，部分子代含有

放射性标记

度式(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(C)

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DNA

C.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DNA

【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,80分别标记H.0和C02来研究光合作用过程中释放的氧气中0

的来源；梅塞尔森和斯塔尔用I5N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NC标记CO』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。

考点3DNA是主要的遗传物质

知识1RNA也是遗传物质

1.有些病毒不含DNA,只含蛋白质和RNA,这此病毒中RNA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。

—厂丧现:①正常

J分别接种

②强」一表现:③3超

RNA是烟草花叶病盘的④遗传物质,蛋白质

不是烟草花叶病毒的遗传物质：

知识2DNA是主要的遗传物质

1.牛.物的遗传物质归纳

生物类型核酸种类遗传物质

真核生物

有细胞

DNA和RNADNA

结构的生物原核生物

DNA病毒

无细胞DNADNA

结构的生物KNARNA

RNA病毒

2.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。

思辨小练

判断下列说法的正误：

(1)烟草的遗传物质主要是DNA。(X)

(2)细胞核的遗传物质主要是DNA。(X)

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RNAO

(3)细胞核中的核酸水解和彻底水解的产物种类均是8种。(J)

典题说法

考向DNA是主要的遗传物质

血(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)

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险中，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，