2027年高考一轮生物学总复习（必修2）讲义-6.1DNA是主要的遗传物质

第六单元遗传的分子基础第1讲DNA是主要的遗传物质考情研读·备考定位课标要求核心素养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。1．认识DNA分子作为遗传物质所应具备的特征。(生命观念)2．掌握肺炎链球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验的原理和过程。(科学思维、科学探究)3．通过放射性同位素标记法在实验中的应用，培养实验设计与对实验结果分析的能力。(科学探究)考点一肺炎链球菌转化实验知|识|巩|固1．肺炎链球菌类型的比较特点类型菌落荚膜致病性S型光滑有有R型粗糙无无2．格里菲思的肺炎链球菌体内转化实验(1)实验①、②对比说明R型细菌无致病性，S型细菌有致病性。(2)实验②、③对比说明被加热致死的S型细菌无致病性。(3)实验②、③、④对比说明R型细菌转化成了S型细菌。(4)结论：已经加热致死的S型细菌中，含有使R型细菌转化为S型细菌的“转化因子”。3．艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验(1)实验过程(2)结论：DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。思|维|辨|析易错整合，判断正误。(1)注射加热致死的S型肺炎链球菌，小鼠不死亡，可推测S型肺炎链球菌的DNA被破坏。()(2)格里菲思实验证明DNA可以改变生物体的遗传性状。()(3)肺炎链球菌转化实验证实了细胞内的DNA和RNA都是遗传物质。()(4)艾弗里实验证明从S型肺炎链球菌中提取的DNA可以使小鼠死亡。()(5)格里菲思实验中肺炎链球菌R型转化为S型是基因突变的结果。()答案：(1)×(2)×(3)×(4)×(5)×延|伸|探|究1．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，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。2．艾弗里的体外转化实验中导致R型细菌转化为S型细菌时遗传物质、原料、能量分别由哪方提供？其转化的实质是什么？提示：实现转化时遗传物质来自S型细菌，原料和能量均来自R型细菌，转化实质为基因重组。3．艾弗里的体外转化实验中，设置“S型细菌的DNA中加DNA酶”实验组的作用是什么？提示：起对照作用，用DNA酶分解从S型活细菌中提取的DNA，不能使R型细菌转化，可见DNA被分解后的产物不能使R型细菌转化，DNA才是使R型细菌转化的物质。精|准|命|题考向肺炎链球菌转化实验的原理及过程分析》例1(2025·衡阳八中模拟)某科研小组在格里菲思实验的基础上增加了相关实验，实验过程如图所示(实验②和⑤分别为两种菌混合后注射到小鼠体内)。下列有关叙述正确的是()A．活菌甲在培养基上形成的菌落表面光滑B．通过实验②，鼠2的血液中只能分离出活菌乙C．加热致死的菌乙中的某种物质能使活菌甲转化成活菌乙D．鼠5死亡的原因是死菌甲中的某种物质能使活菌乙转化成活菌甲答案：C解析：活菌甲、乙分别对应R型细菌和S型细菌，所以活菌甲在培养基上形成的菌落表面粗糙，A错误；实验②是将活菌甲和加热致死的菌乙混合后注射到鼠2体内，加热致死的菌乙中的某种物质能使部分活菌甲转化成活菌乙，因此鼠2的血液中能分离出活菌甲和乙，B错误，C正确；鼠5死亡的原因是活菌乙具有致病性，D错误。》例2S型肺炎链球菌的某种“转化因子”可使R型细菌转化为S型细菌。研究“转化因子”化学本质的部分实验流程如图所示，下列叙述正确的是()A．步骤①中，酶处理时间不宜过长，以免底物完全水解B．步骤②中，甲或乙的加入量不影响实验结果C．步骤④中，固体培养基比液体培养基更有利于细菌转化D．步骤⑤中，通过涂布分离后观察菌落或鉴定细胞形态得到实验结果答案：D解析：步骤①中，酶处理时间要足够长，以使底物完全水解，A错误；步骤②中，甲或乙的加入量属于无关变量，应相同且适宜，否则会影响实验结果，B错误；步骤④中，液体培养基有利于细菌与营养物质充分接触，比固体培养基更有利于细菌转化，C错误。考点二噬菌体侵染细菌的实验知|识|巩|固1．T2噬菌体结构2．实验过程及结果3．实验结论：DNA是遗传物质。4．实验结果分析组别现象分析原因35S标记T2噬菌体→细菌上清液放射性很高蛋白质外壳没有进入大肠杆菌，离心后存在于上清液中沉淀物放射性很低搅拌不充分，有少量含35S的T2噬菌体蛋白质外壳吸附在细菌表面，随细菌离心到沉淀物中32P标记T2噬菌体→细菌沉淀物放射性很高DNA进入大肠杆菌，离心后存在于沉淀物中上清液放射性很低(1)保温时间过短，有一部分T2噬菌体还没有侵染到大肠杆菌细胞内；(2)保温时间过长，T2噬菌体在大肠杆菌内增殖后释放出子代T2噬菌体5．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。6．生物体内核酸种类、遗传物质类型及实例生物类型核酸种类遗传物质实例有细胞结构的生物真核生物DNA和RNADNA酵母菌、小麦、人原核生物乳酸菌、蓝细菌无细胞结构的生物DNA病毒DNADNAT2噬菌体RNA病毒RNARNA烟草花叶病毒教材隐含知识(必修2P47练习与应用)肺炎链球菌的转化实验和噬菌体侵染细菌的实验表明，作为遗传物质至少要具备哪几个条件？能够准确地自我复制；能够指导蛋白质合成，从而控制生物体的性状和新陈代谢；具有储存遗传信息的能力；结构比较稳定等。思|维|辨|析易错整合，判断正误。(1)赫尔希和蔡斯用对比实验证明DNA是遗传物质。()(2)需用同时含有32P和35S的噬菌体侵染大肠杆菌。()(3)噬菌体在自身RNA聚合酶作用下转录出RNA。()(4)赫尔希和蔡斯的T2噬菌体侵染大肠杆菌实验中可用15N代替32P标记DNA。()(5)T2噬菌体可感染肺炎链球菌导致其裂解。()(6)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：(1)√(2)×(3)×(4)×(5)×(6)×延|伸|探|究1．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是什么？提示：①个体很小，结构简单，容易看出因遗传物质改变导致的结构和功能的变化。细菌是单细胞生物，病毒无细胞结构，只有核酸和蛋白质外壳。②繁殖快。细菌20～30min就可繁殖一代，病毒短时间内便可大量繁殖。2．在证明烟草花叶病毒的遗传物质是RNA的实验中，能否利用噬菌体侵染细菌的实验操作过程？请说明理由。提示：不能。因为烟草花叶病毒侵染烟草细胞时，RNA和蛋白质没有分开，是完整的病毒侵入宿主细胞。因此，本实验只能通过人工分离提纯技术分离RNA和蛋白质，然后再单独导入宿主细胞，单独观察它们的作用。重|难|精|讲对比分析体外转化实验和噬菌体侵染细菌实验实验体外转化实验噬菌体侵染细菌实验处理方法酶解法：将某种物质用酶解法去除，直接地、单独地观察该物质在实验中所起的作用同位素标记法：分别用同位素35S、32P标记蛋白质和DNA结论①证明DNA是遗传物质，而蛋白质不是遗传物质②说明了遗传物质能发生可遗传的变异①证明DNA是遗传物质，但不能直接证明蛋白质不是遗传物质②说明DNA能控制蛋白质的合成③说明DNA能自我复制精|准|命|题考向一噬菌体侵染细菌实验(科学探究)》例1(2022·海南卷)某团队从下表①～④实验组中选择两组，模拟T2噬菌体侵染大肠杆菌实验，验证DNA是遗传物质。结果显示：第一组实验检测到放射性物质主要分布在沉淀物中，第二组实验检测到放射性物质主要分布在上清液中。该团队选择的第一、二组实验分别是()材料及标记实验组T2噬菌体大肠杆菌①未标记15N标记②32P标记35S标记③3H标记未标记④35S标记未标记A．①和④ B．②和③C．②和④ D．④和③答案：C解析：噬菌体侵染大肠杆菌时，只有DNA进入大肠杆菌，蛋白质外壳没有进入，为了区分DNA和蛋白质，可用32P标记噬菌体的DNA，用35S标记噬菌体的蛋白质外壳，根据第一组实验检测到放射性物质主要分布在沉淀物中，说明亲代噬菌体的DNA被32P标记，根据第二组实验检测到放射性物质主要分布在上清液中，说明第二组噬菌体的蛋白质被35S标记，C正确，A、B、D错误。噬菌体侵染细菌实验的误差分析(1)用32P标记的噬菌体侵染未标记的大肠杆菌(2)用35S标记的噬菌体侵染未标记的大肠杆菌》例2(2025·广东广州预测)PhaB法是一种间接检测标本中结核分枝杆菌(MTB)的方法，其基本原理如图所示。噬菌体能感染和裂解活的结核分枝杆菌，将DNA注入MTB菌体内，进入宿主菌体内的噬菌体可免受杀病毒剂的灭活，在MTB菌体内进行增殖，最后裂解MTB释放出的子代噬菌体又可感染一种作为指示细胞的快生长分枝杆菌，在24h内形成清晰的噬菌斑。下列说法错误的是()A．PhaB法检测MTB能仅检测样本中的活菌数B．噬菌斑的数量越多，样本中的活菌数也就越多C．结核分枝杆菌能为噬菌体的增殖提供能量和原料D．若杀病毒剂的量不足，则会导致检测结果偏小答案：D解析：由于噬菌体只会侵染活菌，因此该实验检测的是样品中活菌数，A正确；该实验中噬菌斑越多，说明侵染的噬菌体越多，即被噬菌体侵染的活菌数越多，B正确；噬菌体在结核分枝杆菌体内寄生，因而结核分枝杆菌能为噬菌体的增殖提供能量和原料，C正确；若杀病毒剂的量不足，则会导致未侵染活菌的噬菌体侵染作为指示细胞的快生长分枝杆菌，从而使噬菌斑数量增多，导致结果偏大，D错误。考向二烟草花叶病毒感染实验(综合运用)》例3(2026·重庆一中模拟)已知烟草花叶病毒(TMV)和车前草病毒(HRV)都能侵染烟草叶片，且两者都由蛋白质和RNA组成，如图是探索HRV的遗传物质是蛋白质还是RNA的操作流程图。据图分析下列说法错误的是()A．本实验运用了对照原则，无空白对照组B．实验过程中重组病毒的后代是HRVC．该实验可说明RNA是HRV的遗传物质D．若运用放射性同位素标记法，不能选择15N标记答案：A解析：a组和b组分别由TMV和HRV直接侵染烟草叶片，属于空白对照组，A错误；由e组实验可知，将TMV的蛋白质外壳和HRV的RNA进行重组，获得重组病毒，其后代是HRV，可说明RNA是HRV的遗传物质，B、C正确；病毒的蛋白质外壳和RNA均含有N，故无法用15N将蛋白质外壳和RNA区分开，且15N没有放射性，因此，若运用放射性同位素标记法，不能选择15N标记，D正确。》例4(2026·济宁模拟)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答案：C解析：病毒专营活细胞寄生，不能用培养基培养，A错误；DNA与二苯胺试剂沸水浴加热后，溶液才会变成蓝色，而TMV的遗传物质为RNA，B错误；该病毒在增殖时，催化其RNA合成的酶由病毒的基因控制合成，D错误。生物类型病毒原核生物真核生物体内核酸种类DNA或RNADNA和RNADNA和RNA体内碱基种类4种5种5种体内核苷酸种类4种8种8种遗传物质DNA或RNADNADNA实例噬菌体、烟草花叶病毒乳酸菌、蓝细菌玉米、小麦、人|情境储备战高考|【情境储备】S型细菌的多糖类荚膜是否直接致病？S型细菌有SⅠ、SⅡ、SⅢ等不同类型，其区别主要是荚膜多糖抗原的不同。S型细菌的多糖类荚膜能够使S型细菌抵抗吞噬细胞的吞噬和体液中杀菌物质的作用，从而在小鼠体内存活并迅速繁殖而导致小鼠患病死亡。R型细菌没有多糖类荚膜，易被吞噬细胞和体液中杀菌物质清除。【高考预测】(1)荚膜是某些细菌的__________外面包围的一层胶状物质，可防止细菌变干，吸附阳离子，防止噬菌体的侵袭、__________________等。荚膜能够抵抗吞噬细胞吞噬和体液中杀菌物质的作用，使细菌在小鼠体内存活并繁殖。S型细菌的致病性是由于多糖类荚膜的保护作用使S型细菌在宿主体内大量繁殖。(2)S型细菌的致病性并非直接由多糖类荚膜引起，而是由于________________________________________________________________________________。(3)研究人员用加热杀死的SⅢ型细菌与R型细菌混合后注射到正常小鼠体内，小鼠死亡。小鼠死亡的原因可能是R型细菌突变成S型细菌，也可能是杀死的SⅢ型细菌使R型细菌转化为S型细菌。研究人员通过检测死亡小鼠体内S型细菌的类型，探究小鼠死亡是由上述哪种原因所致，请预期结果和结论：_________________________________________________________________。答案：(1)细胞壁吞噬细胞的吞噬和消化(2)多糖类荚膜的保护作用使S型细菌在体内大量繁殖(3)若S型细菌只检测到SⅢ型一种，则小鼠死因可能是杀死的SⅢ型细菌使R型细菌转化为S型细菌，也可能是R型细菌突变成S型细菌；若检测到其他类型的S型细菌，则小鼠死因是R型细菌突变为S型细菌解析：(1)荚膜是某些细菌的细胞壁外面包围的一层胶状物质，可防止细菌变干，吸附阳离子，防止噬菌体的侵袭、吞噬细胞的吞噬和消化等。(2)R型细菌没有多糖类荚膜，易被吞噬细胞和体液中杀菌物质清除；而S型细菌有荚膜，能够抵抗吞噬细胞的吞噬和体液中杀菌物质的作用，从而在小鼠体内存活并迅速繁殖而导致小鼠患病死亡，所以S型细菌的致病性是由于多糖类荚膜的保护作用使S型细菌在体内大量繁殖。(3)因为基因突变具有不定向性，若S型细菌是R型细菌基因突变产生的，则R型细菌可以转化成多种S型细菌，所以若检测到其他类型的S型细菌，则小鼠死因是R型细菌突变为S型细菌；若只检测到SⅢ型细菌，则小鼠死因可能是杀死的SⅢ型细菌使R型细菌转化为S型细菌，也可能是R型细菌突变成S型细菌。真|题|再|现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DNAC．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种脱氧核苷酸答案：D解析：S型肺炎链球菌是原核生物，其遗传物质主要分布于拟核。因此，S型肺炎链球菌的遗传物质主要通过拟核传递给子代，A错误；水稻、小麦和玉米三大粮食作物都是植物，都属于真核生物，真核生物的遗传物质是DNA，B错误；基因指导蛋白质的合成过程是遗传信息的表达过程，伞藻通过复制传递遗传信息，而不是表达遗传信息，C错误；烟草叶肉细胞的遗传物质是DNA，其单体是脱氧核苷酸，DNA水解后可产生4种脱氧核苷酸，D正确。2．(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，基因定向突变的几率变大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、氨基酸和能量等答案：B解析：噬菌体是一种特异性侵染细菌的病毒，营寄生生活，其繁时所消耗的核苷酸、氨基酸和能量等来源于宿主菌，A、D正确；基因突变是不定向的，B错误。3．(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型菌株的DNA分子在小鼠体内可使R型活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答案：D解析：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，S型菌株的DNA分子可使R型活菌的相对性状从无致病性转化为有致病性，A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不存在时，R型菌的转化情况，最终证明了DNA是遗传物质，例如“S型菌DNA＋DNA酶”组除去了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。提能训练练案[21]A组一、选择题1．在格里菲思所做的肺炎链球菌转化实验中，无毒性的R型活细菌与被加热致死的S型细菌混合后注射到小鼠体内，从小鼠体内分离出了有毒性的S型活细菌。某同学根据上述实验，结合现有生物学知识所做的下列推测中，不合理的是()A．与R型细菌相比，S型细菌的毒性可能与荚膜多糖有关B．S型细菌的DNA能够进入R型细菌细胞指导蛋白质的合成C．加热杀死S型细菌使其蛋白质功能丧失而DNA功能可能不受影响D．将S型细菌的DNA经DNA酶处理后与R型细菌混合，可以得到S型细菌答案：D解析：将S型细菌的DNA经DNA酶处理后，DNA被水解为小分子物质，故与R型细菌混合，不能得到S型细菌，D符合题意。2．(2025·山东实验中学检测)科研工作者做噬菌体侵染细菌的实验时，分别用同位素32P、35S、18O和14C对噬菌体以及大肠杆菌成分做了如表标记。下列说法不正确的是()项目第一组第二组第三组噬菌体成分用35S标记未标记用14C标记大肠杆菌成分用32P标记用18O标记未标记A．第二组实验中，子代噬菌体蛋白质外壳中存在的氧元素是18OB．第三组实验中，子代噬菌体的DNA中不一定含有14CC．第一组实验中，若噬菌体DNA在细菌体内复制三次，释放出的子代噬菌体中含有32P的噬菌体和35S的噬菌体分别占子代噬菌体总数的100%、0D．第三组实验经过一段时间培养后离心，检测到放射性主要出现在沉淀物中答案：D解析：大肠杆菌成分用18O标记，子代噬菌体的蛋白质外壳的原料完全来自大肠杆菌，故子代噬菌体蛋白质外壳中存在的氧元素是18O，A正确；14C能标记噬菌体的蛋白质外壳和DNA，由于DNA进行半保留复制，子代部分噬菌体含有亲代DNA的一条链，所以子代噬菌体的DNA中不一定含有14C，B正确；35S标记的是噬菌体的蛋白质外壳，不会进入大肠杆菌体内，故子代噬菌体中不含35S，C正确；14C既能标记噬菌体的DNA，也能标记噬菌体的蛋白质外壳，所以经过一段时间培养后离心，检测到上清液和沉淀物中都有放射性，D错误。3．(2025·卓恒教育高三11月联考)“DNA是主要的遗传物质”是由多位科学家经过长期研究得出的结论。下列关于DNA的叙述，正确的是()A．格里菲思的肺炎链球菌体内转化实验证明了“转化因子”是DNAB．噬菌体侵染细菌的实验中，也可用14C和15N分别对蛋白质和DNA进行标记C．真核生物的DNA分子能快速复制的原因可能是其能多起点分段复制且进行双向复制D．不同种生物的DNA分子杂交形成的杂合双链区越多，说明两种生物的亲缘关系越远答案：C解析：格里菲思的肺炎链球菌体内转化实验证明了“转化因子”的存在，但未证明DNA是转化因子，A错误；蛋白质和DNA都含有C和N元素，噬菌体侵染细菌的实验中，用14C和15N对蛋白质和DNA进行标记，无法将蛋白质和DNA区分出来，B错误；真核生物中DNA分子能快速复制的原因有DNA分子能多起点分段复制并且进行双向复制，C正确；DNA分子杂交技术可以用来比较不同种生物DNA分子的差异，不同种生物的DNA分子杂交形成杂合双链区的部位越多，说明两种生物的亲缘关系越近，D错误。4．(2025·广西部分学校高三下学期4月期中联考)人类探索遗传物质的历史进程中，对于蛋白质和DNA到底哪一种才是遗传物质的争论持续了很长时间。下列有关证明DNA是遗传物质的经典实验的叙述，正确的是()A．格里菲思认为“转化因子”可直接感染小鼠并使其患败血症而死亡B．艾弗里利用“加法原理”进行肺炎链球菌的转化实验来探究遗传物质C．用35S和32P同时标记T2噬菌体能证明DNA是T2噬菌体的遗传物质D．赫尔希和蔡斯采用对比实验法，设计相互印证的实验组更有说服力答案：D解析：格里菲思的肺炎链球菌体内转化实验中，将加热杀死的S型细菌和R型活细菌混合后注射到小鼠体内，小鼠患败血症死亡，且从死亡小鼠体内分离出了S型活细菌。格里菲思认为加热杀死的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，而不是“转化因子”可直接感染小鼠并使其患败血症而死亡，A错误；艾弗里利用“减法原理”进行肺炎链球菌的转化实验。他将S型细菌的各种成分分离提纯后，分别与R型细菌混合培养，然后通过逐步去除不同的成分，来确定哪种成分能使R型细菌转化为S型细菌，从而探究遗传物质，B错误；用35S和32P同时标记T2噬菌体时，由于搅拌不充分等原因，无法准确判断是蛋白质还是DNA进入细菌细胞，也就不能证明DNA是T2噬菌体的遗传物质。赫尔希和蔡斯分别用35S标记噬菌体的蛋白质外壳，用32P标记噬菌体的DNA，然后分别侵染未被标记的大肠杆菌，通过对比实验才证明了DNA是T2噬菌体的遗传物质，C错误；赫尔希和蔡斯采用对比实验法，分别用35S标记的噬菌体和32P标记的噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌，设置了相互印证的实验组。通过对比两组实验的结果，一组放射性主要出现在上清液中(35S标记组)，说明蛋白质外壳没有进入细菌；另一组放射性主要出现在沉淀物中(32P标记组)，说明DNA进入了细菌，从而更有说服力地证明了DNA是遗传物质，D正确。5．(2025·江苏省苏北四市高三一模)关于探索遗传物质本质的系列实验，下列相关叙述正确的是()组别实验名称实验过程、结果或结论①肺炎链球菌体内转化实验加热致死的S型菌DNA在小鼠体内使R型活菌从无致病性转化为有致病性②肺炎链球菌体外转化实验利用加法原理，R型菌培养基加入S型菌DNA和DNA酶证明DNA是转化因子③噬菌体侵染实验噬菌体DNA进入宿主细胞后，利用自身原料和酶完成自我复制④烟草花叶病毒实验以病毒的RNA和蛋白质互为对照进行侵染，发现RNA使烟草出现花叶病斑A．① B．②C．③ D．④答案：D解析：肺炎链球菌体内转化实验证明加热致死的S型菌存在转化因子，能使R型细菌转化为S型细菌，并没有证明这种转化因子是DNA，A错误；肺炎链球菌体外转化实验利用减法原理证明DNA是转化因子，B错误；噬菌体侵染实验中，噬菌体DNA进入宿主细胞后，利用大肠杆菌的原料和酶完成自我复制，C错误；在进行烟草花叶病毒感染实验中，将病毒颗粒的RNA和蛋白质分离开来分别侵染，两者之间互为对照，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。6．(2026·河北省邢台市高三上学期期末考试)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、18O和14C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。下列分析正确的是()组别第一组第二组第三组噬菌体成分用35S标记未标记用14C标记大肠杆菌成分用32P标记用18O标记未标记A．第一组沉淀物中有较高的放射性，上清液中放射性较低B．即使保温时间过长，第二组的上清液中也检测不到放射性C．第三组上清液不具有放射性，沉淀物中放射性较高D．第三组子代噬菌体大多数都具有放射性答案：B解析：第一组T2噬菌体用35S标记外壳，离心后外壳在上清液，故上清液有较强放射性；也用了32P标记大肠杆菌，故沉淀放射性也高，A错误；第二组用18O标记大肠杆菌，18O没有放射性，B正确；第三组用14C标记T2噬菌体，则其外壳和DNA都被标记，故其上清液和沉淀都具有较高的放射性，C错误；第三组用14C标记T2噬菌体，则T2噬菌体的DNA会被标记，但大肠杆菌未标记，故第三组少数含有亲本链的子代噬菌体具有放射性，D错误。7．(2026·九师联盟高三检测)经过许多科学家的不断探究，最终证明了DNA是遗传物质。下列叙述正确的是()A．T2噬菌体侵染细菌实验中保温时间长短不会影响35S在上清液中的分布B．S型死细菌和R型活细菌混合注入小鼠的结果证明死亡小鼠体内有转化因子C．艾弗里向加热杀死的S型细菌的细胞提取物中加入蛋白酶等进行研究利用了“加法原理”D．用烟草花叶病毒的RNA感染烟草，烟草出现相应症状表明其遗传物质是RNA答案：A解析：T2噬菌体侵染细菌实验保温时间长短影响32P在上清液中的分布，不影响35S在上清液中的放射性分布，A正确；S型死细菌和R型活细菌混合注入小鼠的结果证明S型死细菌体内有转化因子，B错误；艾弗里向S型死细菌的细胞提取物中加入蛋白酶等酶的研究利用了“减法原理”，C错误；用烟草花叶病毒的RNA感染烟草，烟草出现症状不足以表明其遗传物质是RNA，还需设置蛋白质(外壳)感染烟草的对照组，D错误。二、非选择题8．(2025·武汉三中检测)关于DNA是遗传物质的推测，科学家们找到了很多直接或者间接的证据，并解决了很多技术难题，提出了科学的模型。请回答下列问题：(1)格里菲思的肺炎链球菌转化实验中，将R型活细菌与加热致死的S型细菌混合后注射到小鼠体内，从死亡的小鼠体内可以分离得到的细菌为________(填“R型”“S型”或“R型和S型”)。(2)艾弗里完成离体转化实验后，有学者认为“DNA可能只是在细胞表面起化学作用形成荚膜，而不是起遗传作用”。利用S型肺炎链球菌中存在的能抗青霉素的突变型(这种对青霉素的抗性不是荚膜产生的)，有人设计了以下实验推翻该假说：R型细菌＋抗青霉素的S型细菌的DNA＋青霉素，该实验的结果及结论为_______________________________________________________________。(3)某种感染动物细胞的病毒M主要由核酸和蛋白质组成。为探究病毒M的遗传物质是DNA还是RNA，某研究小组展开了相关实验，如下所示。请回答下列问题：材料用具：该病毒核酸提取物、DNA酶、RNA酶、小白鼠、生理盐水及注射器等。Ⅰ.实验步骤：①取健康且生长状况基本一致的小白鼠若干，随机均分成四组，编号分别为A、B、C、D。②将配制的溶液分别注入小白鼠体内，已知A、B为实验组，C、D为对照组，且D组为空白对照组。请完善表格：组别ABCD注射溶液适量的病毒核酸提取物和RNA酶③相同条件下培养一段时间后，观察比较各组小白鼠的发病情况。Ⅱ.结果预测及结论：①___________________________________________________，说明DNA是该病毒的遗传物质。②___________________________________________________，说明RNA是该病毒的遗传物质。答案：(1)R型和S型(2)出现抗青霉素的S型细菌，所以DNA具有遗传作用(3)等量的病毒核酸提取物和DNA酶等量的病毒核酸提取物和生理盐水等量的生理盐水A、C组发病，B、D组不发病B、C组发病，A、D组不发病解析：(2)要推翻“DNA可能只是在细胞表面起化学作用形成荚膜，而不是起遗传作用”的观点，可以设计如下实验：R型细菌＋抗青霉素的S型细菌的DNA＋青霉素，若出现抗青霉素的S型细菌，则证明DNA有遗传作用。B组一、选择题1．(2025·湖北省襄阳五中高三一模考试)为了研究遗传物质究竟是什么，生物学家做了一系列的实验，下列相关叙述正确的是()A．格里菲思肺炎链球菌转化实验证明DNA是遗传物质B．艾弗里利用加法原理证明DNA是使R型菌转化为S型菌的物质C．赫尔希、蔡斯噬菌体侵染细菌实验利用自身对照证明DNA是T2噬菌体的遗传物质D．经过大量研究证明，DNA是主要的遗传物质答案：D解析：格里菲思肺炎链球菌转化实验只是证明了S型细菌中存在某种“转化因子”，能使R型细菌转化为S型细菌，但并没有证明DNA是遗传物质，A错误；艾弗里利用减法原理，逐步去除S型细菌的各种成分，通过对照实验证明DNA是使R型菌转化为S型菌的物质，不是加法原理，B错误；赫尔希、蔡斯噬菌体侵染细菌实验利用的是相互对照(分别用35S和32P标记噬菌体的蛋白质和DNA进行对比实验)，不是自身对照，C错误；经过众多科学家对不同生物的大量研究，发现大多数生物的遗传物质是DNA，只有少数病毒的遗传物质是RNA，所以得出DNA是主要的遗传物质这一结论，D正确。2．(2025·江苏省扬州市高三上学期11月期中)下列关于遗传物质本质的探索实验，叙述正确的是()A．格里菲思运用“减法原理”进行细菌转化实验，推测S型菌含有转化因子B．艾弗里的体外转化实验证明DNA是S型菌致死的有毒物质C．用35S标记噬菌体的侵染实验，沉淀物放射性较高可能是搅拌不充分所致D．烟草花叶病毒侵染烟草实验与噬菌体侵染细菌实验的思路完全不同答案：C解析：格里菲思将活的R型菌同加热杀死的S型菌混合后能分离出活的S型菌，说明存在“转化因子”，但“转化因子”并未确定是什么，艾弗里运用“减法原理”进行细菌转化实验，推测S型菌中转化因子是DNA，A错误；艾弗里的体外转化实验证明的是DNA是遗传物质，另外S型菌致死的有毒物质是多糖，不是DNA，B错误；噬菌体侵染细菌实验中，35S标记的是噬菌体的蛋白质外壳，当搅拌不充分时会使得噬菌体的蛋白质外壳与细菌的分离不彻底，使得沉淀物中存在少量的放射性，C正确；烟草花叶病毒侵染烟草实验与噬菌体侵染细菌实验的思路完全相似，都是设法将核酸和蛋白质分开，单独观察它们的作用，D错误。3．(2025·天津市滨海新区大港第八中学高三上学期12月期中)下列有关实验及实验结论的叙述中，错误的是()选项实验材料实验过程实验结果与结论一R型和S型肺炎链球菌将R型活细菌与S型细菌的DNA和DNA水解酶混合培养只生长R型细菌，说明DNA被水解后失去了遗传效应二噬菌体和大肠杆菌用35S标记的噬菌体去侵染普通的大肠杆菌，短时间保温离心后获得的上清液中放射性很高，说明DNA是遗传物质三烟草花叶病毒和烟草用从烟草花叶病毒中分离出的RNA侵染烟草烟草出现病斑，说明烟草花叶病毒的RNA可能是遗传物质四大肠杆菌将已用15N标记DNA的大肠杆菌培养在普通(14N)培养基中经三次分裂后，含15N的DNA占DNA总数的1/4，说明DNA分子的复制方式是半保留复制A．一 B．二C．三 D．四答案：B解析：由于DNA水解酶能将S型菌的DNA水解，使其携带的遗传信息失去，所以将R型活菌与S型菌的DNA和DNA水解酶混合培养，实验结果只有R型菌落，说明DNA被水解后，就失去遗传效应，A正确；35S标记的噬菌体标记的是噬菌体的蛋白质，并且短时间保温可能导致噬菌体的DNA并没有导入细菌，离心获得的上清液中的放射性很高，说明标记的噬菌体的蛋白质存在于上清液中，因此不能证明DNA就是遗传物质，B错误；用从烟草花叶病毒分离出的RNA侵染烟草，实验结果是烟草出现病斑，说明烟草花叶病毒的RNA可能是遗传物质，C正确；将已用15N标记DNA的大肠杆菌培养在含14N的培养基中，经三次分裂后，DNA共复制了3次，共得到8个DNA分子，若含15N的DNA占DNA总数的1/4，可证明DNA分子的复制是半保留复制；若为全保留复制，三次复制生成8个DNA分子，只有一个含有15N，含15N的DNA占DNA总数的1/8，D正确。4．(2025·青海省名校联盟高三上学期期中联考)科学家在研究遗传物质时有一种思路是将核酸与蛋白质分开，分别研究其发挥的作用。下列实验思路或操作目的叙述错误的是()A．用酶解法分别去除不同物质，观察剩余物质是否具有遗传效应B．用32P和35S分别标记T2噬菌体的DNA和蛋白质，观察各自的遗传效应C．分离烟草花叶病毒中的RNA和蛋白质，再分别接种到烟草上D．用搅拌和离心的方法使T2噬菌体的DNA和蛋白质分开，观察放射性出现的位置答案：D解析：艾弗里的实验中用酶解法分别去除不同物质，观察剩余物质是否具有遗传效应，A正确；用32P和35S分别标记不同的噬菌体的DNA和蛋白质，再分别去侵染细菌，观察各自的遗传效应，B正确；从烟草花叶病毒中分别提取RNA和蛋白质，再分别去感染烟草，体现了将蛋白质和RNA分离的思想，证明了RNA是烟草花叶病毒的遗传物质，C正确；搅拌是为了让细菌和其表面的噬菌体蛋白质外壳分离，离心是为了让细菌沉到底部，而蛋白质外壳分布到上清液中，然后分别检测上清液和沉淀物的放射性，搅拌和离心的目的不是使T2噬菌体的DNA和蛋白质分开，D错误。5．(2025·内蒙古赤峰市名校高三上学期期中联考)M13噬菌体是一种丝状噬菌体，其遗传物质为环状单链DNA分子。M13噬菌体侵染含F质粒的大肠杆菌后，宿主细胞通常不会裂解，而是从宿主细胞中分泌出噬菌体颗粒，且宿主细胞仍能继续生长和分裂。下列叙述正确的是()A．宿主细胞在翻译时可能会用到噬菌体的核糖体B．以该噬菌体DNA为模板直接合成的DNA可参与子代噬菌体的组装C．M13噬菌体的环状单链DNA分子，含DNA复制和自身增殖所需的遗传信息D．M13噬菌体和T2噬菌体侵染大肠杆菌后，宿主细胞均不会裂解答案：C解析：噬菌体没有细胞结构，不存在核糖体，宿主细胞在翻译时不会用到噬菌体的核糖体，A错误；以噬菌体DNA为模板先合成互补链，形成双链DNA后再进行复制，产生的DNA才能参与子代噬菌体的组装，B错误；M13噬菌体的环状单链DNA分子中含有DNA复制和自身增殖所需的遗传信息，C正确；T2噬菌体侵染大肠杆菌后，当T2噬菌体的子代数量足够多时宿主细胞会裂解，D错误。6．(2026·山西省吕梁市高三上学期1月期末)2024年10月，刚果西南部出现了变种的猴痘病毒。为探究此病毒遗传物质的类型做了相关实验，下列分析正确的是()A．用含放射性同位素标记的T和U的培养液分别培养该病毒来判断其遗传物质B．若该病毒为RNA复制类病毒，ATP水解产物可作为合成其遗传物质的原料C．酶解法实验中分别加入DNA酶和RNA酶，体现自变量控制中的加法原理D．若酶解法实验中加入DNA酶的实验组检测到该病毒，说明其是DNA病毒答案：B解析：病毒无细胞结构，不能直接在培养液中培养，A错误；若该病毒为RNA复制类病毒，RNA的基本单位是4种核糖核苷酸，ATP水解产物腺嘌呤核糖核苷酸可作为合成其遗传物质的原料，B正确；酶解法实验中分别加入DNA酶和RNA酶处理病毒提取物，这是为了分别去除DNA和RNA，这种设计体现了自变量控制中的“减法原理”，C错误；DNA酶去除DNA，病毒没有了遗传物质不能进行增殖，若酶解法实验中加入DNA酶的实验组检测到该病毒，说明其是RNA病毒，D错误。7．(2025·吉林省吉林市实验中学高三一模)噬菌体侵染细菌实验中，需用T2噬菌体与大肠杆菌混合，使其侵染大肠杆菌，通过追踪物质的去向，进一步明确其遗传物质。下列相关叙述正确的是()A．用35S标记的噬菌体侵染细菌，若保温时间过长，会影响上清液放射性的强度B．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C．该实验证明了T2噬菌体的主要遗传物质是DNAD．该实验不可采用3H对噬菌体进行标记答案：D解析：35S标记的是噬菌体的蛋白质外壳，而蛋白质外壳在侵染细菌时并没有进入细菌体内，而是留在细菌外部，因此，无论保温时间长短，蛋白质外壳都会分布在离心后的上清液中，其放射性强度保持不变，A错误；噬菌体必须寄生于活细胞才能繁殖，因此分别用含32P、35S的培养基培养噬菌体不能获得被标记的噬菌体，B错误；该实验证明了T2噬菌体的遗传物质是DNA，C错误；DNA和蛋白质都含有H元素，故噬菌体侵染细菌实验中不能用3H对噬菌体进行标记，D正确。二、非选择题8．(2025·漯河一高调研)如图为T2噬菌体侵染细菌实验的部分步骤和结果，请据图回答下列问题：(1)T2噬菌体的化学成分是________，用放射性32P标记的是T2噬菌体的________。(2)要获得32P标记的T2噬菌体，必须用含32P的大肠杆菌培养，而不能用含32P的培养基直接培养，原因是____________________________________。(3)实验过程中搅拌的目的是_____________________________，离心后放射性较高的是________(填“上清液”或“沉淀物”)。(4)接种噬菌体后培养时间过长，发现上清液中放射性增强，最可能的原因是_________________________________________________________________。(5)赫尔希和蔡斯还设计了一组实验，请简述对照实验设计：_______________________________________________________________________。预期的实验结果是_____________________________________________。答案：(1)蛋白质和DNADNA(2)噬菌体是细菌病毒，不能独立生活，必须寄生在活细胞中(其他答案合理亦可)(3)使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离沉淀物(4)培养时间过长，增殖形成的子代噬菌体从细菌体内释放出来(5)用35S标记的T2噬菌体重复上述实验上清液放射性较高，沉淀物放射性很低解析：(1)T2噬菌体由蛋白质外壳和DNA组成，其中有磷元素的是DNA。(3)实验过程中，通过搅拌可以使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离。由于32P存在于噬菌体DNA中，噬菌体侵染细菌时DNA进入细菌体内，所以沉淀物中放射性较高。(5)赫尔希和蔡斯还设计用35S标记的T2噬菌体重复上述实验，由于35S标记的蛋白质没有进入细菌，所以上清液放射性很高，沉淀物放射性很低。第六单元遗传的分子基础第1讲DNA是主要的遗传物质考情研读·备考定位课标要求核心素养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。1．认识DNA分子作为遗传物质所应具备的特征。(生命观念)2．掌握肺炎链球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验的原理和过程。(科学思维、科学探究)3．通过放射性同位素标记法在实验中的应用，培养实验设计与对实验结果分析的能力。(科学探究)考点一肺炎链球菌转化实验知|识|巩|固1．肺炎链球菌类型的比较特点类型菌落荚膜致病性S型光滑有有R型粗糙无无2．格里菲思的肺炎链球菌体内转化实验(1)实验①、②对比说明R型细菌无致病性，S型细菌有致病性。(2)实验②、③对比说明被加热致死的S型细菌无致病性。(3)实验②、③、④对比说明R型细菌转化成了S型细菌。(4)结论：已经加热致死的S型细菌中，含有使R型细菌转化为S型细菌的“转化因子”。3．艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验(1)实验过程(2)结论：DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。思|维|辨|析易错整合，判断正误。(1)注射加热致死的S型肺炎链球菌，小鼠不死亡，可推测S型肺炎链球菌的DNA被破坏。()(2)格里菲思实验证明DNA可以改变生物体的遗传性状。()(3)肺炎链球菌转化实验证实了细胞内的DNA和RNA都是遗传物质。()(4)艾弗里实验证明从S型肺炎链球菌中提取的DNA可以使小鼠死亡。()(5)格里菲思实验中肺炎链球菌R型转化为S型是基因突变的结果。()答案：(1)×(2)×(3)×(4)×(5)×延|伸|探|究1．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，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。2．艾弗里的体外转化实验中导致R型细菌转化为S型细菌时遗传物质、原料、能量分别由哪方提供？其转化的实质是什么？提示：实现转化时遗传物质来自S型细菌，原料和能量均来自R型细菌，转化实质为基因重组。3．艾弗里的体外转化实验中，设置“S型细菌的DNA中加DNA酶”实验组的作用是什么？提示：起对照作用，用DNA酶分解从S型活细菌中提取的DNA，不能使R型细菌转化，可见DNA被分解后的产物不能使R型细菌转化，DNA才是使R型细菌转化的物质。精|准|命|题考向肺炎链球菌转化实验的原理及过程分析》例1(2025·衡阳八中模拟)某科研小组在格里菲思实验的基础上增加了相关实验，实验过程如图所示(实验②和⑤分别为两种菌混合后注射到小鼠体内)。下列有关叙述正确的是()A．活菌甲在培养基上形成的菌落表面光滑B．通过实验②，鼠2的血液中只能分离出活菌乙C．加热致死的菌乙中的某种物质能使活菌甲转化成活菌乙D．鼠5死亡的原因是死菌甲中的某种物质能使活菌乙转化成活菌甲答案：C解析：活菌甲、乙分别对应R型细菌和S型细菌，所以活菌甲在培养基上形成的菌落表面粗糙，A错误；实验②是将活菌甲和加热致死的菌乙混合后注射到鼠2体内，加热致死的菌乙中的某种物质能使部分活菌甲转化成活菌乙，因此鼠2的血液中能分离出活菌甲和乙，B错误，C正确；鼠5死亡的原因是活菌乙具有致病性，D错误。》例2S型肺炎链球菌的某种“转化因子”可使R型细菌转化为S型细菌。研究“转化因子”化学本质的部分实验流程如图所示，下列叙述正确的是()A．步骤①中，酶处理时间不宜过长，以免底物完全水解B．步骤②中，甲或乙的加入量不影响实验结果C．步骤④中，固体培养基比液体培养基更有利于细菌转化D．步骤⑤中，通过涂布分离后观察菌落或鉴定细胞形态得到实验结果答案：D解析：步骤①中，酶处理时间要足够长，以使底物完全水解，A错误；步骤②中，甲或乙的加入量属于无关变量，应相同且适宜，否则会影响实验结果，B错误；步骤④中，液体培养基有利于细菌与营养物质充分接触，比固体培养基更有利于细菌转化，C错误。考点二噬菌体侵染细菌的实验知|识|巩|固1．T2噬菌体结构2．实验过程及结果3．实验结论：DNA是遗传物质。4．实验结果分析组别现象分析原因35S标记T2噬菌体→细菌上清液放射性很高蛋白质外壳没有进入大肠杆菌，离心后存在于上清液中沉淀物放射性很低搅拌不充分，有少量含35S的T2噬菌体蛋白质外壳吸附在细菌表面，随细菌离心到沉淀物中32P标记T2噬菌体→细菌沉淀物放射性很高DNA进入大肠杆菌，离心后存在于沉淀物中上清液放射性很低(1)保温时间过短，有一部分T2噬菌体还没有侵染到大肠杆菌细胞内；(2)保温时间过长，T2噬菌体在大肠杆菌内增殖后释放出子代T2噬菌体5．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。6．生物体内核酸种类、遗传物质类型及实例生物类型核酸种类遗传物质实例有细胞结构的生物真核生物DNA和RNADNA酵母菌、小麦、人原核生物乳酸菌、蓝细菌无细胞结构的生物DNA病毒DNADNAT2噬菌体RNA病毒RNARNA烟草花叶病毒教材隐含知识(必修2P47练习与应用)肺炎链球菌的转化实验和噬菌体侵染细菌的实验表明，作为遗传物质至少要具备哪几个条件？能够准确地自我复制；能够指导蛋白质合成，从而控制生物体的性状和新陈代谢；具有储存遗传信息的能力；结构比较稳定等。思|维|辨|析易错整合，判断正误。(1)赫尔希和蔡斯用对比实验证明DNA是遗传物质。()(2)需用同时含有32P和35S的噬菌体侵染大肠杆菌。()(3)噬菌体在自身RNA聚合酶作用下转录出RNA。()(4)赫尔希和蔡斯的T2噬菌体侵染大肠杆菌实验中可用15N代替32P标记DNA。()(5)T2噬菌体可感染肺炎链球菌导致其裂解。()(6)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：(1)√(2)×(3)×(4)×(5)×(6)×延|伸|探|究1．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是什么？提示：①个体很小，结构简单，容易看出因遗传物质改变导致的结构和功能的变化。细菌是单细胞生物，病毒无细胞结构，只有核酸和蛋白质外壳。②繁殖快。细菌20～30min就可繁殖一代，病毒短时间内便可大量繁殖。2．在证明烟草花叶病毒的遗传物质是RNA的实验中，能否利用噬菌体侵染细菌的实验操作过程？请说明理由。提示：不能。因为烟草花叶病毒侵染烟草细胞时，RNA和蛋白质没有分开，是完整的病毒侵入宿主细胞。因此，本实验只能通过人工分离提纯技术分离RNA和蛋白质，然后再单独导入宿主细胞，单独观察它们的作用。重|难|精|讲对比分析体外转化实验和噬菌体侵染细菌实验实验体外转化实验噬菌体侵染细菌实验处理方法酶解法：将某种物质用酶解法去除，直接地、单独地观察该物质在实验中所起的作用同位素标记法：分别用同位素35S、32P标记蛋白质和DNA结论①证明DNA是遗传物质，而蛋白质不是遗传物质②说明了遗传物质能发生可遗传的变异①证明DNA是遗传物质，但不能直接证明蛋白质不是遗传物质②说明DNA能控制蛋白质的合成③说明DNA能自我复制精|准|命|题考向一噬菌体侵染细菌实验(科学探究)》例1(2022·海南卷)某团队从下表①～④实验组中选择两组，模拟T2噬菌体侵染大肠杆菌实验，验证DNA是遗传物质。结果显示：第一组实验检测到放射性物质主要分布在沉淀物中，第二组实验检测到放射性物质主要分布在上清液中。该团队选择的第一、二组实验分别是()材料及标记实验组T2噬菌体大肠杆菌①未标记15N标记②32P标记35S标记③3H标记未标记④35S标记未标记A．①和④ B．②和③C．②和④ D．④和③答案：C解析：噬菌体侵染大肠杆菌时，只有DNA进入大肠杆菌，蛋白质外壳没有进入，为了区分DNA和蛋白质，可用32P标记噬菌体的DNA，用35S标记噬菌体的蛋白质外壳，根据第一组实验检测到放射性物质主要分布在沉淀物中，说明亲代噬菌体的DNA被32P标记，根据第二组实验检测到放射性物质主要分布在上清液中，说明第二组噬菌体的蛋白质被35S标记，C正确，A、B、D错误。噬菌体侵染细菌实验的误差分析(1)用32P标记的噬菌体侵染未标记的大肠杆菌(2)用35S标记的噬菌体侵染未标记的大肠杆菌》例2(2025·广东广州预测)PhaB法是一种间接检测标本中结核分枝杆菌(MTB)的方法，其基本原理如图所示。噬菌体能感染和裂解活的结核分枝杆菌，将DNA注入MTB菌体内，进入宿主菌体内的噬菌体可免受杀病毒剂的灭活，在MTB菌体内进行增殖，最后裂解MTB释放出的子代噬菌体又可感染一种作为指示细胞的快生长分枝杆菌，在24h内形成清晰的噬菌斑。下列说法错误的是()A．PhaB法检测MTB能仅检测样本中的活菌数B．噬菌斑的数量越多，样本中的活菌数也就越多C．结核分枝杆菌能为噬菌体的增殖提供能量和原料D．若杀病毒剂的量不足，则会导致检测结果偏小答案：D解析：由于噬菌体只会侵染活菌，因此该实验检测的是样品中活菌数，A正确；该实验中噬菌斑越多，说明侵染的噬菌体越多，即被噬菌体侵染的活菌数越多，B正确；噬菌体在结核分枝杆菌体内寄生，因而结核分枝杆菌能为噬菌体的增殖提供能量和原料，C正确；若杀病毒剂的量不足，则会导致未侵染活菌的噬菌体侵染作为指示细胞的快生长分枝杆菌，从而使噬菌斑数量增多，导致结果偏大，D错误。考向二烟草花叶病毒感染实验(综合运用)》例3(2026·重庆一中模拟)已知烟草花叶病毒(TMV)和车前草病毒(HRV)都能侵染烟草叶片，且两者都由蛋白质和RNA组成，如图是探索HRV的遗传物质是蛋白质还是RNA的操作流程图。据图分析下列说法错误的是()A．本实验运用了对照原则，无空白对照组B．实验过程中重组病毒的后代是HRVC．该实验可说明RNA是HRV的遗传物质D．若运用放射性同位素标记法，不能选择15N标记答案：A解析：a组和b组分别由TMV和HRV直接侵染烟草叶片，属于空白对照组，A错误；由e组实验可知，将TMV的蛋白质外壳和HRV的RNA进行重组，获得重组病毒，其后代是HRV，可说明RNA是HRV的遗传物质，B、C正确；病毒的蛋白质外壳和RNA均含有N，故无法用15N将蛋白质外壳和RNA区分开，且15N没有放射性，因此，若运用放射性同位素标记法，不能选择15N标记，D正确。》例4(2026·济宁模拟)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答案：C解析：病毒专营活细胞寄生，不能用培养基培养，A错误；DNA与二苯胺试剂沸水浴加热后，溶液才会变成蓝色，而TMV的遗传物质为RNA，B错误；该病毒在增殖时，催化其RNA合成的酶由病毒的基因控制合成，D错误。生物类型病毒原核生物真核生物体内核酸种类DNA或RNADNA和RNADNA和RNA体内碱基种类4种5种5种体内核苷酸种类4种8种8种遗传物质DNA或RNADNADNA实例噬菌体、烟草花叶病毒乳酸菌、蓝细菌玉米、小麦、人|情境储备战高考|【情境储备】S型细菌的多糖类荚膜是否直接致病？S型细菌有SⅠ、SⅡ、SⅢ等不同类型，其区别主要是荚膜多糖抗原的不同。S型细菌的多糖类荚膜能够使S型细菌抵抗吞噬细胞的吞噬和体液中杀菌物质的作用，从而在小鼠体内存活并迅速繁殖而导致小鼠患病死亡。R型细菌没有多糖类荚膜，易被吞噬细胞和体液中杀菌物质清除。【高考预测】(1)荚膜是某些细菌的__________外面包围的一层胶状物质，可防止细菌变干，吸附阳离子，防止噬菌体的侵袭、__________________等。荚膜能够抵抗吞噬细胞吞噬和体液中杀菌物质的作用，使细菌在小鼠体内存活并繁殖。S型细菌的致病性是由于多糖类荚膜的保护作用使S型细菌在宿主体内大量繁殖。(2)S型细菌的致病性并非直接由多糖类荚膜引起，而是由于________________________________________________________________________________。(3)研究人员用加热杀死的SⅢ型细菌与R型细菌混合后注射到正常小鼠体内，小鼠死亡。小鼠死亡的原因可能是R型细菌突变成S型细菌，也可能是杀死的SⅢ型细菌使R型细菌转化为S型细菌。研究人员通过检测死亡小鼠体内S型细菌的类型，探究小鼠死亡是由上述哪种原因所致，请预期结果和结论：_________________________________________________________________。答案：(1)细胞壁吞噬细胞的吞噬和消化(2)多糖类荚膜的保护作用使S型细菌在体内大量繁殖(3)若S型细菌只检测到SⅢ型一种，则小鼠死因可能是杀死的SⅢ型细菌使R型细菌转化为S型细菌，也可能是R型细菌突变成S型细菌；若检测到其他类型的S型细菌，则小鼠死因是R型细菌突变为S型细菌解析：(1)荚膜是某些细菌的细胞壁外面包围的一层胶状物质，可防止细菌变干，吸附阳离子，防止噬菌体的侵袭、吞噬细胞的吞噬和消化等。(2)R型细菌没有多糖类荚膜，易被吞噬细胞和体液中杀菌物质清除；而S型细菌有荚膜，能够抵抗吞噬细胞的吞噬和体液中杀菌物质的作用，从而在小鼠体内存活并迅速繁殖而导致小鼠患病死亡，所以S型细菌的致病性是由于多糖类荚膜的保护作用使S型细菌在体内大量繁殖。(3)因为基因突变具有不定向性，若S型细菌是R型细菌基因突变产生的，则R型细菌可以转化成多种S型细菌，所以若检测到其他类型的S型细菌，则小鼠死因是R型细菌突变为S型细菌；若只检测到SⅢ型细菌，则小鼠死因可能是杀死的SⅢ型细菌使R型细菌转化为S型细菌，也可能是R型细菌突变成S型细菌。真|题|再|现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DNAC．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种脱氧核苷酸答案：D解析：S型肺炎链球菌是原核生物，其遗传物质主要分布于拟核。因此，S型肺炎链球菌的遗传物质主要通过拟核传递给子代，A错误；水稻、小麦和玉米三大粮食作物都是植物，都属于真核生物，真核生物的遗传物质是DNA，B错误；基因指导蛋白质的合成过程是遗传信息的表达过程，伞藻通过复制传递遗传信息，而不是表达遗传信息，C错误；烟草叶肉细胞的遗传物质是DNA，其单体是脱氧核苷酸，DNA水解后可产生4种脱氧核苷酸，D正确。2．(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，基因定向突变的几率变大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、氨基酸和能量等答案：B解析：噬菌体是一种特异性侵染细菌的病毒，营寄生生活，其繁时所消耗的核苷酸、氨基酸和能量等来源于宿主菌，A、D正确；基因突变是不定向的，B错误。3．(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型菌株的DNA分子在小鼠体内可使R型活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答案：D解析：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，S型菌株的DNA分子可使R型活菌的相对性状从无致病性转化为有致病性，A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不存在时，R型菌的转化情况，最终证明了DNA是遗传物质，例如“S型菌DNA＋DNA酶”组除去了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。提能训练练案[21]A组一、选择题1．在格里菲思所做的肺炎链球菌转化实验中，无毒性的R型活细菌与被加热致死的S型细菌混合后注射到小鼠体内，从小鼠体内分离出了有毒性的S型活细菌。某同学根据上述实验，结合现有生物学知识所做的下列推测中，不合理的是()A．与R型细菌相比，S型细菌的毒性可能与荚膜多糖有关B．S型细菌的DNA能够进入R型细菌细胞指导蛋白质的合成C．加热杀死S型细菌使其蛋白质功能丧失而DNA功能可能不受影响D．将S型细菌的DNA经DNA酶处理后与R型细菌混合，可以得到S型细菌答案：D解析：将S型细菌的DNA经DNA酶处理后，DNA被水解为小分子物质，故与R型细菌混合，不能得到S型细菌，D符合题意。2．(2025·山东实验中学检测)科研工作者做噬菌体侵染细菌的实验时，分别用同位素32P、35S、18O和14C对噬菌体以及大肠杆菌成分做了如表标记。下列说法不正确的是()项目第一组第二组第三组噬菌体成分用35S标记未标记用14C标记大肠杆菌成分用32P标记用18O标记未标记A．第二组实验中，子代噬菌体蛋白质外壳中存在的氧元素是18OB．第三组实验中，子代噬菌体的DNA中不一定含有14CC．第一组实验中，若噬菌体DNA在细菌体内复制三次，释放出的子代噬菌体中含有32P的噬菌体和35S的噬菌体分别占子代噬菌体总数的100%、0D．第三组实验经过一段时间培养后离心，检测到放射性主要出现在沉淀物中答案：D解析：大肠杆菌成分用18O标记，子代噬菌体的蛋白质外壳的原料完全来自大肠杆菌，故子代噬菌体蛋白质外壳中存在的氧元素是18O，A正确；14C能标记噬菌体的蛋白质外壳和DNA，由于DNA进行半保留复制，子代部分噬菌体含有亲代DNA的一条链，所以子代噬菌体的DNA中不一定含有14C，B正确；35S标记的是噬菌体的蛋白质外壳，不会进入大肠杆菌体内，故子代噬菌体中不含35S，C正确；14C既能标记噬菌体的DNA，也能标记噬菌体的蛋白质外壳，所以经过一段时间培养后离心，检测到上清液和沉淀物中都有放射性，D错误。3．(2025·卓恒教育高三11月联考)“DNA是主要的遗传物质”是由多位科学家经过长期研究得出的结论。下列关于DNA的叙述，正确的是()A．格里菲思的肺炎链球菌体内转化实验证明了“转化因子”是DNAB．噬菌体侵染细菌的实验中，也可用14C和15N分别对蛋白质和DNA进行标记C．真核生物的DNA分子能快速复制的原因可能是其能多起点分段复制且进行双向复制D．不同种生物的DNA分子杂交形成的杂合双链区越多，说明两种生物的亲缘关系越远答案：C解析：格里菲思的肺炎链球菌体内转化实验证明了“转化因子”的存在，但未证明DNA是转化因子，A错误；蛋白质和DNA都含有C和N元素，噬菌体侵染细菌的实验中，用14C和15N对蛋白质和DNA进行标记，无法将蛋白质和DNA区分出来，B错误；真核生物中DNA分子能快速复制的原因有DNA分子能多起点分段复制并且进行双向复制，C正确；DNA分子杂交技术可以用来比较不同种生物DNA分子的差异，不同种生物的DNA分子杂交形成杂合双链区的部位越多，说明两种生物的亲缘关系越近，D错误。4．(2025·广西部分学校高三下学期4月期中联考)人类探索遗传物质的历史进程中，对于蛋白质和DNA到底哪一种才是遗传物质的争论持续了很长时间。下列有关证明DNA是遗传物质的经典实验的叙述，正确的是()A．格里菲思认为“转化因子”可直接感染小鼠并使其患败血症而死亡B．艾弗里利用“加法原理”进行肺炎链球菌的转化实验来探究遗传物质C．用35S和32P同时标记T2噬菌体能证明DNA是T2噬菌体的遗传物质D．赫尔希和蔡斯采用对比实验法，设计相互印证的实验组更有说服力答案：D解析：格里菲思的肺炎链球菌体内转化实验中，将加热杀死的S型细菌和R型活细菌混合后注射到小鼠体内，小鼠患败血症死亡，且从死亡小鼠体内分离出了S型活细菌。格里菲思认为加热杀死的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，而不是“转化因子”可直接感染小鼠并使其患败血症而死亡，A错误；艾弗里利用“减法原理”进行肺炎链球菌的转化实验。他将S型细菌的各种成分分离提纯后，分别与R型细菌混合培养，然后通过逐步去除不同的成分，来确定哪种成分能使R型细菌转化为S型细菌，从而探究遗传物质，B错误；用35S和32P同时标记T2噬菌体时，由于搅拌不充分等原因，无法准确判断是蛋白质还是DNA进入细菌细胞，也就不能证明DNA是T2噬菌体的遗传物质。赫尔希和蔡斯分别用35S标记噬菌体的蛋白质外壳，用32P标记噬菌体的DNA，然后分别侵染未被标记的大肠杆菌，通过对比实验才证明了DNA是T2噬菌体的遗传物质，C错误；赫尔希和蔡斯采用对比实验法，分别用35S标记的噬菌体和32P标记的噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌，设置了相互印证的实验组。通过对比两组实验的结果，一组放射性主要出现在上清液中(35S标记组)，说明蛋白质外壳没有进入细菌；另一组放射性主要出现在沉淀物中(32P标记组)，说明DNA进入了细菌，从而更有说服力地证明了DNA是遗传物质，D正确。5．(2025·江苏省苏北四市高三一模)关于探索遗传物质本质的系列实验，下列相关叙述正确的是()组别实验名称实验过程、结果或结论①肺炎链球菌体内转化实验加热致死的S型菌DNA在小鼠体内使R型活菌从无致病性转化为有致病性②肺炎链球菌体外转化实验利用加法原理，R型菌培养基加入S型菌DNA和DNA酶证明DNA是转化因子③噬菌体侵染实验噬菌体DNA进入宿主细胞后，利用自身原料和酶完成自我复制④烟草花叶病毒实验以病毒的RNA和蛋白质互为对照进行侵染，发现RNA使烟草出现花叶病斑A．① B．②C．③ D．④答案：D解析：肺炎链球菌体内转化实验证明加热致死的S型菌存在转化因子，能使R型细菌转化为S型细菌，并没有证明这种转化因子是DNA，A错误；肺炎链球菌体外转化实验利用减法原理证明DNA是转化因子，B错误；噬菌体侵染实验中，噬菌体DNA进入宿主细胞后，利用大肠杆菌的原料和酶完成自我复制，C错误；在进行烟草花叶病毒感染实验中，将病毒颗粒的RNA和蛋白质分离开来分别侵染，两者之间互为对照，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。6．(2026·河北省邢台市高三上学期期末考试)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、18O和14C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。下列分析正确的是()组别第一组第二组第三组噬菌体成分用35S标记未标记用14C标记大肠杆菌成分用32P标记用18O标记未标记A．第一组沉淀物中有较高的放射性，上清液中放射性较低B．即使保温时间过长，第二组的上清液中也检测不到放射性C．第三组上清液不具有放射性，沉淀物中放射性较高D．第三组子代噬菌体大多数都具有放射性答案：B解析：第一组T2噬菌体用35S标记外壳，离心后外壳在上清液，故上清液有较强放射性；也用了32P标记大肠杆菌，故沉淀放射性也高，A错误；第二组用18O标记大肠杆菌，18O没有放射性，B正确；第三组用14C标记T2噬菌体，则其外壳和DNA都被标记，故其上清液和沉淀都具有较高的放射性，C错误；第三组用14C标记T2噬菌体，则T2噬菌体的DNA会被标记，但大肠杆菌未标记，故第三组少数含有亲本链的子代噬菌体具有放射性，D错误。7．(2026·九师联盟高三检测)经过许多科学家的不断探究，最终证明了DNA是遗传物质。下列叙述正确的是()A．T2噬菌体侵染细菌实验中保温时间长短不会影响35S在上清液中的分布B．S型死细菌和R型活细菌混合注入小鼠的结果证明死亡小鼠体内有转化因子C．艾弗里向加热杀死的S型细菌的细胞提取物中加入蛋白酶等进行研究利用了“加法原理”D．用烟草花叶病毒的RNA感染烟草，烟草出现相应症状表明其遗传物质是RNA答案：A解析：T2噬菌体侵染细菌实验保温时间长短影响32P在上清液中的分布，不影响35S在上清液中的放射性分布，A正确；S型死细菌和R型活细菌混合注入小鼠的结果证明S型死细菌体内有转化因子，B错误；艾弗里向S型死细菌的细胞提取物中加入蛋白酶等酶的研究利用了“减法原理”，C错误；用烟草花叶病毒的RNA感染烟草，烟草出现症状不足以表明其遗传物质是RNA，还需设置蛋白质(外壳)感染烟草的对照组，D错误。二、非选择题8．(2025·武汉三中检测)关于DNA是遗传物质的推测，科学家们找到了很多直接或者间接的证据，并解决了很多技术难题，提出了科学的模型。请回答下列问题：(1)格里菲思的肺炎链球菌转化实验中，将R型活细菌与加热致死的S型细菌混合后注射到小鼠体内，从死亡的小鼠体内可以分离得到的细菌为________(填“R型”“S型”或“R型和S型”)。(2)艾弗里完成离体转化实验后，有学者认为“DNA可能只是在细胞表面起化学作用形成荚膜，而不是起遗传作用”。利用S型肺炎链球菌中存在的能抗青霉素的突变型(这种对青霉素的抗性不是荚膜产生的)，有人设计了以下实验推翻该假说：R型细菌＋抗青霉素的S型细菌的