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知识清单14 DNA 是主要的遗传物质
内容概览
知识导图：感知全局，了解知识要点
考点清单：3 大考点总结，梳理必背知识、归纳重点
易混易错：4 个错混点梳理，高效查漏补缺
真题赏析：感知真题、知识链接、知己知彼
考点1 肺炎链球菌的转化实验
1．实验材料——肺炎链球菌
比较项目
菌落特点
菌体特征
致病性
R 型细菌
表面光滑
有多糖类的荚膜
无致病性，不会使人或小鼠患
病
S 型细菌
表面粗糙
无多糖类的荚膜
有致病性，可使人和小鼠患肺
1
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炎，小鼠并发败血症死亡
(1)荚膜是某些细菌的细胞壁外面包围的一层胶状物质。无荚膜的肺炎链球
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。
(2)有荚膜的细菌在固体培养基上形成表面湿润、有光泽、黏液状的光滑型
(Smooth)群体，即S 型菌落。不产生荚膜的细菌形成表面干燥的粗糙型(Rough)
群体，即R 型菌落。
2．肺炎链球菌体内转化实验过程：1928 年，格里菲思用R 型和S 型肺炎链球
菌、小鼠完成实验。实验结论：加热杀死的S 型细菌中含有转化因子，使R 型
活细菌转化为S 型活细菌。
3．艾弗里的肺炎链球菌的体外转化实验：20 世纪40 年代，艾弗里及其同事将
加热致死的S 型细菌破碎后，设法去除绝大部分糖类、蛋白质和脂质，制成细
胞提取物。将细胞提取物加入有R 型活细菌的培养基中，结果出现了S 型活细
菌。然后分别用蛋白酶、RNA 酶、酯酶或DNA 酶处理后，观察细胞提取物是
否仍然具有转化活性。
实验结论：DNA 才是使R 型细菌产生稳定遗传变化的物质；
4．S 型细菌和R 型细菌转化的实质
(1)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，但缓慢冷却时，其结构可恢复。
(2)转化的实质是S 型细菌的DNA 片段整合到了R 型细菌的DNA 中，即实
现了基因重组。
(3)一般情况下，转化率很低，形成的S 型细菌很少，转化后形成的S 型细
菌可以遗传下去，快速繁殖形成大量的S 型细菌，说明S 型细菌的DNA 是遗传
物质。
教材拾遗
加法原理和减法原
理：
①“加法原理”：与
常态比较，人为增加
某种影响因素的称为
“加法原理”。例
如，在“比较过氧化
氢在不同条件下的分
解”的实验中，与对
照组相比，实验组分
别作加温、滴加
FeCl3、滴加肝脏研磨
液的处理，就利用了
“加法原理。”
②“减法原理”：与
常态比较，人为去除
某种影响因素的称为
“减法原理”。例如
在艾弗里的肺炎链球
菌转化实验中，每个
实验组特异性地去除
了一种物质，从而鉴
定出DNA 是遗传物
质，就利用了“减法
原理”。
考点2 噬菌体侵染细菌的实验
1．实验材料：T2噬菌体和大肠杆菌
2
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(1)T2噬菌体的结构及生活方式
(2)T2噬菌体的复制式增殖
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．
3．1952 年，赫尔希和他的助手蔡斯以T2 噬菌体为实验材料，利用放射性同位
素标记技术完成了侵染细菌实验。实验过程及结论：
(1)标记细菌
(2)标记噬菌体
(3) ——\s\up1(→)——\s\up1(→)——\s\up1(→)
(4) ——\s\up1(→)——\s\up1(→)——\s\up1(→)
(5)实验结论：噬菌体侵染细菌过程中，其DNA 进入细菌，而蛋白质外壳仍
留在外面，因此，子代噬菌体的各种性状是通过亲代的DNA 遗传的。噬菌体
的遗传物质是DNA。
4．噬菌体侵染细菌实验中上清液和沉淀物放射性位置的误差分析
(1)32P 标记的噬菌体侵染大肠杆菌
(2)35S 标记的噬菌体侵染大肠杆菌
注意说明：
①保温的目的是便于
噬菌体侵入细菌体
内。
②搅拌的目的是使吸
附在细菌上的噬菌体
与细菌分离。
③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。
3
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5．判断子代T2噬菌体标记情况
1．RNA 是遗传物质的证据
(1)实验材料：烟草花叶病毒和烟草(烟草花叶病毒由RNA 和蛋白质组成)。
(2)实验过程与实验结果
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)；
注意事项：
DNA 是主要的遗传物
质这句话指的是对整
个生物界。就某一生
物个体而言，其遗传
物质是唯一的。
考点3 烟草花叶病毒感染实验和DNA 是主要的遗传物质
4
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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：真核生物与原核生物的遗传物质是DNA，病毒的
遗传物质是DNA 或RNA，生物界绝大多数生物的遗传物质是DNA，只有极少
数生物的遗传物质是RNA，因而
3．生物体内的核酸种类及遗传物质
生物类型
所含核酸
遗传物
质
举例
细胞
真核生物
DNA 和RNA
DNA
动物、植物、真菌
生物
原核生物
DNA
细菌
非细
胞生
物
DNA 病毒
仅有DNA
DNA
T2噬菌体、乙肝病毒
RNA 病毒
仅有RNA
RNA
烟草花叶病毒、HIV 病
毒
易错点1 肺炎链球菌转化实验的易错分析
(1)肺炎链球菌的转化实验除能证明的DNA 是遗传物质，而蛋白质不是遗传物质外，还能说明能发生
可遗传的变异。
(2)并非所有的R 型细菌都能被转化，只是少部分R 型细菌被转化成S 型细菌。
(3)体内转化实验不能简单地说成S 型细菌的DNA 可使小鼠致死，而是具有毒性的S 型细菌可使小鼠
致死。
易错点2 噬菌体侵染细菌实验的易错分析
(1)T2噬菌体的培养：不能用含35S 和32P 的培养基培养T2噬菌体。T2噬菌体是病毒，只能寄生在活细
胞内，不能利用培养基直接培养。
(2)T2噬菌体的标记：不能用35S 和32P 标记同一T2噬菌体。放射性检测时只能检测到放射性的存在部位，
5
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不能确定是何种元素的放射性。
(3)两次噬菌体侵染：该实验涉及两次噬菌体的侵染。标记噬菌体的过程是未标记的噬菌体侵染已标记
的大肠杆菌的过程；侵染细菌的实验过程是已标记的噬菌体侵染未标记的大肠杆菌的过程。
(4)T2噬菌体在大肠杆菌内的增殖的条件
①模板：进入细菌体内的噬菌体的DNA．
②合成噬菌体的DNA 的原料：大肠杆菌提供的四种脱氧核苷酸。
③合成噬菌体的蛋白质的原料：大肠杆菌提供的氨基酸。
④场所：大肠杆菌的核糖体。
易错点3 高中生物其他常用同位素示踪举例
放射性元
素
标记物质
研究内容
结论（结果）
14C
CO2
暗反应中碳的转移途径
发现卡尔文循环
3H
亮氨酸
分泌蛋白的合成分泌过程
核糖体→内质网→高尔基体→细胞膜
18O
H2O 和CO2
光合作用中O2的来源
产生的O2来自H2O，而不是CO2
15N
DNA
DNA 的复制
DNA 半保留复制
易错点4 明辨不同生物的遗传物质
生物类型
病 毒
原核生物
真核生物
体内核酸种类
DNA 或RNA
DNA 和RNA
DNA 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RNA
DNA
DNA
实例
噬菌体、烟草花叶病毒
乳酸菌、蓝细菌
玉米、小麦、人
1．(2024·甘肃·高考真题)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( )
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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]A、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；B、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
只有某种物质存在或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；C、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；D、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。故选D。
知识链接：肺炎链球菌转化实验包括格里菲思体内转化实验和艾弗里体外转化实验，其中格里菲思体内转
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；艾弗里体外转化实验证明
DNA 是遗传物质。
2．(2022·海南·高考真题)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( )
T2噬菌体
大肠杆菌
①
未标记
15N 标记
②
32P 标记
35S 标记
③
3H 标记
未标记
④
35S 标记
未标记
A．①和④
B．②和③
C．②和④
D．④和③
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[答案]C．[解析]噬菌体侵染细菌时，只有DNA 进入细菌，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，即C 正确，ABD 错误。故选C。
知识链接：T2噬菌体侵染细菌的实验步骤：分别用
35S 或
32P 标记噬菌体→噬菌体与大肠杆菌混合培养→噬
菌体侵染未被标记的细菌→在搅拌器中搅拌，然后离心，检测上清液和沉淀物中的放射性物质。该实验证
明DNA 是遗传物质。
3．(2022·湖南·高考真题)T2噬菌体侵染大肠杆菌的过程中，下列哪一项不会发生( )
A．新的噬菌体DNA 合成
B．新的噬菌体蛋白质外壳合成
C．噬菌体在自身RNA 聚合酶作用下转录出RNA
D．合成的噬菌体RNA 与大肠杆菌的核糖体结合
[答案]C．[解析]A、T2噬菌体侵染大肠杆菌后，其DNA 会在大肠杆菌体内复制，合成新的噬菌体
DNA，A 正确；B、T2噬菌体侵染大肠杆菌的过程中，只有DNA 进入大肠杆菌，T2噬菌体会用自身的
DNA 和大肠杆菌的氨基酸等来合成新的噬菌体蛋白质外壳，B 正确；C、噬菌体在大肠杆菌RNA 聚合酶
作用下转录出RNA，C 错误；D、T2 噬菌体的DNA 进入细菌，以噬菌体的DNA 为模板，利用大肠杆菌
提供的原料合成噬菌体的DNA，然后通过转录，合成mRNA 与核糖体结合，通过翻译合成噬菌体的蛋白
质外壳，因此侵染过程中会发生合成的噬菌体RNA 与大肠杆菌的核糖体结合，D 正确。故选C。
知识链接：T2噬菌体是一种专门寄生在大肠杆菌体内的病毒，它的头部和尾部的外壳都是蛋白质构成的，
头部含有DNA。T2噬菌体侵染大肠杆菌后，在自身遗传物质的作用下，利用大肠杆菌体内的物质来合成自
身的组成成分，进行大量增殖。
4．(2022·浙江·高考真题)下列关于“噬菌体侵染细菌的实验”的叙述，正确的是( )
A．需用同时含有32P 和35S 的噬菌体侵染大肠杆菌
B．搅拌是为了使大肠杆菌内的噬菌体释放出来
C．离心是为了沉淀培养液中的大肠杆菌
D．该实验证明了大肠杆菌的遗传物质是DNA
[答案]C．[解析]A、实验过程中需单独用32P 标记噬菌体的DNA 和35S 标记噬菌体的蛋白质，A 错误；
B、实验过程中搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体外壳与细菌分离，B 错误；C、大肠杆菌的质量大于
噬菌体，离心的目的是为了沉淀培养液中的大肠杆菌，C 正确；D、该实验证明噬菌体的遗传物质是
DNA，D 错误。故选C。
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知识链接：噬菌体的结构：蛋白质外壳(C、H、O、N、S)+DNA(C、H、O、N、P)。2、噬菌体的繁殖过程：
吸附→注入(注入噬菌体的DNA)→合成(控制者：噬菌体的DNA；原料：细菌的化学成分)→组装→释放。
5．(2021·全国·高考真题)在格里菲思所做的肺炎双球菌转化实验中，无毒性的R 型活细菌与被加热杀死的
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 型菌相比，S 型菌的毒性可能与荚膜多糖有关
B．S 型菌的DNA 能够进入R 型菌细胞指导蛋白质的合成
C．加热杀死S 型菌使其蛋白质功能丧失而DNA 功能可能不受影响
D．将S 型菌的DNA 经DNA 酶处理后与R 型菌混合，可以得到S 型菌
[答案]D．[解析]A、与R 型菌相比，S 型菌具有荚膜多糖，S 型菌有毒，故可推测S 型菌的毒性可能与
荚膜多糖有关，A 正确；B、S 型菌的DNA 进入R 型菌细胞后使R 型菌具有了S 型菌的性状，可知S 型菌
的DNA 进入R 型菌细胞后指导蛋白质的合成，B 正确；C、加热杀死的S 型菌不会使小白鼠死亡，说明加
热杀死的S 型菌的蛋白质功能丧失，而加热杀死的S 型菌的DNA 可以使R 型菌发生转化，可知其DNA 功
能不受影响，C 正确；D、将S 型菌的DNA 经DNA 酶处理后，DNA 被水解为小分子物质，故与R 型菌混
合，不能得到S 型菌，D 错误。故选D。
知识链接：肺炎双球菌转化实验包括格里菲思体内转化实验和艾弗里体外转化实验，其中格里菲思体内转
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，没有证明转化因子是什么物质，
而艾弗里体外转化实验，将各种物质分开，单独研究它们在遗传中的作用，并用到了生物实验中的减法原
理，最终证明DNA 是遗传物质。
6．(2020·浙江·高考真题)某研究小组用放射性同位素❑
32P、❑
35S分别标记T2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，并检测沉淀物和悬浮
液中的放射性。下列分析错误的是
A．甲组的悬浮液含极少量❑
32P标记的噬菌体DNA，但不产生含❑
32P的子代噬菌体
B．甲组被感染的细菌内含有❑
32P标记的噬菌体DNA，也可产生不含❑
32P的子代噬菌体
C．乙组的悬浮液含极少量❑
35S标记的噬菌体蛋白质，也可产生含❑
35S的子代噬菌体
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D．乙组被感染的细菌内不含❑
35S标记的噬菌体蛋白质，也不产生含❑
35S的子代噬菌体
[答案]C．[解析]A、甲组用❑
32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌，由于P 存在于DNA 中，悬浮液含极少
量❑
32P标记的噬菌体DNA，说明这一部分DNA 没有和蛋白质外壳组装在一起，不会产生含❑
32P的子代
噬菌体，A 正确；B、甲组用❑
32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌，由于P 存在于DNA 中，在侵染过程中，
DNA 进入大肠杆菌体内，由于噬菌体繁殖所需原料来自未被标记的大肠杆菌，且DNA 复制为半保留复制，
所以可产生含❑
32P的子代噬菌体和不含❑
32P的子代噬菌体，B 正确；C、由于噬菌体的蛋白质外壳不会进
入大肠杆菌，所以乙组的悬浮液含较多❑
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； D、由于噬菌体的蛋白质外壳不会进入大肠杆菌，乙组被感染的细菌内不含❑
35S标记的噬菌体蛋白
质，也不产生含❑
35S的子代噬菌体，D 正确。故选C。
知识链接：噬菌体侵染细菌实验过程：培养大肠杆菌，用、分别标记大肠杆菌→用、标记的大肠杆菌培养
噬菌体→用、标记的噬菌体侵染普通大肠杆菌→搅拌、离心→检测悬浮液和沉淀物中的放射性。
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