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考点21 DNA 是主要的遗传物质
一、遗传物质应具备的特点
1. 能够精确地
，使得前后代具有一定的连续性。
2. 能够指导
合成，从而控制生物的性状和新陈代谢的过程。
3. 具有
大量遗传信息的潜在能力。
4. 结构比较
，在特殊情况下能发生突变，而且突变以后还能继续
，并能遗传给后代。
二、肺炎链球菌的转化实验
1. S 型细菌和R 型细菌的比较
种类
S 型细菌
R 型细菌
菌落
菌体
多糖类的荚膜
多糖类的荚膜
致病性
致病性，使小鼠患病死亡
致病性
S 型细菌的致病机理：S 型细菌由于有荚膜保护，能抵抗吞噬细胞的吞噬，有利于细菌在宿主体内生活并繁殖，可使人和小
鼠患肺炎，小鼠并发败血症死亡。
2. 格里菲思的肺炎链球菌体内转化实验
(1)
研究者：1928 年，英国微生物学家
。
(2)
实验材料：S 型和R 型肺炎链球菌、小鼠。
(3)
实验过程及现象
(4)
结论：已经加热致死的S 型细菌，含有某种促使
活细菌转化为
活细菌的活性物质——
肺炎链球菌体内转化实验分析
第一组：R 型活细菌
第二组：S 型活细菌
，可以使
小鼠患病死亡
第三组：加热致死的S 型细菌
第四组：R 型活细菌
成S 型活细菌，
导致小鼠患病死亡。
1
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。
3. 艾弗里肺炎链球菌体外转化实验
(1)
研究者：20 世纪40 年代，美国微生物学家
及其同事。
(2)
实验材料：S 型和R 型肺炎链球菌、细菌培养基等。
(3)
实验设计思路：利用
，人为去除（加入酶）某个影响因素后，观察实验结果的变化。
(4)
实验过程及现象分析
①S 型细菌的蛋白质等被相应水解酶水解后，R 型细菌仍然
发生转化。
S
②型细菌的DNA 被DNA 酶水解后，R 型细菌
发生转化。
(5)
结论：
才能使R 型细菌产生稳定遗传变化的物质。
三、T2 噬菌体侵染细菌的实验
1. 研究者：1952 年，美国遗传学家
和他的助手
。
2. T2 噬菌体
(1)
生活方式：专门寄生在
体内。
(2)
结构：由头部和尾部组成，头部和尾部的外壳成分都是
。头部内含有核酸——
。
(3)
T2 噬菌体的复制式增殖
增殖需要的条件
内容
2
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模版
合成T2 噬菌体DNA 的原料
提供的四种
合成T2 噬菌体蛋白质
原料
的
场所
的
(4)
T2 噬菌体增殖过程
3. 实验思路
用放射性同位素
和放射性同位素
分别标记T2 噬菌体的
，直接单
独观察它们的作用。
4. 实验过程和结果
(1)
标记T2 噬菌体
(2)
T2 噬菌体侵染细菌
①T2 噬菌体侵染细菌时，
进入细菌细胞中，而
留在外面。
②子代T2 噬菌体的各种性状是通过亲代
遗传的。
3
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(3)
结论：
才是T2 噬菌体的遗传物质。
四、DNA 是主要的遗传物质
1. 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：
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。
实验拓展——病毒重组实验
实验
编号
实验过程
实验结果
病斑类型
从病斑中分离出的病毒类型
①
a 型TMV 感染植物
a 型
a 型
②
b 型TMV 感染植物
b 型
b 型
③
组合病毒（a 型TMV 的蛋白质+b 型TMV 的RNA）感染植物
b 型
b 型
④
组合病毒（b 型TMV 的蛋白质+a 型TMV 的RNA）感染植物
a 型
a 型
证明：在RNA 病毒中，RNA 是遗传物质。
2. 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
体内碱基种类
种
种
种
体内核苷酸种类
种
种
种
遗传物质
实例
T2 噬菌体或烟草花叶病毒
乳酸菌、蓝细菌
玉米、小麦、人
3. DNA 是主要的遗传物质
因为绝大多数生物的遗传物质是
，还有少部分生物的遗传物质是
。
对于具体的生物而言，其遗传物质是确定的，要么是DNA，要么是RNA，只能是其中的一种，因此对于具体的某种生物而
言，遗传物质的前面不能加“主要”二字。
考法1 关于遗传物质探索实验的分析
1. 关于肺炎链球菌转化实验的分析
（1）肺炎链球菌转化原因
加热致死的S 型细菌，其蛋白质变性失活；DNA 在加热过程中氢键断裂，双螺旋解开，DNA 变性失
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活，但缓慢冷却后，其结构、活性恢复。
（2）转化的实质
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）转化的结果及结论
转化后的S 型细菌可以遗传下去，说明S 型细菌的DNA 是遗传物质。
在转化过程中并不是所有的R 型细菌均转化成S 型细菌，而是只有少部分R 型细菌转化为S 型细菌。DNA 的纯度越过，转
化效率越高。
2. 关于噬菌体侵染细菌实验的分析
（1）噬菌体侵染细菌实验中应注意的三个关键点
①对噬菌体进行标记不能直接用培养基培养，因为病毒营专性寄生生活，应先用放射性培养基标记细菌，
再用细菌培养噬菌体。
②不能标记C、H、O、N 四种元素，因为这些元素是蛋白质和DNA 共有的，无法将DNA 和蛋白质区分
开。
③35S（标记蛋白质）和32P（标记DNA）不能同时标记在同一个噬菌体，因为在检测放射性时，只能检测
到某个部位存在放射性，而不能确定该放射性为何种元素产生的。
（2）实验误差分析
①被标记的T2 噬菌体侵染细菌结果分析
被标记元素
误差分析
结果
32P 标记T2 噬菌体
保温时间过短，有一部分噬菌体未侵染大肠杆菌，经
离心后分布于上清液中
使上清液中有少量放射性
保温时间过长，噬菌体在大肠杆菌内增殖后释放子
代，经离心后分布于上清液中
使上清液中有少量放射性
35S 标记T2 噬菌体
搅拌不充分，有少量噬菌体外壳吸附在细菌表面，随
细菌离心到沉淀中
使沉淀中有少量放射性
②子代T2 噬菌体放射性标记分析
标记生物及
标记元素
细菌
T2 噬菌体
P
S
C、H、O、N
子代噬菌体
放射性情况
作原料，子代噬
菌体中都应含有
放射性标记
标记DNA，部分子代
T2 噬菌体中含有放射
性标记
标记蛋白质，子
代T2 噬菌体中不
含有放射性标记
标记DNA 和蛋白质，部
分子代T2 噬菌体中含有
标记元素
3. 肺炎链球菌体外转化实验与噬菌体侵染细菌实验的比较
肺炎链球菌体外转化实验
噬菌体侵染细菌实验
相同点
①设法将DNA 和蛋白质分开，单独地研究它们各自的作用；
②都遵循了对照原则；
③都能证明DNA 是遗传物质，都不能证明DNA 是主要的遗传物质
不同点
直接分离：分离S 型细菌的DNA 与R 型细
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）
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【典例1】 （2023•咸阳模拟）如图为肺炎链球菌不同品系间的转化，在R 型菌转化为S 型菌的过程中，下
列相关叙述正确的是（ ）
A．加热杀死的S 型菌细胞核中DNA 降解为多个较短的DNA 片段
B．转化产生的S 型菌的capS是由R 型菌中的capR发生基因突变产生
C．S 型菌表面多糖类荚膜的形成是受DNA（基因）控制
D．加入S 型菌的DNA 和R 型活菌的培养基中只培养出表面光滑的菌落
【典例2】 （2023•吉林模拟）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．甲组的悬浮液可能含极少量32P 标记的噬菌体DNA
B．甲组被感染的细菌内含有32P 标记的噬菌体DNA
C．乙组的悬浮液含极少量35S 标记的噬菌体蛋白质
D．乙组被感染的细菌内不含35S 标记的噬菌体蛋白质
【典例3】 （2023•南江县模拟）下列关于“T2 噬菌体侵染大肠杆菌实验”的分析，错误的是（ ）
A．T2 噬菌体增殖所需的原料、酶、能量均来自细菌
B．分别用35S 和32P 的培养基培养细菌，再分别用上述细菌培养T2 噬菌体
C．用15N、32P、35S 标记噬菌体后，让其侵染细菌，在子代噬菌体的DNA 中可找到15N 和32P
D．用32P 标记的噬菌体侵染细菌时，适当延长培养的时间可以提高沉淀物中的放射性
【典例4】 （2023•天津二模）在探究核酸是遗传物质的科学历程中，有T2 噬菌体侵染细菌、肺炎链球菌
转化、烟草花叶病毒感染和重建等经典实验。下列有关叙述正确的是（ ）
A．格里菲斯的肺炎链球菌转化实验证明了DNA 是遗传物质
B．艾弗里的肺炎链球菌转化实验证明了DNA 是主要的遗传物质
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C．病毒重建实验中，用重组病毒感染烟草，后代病毒仍是重组病毒
D．T2 噬菌体侵染细菌实验中，搅拌的目的是使吸附的噬菌体与细菌分离
【变式1】 （2023•坪山区校级模拟）1944 年，艾弗里等通过肺炎链球菌的转化实验，证明了DNA 可以在
同种生物不同的个体之间转移。下列相关叙述正确的是（ ）
A．肺炎链球菌的染色质主要成分是DNA 和蛋白质
B．肺炎链球菌提取液经DNA 聚合酶处理后会失去转化作用
C．加热杀死的R 型细菌的提取液能使S 型细菌发生转化作用
D．转化的DNA 片段能够控制酶的合成进而控制肺炎链球菌性状
【变式2】 （2023•岳阳县模拟）猴痘病毒可通过飞沫和接触等途径传播，感染后常见症状有发热、头痛、
皮疹、肌肉痛等。猴痘病毒由DNA 和蛋白质构成。研究者分别利用35S 或32P 标记猴痘病毒，之后侵染未
标记的宿主细胞，短时间保温后，搅拌、离心，检查上清液和沉淀物中的放射性，探究猴痘病毒的遗传物
质。下列相关叙述正确的是（ ）
A．在分别含有放射性35S 和32P 的细菌培养液中培养以获得猴痘病毒
B．搅拌、离心的目的是让吸附在宿主细胞表面的DNA 与蛋白质分离
C．采用32P 标记的一组实验，保温培养时间过长时，上清液中放射性增强
D．若用15N 标记猴痘病毒，则上清液和沉淀物中都能检测到放射性物质
【变式3】 （2023•辽阳一模）如图表示赫尔希和蔡斯进行噬菌体侵染细菌实验的部分过程。下列有关该实
验的叙述，正确的是（ ）
A．若第一步是用35S 标记噬菌体，则一般情况下，②处的放射性很高
B．若第一步是用32P 标记噬菌体，则一般情况下，③处的放射性很低
C．①是搅拌离心，目的是使DNA 和蛋白质分开，分别观察它们的遗传效应
D．无论标记的是35S 还是32P，若混合培养后保温时间过长，则③处的放射性均会增强
【变式4】 （2023•重庆二模）1952 年“噬菌体小组”的赫尔希和蔡斯研究了噬菌体的蛋白质和DNA 在侵
染过程中的功能，请回答下列有关问题：
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（1）他们指出“噬菌体在分子生物学的地位就相当于氢原子在玻尔量子力学模型中的地位一样”．这
句话指出了噬菌体作实验材料具有
的特点．
（2）通过
的方法分别获得被32P 和35S 标记的噬菌体．用标记的
噬菌体侵染细菌，从而追踪在侵染过程中
变化．
（3）侵染一段时间后，用搅拌机搅拌，然后离心得到上清液和沉淀物，检测上清液中的放射性，得到
如图所示的实验结果．搅拌的目的是
，所以搅拌时间少于1 分钟时，上清
液中的放射性
．实验结果表明当搅拌时间足够长以后，上清液中的35S 和32P 分别占初始标记
噬菌体放射性的80%和30%，证明
．图中“被侵染的细菌”的存活率曲线
基本保持在100%，本组数据的意义是作为对照组，以证明
，否则细胞外
放射性会增高．
（4）本实验证明病毒传递和复制遗传特性的过程中，
起着作用．
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