第1讲DNA是主要的遗传物质[最新考纲]人类对遗传物质的探索过程(Ⅱ)[对应学生用书P]108考点一肺炎双球菌的转化实验1．格里菲思的体内转化实验(1)实验过程及结果：(2)结论：加热杀死的S型细菌中含有“转化因子”，将无毒的R型活菌转化为有毒的S型细菌。
2．体外转化实验——艾弗里(1)实验过程及结果(2)结论：S型细菌的DNA是使R型细菌发生转化并产生稳定遗传的物质。
[深度思考](1)体内转化实验与体外转化实验的比较提示：提示：①所用实验材料相同。
②体内转化实验是体外转化实验的基础，体外转化实验是体内转化实验的延续。
③两实验都遵循了对照原则，单一变量原则。
题组一考点诊断(1)格里菲斯(思)的肺炎双球菌转化实验直接证明了DNA是遗传物质。
(2013·高考江苏卷)( )(2)肺炎双球菌的转化实验能证明DNA是遗传物质。
(2013·高考新课标全国Ⅱ卷)( )(3)肺炎双球菌转化实验说明DNA是主要的遗传物质。
(2012·高考福建卷)( )(4)肺炎双球菌转化实验最关键的设计思路是将DNA和蛋白质分开，分别观察其遗传作用。
(2009·高考广东卷)( )(5)艾弗里的体外转化实验采用了物质提纯、鉴定与细菌体外培养等技术。
(2015·大连模拟)( )答案：(1)(×)(2)(√)(3)(×)(4)(√)(5)(√)题组二肺炎双球菌转化实验的分析1．(2016·长春高三质检)格里菲思的肺炎双球菌转化实验如下：①将无毒的R型活细菌注入小鼠体内，小鼠不死亡；②将有毒的S型活细菌注入小鼠体内，小鼠患败血症死亡；③将加热杀死的S型细菌注入小鼠体内，小鼠不死亡；④将R型活细菌与加热杀死的S型细菌混合后，注入小鼠体内，小鼠患败血症死亡。
根据上述实验，下列说法不正确的是( )A．整个实验证明DNA是转化因子B．实验①、实验③可作为实验④的对照C．实验②和实验④中的死亡小鼠体内都可分离到S型活细菌D．重复做实验①与④，得到同样的结果，可排除S型活细菌由R型活细菌突变而来解析：选A。
体内转化实验得到的结论是加热杀死的S型细菌存在转化因子，没有得出DNA是转化因子的结论。
2．(2016·滨州模拟)艾弗里将R型细菌置于含S型细菌DNA的培养基中培养，得到了S型肺炎双球菌，下列有关叙述中正确的是( )A．R型细菌转化成S型细菌，说明这种变异是定向的B．R型细菌转化为S型细菌属于基因重组C．该实验不能证明DNA是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质D．将S型细菌的DNA注射到小鼠体内也能产生S型细菌解析：选B。
艾弗里实验中将S型细菌中的荚膜多糖、蛋白质和DNA等提取出来，分别加入到培养R型细菌的培养基中，结果发现只有加入DNA时，R型细菌才能转化成S型细菌，这证明DNA是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质；该实验中R型细菌转化为S型细菌的实质是基因重组，生物的变异都是不定向的；将S型细菌的DNA注射到小鼠体内不能实现肺炎双球菌的转化。
3．某研究人员模拟肺炎双球菌转化实验，进行了以下4个实验：①S型菌的DNA＋DNA酶→加入R型菌→注射入小鼠②R型菌的DNA＋DNA酶→加入S型菌→注射入小鼠③R型菌＋DNA酶→高温加热后冷却→加入S型菌的DNA→注射入小鼠④S型菌＋DNA酶→高温加热后冷却→加入R型菌的DNA→注射入小鼠以上4个实验中小鼠存活的情况依次是( )A．存活、存活、存活、死亡B．存活、死亡、存活、存活C．死亡、死亡、存活、存活D．存活、死亡、存活、死亡解析：选B。
①中DNA酶水解S型菌的DNA，所以R型菌不能转化成S型菌，所以小鼠存活；②中加入S型菌，所以小鼠死亡；③中高温加热杀死R型菌，无活菌存在，所以小鼠存活；④中S型菌被高温加热杀死，无活菌存在，所以小鼠存活。
走出肺炎双球菌转化实验的三个误区误区1 转化的实质是基因重组而非基因突变肺炎双球菌转化实验是指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。
误区2 并非所有的R型细菌都被转化由于转化受到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，因此转化过程中并不是所有的R型细菌都被转化成S型细菌，而只是小部分R型细菌被转化成S型细菌。
误区3 加热并没有使DNA完全失去活性加热杀死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。
考点二 噬菌体侵染细菌的实验1．实验过程及结果(1)标记噬菌体：(2)侵染细菌2．实验结论：DNA 是噬菌体的遗传物质。
[深度思考](1)分析噬菌体增殖的条件。
提示：①模板：噬菌体DNA 。
②合成DNA 的原料：大肠杆菌提供的四种脱氧核苷酸。
③合成蛋白质⎩⎨⎧ 原料：大肠杆菌的氨基酸场所：大肠杆菌的核糖体。
(2)实验结果异常分析。
①用35S 标记噬菌体侵染细菌沉淀物中含有较高放射性的原因是什么？ 提示：由于搅拌不充分，有少量含35S 的噬菌体吸附在细菌表面，随细菌离心到沉淀物中。
②用32P标记噬菌体侵染细菌上清液中含有较高放射性的原因是什么？提示：a.保温时间过短，有一部分噬菌体还没有侵染到大肠杆菌细胞内，经离心后分布于上清液中。
b．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。
(3)比较噬菌体侵染细菌实验和肺炎双球菌体外转化实验。
提示：题组一考点诊断噬菌体的核酸和蛋白质中含硫元素。
(2013·高考海南卷)( )(1)T2(2)赫尔希和蔡斯用35S和32P分别标记T噬菌体的蛋白质和DNA，证明了DNA2的半保留复制。
(2014·高考江苏卷)( )(3)噬菌体是以宿主菌DNA为模板合成子代噬菌体的核酸。
(2012·高考重庆卷)( )(4)噬菌体侵染细菌实验比肺炎双球菌体外转化实验更具说服力。
(2012·高考江苏卷)( )(5)赫尔希(A.Hershey)和蔡斯(M.Chase)利用噬菌体证明DNA是遗传物质成功的关键是只将其DNA注入大肠杆菌细胞中。
(2012·高考上海卷)( )(6)DNA和RNA都是T噬菌体的遗传物质。
(2013·海南卷)( )2答案：(1)(×)(2)(×)(3)(×)(4)(√)(5)(√)(6)(×)题组二噬菌体侵染细菌的实验分析噬菌体与无32P标记的1．(2016·东城区期末)赫尔希和蔡斯用32P标记的T2大肠杆菌混合培养，一段时间后经搅拌、离心得到了上清液和沉淀物。
下列叙述不正确的是( )A．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B．32P主要集中在沉淀物中，上清液中也能检测到少量的放射性C．如果离心前混合时间过长，会导致上清液中放射性降低D．本实验结果说明DNA在亲子代之间的传递具有连续性解析：选C。
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，32P用来标记噬菌体的DNA，噬菌体侵染细菌时DNA注入大肠杆菌内，所以32P主要集中在沉淀物中，若混合时间较长，噬菌体被释放，则上清液中也能检测到少量放射性；本实验结果可说明DNA在亲代和子代之间具有连续性。
噬2．为证明蛋白质和DNA究竟哪一种是遗传物质，赫尔希和蔡斯做了“T2噬菌体专门寄生在大肠杆菌体内)。
下图中亲代噬菌体侵染大肠杆菌”的实验(T2菌体已用32P标记，A、C中的方框代表大肠杆菌。
下列关于本实验及噬菌体、细菌的有关叙述正确的是( )A．图中锥形瓶中的培养液是用来培养大肠杆菌的，其内的营养成分中要加入32P标记的无机盐B．若要达到实验目的，还要再设计一组用35S标记噬菌体的实验，两组相互对照，都是实验组C．噬菌体的遗传不遵循基因的分离定律，而大肠杆菌的遗传遵循基因的分离定律D．若本组实验B(上清液)中出现放射性，则不能证明DNA是遗传物质解析：选B。
亲代噬菌体已用32P标记，因此锥形瓶中的培养液是用来培养大肠杆菌的，其内的营养成分中不能加入32P标记的无机盐。
题干中给出的实验目的是要探究蛋白质和DNA究竟哪一种是遗传物质，此实验是一个“不知”结果的探究性实验，因此，两组实验相互对照，都是实验组。
噬菌体和细菌都没有染色体，也没有等位基因，所以它们都不遵循遗传定律。
本组实验离心后得到的B(上清液)中正常情况下也会出现少量放射性，可能的原因是培养时间较短，有部分噬菌体还没有侵入大肠杆菌中，仍存在于培养液中；也可能是培养时间过长，噬菌体从大肠杆菌体内释放出来。
噬菌体侵染细菌实验中应注意的三个易误点1．因噬菌体蛋白质含有DNA没有的特殊元素S，所以用35S标记蛋白质；噬菌体DNA含有蛋白质没有的元素P，所以用32P标记DNA；而DNA和蛋白质都含有C、H、O、N元素，所以该实验不能标记C、H、O、N元素。
2．含放射性标记的噬菌体不能用培养基直接培养，因为病毒营寄生生活，故应先培养细菌，再用细菌培养噬菌体。
3．噬菌体侵染细菌的实验证明了DNA是遗传物质，但是没有证明蛋白质不是遗传物质。
题组三噬菌体侵染细菌中的同位素标记情况3．(2016·吉林长春十一中期中)如果用3H、15N、35S标记噬菌体后，让其侵染细菌(无放射性)，分析正确的是( )A．只有噬菌体的蛋白质被标记了，DNA没有被标记B．子代噬菌体的外壳中可检测到3H、15N、35SC．子代噬菌体的DNA分子中可检测到3H、15ND．子代噬菌体的DNA分子中部分含有3H、14N、32S解析：选C。
DNA分子中含有H、N元素，所以用3H、15N、35S标记噬菌体后，噬菌体的蛋白质和DNA都被标记了，A错误；由于3H、15N、35S标记的噬菌体蛋白质外壳，不进入细菌，3H、15N标记的噬菌体DNA分子进入细菌但不能用于合成子代噬菌体的外壳，所以子代噬菌体的外壳中应该没有放射性，B错误；由于3H、15N标记了噬菌体DNA分子，所以子代噬菌体的DNA分子中可检测到3H、15N，C 正确；子代噬菌体的DNA分子中不含有S，D错误。
4．用含32P和35S的培养基培养细菌，将一个未标记的噬菌体在细菌中培养9 h，经检测共产生了64个子代噬菌体，下列叙述正确的是( )A．32P和35S只能分别标记细菌的DNA和蛋白质B．子代噬菌体的DNA和蛋白质一定具有放射性C．DNA具有放射性的子代噬菌体占1/32D．噬菌体繁殖一代的时间约为1 h解析：选B。
磷脂也可以被32P标记；子代噬菌体的DNA和蛋白质是利用细菌的原料合成的，故一定具有放射性；培养9 h产生了64个子代噬菌体，说明噬菌体繁殖了6代，故噬菌体繁殖一代的时间为1.5 h。