生物必修2《遗传与进化》第1节 DNA是主要的遗传物质学案

这是一份生物必修2《遗传与进化》第1节 DNA是主要的遗传物质学案，共19页。

[学生用书P40]
一、肺炎链球菌的转化实验
1．肺炎链球菌的特点
2．体内转化实验——格里菲思的实验
(1)原理：S型细菌可使小鼠患病死亡。
(2)实验过程及现象
(3)结论：已经加热致死的S型细菌，含有某种促使R型活细菌转化为S型活细菌的活性物质——转化因子。
3．体外转化实验——艾弗里的实验
(1)原理：在S型细菌提取物中，只有加入DNA酶时与R型细菌混合培养，最终只有R型细菌。
(2)实验过程
(3)结论：DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。
二、噬菌体侵染细菌的实验
1．T2噬菌体的结构
2．T2噬菌体的代谢与增殖
(1)代谢：能寄生在大肠杆菌体内，不能独立地进行新陈代谢。
(2)增殖：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。
3．实验过程
4．实验结果及结论
三、DNA是主要的遗传物质
1．不同生物的遗传物质
2．因为绝大多数生物的遗传物质是DNA，所以说DNA是主要的遗传物质。
(1)格里菲思的肺炎链球菌体内转化实验直接证明了DNA是“转化因子”。(×)
(2)在艾弗里的实验中，DNA酶将S型细菌的DNA分解为脱氧核苷酸，因此不能使R型细菌发生转化。(√)
(3)肺炎链球菌转化成功的关键是R型活细菌＋S型细菌的DNA。(√)
(4)噬菌体能利用宿主菌DNA为模板合成子代噬菌体的核酸。(×)
(5)噬菌体侵染细菌的实验获得成功的原因之一是噬菌体只将DNA注入大肠杆菌细胞中。(√)
(6)噬菌体侵染细菌的实验证明了DNA是细菌的遗传物质。(×)
知识点一 肺炎链球菌的转化实验[学生用书P41]
1．对“转化”的理解
(1)肺炎链球菌的转化实验中，S型细菌的DNA片段整合到R型细菌的DNA中，使R型细菌细胞获得了新的遗传物质。
(2)发生转化的只是少部分R型细菌。由于受到DNA的纯度、两种细菌的亲缘关系、R型细菌的状态等因素的影响，并不是所有的R型细菌都转化成S型细菌，只是少部分R型细菌转化成S型细菌。
2．肺炎链球菌体内转化实验和体外转化实验中的对照设计
(1)在格里菲思的体内转化实验中，用S型活细菌注射小鼠与用R型活细菌注射小鼠形成对照；加热致死的S型细菌单独注射小鼠与加热致死的S型细菌和R型活细菌混合后注射小鼠形成对照。
(2)艾弗里利用酶的专一性特点，利用蛋白酶、RNA酶、酯酶、DNA酶分别处理S型细菌的细胞提取物，特异性地去除其中的蛋白质、RNA、酯类和DNA，然后分别与R型活细菌混合培养，形成对照。
3．格里菲思的体内转化实验(实验一)与艾弗里的体外转化实验(实验二)的三个“不同”
4．自变量控制中的“加法原理”和“减法原理”
在对照实验中，控制自变量可以采用“加法原理”或“减法原理”。
(1)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溶液、滴加肝脏研磨液的处理，就利用了“加法原理”。
(2)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体外转化实验中，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”。
发展素养
1．如果把S型细菌的DNA提取出来后，直接注射到小鼠体内，能否从小鼠体内分离得到S型细菌？(科学思维)
提示：不能，因为S型细菌的DNA使R型细菌转化为S型细菌的前提是S型细菌的DNA能与R型细菌的DNA发生重组，直接将S型细菌的DNA注入小鼠体内，DNA分子会被小鼠体内的DNA酶分解而失去作用，如果小鼠体内没有R型细菌，也无法转化为S型细菌。
2．请分析艾弗里的实验设计思路。(科学探究)
提示：利用酶的专一性特点，特异性地去除其中的蛋白质、RNA、酯类和DNA，然后分别与R型活细菌混合培养，观察它们的作用。
1．下图是格里菲思实验部分示意图，下列有关说法正确的是( )
A．两组实验对照，证明DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质
B．第一组小鼠不死亡，是因为肺炎链球菌的DNA和蛋白质均已变性
C．第二组小鼠死亡，说明有R型细菌转化成了S型细菌，进一步说明S型细菌中存在转化因子
D．从第二组死亡小鼠体内分离出的肺炎链球菌在培养基上培养，都会产生光滑菌落
解析：选C。两组实验无法证明DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质，A错误；S型细菌有致病性，第一组实验中，将加热致死的S型细菌注入小鼠，小鼠不死亡，说明加热后S型细菌失去活性，不能说明肺炎链球菌的DNA和蛋白质均已变性，B错误；只有S型细菌有致病性，会导致小鼠死亡，第二组小鼠死亡，说明有R型细菌转化成了S型细菌，进一步说明S型细菌中存在转化因子，C正确；从第二组死亡小鼠体内分离出的肺炎链球菌在培养基上培养，会产生R型细菌和S型细菌两种细菌，故产生的菌落不一定都是光滑菌落，D错误。
2．艾弗里及其同事用R型和S型肺炎链球菌进行实验，如下表所示。下列说法错误的是( )
A.①～④均会出现S型活细菌
B．②③④⑤利用了酶的专一性
C．实验设计严格遵循了单一变量原则
D．通过本实验说明DNA是主要的遗传物质
解析：选D。①～④的S型细菌的细胞提取物中均含有DNA，与R型活细菌混合培养后会出现S型活细菌，A正确；本实验设计采用了自变量控制中的“减法原理”，利用了酶的专一性，特异性地去除了S型细菌的细胞提取物中的蛋白质、RNA、酯类、DNA等成分，严格遵循了单一变量原则，B、C正确；本实验只能说明DNA是遗传物质，而不能说明DNA是主要的遗传物质，D错误。
知识点二 噬菌体侵染细菌的实验[学生用书P42]
1．噬菌体侵染细菌的实验中上清液和沉淀物中的放射性分析
(1)含32P的噬菌体侵染大肠杆菌
(2)含35S的噬菌体侵染大肠杆菌
2．肺炎链球菌体外转化实验和噬菌体侵染细菌实验的比较
(1)实验设计思路的比较
(2)两个实验遵循相同的实验设计原则：单一变量原则、对照原则。
(3)实验结论(或目的)的比较
①肺炎链球菌体外转化实验的结论：证明DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质。
②噬菌体侵染细菌的实验的结论：证明DNA是遗传物质，不能证明蛋白质不是遗传物质，因为蛋白质没有进入细菌体内。
发展素养
1．在噬菌体侵染细菌的实验过程中，搅拌、离心的目的是什么？上清液和沉淀物中分别含有什么成分？(生命观念)
提示：搅拌的目的是使吸附在大肠杆菌表面上的噬菌体与细菌分离；离心的目的是使被感染的大肠杆菌与大肠杆菌外的噬菌体颗粒分开。由于噬菌体颗粒较轻，离心后进入上清液，被感染的大肠杆菌进入沉淀物。
2．在噬菌体侵染细菌的实验中，搅拌时间足够长，细胞外的32P含量也有约为30%，原因可能是什么？(科学思维)
提示：有部分标记的噬菌体还没有侵染大肠杆菌。
1．(2020·湖南张家界高一期中)赫尔希通过T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验证明DNA是遗传物质，实验包括5个步骤：
①T2噬菌体侵染有35S、32P标记的大肠杆菌
②含35S、32P标记的T2噬菌体分别侵染未标记的大肠杆菌
③培养具有35S、32P标记的大肠杆菌
④搅拌后离心
⑤放射性检测
实验步骤的先后顺序应该是( )
A．①②③④⑤ B．②①④③⑤
C．③①②④⑤ D．④②①⑤③
解析：选C。T2噬菌体是病毒，不能独立代谢，只能寄生在宿主细胞中，因此标记T2噬菌体时应先标记大肠杆菌。T2噬菌体侵染细菌的实验步骤：培养具有35S、32P标记的大肠杆菌→T2噬菌体侵染有35S、32P标记的大肠杆菌→用含35S、32P标记的T2噬菌体分别侵染未标记的大肠杆菌→搅拌后离心→检测上清液和沉淀物中的放射性。所以实验步骤的先后顺序为③①②④⑤。
2．某研究人员模仿赫尔希和蔡斯进行“噬菌体侵染细菌的实验”，实验过程如下：①用X标记T2噬菌体→②侵染大肠杆菌→③操作Y→④检测到沉淀物中有很高的放射性。下列有关说法错误的是( )
A．①中的X代表32P，标记T2噬菌体前需先标记大肠杆菌
B．③中的Y代表搅拌、离心，目的是使吸附在大肠杆菌上的T2噬菌体与大肠杆菌分离
C．②步骤需经过长时间保温，④的检测结果才真实可靠
D．将大肠杆菌换成肺炎链球菌不会得到④的检测结果
解析：选C。在沉淀物中有很高的放射性，说明①中标记的是DNA，噬菌体侵染细菌的实验中，用32P标记DNA，由于T2噬菌体没有细胞结构，专门寄生在大肠杆菌体内，所以需先标记大肠杆菌，A正确；为了使吸附在大肠杆菌上的T2噬菌体与大肠杆菌分离，需要进行搅拌、离心，B正确；②步骤中长时间保温会导致细胞裂解，释放出子代T2噬菌体，造成④的检测结果不可靠，C错误；T2噬菌体是专门寄生在大肠杆菌体内的病毒，不侵染肺炎链球菌，故将大肠杆菌换成肺炎链球菌不会得到④的检测结果，D正确。
[随堂检测][学生用书P43]
1．肺炎链球菌的转化实验中，使R型细菌转化为S型细菌的转化因子是( )
A．荚膜多糖
B．蛋白质
C．R型细菌的DNA
D．S型细菌的DNA
解析：选D。肺炎链球菌的转化实验中，使R型细菌转化为S型细菌的转化因子是S型细菌的DNA。
2．下图表示肺炎链球菌的转化实验，下列有关说法正确的是( )
注：“”表示S型活细菌；“”表示R型活细菌；“”表示加热处理，使S型活细菌死亡。
A．该实验模拟的是艾弗里实验
B．从d中死亡小鼠中提取的S型细菌可能是R型细菌自身变化而来
C．从d中死亡小鼠中提取的S型细菌可能是死亡的S型细菌“死而复生”
D．该实验证明加热致死的S型细菌中含有某种转化因子，使R型细菌转化为S型细菌
解析：选D。该实验模拟的是格里菲思实验，A项错误；b实验否定了从死亡小鼠中提取的S型细菌是R型细菌自身变化而来的可能，B项错误；c实验否定了从死亡小鼠中提取的S型细菌是死亡的S型细菌“死而复生”的可能，C项错误；该实验证明加热致死的S型细菌中含有某种转化因子，使R型细菌转化为S型细菌，D项正确。
3．(2020·北京延庆高一期末)下图表示肺炎链球菌的转化实验，下列相关叙述错误的是( )
A．DNA酶的作用是水解S型细菌的DNA
B．结果1中S型肺炎链球菌占绝大多数
C．该实验证明DNA是遗传物质
D．结果2中全部为R型肺炎链球菌
解析：选B。DNA酶可以水解DNA，A正确；结果1中少数R型细菌转化为S型细菌，S型肺炎链球菌占少数，B错误；该实验证明DNA是遗传物质，C正确；结果2中全部为R型肺炎链球菌，D正确。
4．(2020·山东济宁高一检测)在探索遗传物质的过程中，赫尔希和蔡斯做了T2噬菌体侵染细菌的实验。下列有关叙述正确的是( )
A．用32P、35S标记同一组T2噬菌体的DNA和蛋白质
B．该实验的步骤是标记、培养、离心、搅拌、检测
C．用含有充足有机物的完全培养基培养T2噬菌体
D．该实验证明了DNA是遗传物质
解析：选D。应该用32P、35S分别标记两组T2噬菌体的DNA和蛋白质，然后分别做侵染细菌的实验，A项错误；该实验的步骤中，应该是搅拌后再离心，B项错误；病毒必须依赖活细胞生存，T2噬菌体的培养需要用活的大肠杆菌，C项错误；该实验的结论为DNA是遗传物质，D项正确。
5．某同学模拟赫尔希和蔡斯做了如下图所示的实验，下列有关分析正确的是( )
A．35S标记的是DNA
B．图示实验过程并不能证明DNA是遗传物质
C．上清液a中放射性很低，沉淀物b中放射性很高
D．沉淀物b中含放射性的高低，与②过程中的搅拌程度无关
解析：选B。35S标记的是T2噬菌体的蛋白质外壳，A错误；由于蛋白质外壳没有进入大肠杆菌，没有标记DNA，所以不能证明DNA是遗传物质，B正确；35S标记的是T2噬菌体的蛋白质外壳，T2噬菌体侵染大肠杆菌时，蛋白质外壳留在大肠杆菌外面，经搅拌后与大肠杆菌分开，所以上清液a中放射性很高，沉淀物b中放射性很低，C错误；②过程中搅拌的目的是将蛋白质外壳和大肠杆菌分开，若搅拌不充分，则会导致部分吸附在大肠杆菌上的蛋白质外壳随大肠杆菌离心到沉淀物中，使沉淀物中放射性偏高，D错误。
6．(2020·济南高一检测)下列关于遗传物质的说法，正确的是( )
A．真核生物的遗传物质是DNA
B．原核生物的遗传物质是RNA
C．细胞质的遗传物质是RNA
D．甲型H1N1流感病毒的遗传物质是DNA或RNA
解析：选A。细胞生物的遗传物质是DNA，无论是真核生物还是原核生物，A正确，B错误；凡是有细胞结构的生物，无论是细胞核中还是细胞质中，遗传物质都是DNA，C错误；流感病毒是RNA病毒，遗传物质是RNA，D错误。
7．请写出下列与探索遗传物质的经典实验分别对应的结论。
答案：转化因子 稳定遗传变化的物质 DNA是遗传物质 RNA是遗传物质 DNA是遗传物质 主要的遗传物质
[课时作业][学生用书P119(单独成册)]
【A级 合格性考试】
1．(2020·菏泽高一检测)在肺炎链球菌的转化实验中，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，下列能在死亡小鼠体内出现的细菌类型有( )
①有致病性的R型活细菌
②无致病性的R型活细菌
③有致病性的S型活细菌
④无致病性的S型活细菌
A．①④ B．②③
C．③ D．①③
答案：B
2．某研究人员模拟肺炎链球菌的转化实验，进行了以下4个实验：
①S型细菌的DNA＋DNA酶→加入R型细菌→注射到小鼠体内
②R型细菌的DNA＋DNA酶→加入S型细菌→注射到小鼠体内
③R型细菌＋DNA酶→高温加热后冷却→加入S型细菌的DNA→注射到小鼠体内
④S型细菌＋DNA酶→高温加热后冷却→加入R型细菌的DNA→注射到小鼠体内
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、死亡
C．死亡、死亡、存活、存活
D．存活、死亡、存活、存活
解析：选D。对4个实验的分析如下：①中DNA酶能将S型细菌的DNA水解为脱氧核苷酸，脱氧核苷酸不能引起R型细菌的转化，无S型细菌的形成，小鼠存活；②中DNA酶能水解R型细菌的DNA，但小鼠体内注入了有致病性的S型细菌，小鼠死亡；③中高温处理之后，R型细菌已经死亡，且DNA酶已经失活，注入小鼠体内的S型细菌的DNA不能引起转化，小鼠体内没有活的S型细菌，小鼠存活；④中最终注入小鼠体内的是死亡的S型细菌和R型细菌的DNA，小鼠存活。
3．下列关于肺炎链球菌体内和体外转化实验的说法，错误的是( )
A．二者所用的材料相同，都是R型和S型两种肺炎链球菌
B．两实验都遵循对照原则、单一变量原则
C．二者均把DNA和蛋白质分开，单独处理并观察它们各自的作用
D．体外转化实验是在体内转化实验的基础上进行的
解析：选C。二者所用的材料相同，都是R型和S型两种肺炎链球菌，A正确；两实验都遵循对照原则、单一变量原则，B正确；肺炎链球菌体内转化实验没有把DNA和蛋白质分开，C错误；体外转化实验是在体内转化实验的基础上进行的，D正确。
4．在对照实验中，控制自变量可以采用“加法原理”或“减法原理”。下列实验中，采用“加法原理”的是( )
A．验证过氧化氢酶可加快过氧化氢分解
B．验证Mg是植物的必需元素
C．验证光是光合作用的条件
D．艾弗里的肺炎链球菌的转化实验
答案：A
5．在“噬菌体侵染细菌的实验”中，可通过某操作实现下图所示变化。该操作是( )
A．用放射性同位素标记噬菌体的蛋白质或DNA
B．将放射性同位素标记的噬菌体与细菌混合
C．将噬菌体与细菌混合液置于搅拌器中搅拌
D．离心并检测上清液和沉淀物中的放射性
解析：选C。图中所示噬菌体外壳与细菌分离，这应该是通过搅拌实现的。
6．(2020·合肥高一检测)噬菌体体内的S用35S标记，P用32P标记，细菌体内蛋白质含32S，DNA含31P，用该噬菌体去侵染细菌后，产生了许多子代噬菌体，那么在子代噬菌体中S和P的分布规律是( )
A．外壳中有35S和32S，DNA内只含有32P
B．外壳中只有32S，DNA内只含有32P
C．外壳中有35S和32S，DNA内含有32P和31P
D．外壳中只有32S，DNA内都含有31P
解析：选D。由于噬菌体侵染细菌过程中，蛋白质外壳不进入细菌，所以子代噬菌体外壳没有35S，只有32S，A、C不符合题意；DNA进入细菌，利用31P标记的脱氧核苷酸合成子代DNA，新的DNA内有的既含有32P又含有31P，有的只含有31P，因此子代噬菌体DNA内都含有31P，B不符合题意，D符合题意。
7．赫尔希和蔡斯于1952年所做的噬菌体侵染细菌的实验进一步证实了DNA是遗传物质。这项实验获得成功的原因之一是噬菌体( )
A．侵染大肠杆菌后会裂解寄主细胞
B．只将其DNA注入大肠杆菌细胞中
C．DNA可用15N放射性同位素标记
D．蛋白质可用32P放射性同位素标记
解析：选B。噬菌体侵染细菌时把DNA注入大肠杆菌中，而蛋白质外壳留在外面，这一特性将蛋白质和DNA分离开，使实验结果更科学、更准确，B符合题意。
8．下图是某种高等植物的病原体的遗传过程实验，下列对这种病原体的叙述，正确的是( )
A．寄生于细胞内，通过RNA遗传
B．可单独生存，通过蛋白质遗传
C．寄生于细胞内，通过蛋白质遗传
D．可单独生存，通过RNA遗传
解析：选A。据题图可知，这种病原体由RNA和蛋白质组成，分别用其RNA和蛋白质给植物接种，发现只有接种病原体的RNA的植物得病，说明该病原体的遗传物质为RNA，该病原体为RNA病毒；病毒必须寄生在活细胞内，不能单独生存。
9．DNA是主要的遗传物质是指( )
A．遗传物质的主要载体是染色体
B．绝大多数生物的遗传物质是DNA
C．DNA大部分在染色体上
D．染色体在遗传上起主要作用
解析：选B。一切有细胞结构的生物，体内既含有DNA又含有RNA，但遗传物质是DNA。DNA病毒也以DNA作为遗传物质，只含RNA的病毒以RNA作为遗传物质。绝大多数生物的遗传物质是DNA，因此DNA是主要的遗传物质，B符合题意。
10．肺炎链球菌能引起人和小鼠患肺炎，小鼠并患败血症死亡。已知其有许多不同菌株，但只有光滑型(S)菌株能引起疾病。这些有致病性的菌株的细胞外面有多糖类的胶状荚膜保护，使它们不被宿主的正常防御机构破坏。下列是1928年格里菲思所做的实验，据图回答下列问题：
(1)从D组实验中的小鼠体内可分离出______________________________。
(2)为了解释上述实验现象，科学家从S型细菌中提取DNA、蛋白质和多糖等成分，分别与R型细菌一起培养。结果发现：
①S型细菌的DNA与R型细菌混合，将混合物注入小鼠体内，可使小鼠致死，这说明________________________________________________________。
②S型细菌的蛋白质或多糖与R型活菌混合并注入小鼠体内，小鼠________，小鼠体内只能分离出________。
(3)如果将DNA酶注入活的S型细菌中，再将这样的S型细菌与R型活菌混合，混合物不使小鼠致死，原因是__________________________________。
(4)上述转化实验直接证明了___________________________________。
解析：(1)D组实验小鼠患病死亡，体内一部分R型细菌转化为S型细菌，而另一部分R型细菌没有被转化，仍大量增殖。(2)①S型细菌的DNA与R型活细菌混合，会使后者转化为S型细菌；②蛋白质、多糖等其他成分不能使R型细菌发生转化。(3)DNA酶会将S型细菌的DNA水解，水解的产物不会引起R型细菌的转化。(4)因为只有DNA会引起R型细菌的转化，所以可以证明DNA是遗传物质。
答案：(1)活的S型细菌和R型细菌
(2)①S型细菌的DNA可使R型细菌转化为S型细菌
②不致死 R型细菌
(3)DNA被DNA酶分解
(4)DNA是遗传物质
【B级 等级性考试】
11．下列有关遗传物质发现的经典实验的叙述，错误的是( )
A．格里菲思的肺炎链球菌转化实验未能说明遗传物质的化学本质
B．格里菲思的肺炎链球菌转化实验中对DNA和蛋白质等物质进行了分离
C．赫尔希和蔡斯实验的巧妙之处是以T2噬菌体为实验材料并运用了放射性同位素标记技术
D．艾弗里等人的体外转化实验证明了DNA是遗传物质
解析：选B。格里菲思的肺炎链球菌转化实验证明了S型细菌中有一种转化因子能将R型细菌转化为S型细菌，未能说明遗传物质的化学本质是DNA，A正确；格里菲思的肺炎链球菌体内转化实验中没有对DNA和蛋白质等物质进行分离，B错误；T2噬菌体侵染大肠杆菌时只有DNA进入大肠杆菌，这样可以将DNA和蛋白质彻底分开，而用放射性同位素分别标记DNA和蛋白质的特征元素，便于放射性分布的检测，因此赫尔希和蔡斯实验的巧妙之处在于使用T2噬菌体为实验材料并运用了放射性同位素标记技术，C正确；艾弗里等人的体外转化实验证明了DNA是遗传物质，D正确。
12．在证明DNA是遗传物质的过程中，T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验发挥了重要作用。下列与该噬菌体相关的叙述，正确的是( )
A．T2噬菌体也可以在肺炎链球菌中复制和增殖
B．T2噬菌体病毒颗粒内可以合成蛋白质
C．培养基中的32P经宿主摄取后可出现在T2噬菌体的核酸中
D．人体免疫缺陷病毒与T2噬菌体的核酸类型相同
解析：选C。T2噬菌体只能侵染大肠杆菌，不能侵染肺炎链球菌，A错误；病毒没有细胞结构，不能独立生活，T2噬菌体病毒颗粒内不可以合成蛋白质，B错误；T2噬菌体侵染大肠杆菌时，其DNA进入大肠杆菌，以大肠杆菌的核苷酸为原料，合成子代噬菌体的DNA，而核苷酸中含有P，则培养基中的32P经宿主摄取后可出现在T2噬菌体的核酸中，C正确；人体免疫缺陷病毒为RNA病毒，T2噬菌体为DNA病毒，二者所含核酸类型不同，D错误。
13．下图为科研工作者所做的“肺炎链球菌的转化实验”的步骤，下列相关叙述正确的是( )
A．该实验证明起转化作用的物质是DNA
B．1、2、3组为该实验的对照组
C．第4组中加热致死的S型细菌转化成了R型细菌
D．该实验证明灭活的S型细菌可以复活
解析：选B。加热致死的S型细菌的各种成分都存在，故不能确定是哪种成分或结构使R型细菌发生转化，A项错误；该实验中，4组为实验组，1、2、3组为对照组，B项正确；加热致死的S型细菌能将R型细菌转化为S型细菌，C项错误；比较3、4两组，可看出S型细菌并非复活，而是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，D项错误。
14．继发现DNA是生物体的遗传物质之后，科学家们又将目光转向部分不含DNA的RNA病毒，烟草花叶病毒(TMV)就是其中的一种，它能使烟草叶片出现花叶病斑。下图所示为相关的实验过程，据图分析并回答下列问题：
(1)图中X溶液通常用水和苯酚配制而成，其目的是__________________________。
(2)据所学知识推断，物质甲和乙分别是__________________________。
(3)实验结束后，可从图中所示的________组中分离出完整的TMV病毒。
解析：(1)利用水和苯酚配制而成的X溶液的目的是将TMV的RNA和蛋白质分离，获得TMV的RNA和蛋白质。(2)能感染正常烟草使之出现相应的病斑的是TMV的RNA，所以题图中甲为TMV的RNA，乙为TMV的蛋白质。(3)实验结束后，能分离得到完整的TMV的有甲、丙两组，因为只有这两组感染了病斑。
答案：(1)将病毒的RNA和蛋白质分离 (2)病毒的RNA、蛋白质 (3)甲和丙
15．1952年，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：
(1)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____________的变化。
(2)侵染一段时间后，用搅拌器搅拌，然后离心得到上清液和沉淀物，检测上清液中的放射性，得到如下图所示的实验结果。搅拌的目的是______________________________，所以搅拌时间少于1 min时，上清液中的放射性________。实验结果表明，当搅拌时间足够长时，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____________的放射性会增高。
(3)本实验证明在噬菌体传递和复制遗传特性时____________起着重要作用。
解析：(1)噬菌体是病毒，病毒离开活细胞不能繁殖，所以要标记噬菌体首先应用含32P和35S的培养基分别培养大肠杆菌，再让噬菌体分别侵染标记32P和35S的大肠杆菌，即可达到标记噬菌体的目的，进而追踪在其侵染过程中DNA和蛋白质的位置的变化。(2)噬菌体侵染大肠杆菌的时间要适宜，时间过长，子代噬菌体从大肠杆菌体内释放出来，会使细胞外32P的含量增高。题图中被侵染的细菌的存活率始终保持在100%，说明细菌没有裂解，没有子代噬菌体释放出来。细胞外的35S的含量只有80%，原因是在搅拌时侵染细菌的噬菌体外壳没有全部分离；细胞外的32P的含量是30%，原因是有部分标记的噬菌体还没有侵染细菌。(3)该实验证明DNA是噬菌体的遗传物质。
答案：(1)用含32P和35S的培养基分别培养大肠杆菌，再用噬菌体分别侵染被32P和35S标记的大肠杆菌 DNA和蛋白质的位置 (2)使噬菌体和细菌分离 较低 DNA进入细菌，蛋白质没有进入细菌 细菌没有裂解，没有子代噬菌体释放出来 32P (3)DNA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.生命观念：认同DNA是主要的遗传物质。
2.科学思维：通过分析与综合，理解转化实验与侵染实验的实验方法和实验原理。
3.科学探究：尝试设计实验，探索生物的遗传物质。
种类
项目
S型细菌
R型细菌
菌落
表面光滑
表面粗糙
菌体
致病性
有
无
亲代噬菌体
寄主细胞内
子代噬菌体
实验结论
32P标记的DNA
有
有
DNA是
遗传物质
35S标记的蛋白质
无
无
项目
细胞生物
非细胞生物
真核生物
原核生物
多数病毒
少数病毒
核酸种类
DNA和RNA
DNA和RNA
DNA
RNA
遗传物质
DNA
DNA
DNA
RNA
实验组号
接种菌型
加入物质
①
R型
S型细菌的细胞提取物
－
②
R型
蛋白酶
③
R型
RNA酶
④
R型
酯酶
⑤
R型
DNA酶
项目
肺炎链球菌体外转化实验
噬菌体侵染细菌的实验
思路相同
设法将DNA与其他物质分开，或特异性地去除某一物质，单独地、直接地研究它们各自不同的遗传功能
处理方式
的区别
利用“减法原理”：每个实验组特异性地去除一种物质，从而鉴定出DNA是遗传物质
放射性同位素标记技术：分别标记DNA和蛋白质的特殊元素(32P和35S)
核心知识小结
[要点回眸]
[规范答题]
1.S型肺炎链球菌有荚膜，有致病性；R型肺炎链球菌无荚膜，无致病性。
2.在肺炎链球菌的转化实验中，只有S型细菌的DNA才能使R型活细菌转化为S型细菌，即转化因子是DNA。
3. T2噬菌体由蛋白质和DNA组成，S存在于蛋白质中，P几乎全部存在于DNA中。
4.肺炎链球菌的转化实验和噬菌体侵染细菌的实验都证明了DNA是遗传物质。
5. 烟草花叶病毒的遗传物质是RNA。
6.因为绝大多数生物的遗传物质是DNA，所以说DNA是主要的遗传物质。