一轮复习人类对遗传物质的探索过程

（3）实验过程及结果
DNA DNA+DNA酶
（4）结论： DNA 是“转化因子”，是使R型细菌产生稳定遗 传变化的物质。
1.体内转化实验中“加热”是否已导致DNA和蛋白质变性？ 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.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、
解析
组成噬菌体的结构物质有蛋白质和 DNA ，对蛋白质和
DNA进行标记要用特有元素 35S和32P，不能用共有元素15N，故C 项错误。蛋白质的组成元素中一般没有 P，故 D错误。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， 故B项正确。 答案 B
RNA
蛋白质
遗传物质
蛋白质
2.DNA是主要的遗传物质 科学家通过广泛的实验探索，得出绝大多数生物的遗传物质是 DNA ，只有少数种类的病毒的遗传物质是 RNA 。
1.下列内容为探索遗传物质的经典实验分别对应的结论是什么？
提示
①～⑥内容依次为：①S型细菌中含有“转化因子”
③DNA是遗传 ⑥DNA 是主
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 20～30 min就可繁殖一代，病
毒短时间内可大量繁殖。
（2）尽管艾弗里、赫尔希等人的实验方法不同，但其最关键的
实验设计思路却有共同之处，你能否具体指出？
提示 最关键的实验设计思路是设法把 DNA 与蛋白质分开，单
②DNA是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质 物质 ④RNA 是遗传物质 ⑤DNA 是遗传物质
要的遗传物质
2.不同生物的核酸种类及遗传物质的比较，请填写相应内容：
生物类型 体内核酸种类
体内碱基种类
病毒
原核生物
真核生物
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____________ DNA或RNA ____________ DNA和RNA ___________ DNA和RNA _____ 4种 _____ 4种 ____________ DNA或RNA _____ 5种 _____ 8种 ________ DNA _____ 5种 8种 DNA ________
体内核苷酸种类
遗传物质
1.某同学分离纯化了甲、乙两种噬菌体的蛋白质和DNA，重新组
合为“杂合”噬菌体，然后分别感染大肠杆菌，并对子代噬菌 体的表现型作出预测，见表。其中预测正确的是（ 实验预期结果 “杂合”噬菌体的组成 预期结果序号 甲的DNA＋乙的蛋白质 1 子代表现型 ）
与甲种一致
与乙种一致 与甲种一致 与乙种一致
（ 3 ） T2 噬菌体可利用寄主体内的物质大量增殖 （ 2013· 海南， 13D）（ √ ）
（ 4 ） T2 噬 菌 体 侵 染 大 肠 杆 菌 实 验 证 明 了 DNA 是 遗 传 物 质
（2013· 新课标Ⅱ，5改编）（ √ 5B）（ × ） ） （5）噬菌体增殖需要细菌提供模板、原料和酶等（2012· 山东，
3.实验过程 （1）标记噬菌体
大肠杆菌
噬菌体
噬菌体 大肠杆菌
（2）侵染细菌
高
低 低 高
4.实验结果分析
（1）噬菌体侵染细菌时，其
蛋白质外壳 留在外面。
DNA
进入细菌细胞中，而
（2）子代噬菌体的各种性状是通过亲代 DNA 遗传的。 5.结论 DNA 是遗传物质。
“二看法”判断子代噬菌体标记情况
（2）噬菌体的复制式增殖 增殖需要的条件 内容 噬菌体 的DNA _________
模板
大肠杆菌 提供的四种脱氧核苷酸 合成噬菌体DNA的原料 __________ 合成噬菌 体蛋白质 原料 场所 大肠杆菌的氨基酸 大肠杆菌 的核糖体 __________
2.实验方法
同位素标记 蛋白质和DNA 法。该实验中用35S、32P分别标记 。
（2）实验过程及结果：
死亡
不死亡 死亡 （3）结论：加热杀死的S型细菌中含有某种 转化因子 使 R 型 活细菌转化为S型活细菌。
2.艾弗里的体外转化实验
（1）实验目的：探究S型细菌中的“转化因子”是DNA还是蛋
白质或多糖？ （2）方法：直接分离S型细菌的DNA、荚膜多糖、蛋白质等， 将它们分别与 R型细菌 混合培养，研究它们各自的遗传功能。
1.真题重组
判断正误
（1）证明光合作用所释放的O2来自于水与用T2噬菌体侵染大 肠杆菌证明DNA是遗传物质所用核心技术相同（2016· 课标Ⅲ， 2B）（ √ ）
（2）赫尔希与蔡斯以噬菌体和细菌为研究材料，通过同位素 示 踪 技 术 区 分 蛋 白 质 与 DNA ， 证 明 了 DNA 是 遗 传 物 质 （2015· 江苏卷）（ √ ）
独地、直接地去观察DNA或蛋白质的作用。
噬菌体侵染细菌实验分析 1. （ 2012· 经典高考） 赫尔希和蔡斯于 1952 年所做的噬菌体侵染
细菌的著名实验进一步证实了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宿主细胞
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
2. （ 2016· 齐鲁名校协作体联考） 下列有关遗传物质是核酸而不 是蛋白质的实验证据的叙述，正确的是（ ）
A.1928年格里菲思的肺炎双球菌的体内转化实验证明将 R型细 菌转化为S型细菌的物质是DNA
B.1944年艾弗里的肺炎双球菌的体外转化实验运用了物质提纯
鉴定技术、同位素示踪技术和细菌培养技术等 C.1952年赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌的实验过程是：标记 噬菌体→噬菌体与细菌混合培养→搅拌、离心→检测放射性 D.艾弗里等人的肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验都
艾弗里肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验设计的比较
实验名称 艾弗里肺炎双球菌转化实验 实验思路 噬菌体侵染细菌实验
设法将DNA与其他物质分开，单独地、直接地研究
它们各自不同的作用 对照原则和单一变量原则
设计原则
处理方
式的区 别
直接分离法：分离S型 细菌的DNA、多糖、蛋 白质等，分别与R型活 细菌混合培养
解析
三组实验中，自变量是培养基加入的酶种类，实验1中加
入RNA酶，由于R型菌的遗传物质是DNA，加入的是加热杀死的 S型菌的DNA，所以RNA酶不起作用，R型菌可能发生转化，出 现R型和S型菌落，同理推出实验 3也出现R型和S型菌落。实验2 中加入DNA酶，破坏了DNA，R型菌不发生转化，只出现R型菌
证明了蛋白质不是遗传物质
解析
格里菲思的转化实验只是证明了转化因子的存在但不确定
是DNA，A错误；艾弗里的体外转化实验没有用到同位素标记法，
B错误；噬菌体侵染实验需要先标记噬菌体，然后将标记的噬菌
体与未被标记的细菌混合培养，进行搅拌、离心后检测放射性，
C正确；艾弗里等人的肺炎双球菌转化实验证明了蛋白质不是遗 传物质，但赫尔希与蔡斯的噬菌体侵染细菌实验没有证明蛋白质 不是遗传物质，D错误。 答案 C
解析
病毒必须寄生在活细胞中，不能用培养基直接培养，A错
误；培养时间的长短会影响 32P标记的实验结果，不影响35S标记 的实验结果，因此B、C错误；搅拌不充分会使噬菌体的蛋白质 外壳吸附在大肠杆菌表面，使沉淀物中有少量放射性，D正确。 答案 D
关注噬菌体侵染细菌实验的2个关键环节 ——“保温”与“搅拌” （1）侵染时间要合适——若保温时间过短或过长会使32P组 的上清液中出现放射性。原因是部分噬菌体未侵染或子代 噬菌体被释放出来。
⑤DNA的X光衍射实验 B.②③
②摩尔根的果蝇杂交实验
③肺炎
④T2噬菌体侵染大肠杆菌实验 C.③④ D.④⑤
孟德尔通过豌豆杂交实验发现了基因的分离定律和基因
的自由组合定律；摩尔根通过果蝇的杂交实验证明了基因位于 染色体上；DNA的X光衍射实验说明了DNA分子呈螺旋结构。 证明DNA是遗传物质的实验有肺炎双球菌的转化实验和T2噬菌 体侵染大肠杆菌实验。 答案 C
落。三个实验说明 DNA是转化因子。本实验未涉及 DNA纯度这
种变量，故不能得出“DNA纯度越高转化效率就越高”的结论。 答案 D
关注格里菲思实验（实验一）与艾弗里实验（实验二）3个
“不同”
考点二
噬菌体侵染细菌实验
1.实验材料
T2噬菌体和大肠杆菌 。
（1）噬菌体的结构及生活方式
DNA 外壳
P S 寄生
②
③ ④
荚膜多糖
DNA DNA（经DNA酶处理）
A.①不能证明S型细菌的蛋白质不是转化因子
B.②说明S型细菌的荚膜多糖有酶活性
C.③和④说明S型细菌的DNA是转化因子 D.①～④说明DNA是主要的遗传物质 解析 实验过程中，①组加入的蛋白质和②组加入的荚膜多糖不
能促进 R型细菌的转化，说明二者不是转化因子，A错误；③组
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”。
1.（广东高考）艾弗里和同事用R型和S型肺炎双球菌进行实验，
结果如表所示。由表可知（
）
培养皿长菌情况 R型 R型 R型、S型 R型
实验组号 接种菌型 加入S型细菌的物质 ① R型 R型 R型 R型 蛋白质
2
3 4
乙的DNA＋甲的蛋白质
A.1、3 解析
B.1、4
C.2、3
D.2、4
因为 DNA 是噬菌体的遗传物质，所以组成成分为甲的
DNA 和乙的蛋白质的 “ 杂合 ” 噬菌体感染大肠杆菌后得到的子代 噬菌体的表现型与甲种一致；组成成分为乙的 DNA 和甲的蛋白 质的“杂合”噬菌体感染大肠杆菌后得到的子代噬菌体的表现型
与乙种一致。
答案 B
2.下图表示科研人员探究“烟草花叶病毒（TMV）遗传物质”的 实验过程，由此可以判断（ ）
A.水和苯酚的作用是分离病毒的蛋白质和RNA B.TMV的蛋白质不能进入烟草细胞中 C.侵入烟草细胞的RNA进行了逆转录过程
同位素标记法：分别标记 DNA和蛋白质的特征元素 （32P和35S）
实验结 DNA是遗传物质，蛋白 DNA是遗传物质，不能证 论 质不是遗传物质 明蛋白质不是遗传物质
注：两个实验均证明了“DNA是遗传物质”但不能证明
“DNA是主要的遗传物质”。
考点三
生物遗传物质综合判断
1.烟草花叶病毒感染烟草的实验
加入的DNA能促进R型细菌的转化，④组加入的经DNA酶处理的
DNA不能促进 R型细菌转化，说明 DNA是转化因子，C正确； B、 D均不能得到证明。 答案 C
2.科学家为探究转化因子的本质，进行了如图所示的一组实验。 该组实验不能得到的结果或结论是（ ）
A.实验2只出现R型菌落 B.实验1、3均出现R型和S型菌落 C.DNA是转化因子 D.DNA纯度越高转化效率就越高
2. （ 2017· 江淮十校联考） 下面是噬菌体侵染细菌实验的部分实 验步骤示意图，有关叙述正确的是（ ）
A.被标记的噬菌体是直接接种在含有35S的培养基中获得的
B.培养时间过长会影响上清液中放射性物质的含量 C.培养时间过短会影响上清液中放射性物质的含量 D.搅拌不充分会影响上清液中放射性物质的含量
第17讲
[最新考纲]
人类对遗传物质的探索过程
人类对遗传物质的探索过程（Ⅱ）。
考点一
肺炎双球菌的转化实验（5年7考）
1.格里菲思的体内转化实验 （1）实验材料：S型和R型肺炎双球菌、小鼠。 S型细菌 菌落 菌体 毒性 光滑 有 多糖类荚膜 ______ 有 毒性，使小鼠患败血症死亡 _____ R型细菌 粗糙 无 多糖类荚膜 _____ 无 毒 _____
“遗传物质的探索过程”的高考命题主要聚焦两大经典实验设
计的思路、实施的过程、结果及相应结论等；关注实验方法的 考查，如细菌的培养、噬菌体的同位素标记等；重视实验结论 的提炼。考查主要以选择题为主，涉及细菌、病毒的结构和生 活方式等相应的知识储备。
2.教材P46“思考与讨论”改编 （1）以细菌或病毒作为遗传物质探索的实验材料有何优点？ 提示 细菌和病毒作为实验材料，具有的优点是：（ 1）个体
（2）“搅拌”要充分——如果搅拌不充分，35S组部分噬菌
体与大肠杆菌没有分离，噬菌体与细菌共存于沉淀物中， 这样造成沉淀物中出现放射性。
综合考查两大经典实验及其比较
1.（2013· 新课标Ⅱ，5）在生命科学发展过程中，证明DNA是遗
传物质的实验是（ 双球菌转化实验 A.①② 解析 ）
①孟德尔的豌豆杂交实验