第3章 第1节 核酸是遗传物质-【新课程学案】2025-2026学年高中生物必修2 遗传与进化配套课件PPT（浙科版）

第三章 遗传的分子基础 第一节　核酸是遗传物质 |学|习|目|标| 1.说出生物遗传的物质基础。 2.概述DNA作为遗传物质的证据。 3.通过噬菌体侵染细菌的实验分析，尝试寻找证据解释现象，学会运用证据解释现象的科学思维方法。 [四层]学习内容1 落实必备知识 [四层]学习内容2 融通关键能力 课时跟踪检测 目录 [四层]学习内容3·4 浸润学科素养和核心价值 [四层]学习内容1 落实必备知识 主干知识梳理 一、DNA是遗传物质 (一)肺炎链球菌的转化实验 1.S型菌和R型菌 类型 菌落特点及毒性 S型 菌落______，菌体有多糖类的胶状______，能够使人患肺炎或使小鼠患败血病 R型 菌落______，菌体无荚膜，没有毒性 光滑 荚膜 粗糙 2.格里菲思的活体肺炎链球菌转化实验 过程与结果 结论 S型菌中的“__________”进入R型菌体内,引起R型菌稳定的遗传变异 转化因子 不死亡 R型活菌、 S型活菌 9 3.艾弗里的离体细菌转化实验 设计思路 从活的S型菌中抽提DNA、蛋白质和荚膜物质,用_____的方法将它们分别分离,再分别与活的R型菌混合,放入培养液中进行悬浮培养 实验过程 R R R+S R 离心 10 实验结论 只有_______组分能够把R型菌转化为S型菌,并且DNA纯度越高,转化效率就越高 续表 (二)噬菌体侵染细菌的实验分析 1.实验材料:T2噬菌体是一种专门寄生在______体内的病毒,它的头部和尾部的外壳是由________构成的,在头部内含有一个________分子。 2.实验方法:____________法和离心法。 DNA 细菌 蛋白质 DNA 同位素标记 3.实验过程 含35S的培养基 含32P的培养基 含35S的细菌 含32P的细菌 12 (3)标记的噬菌体侵染未标记的细菌 悬浮液 DNA 蛋白质外壳 沉淀物 32P ①代表混合培养:目的是让标记的噬菌体__________。 ②代表搅拌:目的是使细菌外的噬菌体_____________。 ③代表离心:目的是______________________的放射性同位素。 4.实验结论:DNA分子在亲子代之间具有连续性,是__________。 侵染细菌 与细菌分离 检测悬浮液和沉淀中 遗传物质 二、有些病毒的遗传物质是RNA 1.烟草花叶病毒(TMV):呈螺旋形杆状。由一条_____链和________外壳组成。 2.烟草花叶病毒的感染和重建实验(填图) RNA 蛋白质 RNA A A RNA B B 15 3.实验结论 (1)实验证明了在只有RNA而没有DNA的病毒中,_______是遗传物质。除烟草花叶病毒外,还有冠状病毒、小儿麻痹病毒、脑炎病毒和流感病毒等,它们的遗传物质都是RNA。 (2)大部分生物的遗传物质是_______,而没有DNA只有RNA的生物,其遗传物质是_______。 RNA DNA RNA [预习效果自评] 1.判断下列叙述的正误 (1)格里菲思进行的活体肺炎链球菌转化实验，分离出S型菌的某些物质再与R型菌混合培养，以观察这些物质的作用。 ( ) (2)艾弗里等人进行的离体细菌转化实验表明，只有其中的DNA组分能把R型菌转化为S型菌。 ( ) √ × 提示:格里菲思没分离物质，只是判断含有某种“转化因子”。 (3)用含32P的培养基培养T2噬菌体，可获得DNA被标记的噬菌体。 ( ) (4)噬菌体侵染细菌的实验中，悬浮液中放射性高的组是35S标记的噬菌体。 ( ) (5)烟草花叶病毒的感染和重建实验证明病毒的遗传物质是RNA。 ( ) √ × × 提示:噬菌体不能在培养基上直接培养。 提示:烟草花叶病毒的感染和重建实验证明没有DNA的病毒的遗传物质是RNA，而不是所有病毒的遗传物质是DNA。 2.下列四个培养皿中均已培养了R型肺炎链球菌，若再向培养皿中分别加入以下物质(如图所示)，一段时间后，能从中分离出S型菌的培养皿是哪个，试分析原因。 提示:①④。只有S型菌的DNA组分能够把R型菌转化为S型菌，①④培养皿中含有S型菌的DNA，而②③培养皿中不含。因此，一段时间后，能从①④培养皿中分离出S型菌。 3.思考题 阅读教材第53页“课外读”，回答下列问题: (1)米歇尔所得到的核素实际是什么物质?它在细胞内是什么结构的主要成分? 提示:核蛋白(核酸与蛋白质结合在一起的物质)。染色体。 (2)“四核苷酸假说”形成的认知定式曾严重阻碍了人们对核酸的深入研究。这种假说后来是怎么被否定的? 提示:随着DNA提取方法的改进，得到了相对分子质量很大(50万~ 100万)的DNA分子。尤其是卡伽夫研究发现，尽管不同生物的DNA中总是(A+G)=(C+T)，但(G+C)≠(A+T)。这个结果有力否定了“四核苷酸假说”。 一、知识体系建一建 [精要内容把握] 二、核心语句背一背 1.肺炎链球菌转化实验是证实DNA是遗传物质的最早证据来源。 2.噬菌体侵染细菌的实验证实DNA是真正的遗传物质。 3.烟草花叶病毒的感染和重建实验证明了只有RNA而没有DNA的病毒中，RNA是遗传物质。 4.真核生物和原核生物的遗传物质是DNA；病毒的遗传物质是DNA或RNA。 [四层]学习内容2 融通关键能力 任务驱动 提能点(一)　肺炎链球菌的转化实验 肺炎链球菌于1881年首次由巴斯德等人从患者痰液中分离出。菌体似矛头状，成双或成短链状排列。有毒菌株体外有化学成分为多糖类的胶状荚膜，肺炎链球菌主要的致病物质有溶血素(能使红细胞溶解并释放出血红蛋白的物质)和荚膜，可引起人患大叶性肺炎。肺炎链球菌可能发生的变异有荚膜变异:即从有荚膜、有毒力的光滑型(S)菌株变异为荚膜毒力减低或消失的粗糙型(R)菌株。 (1)导致肺炎的链球菌和引起流感的病原体在结构上的主要区别是什么? (2)S型菌和R型菌在致病性和菌落形态上的主要区别是什么? 提示:肺炎链球菌是原核细胞；流感的病原体是病毒，没有细胞结构。 提示:S型菌具有致病性，菌落表面光滑；R型菌没有致病性，菌落表面粗糙。 (3)格里菲思进行了活体肺炎链球菌转化实验，为什么不能发现促使R型菌转变成S型菌的具体物质是什么? 提示:格里菲思的活体转化实验中，肺炎链球菌成分复杂，既有蛋白质、DNA等物质，还有多糖、磷脂等成分，无法观察各种成分单独起作用的情况。 生成认知 一、肺炎链球菌活体转化实验结果分析 分析 A组实验结果说明S型菌有毒性； B组实验结果说明R型菌没有毒性； C组实验结果说明加热杀死的S型菌无毒性； D组小鼠死亡，证明R型菌转化为S型菌，说明S型菌含有促使R型菌转化的物质 结论 在加热杀死的S型菌中，含有一种“转化因子”，能使R型菌转化为S型菌 二、肺炎链球菌离体转化实验结果分析 分析 从活的S型菌中抽提DNA、蛋白质和荚膜物质，分别加入培养了R型菌的培养基中，只有S型菌的DNA能促使R型菌转化；而S型菌的其他物质不能促使R型菌转化 结论 S型菌的DNA是“转化因子”，它才是使细菌产生稳定遗传变化的物质，即DNA是肺炎链球菌的遗传物质，而蛋白质不是遗传物质 三、肺炎链球菌两个转化实验的比较 比较项目 活体转化实验 离体转化实验 科学家 格里菲思 艾弗里等人 细菌培养 场所 小鼠体内 培养基(体外) 实验原理 S型菌可以使人患肺炎或使小鼠患败血症 对S型菌中的物质进行提取、分离，单独观察各种物质的作用 实验原则 R型菌与S型菌的毒性进行对照 S型菌各成分的作用进行对照 实验构思 用加热杀死的S型菌注射到小鼠体内作为对照实验来说明确实发生了转化 将物质提纯分离后，直接、单独地观察某种物质在实验中所起的作用 结果观察 小鼠是否死亡 培养基中的菌落类型 实验结论 S型菌体内有“转化因子” S型菌的DNA是遗传物质，蛋白质等不是遗传物质 续表 联系 ①所用的材料相同:都巧妙选用R型菌和S型菌两种肺炎链球菌； ②体内转化实验是体外转化实验的基础，仅说明S型菌体内有“转化因子”；体外转化实验则是前者的延伸，进一步证明了“转化因子”是DNA； ③实验设计都遵循对照原则和单一变量原则 续表 [例1]　(2025·奉化中学月考)某同学对格里菲思的活体转化实验和艾弗里的离体转化实验进行了分析比较，下列叙述正确的是 (　　) A.实验结论相同:DNA是遗传物质 B.两个实验中导致R型菌发生转化的因素不同 C.先进行了离体转化实验，后进行了活体转化实验 D.实验设计思路不同，但都遵循了对照原则 √ [解析]　两个实验的结论不相同:格里菲思活体转化实验证明S型菌中存在某种“转化因子”，艾弗里的离体转化实验证明DNA是遗传物质，A错误；两个实验中导致R型菌发生转化的因素都是S型菌的DNA，B错误；先进行了格里菲思的活体转化实验，后进行了艾弗里的离体转化实验，C错误；格里菲思的活体转化实验和艾弗里的离体转化实验设计思路不同，但都遵循了对照原则，D正确。 [例2]　(2022·浙江1月选考改编)S型肺炎链球菌的某种“转化因子”可使R型菌转化为S型菌。研究“转化因子”化学本质的部分实验流程如图所示。下列叙述正确的是 (　　) A.步骤①中，酶处理时间不宜过长，以免底物完全水解 B.步骤②中，甲或乙的加入量不影响实验结果 C.步骤④中，固体培养基比液体培养基更有利于细菌转化 D.步骤⑤中，通过观察菌落或鉴定细胞形态得到实验结果 √ [解析]　步骤①中，酶处理时间要足够长，以使底物完全降解，A错误；步骤②中，甲或乙的加入量属于无关变量，应适宜且相同，否则会影响实验结果，B错误；步骤④中，液体培养基比固体培养基更有利于细菌转化，C错误；S型菌有荚膜，菌落光滑，R型菌无荚膜，菌落粗糙。步骤⑤中，通过观察菌落或鉴定细胞形态，判断是否出现S型菌，D正确。 [易错提醒] 肺炎链球菌转化实验中的三个易错点 (1)高温对DNA和蛋白质活性的影响认识不清 加热杀死的S型菌，其蛋白质变性失活，这一过程不可逆；而DNA能够耐受较高温度，加热冷却后DNA活性能够恢复。 (2)体内转化实验不能简单地说成S型菌的DNA可使小鼠死亡 S型菌与R型菌混合培养，S型菌的DNA进入R型菌体内，进而在R型菌体内控制合成了S型菌的蛋白质，使之具有相应的毒性，因而导致小鼠死亡。 (3)并非所有的R型菌都被转化 由于转化过程受到DNA的纯度、受体菌的状态等因素的影响，并不是所有的R型菌都被转化成S型菌，而只是小部分R型菌被转化成S型菌。因此，在格里菲思实验的第四组中，可在小鼠体内同时检测到两类细菌；在艾弗里的“R型菌+S型菌的DNA”实验组别中，可观察到培养基上出现两类细菌的菌落。 跟踪训练 1.(2025·海盐一中检测)某科研团队重复了格里菲思的肺炎链球菌活体转化实验，甲组~丁组同时注射总量相同的细菌，实验过程如下图所示。下列对该实验的分析，不合理的是 (　　) A.乙组和丁组小鼠死亡的时间应不同 B.丁组的死亡小鼠体内有活的S型菌 C.S型活菌有致病性，R型活菌无致病性 D.R型死菌与S型活菌混合也可发生转化 √ 解析:丁组将加热致死的S型菌和R型活菌混合后注射到小鼠体内，R型活菌转化为S型活菌需要一定的时间，因此乙组和丁组小鼠死亡的时间应不同，A合理；丁组的死亡小鼠体内存在着S型和R型两种活菌，B合理；S型活菌有致病性，会导致小鼠死亡，而R型活菌无致病性，不会导致小鼠死亡，C合理；S型菌的菌体外面有多糖类的胶状荚膜，R型死菌与S型活菌混合并不能发生转化，D不合理。 2.(2025·宁波鄞州区期末)格里菲思和艾弗里两位科学家利用肺炎链球菌对遗传物质展开探索。下列叙述正确的是 (　　) A.R型菌外面有荚膜，在培养基上能长成粗糙型菌落 B.两位科学家均设法分开DNA和蛋白质，让其单独作用进行对比 C.格里菲思实验证明S型肺炎链球菌的DNA能使R型菌发生转化 D.艾弗里实验证明肺炎链球菌的遗传物质是DNA，而不是蛋白质　 √ 解析:R型菌外面没有荚膜，在培养基上能长成粗糙型菌落，A错误；艾弗里设法分开DNA和蛋白质，让其单独作用进行对比，但格里菲思没有，B错误；格里菲思体内转化实验证明S型菌中存在某种“转化因子”，能将R型菌转化为S型菌，C错误；艾弗里实验证明肺炎链球菌的遗传物质是DNA，而不是蛋白质，D正确。 3.(2025·湖州菱湖中学测试)某些科学家利用肺炎链球菌进行了转化实验，用加热致死的S型菌制成提取液，将其加入含有R型菌的培养基中，再加入不同的酶，实验结果如表。下列叙述正确的是 (　　) 组别 1 2 3 4 5 酶 无 蛋白酶 RNA酶 酯酶 DNA酶 得到的 菌落 R型、 S型 R型、 S型 R型、 S型 R型、 S型 R型 A.该实验的关键是利用不同酶选择性去除某些物质 B.该实验属于对比实验，无空白对照组 C.第2组实验证明了蛋白质是遗传物质 D.第5组实验证明了DNA不是遗传物质 √ 解析:该实验的关键是利用不同酶选择性去除某些物质，A正确；该实验属于对照实验，其中第1组为空白对照组，B错误；第2组实验中蛋白质被蛋白酶分解后仍出现S型菌，说明蛋白质不是遗传物质，C错误；第5组实验中DNA被DNA酶水解后只出现R型菌，没有发生转化作用，说明被分解的DNA是遗传物质，D错误。 任务驱动 提能点(二)　病毒遗传物质的实验证据 赫尔希是一位遗传学家，他的学术兴趣是研究噬菌体。噬菌体是一种专门侵染细菌的小型病毒，拥有以蛋白质组成的外壳，这些外壳将DNA包覆其中。当噬菌体侵染细菌时，会将其遗传物质导入细菌体内，而当噬菌体的遗传物质进入细菌细胞后，大约在20 min后，细菌细胞就会发生裂解，从而释放出大量噬菌体后代。 (1)噬菌体的遗传物质是什么?蛋白质外壳在哪里合成? (2)用噬菌体作为实验材料探究遗传物质有什么优点? 提示:噬菌体的遗传物质是DNA，蛋白质外壳在宿主细胞(细菌)的核糖体上合成。 提示:噬菌体由蛋白质外壳和内部DNA构成，其组成成分易于区分，并且易培养、增殖快等。 (3)能用普通培养基培养噬菌体吗?为什么? (4)试写出培养噬菌体的思路。 提示:不能。因为噬菌体是一种寄生在细菌体内的病毒，在细胞外无法独立完成代谢、增殖等。 提示:先在普通培养基上培养细菌，然后让噬菌体侵染细菌。 生成认知 一、噬菌体侵染细菌的实验 1.T2噬菌体的结构和组成成分 2.噬菌体的增殖过程分析 (1)合成噬菌体DNA的模板:进入细菌体内的噬菌体DNA。 (2)合成噬菌体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 3.噬菌体侵染细菌实验的误差分析 (1)用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌 (2)用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌 二、烟草花叶病毒的遗传物质是RNA [实验1]　烟草花叶病毒成分分别感染 烟草花叶病毒的基本成分是蛋白质和RNA，用石炭酸处理烟草花叶病毒，去掉蛋白质，只留下RNA，再将RNA接种到正常烟草上，结果发生花叶病；用蛋白质部分去侵染正常烟草，不发生花叶病。 [实验2]　车前草病毒与烟草花叶病毒的转化 用车前草病毒(HRV)与烟草花叶病毒(TMV)分别感染烟叶，出现两种不同病斑(如图a、b所示)；将HRV的RNA与TMV的蛋白质结合在一起，形成一个类似“杂种”的新品种，用它进行侵染实验，结果发生的病症以及繁殖的病毒类型如下图所示。由此证实RNA在遗传上的作用。 三、生物的遗传物质 项目 细胞生物 非细胞生物(病毒) 核酸 DNA和RNA 仅有DNA 仅有RNA 遗传物质 DNA DNA RNA 举例 动物、植物、真菌、细菌、放线菌等 乙肝病毒、T2噬菌体、天花病毒等 烟草花叶病毒、SARS病毒、HIV等 1.绝大多数生物的遗传物质都是DNA，所以说DNA是主要的遗传物质。 2.对于某种生物而言，遗传物质只有一种(DNA或RNA)，不能说该生物的遗传物质主要是DNA。 [例1]　用不同标记的噬菌体侵染不同标记的细菌，经保温培养、充分搅拌和离心处理，实验操作得当，下列预期的实验结果中，错误的是 (　　) A.用含3H 标记的噬菌体侵染未标记的细菌，上清液和沉淀中均有放射性 B.用含35S 标记的噬菌体侵染32P 标记的细菌，上清液和沉淀中均有放射性 C.用含32P 标记的噬菌体侵染35S 标记的细菌，子代噬菌体DNA均不含35S D.用含3H标记的噬菌体侵染35S 标记的细菌，子代噬菌体蛋白质外壳均含有35S，少量蛋白质外壳含3H √ [解析]　蛋白质和DNA都含有H，若用含3H标记的噬菌体侵染未标记的细菌，蛋白质外壳留在外面，噬菌体的DNA进入细菌内，则上清液和沉淀中均有放射性，A正确；用含35S标记的噬菌体侵染32P标记的细菌，35S在蛋白质外壳中，32P出现在新的噬菌体中，随32P标记的细菌一起沉淀，所以上清液和沉淀中均有放射性，B正确；DNA的元素组成是C、H、O、N、P，合成子代的DNA不需要细菌的35S做原料，因此子代噬菌体的DNA不含35S，C正确；子代噬菌体的蛋白质外壳合成的原料是细菌提供的35S，因此子代噬菌体的蛋白质外壳均有35S，但细菌的H不含有标记，因此子代噬菌体的蛋白质外壳不含有3H，D错误。 [思维建模] “两看法”分析噬菌体侵染细菌实验的放射性 [例2]　烟草花叶病毒有多种株系，已知RNA是烟草花叶病毒的遗传物质，如图所示是研究人员进行的两组实验: 若将HR株系的蛋白质与S株系的RNA组装后再感染烟草，预期出现的结果是(　　) A.叶片出现Ⅰ型病斑，分离出的子代病毒含S株系的蛋白质 B.叶片出现Ⅰ型病斑，分离出的子代病毒含HR株系的RNA C.叶片出现Ⅱ型病斑，分离出的子代病毒含S株系的蛋白质 D.叶片出现Ⅱ型病斑，分离出的子代病毒含HR株系的RNA √ [解析]　根据图示甲、乙两组实验可知，S株系病毒的RNA侵染烟草后引起发病，出现Ⅰ型病斑，说明S株系病毒在烟草细胞内增殖；HR株系病毒的RNA侵染烟草后引起发病，出现Ⅱ型病斑，说明HR株系病毒在烟草细胞内增殖。若将HR株系的蛋白质与S株系的RNA组装后再感染烟草，RNA具有致病性，因此叶片出现Ⅰ型(S株系)病斑，分离出的子代病毒含S株系的蛋白质和RNA，原因是RNA是遗传物质，在烟草细胞内该RNA指导S型病毒蛋白质外壳的合成。综上所述，A正确。 [归纳拓展] 不同生物的遗传物质、核酸类型与组成的归纳 比较项目 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 跟踪训练 1.(2025·河南高考)在T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验中，子代噬菌体中的元素全部来自其宿主细胞的是 (　　) A.C B.S C.P D.N √ 解析:T2噬菌体侵染大肠杆菌时，只有DNA进入大肠杆菌中，并作为模板控制子代T2噬菌体的合成，而合成子代T2噬菌体所需的原料均由大肠杆菌提供，因此子代T2噬菌体蛋白质外壳中的元素全部来自大肠杆菌；但由于DNA复制方式为半保留复制，因此子代噬菌体中一些DNA来自亲代噬菌体。已知蛋白质由C、H、O、N、S组成，DNA由C、H、O、N、P组成，综上分析，子代噬菌体中全部来自其宿主细胞的元素是S，B正确。 2.关于“噬菌体侵染细菌的实验”，下列叙述正确的是 (　　) A.可以分别用含32P、35S的培养基培养噬菌体 B.搅拌的目的是使细菌外的噬菌体与细菌分离 C.离心是把DNA和蛋白质分离 D.该实验证明DNA是噬菌体的主要遗传物质　 √ 解析:噬菌体是病毒，没有细胞结构，不能独立生存，因此不能用培养基直接培养噬菌体，A错误；搅拌的目的是使细菌外的噬菌体与被侵染的细菌分离，B正确；离心是让上清液中析出噬菌体的蛋白质外壳，被侵染的大肠杆菌分布在沉淀物中，C错误；该实验证明DNA是噬菌体的遗传物质，D错误。 3.分别用35S和32P标记的少量噬菌体去侵染未被标记的细菌，其过程和结果如图所示，下列叙述正确的是 (　　) A.该实验证明了DNA是主要的遗传物质 B.若搅拌不充分，35S标记组悬浮液中放射性将偏高 C.保温时间过长或过短，35S标记组沉淀中的放射性将偏高 D.若32P标记组的保温时间过长，悬浮液放射性会偏高 √ 解析:T2噬菌体侵染细菌的实验证明了DNA是遗传物质，A错误；若搅拌不充分，会导致35S标记组中较多的被标记的蛋白质外壳随细菌分布在沉淀物中，使悬浮液中放射性偏低，B错误；由于蛋白质没有进入细菌体内，因此保温时间过长或过短不影响35S标记组沉淀物中的放射性高低，C错误；若32P标记组保温时间过长，部分噬菌体增殖后释放出来，导致悬浮液放射性偏高，D正确。 4.(2025·平湖中学月考)赫尔希和蔡斯的T2噬菌体侵染大肠杆菌实验证实了DNA是遗传物质，下列关于该实验的叙述正确的是 (　　) A.用肺炎链球菌代替大肠杆菌也能得到相同的实验结果 B.实验中也可用14C代替35S标记T2噬菌体的蛋白质 C.32P标记组，放射性主要在沉淀物中，子代噬菌体中可检测到32P D.该实验证明了大肠杆菌的遗传物质是DNA √ 解析:病毒具有专性寄生的特点，因此不能用肺炎链球菌代替大肠杆菌完成此实验，A错误；C是蛋白质和DNA共有的元素，若用14C代替35S标记T2噬菌体的蛋白质，则其DNA也会被标记，不能区分T2噬菌体的蛋白质和DNA，B错误；该实验证明了T2噬菌体的遗传物质是DNA，D错误。 [四层]学习内容3·4 浸润学科素养和核心价值 科学探究——探索生物遗传物质的思路和方法 1.探究思路 (1)若探究哪种物质是遗传物质——设法将物质分开，单独看每种物质的作用。 (2)若探究未知病毒的遗传物质是DNA还是RNA——利用酶的专一性。 2.探究方法 分离 提纯法 将各种物质通过分离技术，得到不同物质的提取物，分别研究各种物质的作用，如艾弗里等人进行的肺炎链球菌的体外转化实验。该方法的缺点是物质纯度不能保证100% 同位素 标记法 利用放射性同位素标记不同物质，单独观察所标记物质的作用。如噬菌体侵染细菌实验 病毒 重组法 烟草花叶病毒的遗传物质验证实验。 方法:将一种病毒的遗传物质与另一种病毒的蛋白质外壳重新组合，得到杂种病毒，用杂种病毒去感染宿主细胞 酶解法 利用酶的专一性，去除某种物质，通过对照，观察该种物质的作用。如加入DNA酶，将DNA降解，观察其是否还有控制作用，若“是”，则遗传物质不是DNA，若“否”，则遗传物质可能是DNA 续表 3.核酸是遗传物质的证据相关实验综合比较 素养训练 1.(2025·台州中学检测)已知烟草花叶病毒(TMV)和车前草病毒(HRV)都能感染烟草叶片，但两者致病斑不同。有人用这两种病毒做实验，具体步骤和结果如下图所示。下列说法错误的是 (　　) A.c表示用TMV的蛋白质外壳感染烟草叶片，结果是烟草叶片上不出现病斑 B.d表示用HRV的RNA感染烟草叶片，结果是烟草叶片上出现病斑 C.f表示TMV的蛋白质外壳和HRV的RNA组成的“杂种病毒”产生的后代是TMV D.烟草细胞为TMV的复制提供能量、原料等条件 √ 解析:重组病毒感染烟草叶片形成的病斑与HRV病毒单独感染后的病斑相同，说明使其产生病斑的是HRV病毒，即f表示TMV的蛋白质外壳和HRV的RNA组成的“杂种病毒”产生的后代为HRV，说明该病毒的遗传物质是RNA，C错误。 2.为研究R型肺炎链球菌转化为S型肺炎链球菌的转化物质是DNA还是蛋白质，进行了肺炎链球菌体外转化实验，其基本过程如图所示: 下列叙述正确的是 (　　) A.甲组培养皿中只有S型菌落，推测加热不会破坏转化物质的活性 B.乙组培养皿中有R型及S型菌落，推测转化物质是蛋白质 C.丙组培养皿中只有R型菌落，推测转化物质是DNA D.该实验能证明肺炎链球菌的主要遗传物质是DNA √ 解析:DNA能够耐受较高的温度，加热冷却后DNA的活性能够恢复，甲组培养皿中应该有R型和S型两种菌落，A错误；乙组中S型菌提取物中的蛋白质被蛋白酶催化降解了，所以转化物质不是蛋白质，B错误；丙组培养皿中只有R型菌落，更能进一步确定转化物质是DNA，C正确；该实验能证明肺炎链球菌的遗传物质是DNA，D错误。 3.(2025·湖州、丽水、衢州三地二模)图1表示“噬菌体侵染细菌的实验”过程示意图，图2为模拟噬菌体与细菌混合培养时的增殖过程。下列叙述正确的是 (　　) A.图1离心的目的是使吸附在细菌表面的噬菌体外壳脱落 B.图1实验的设计思路是把DNA与蛋白质分开研究 C.图2的③过程以细菌的模板和原料合成子代噬菌体 D.35S标记的噬菌体侵染实验中出现⑤过程时，上清液放射性会变强　 √ 解析:搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离，离心的目的是让悬浮液中析出重量较轻的噬菌体颗粒，而离心管的沉淀物中留下被感染的大肠杆菌，A错误；图1实验的设计思路是把DNA与蛋白质分开研究，B正确；图2的③过程以噬菌体的DNA为模板和以细菌的各种成分为原料合成子代噬菌体，C错误；35S标记的是蛋白质，所以35S标记的噬菌体侵染实验中出现⑤过程时，上清液放射性不变，D错误。 4.(2025·湖州二中检测)结合遗传物质的相关实验，回答下列问题。 (1)艾弗里等人进行的肺炎链球菌转化实验，该实验成功的最关键的实验设计思路是分离并提纯_________(填“R”或“S”)型菌的_________________________等物质。  S DNA、蛋白质、荚膜多糖 解析:艾弗里等人进行肺炎链球菌转化实验，该实验成功的最关键的实验设计思路是分离并提纯S型菌的DNA、蛋白质、荚膜多糖等物质，然后单独地、直接地观察它们的作用，从而得出正确的结论。 (2)后来，赫尔希和蔡斯用_____________法，进一步证明DNA才是真正的遗传物质。该实验包括4个步骤:①噬菌体侵染细菌；②35S和32P分别标记T2噬菌体；③放射性检测；④离心分离。该实验步骤的正确顺序是___________，该实验中搅拌的目的是_______________________________________________。  　　 同位素标记 ②①④③ 把细菌和留在细菌表面的噬菌体残留部分分开 解析:赫尔希和蔡斯用同位素标记法进行了噬菌体侵染大肠杆菌的实验，证明了DNA是遗传物质；该实验的步骤:首先用35S和32P分别标记噬菌体→用标记的噬菌体分别与未标记的大肠杆菌混合培养→适当时间保温后搅拌、离心分离→放射性检测。该实验中搅拌的目的是把细菌和留在细菌表面的噬菌体残留部分分开。 (3)噬菌体侵染细菌实验分别用32P和35S标记T2噬菌体的DNA和蛋白质，在下图中标记元素所在部位依次是_________、_________(填序号)。  ① ④ 解析:DNA中的P元素位于磷酸基团中，氨基酸中的S元素在R基团中，因此，用32P标记的是DNA中的①磷酸基团，用35S标记的是蛋白质中的④R基团。 (4)用被35S标记的噬菌体去侵染未被标记的大肠杆菌，离心后，发现放射性物质主要存在于_________ (填“悬浮液”或“沉淀物”)中。理论上离心之后_________(填“悬浮液”或“沉淀物”)中不含放射性，实际上会由于______________，导致其中会含有少量的放射性，产生一定的误差。  悬浮液 沉淀物 搅拌不充分 解析:35S标记的是噬菌体的蛋白质外壳，噬菌体侵染细菌时，蛋白质外壳没有进入细菌，经过搅拌离心后主要分布在悬浮液中。理论上离心之后沉淀物中不含放射性，而实际上会由于搅拌不充分导致留在细菌表面的噬菌体残留部分没有与大肠杆菌分离，因而与大肠杆菌一起进入沉淀物中，导致沉淀物中会含有少量的放射性，产生一定的误差。 教材活动讨论题与课后习题参考答案 Ⅰ.活动“噬菌体侵染细菌的实验分析”讨论题参考答案(教材P51) 1.提示:为了让一部分噬菌体的蛋白质被放射性同位素35S标记，另一部分噬菌体的DNA被放射性同位素32P标记。 2.提示:放射性同位素35S主要出现在上层培养液中，说明噬菌体蛋白质外壳没有进入细菌；放射性同位素32P主要出现在底层细菌中，说明噬菌体的DNA进入细菌。 3.提示:噬菌体侵染细菌的实验中，35S标记的T2噬菌体侵染细菌，大多数放射性物质留在宿主细胞的外面，而32P标记的T2噬菌体侵染细菌，大多数放射性物质进入宿主细胞的内部，并传递到子代噬菌体。35S标记T2噬菌体的蛋白质，32P标记T2噬菌体的DNA，可见DNA侵染细菌，并在细菌内进行复制和控制蛋白质的合成，形成了子代噬菌体，因此DNA是T2噬菌体的遗传物质。 Ⅱ.课后习题参考答案(教材P55) 一、选择题 1.B　2.B　3.C 二、简答题 提示:在肺炎链球菌的转化实验中，能够证明DNA是遗传物质的最关键的设计思路是从活的S型肺炎链球菌中抽提DNA、蛋白质和荚膜物质，分别与活的R型肺炎链球菌混合，并悬浮培养在培养液中，这是单因子离体实验的设计思路。要实现这一设计思路，需要具备从S型肺炎链球菌中分离、提纯DNA、蛋白质和荚膜物质的技术手段。 课时跟踪检测 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 一、选择题 1.在肺炎链球菌的转化实验中，使R型菌转化为S型菌的物质是(　　) A.S型菌的DNA B.S型菌的脂质 C.S型菌的多糖 D.S型菌的蛋白质 √ 解析:S型菌的DNA分子是转化因子，能将R型菌转化为S型菌，S型菌的DNA是使R型菌发生稳定遗传变化的物质，A正确。 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 2.1952年，赫尔希和蔡斯用35S、32P标记的T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验，证明了 (　　) A.蛋白质是遗传物质 B.DNA是遗传物质 C.DNA是主要的遗传物质 D.蛋白质和DNA是遗传物质 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 解析:赫尔希和蔡斯的实验表明:噬菌体侵染细菌时，DNA进入到细菌的细胞中，而蛋白质外壳仍留在外面，子代噬菌体的各种性状是通过亲代的DNA遗传的，DNA才是遗传物质。 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 3.(2025·台州期末)科研人员利用32P标记的噬菌体和35S标记的大肠杆菌，经过共培养、搅拌、离心，再进行标记物的检测。下列关于实验结果的叙述，错误的是 (　　) A.悬浮液中可能有放射性 B.沉淀物中肯定有放射性 C.搅拌不充分会影响放射性的分布 D.共培养时间过长或过短都会影响放射性的分布 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 解析:由于利用32P标记的噬菌体和35S标记的大肠杆菌，所以培养的时间若过长，细菌裂解，子代噬菌体释放，也会导致悬浮液中含有少量的放射性；也可能是保温培养时间短，部分噬菌体还未完全侵染大肠杆菌，导致悬浮液中含有少量的放射性，A正确。由于利用32P标记的噬菌体，噬菌体侵染大肠杆菌时，DNA进入大肠杆菌，离心后随大肠杆菌沉淀到沉淀物中，且利用35S标记的大肠杆菌，离心后，大肠杆菌会沉淀，所以沉淀物中肯定有放射性，B正确。 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 本实验中以32P标记噬菌体的DNA，共培养时间适宜时，噬菌体的DNA均进入大肠杆菌，蛋白质外壳留在大肠杆菌表面但没有放射性，所以搅拌不充分不会影响放射性的分布，C错误。共培养时间过长或过短都会影响放射性的分布，若培养的时间过长，大肠杆菌裂解，子代噬菌体释放，也会导致悬浮液中含有少量的放射性；若培养的时间过短，部分噬菌体还未完全侵染大肠杆菌，导致悬浮液中含有少量的放射性，D正确。 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 4.(2025·浙江强基联盟月考)下列关于证明“核酸是遗传物质”的相关实验的叙述，错误的是 (　　) A.噬菌体侵染细菌的实验证明了DNA是主要的遗传物质 B.烟草花叶病毒中能够使烟草感染病毒的物质是RNA C.格里菲思的肺炎链球菌转化实验不能证明DNA是遗传物质 D.艾弗里的肺炎链球菌转化实验中，仅有部分R型菌转化为S型菌　 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 解析:噬菌体侵染细菌的实验证明了DNA是遗传物质，并没有证明DNA是主要的遗传物质，A错误；烟草花叶病毒中能够使烟草感染病毒的物质是RNA，进而证明RNA是烟草花叶病毒的遗传物质，B正确；格里菲思的肺炎链球菌转化实验不能证明DNA是遗传物质，只能证明S型菌中存在某种“转化因子”，能将R型菌转化为S型菌，C正确；艾弗里的肺炎链球菌转化实验中，仅有少部分R型菌转化为S型菌，因此加入S型菌DNA的培养基中会出现R型和S型两种细菌，D正确。 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 5.(2025·嵊州黄泽中学月考)下列有关DNA是遗传物质的实验证据的叙述，正确的是 (　　) A.格里菲思的肺炎链球菌转化实验证明R型菌中存在转化因子 B.艾弗里证明DNA是遗传物质的实验运用了放射性同位素标记技术和细菌培养技术等 C.赫尔希和蔡斯的实验证明了DNA是主要遗传物质 D.赫尔希和蔡斯的实验过程是标记噬菌体→噬菌体与细菌混合培养→短时间保温、搅拌、离心→检测放射性 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 解析:格里菲思的肺炎链球菌活体转化实验证明了加热杀死的S型菌中含有“转化因子”，这种“转化因子”能够使R型菌转化成S型菌，A错误；艾弗里所做的肺炎链球菌的离体转化实验运用了细菌培养技术，但没有运用放射性同位素标记技术，B错误；赫尔希和蔡斯的实验证明了DNA是T2噬菌体的遗传物质，C错误；赫尔希和蔡斯的实验过程是用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→适当时间保温→在搅拌器中搅拌，然后离心→检测悬浮液和沉淀物中的放射性物质，D正确。 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 6.(2025·绍兴稽山中学月考)如图表示以大肠杆菌和T2噬菌体为材料进行的实验研究。相关叙述错误的是 (　　) 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 A.该过程获得的子代噬菌体不具有放射性 B.步骤①的目的是获得含32P的大肠杆菌，32P主要分布在细菌拟核DNA中 C.步骤②的目的是获得32P标记的T2噬菌体，其中只有其DNA有标记 D.步骤③的目的是使噬菌体侵染大肠杆菌，搅拌程度通常不会影响该实验结果 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 解析:32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌时，能在子代噬菌体中检测到32P，A错误；步骤①是用含有放射性物质的培养基培养大肠杆菌，因此其目的是获得含32P的大肠杆菌，32P主要分布在细菌拟核中，B正确；步骤②的目的是获得32P标记的T2噬菌体，T2噬菌体只有DNA中含有P元素，因此只有DNA有标记，C正确；步骤③的目的是使噬菌体侵染大肠杆菌，无论搅拌程度高低，实验结果都是放射性同位素主要分布在离心管的沉淀物中，D正确。 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 7.1928年，格里菲思以小鼠为实验材料，研究肺炎链球菌的致病情况，S型菌的菌体有荚膜，在培养基上形成的菌落表面光滑；R型菌的菌体没有荚膜，在培养基上形成的菌落表面粗糙。某科研小组在格里菲思实验的基础上增加了下列相关实验，实验过程如图所示。下列叙述正确的是 (　　) 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 A.过程③中加热致死的S型菌的遗传物质已经不具有活性 B.从鼠2血液中分离出来的活菌都能使小鼠死亡 C.图示实验过程证明存在一种促使R型活菌转化成S型活菌的活性物质 D.从鼠5体内分离出活菌在培养基上培养，只会产生粗糙菌落 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 解析:过程③中加热致死的S型菌的遗传物质仍具有活性，A错误；从鼠2血液中分离出来的活菌包括R型菌和S型菌，其中只有S型能使小鼠患败血症死亡，B错误；过程②和④表明存在一种促使R型活菌转化成S型活菌的活性物质，C正确；从鼠5体内分离出的活菌为S型菌，因此在培养基上培养只会产生光滑菌落，D错误。 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 8.艾滋病病毒(HIV)是具有囊膜的病毒，侵入宿主细胞时脂质的囊膜和细胞膜上CD4受体识别后会融合，然后RNA连带蛋白质衣壳一并进入细胞内。进入细胞后衣壳解聚，释放RNA，同时衣壳内的逆转录酶开始发挥作用催化合成DNA。下列对HIV的理解，正确的是 (　　) A.HIV和噬菌体侵入宿主细胞的方式相同 B.正常人的细胞中含有HIV逆转录酶 C.用放射性同位素标记病毒时，应先用含有放射性同位素的原料配制培养基，再用培养基培养病毒 D.将CD4受体整合到红细胞膜上，可诱导HIV进入红细胞 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 解析:由题干信息可知，该病毒增殖时“RNA连带蛋白质衣壳一并进入细胞内”，而噬菌体在增殖时只注入DNA，A错误；据题意可知，人的细胞中不含有HIV逆转录酶，逆转录酶是HIV衣壳内的蛋白质，B错误；病毒属于细胞内寄生生物，培养病毒时不能使用普通培养基，一般都使用活细胞培养基，C错误；由题干信息“侵入宿主细胞时脂质的囊膜和细胞膜上CD4受体识别后会融合”可知，该病毒必须识别CD4受体才能进入细胞，因此将CD4受体整合到红细胞膜上，可诱导HIV进入红细胞，D正确。 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 9.(2025·乐清中学月考)某校生物研究性学习小组做了T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验，过程如下图所示，下列有关分析正确的是 (　　) 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 A.若实验1中b的放射性偏高，则这与①过程中培养时间的长短有关 B.若实验2中c的放射性偏高，则这与④过程中搅拌不充分有关 C.理论上，a、d中放射性很高，b、c中放射性很低 D.该实验证明了DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 二、非选择题 10.下图为肺炎链球菌离体转化实验的部分示意图。请据图回答问题: 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 (1)过程①和②表明，将S型菌的__________和_______与R型活菌混合培养，其后代为_____型菌。  (2)过程③表明，将S型菌的_______与R型活菌混合培养，_______型菌转化成_______型菌。  荚膜多糖　 蛋白质　 R　 DNA 部分R　 S　 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 (3)过程④表明，转化成的_______型菌的后代也是_______ (填“有”或“无”)毒性的_______型菌。  (4)实验最关键的设计思路是___________________________________ ___________________________________________________。  S　 有 S　 等成分分开，单独地观察它们在细菌转化过程中的作用 把具有荚膜的S型菌的DNA和蛋白质 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 解析:题图表示肺炎链球菌的离体转化实验。该实验最关键的设计思路是把具有荚膜的S型菌的DNA和蛋白质等成分分开，单独地观察它们在细菌转化过程中的作用。图中过程①和②表明，将S型菌的荚膜多糖和蛋白质与R型活菌混合培养，其后代为R型菌，说明S型菌的荚膜多糖和蛋白质不是遗传物质。过程③表明，将S型菌的DNA与R型活菌混合培养，部分R型菌转化成S型菌。过程④表明，转化成的S型菌的后代也是有毒性的S型菌。上述实验证明DNA是遗传物质。 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 11.20世纪中叶，科学家针对遗传物质的化学本质展开激烈争论，1952年，赫尔希和蔡斯利用T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验，为该问题提供了有力证据。请回答下列问题: 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 (1)噬菌体和细菌是生物学实验中常用的实验材料，其中，噬菌体作实验材料具有______________________________________的优点。  结构简单，繁殖快，只含有蛋白质和DNA　 解析:噬菌体作实验材料的优点包括结构简单，繁殖快，只含有蛋白质和DNA。 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 (2)获得分别被32P和35S标记的T2噬菌体的方法是________________ _________________________________________________________ ________。  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　 解析:由于T2噬菌体是病毒，没有细胞结构，只有寄生在大肠杆菌中才能繁殖后代，因此获得分别被32P和35S标记的T2噬菌体的方法是先用含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。 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 (3)32P和35S标记的T2噬菌体分别侵染未标记的大肠杆菌，一段时间后，用搅拌器搅拌，然后离心得到悬浮液和沉淀物，检测两组悬浮液中的放射性，得到如上图所示的实验结果。搅拌的目的是__________________________________。实验结果表明当充分搅拌以后，悬浮液中的35S和32P分别占初始标记噬菌体放射性的80%和30%，推测最可能是_________________进入细菌，将各种性状遗传给子代噬菌体。  使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离　 (亲代噬菌体)DNA　 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 解析:搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离。实验结果表明当充分搅拌以后，悬浮液中的35S和32P分别占初始标记噬菌体放射性的80%和30%，最可能是(亲代噬菌体)DNA进入细菌，将各种性状遗传给子代噬菌体。 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 (4)图中“被侵染细菌的存活率”曲线基本保持在100%，本组数据的意义是作为对照组，以证明______________________________________，否则悬浮液32P放射性会升高。  细菌没有裂解，子代噬菌体没有释放出来 解析:图中“被侵染细菌的存活率”曲线基本保持在100%，本组数据的意义是作为对照组，以证明细菌没有裂解，子代噬菌体没有释放出来，否则悬浮液32P放射性会升高。 1 5 6 7 8 9 10 11 2 3 4 (5)在上述实验之前，艾弗里分别用从S型肺炎链球菌中提取的DNA、蛋白质、荚膜多糖等物质对体外培养的肺炎链球菌进行转化，证明了DNA是遗传物质。实际上，这两个实验的研究思路是一致的，即________________________________________________________。  将DNA与蛋白质等物质分开，分别(或单独)研究其作用 解析:艾弗里肺炎链球菌离体转化实验和噬菌体侵染细菌实验的思路是一致的，即将DNA与蛋白质等物质分开，分别(或单独)研究其作用。 本课结束 更多精彩内容请登录：www.zghkt.cn $