高中生物第1节 DNA是主要的遗传物质课后作业题

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第1节 DNA是主要的遗传物质
课堂互动探究案
课程标准
概述DNA是生物体主要的遗传物质
素养达成
1．掌握肺炎链球菌体内和体外转化实验的过程和结论；掌握噬菌体侵染细菌实验的方法、过程及结论，体验探究生物遗传物质的实验思路。(科学探究)
2．分析比较本节三大实验的实验方法和实验结论。(科学思维)
3．查阅相关资料，深入理解“烟草花叶病毒的感染实验”，理解DNA是主要遗传物质的结论。(科学思维)
4．感悟科学技术在生命科学探索过程中的作用。(社会责任)
早在公元前3世纪，《吕氏春秋》中就记载着“夫种麦而得麦，种稷而得稷，人不怪也。”也就是我们常说的“种瓜得瓜，种豆得豆。”正是生物的遗传特性，才使生物界的物种的性状能够保持相对稳定，那么决定这种遗传特性的物质到底是什么呢？
探究点一 肺炎链球菌的转化实验
【师问导学】
1．格里菲思的体内转化实验
根据教材P43图3－2回答下列问题：
(1)第一组和第二组实验对照能得到什么结论？
(2)第二组和第三组实验对照能得到什么结论？
(3)从第四组的死亡小鼠中能分离出两种细菌吗？
(4)四组实验中哪一组发生了细菌转化？对比之后，你能否得出DNA就是转化因子(遗传物质)的结论？
(5)R型菌转化为S型菌的实质是什么？
2．艾弗里的体外转化实验
请根据教材P44图3－3思考下列问题：
(1)哪一组发生了R型菌的转化？发生转化的原因是什么？
(2)在艾弗里第一组(S型细菌DNA和R型活细菌混合培养)实验中，所有R型细菌全部都转化为S型细菌吗？
(3)艾弗里在第三组实验中，设计了R型细菌与S型细菌DNA加DNA酶混合培养，分析设计该组实验的目的是什么？
(4)从对照实验设计角度分析：
①艾弗里实验的单一变量是什么？
②将可能作为“转化因子”的各种物质，分别进行实验的设计意图是什么？
(5)第三组和第一组相对照，为什么能更有力地说明DNA是遗传物质？
3．请分析格里菲思的肺炎链球菌转化实验和艾弗里转化实验的关系。
4．在肺炎链球菌转化实验中，能够证明DNA是遗传物质的最关键的实验设计思路是什么？
【智涂笔记】
教材延伸：
辨别两种不同类型的肺炎链球菌的方法
(1)显微观察：制作装片，光学显微镜下观察是否有荚膜，有荚膜的为S型细菌；无荚膜的为R型细菌。
(2)宏观观察：培养形成菌落，根据培养基中两种细菌不断增殖形成的菌落的形态进行区分，肉眼即可辨别，S型细菌形成的菌落表面光滑，R型细菌形成的菌落表面粗糙。
科学方法：
自变量控制中的“减法原理”
在对照实验中，与常态相比，人为去除某种影响因素称为“减法原理”。本实验中，第一组(不加酶)是对照组，第二至第五组(每组特异性去除了一种物质)是实验组。
特别提醒：
(1)这两个实验都不能说明DNA是主要的遗传物质。
(2)这两个实验的关键之处都是设法将各成分分开，单独观察各自的作用。
(3)在艾弗里的实验中，导致小鼠死亡的真正原因是S型活细菌，而不是其DNA。
DNA作为遗传物质的特点：
①具有稳定性。
②在细胞的生长和繁殖过程中能够精确地复制自己，使得前后代保持一定的连续性。
③能够指导蛋白质的合成，从而控制生物的性状和新陈代谢。
④具有贮存大量遗传信息的能力。,
【师说核心】
1．两种肺炎链球菌的比较
2.对肺炎链球菌体内转化实验中细菌数量变化曲线的解读
在肺炎链球菌体内转化实验中，将加热致死的S型细菌与R型活细菌混合后注射到小鼠体内，小鼠体内S型活细菌、R型活细菌数量的变化情况如图所示。
(1)R型活细菌数量的变化
①ab段：小鼠体内还没有形成大量的抗R型活细菌的抗体，故该时间段内R型活细菌数量增多。
②bc段：小鼠体内形成大量的抗R型活细菌的抗体，致使R型活细菌数量减少。
③cd段：c点对应时间点之前，已有少量R型活细菌转化为S型活细菌，S型活细菌能降低小鼠的免疫力，使小鼠对R型活细菌的杀伤力减弱，导致R型活细菌大量繁殖，所以cd段R型活细菌数量增多。
(2)S型活细菌数量的变化
少量R型活细菌获得了S型细菌的DNA，并转化为S型活细菌，S型活细菌有多糖类荚膜的保护，能在小鼠体内增殖，且随着小鼠免疫力的降低，小鼠对S型活细菌的杀伤力减弱，S型活细菌增殖加快、数目增加。
3．肺炎链球菌体内转化实验与体外转化实验的比较
【针对检测】
1．肺炎链球菌转化实验的部分过程如图所示。下列叙述正确的是( )
A．S型肺炎链球菌的菌落表面粗糙，R型肺炎链球菌的菌落表面光滑
B．S型肺炎链球菌的DNA经加热后失活，因而注射加热致死的S型肺炎链球菌的小鼠仍存活
C．从病死小鼠中分离得到的只有S型肺炎链球菌而无R型肺炎链球菌
D．该实验未证明R型肺炎链球菌转化为S型肺炎链球菌是由S型肺炎链球菌的DNA引起的
2．某生物兴趣小组为了验证艾弗里关于肺炎链球菌转化实验的结论，设计了如下实验，其中不能获得活的S型细菌的是( )
A．甲组 B．乙组
C．丙组 D．丁组
3．(等级考选做)“肺炎链球菌的转化实验”证明了DNA是遗传物质，而蛋白质不是遗传物质，得出这一结论的关键是( )
A．用S型活菌和加热致死后的S型菌分别对小白鼠进行注射，并形成对照
B．用杀死的S型菌与无毒的R型菌混合后注射到小鼠体内，小鼠死亡
C．从死亡小鼠体内分离获得了S型菌
D．将S型菌的各种物质分离并分别加入各培养基中，培养R型菌，观察其是否发生转化
4．(等级考选做)在格里菲思的肺炎链球菌转化实验中，将加热致死的S型细菌与活的R型细菌混合后一起注射到小鼠体内，小鼠死亡，小鼠体内S型活细菌、R型活细菌数量的变化情况如图所示，下列分析正确的是( )
A．ab段R型活细菌数量减少的原因是部分R型活细菌不断被小鼠的免疫系统所清除
B．bc段R型活细菌数量上升是S型活细菌大量转化成R型活细菌所致
C．S型活细菌是由R型细菌中的“转化因子”进入加热致死的S型细菌体内产生的
D．该实验可以证明“转化因子”是S型细菌的DNA
探究点二 噬菌体侵染细菌的实验
【师问导学】
请你根据教材P45图3－6回答下列问题：
1．处理方法分析
(1)两个实验中，为什么要分别用35S和32P标记噬菌体？为什么不能用14C或18O或3H进行标记？
(2)搅拌和离心的目的分别是什么？
(3)请根据噬菌体的代谢特点，分析能否直接利用分别含放射性同位素35S和32P的培养基培养噬菌体。
2．实验结果分析
(1)两个分组实验的结果中，对放射性分布的描述是放射性“有、无”还是“高、低”？
(2)噬菌体侵染大肠杆菌实验，除了能证明DNA是遗传物质外，还能得出哪些结论？
【智涂笔记】
1．同位素标记法在噬菌体侵染细菌的实验中的应用分析
(1)用哪种标记元素。若用32P和35S，则分别标记了DNA和蛋白质，若用C、H、O等，则同时标记了DNA和蛋白质。
(2)注意标记对象是噬菌体还是细菌，标记对象不同对应结果不同，具体见下表：
名师提醒：
标记T2噬菌体的三个“不能”
(1)不能用培养基直接培养来获得含放射性同位素标记的T2噬菌体，因为病毒只能在宿主活细胞中进行代谢、增殖，故应先通过培养获得含放射性同位素标记的大肠杆菌，再用这些大肠杆菌来培养T2噬菌体。
(2)不能用35S和32P标记同一T2噬菌体，因为放射性检测时只能检测到是否具有放射性，不能确定是何种元素的放射性。
(3)不能标记C、H、O、N这些DNA和蛋白质共有的元素，否则无法将DNA和蛋白质区分开。
2．噬菌体侵染细菌实验中上清液和沉淀物的放射性分析
(1)用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌，上清液中含放射性的原因：
①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，使上清液中出现放射性。
②保温时间过长，噬菌体在大肠杆菌内增殖后子代释放出来，经离心后分布于上清液，也会使上清液中出现放射性。
(2)用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌，沉淀物中有放射性的原因：由于搅拌不充分，有少量含35S的噬菌体蛋白质外壳吸附在细菌表面，随细菌离心到沉淀物中。
【师说核心】
1．实验思路
S是蛋白质特有的元素，P几乎都存在于噬菌体DNA分子中，用放射性同位素32P和35S分别标记噬菌体的DNA和蛋白质，直接地、单独地观察它们各自的作用。
2．噬菌体侵染细菌的过程

3．噬菌体侵染细菌实验过程现象及结论
归纳总结
噬菌体侵染细菌实验的三次涉及大肠杆菌、两个关键环节
1．三次涉及大肠杆菌
2．两个关键环节——“保温”与“搅拌”
(1)保温时间要合适——T2噬菌体被32P标记的一组实验中，保温时间过短或过长都会使上清液中放射性偏高：①保温时间过短，含32P标记的T2噬菌体DNA没有进入大肠杆菌；②保温时间过长，大肠杆菌裂解，释放出了组装好的子代T2噬菌体，离心后子代T2噬菌体分布于上清液中。
(2)搅拌要充分——搅拌的目的是使吸附在大肠杆菌上的T2噬菌体、蛋白质外壳与大肠杆菌分离，搅拌不充分，35S标记的T2噬菌体及蛋白质外壳没有和大肠杆菌分离而随大肠杆菌到了沉淀物中，这样会造成沉淀物放射性偏高。
【针对检测】
1．在噬菌体侵染细菌的实验中，子代噬菌体的蛋白质外壳是( )
A．在噬菌体DNA的指导下，用细菌的物质合成的
B．在细菌DNA的指导下，用细菌的物质合成的
C．在噬菌体DNA的指导下，用噬菌体的物质合成的
D．在细菌DNA的指导下，用噬菌体的物质合成的
2．某研究人员模拟赫尔希和蔡斯的T2噬菌体侵染大肠杆菌实验，进行了如下实验：
①用32P标记的噬菌体侵染未标记的大肠杆菌；
②用未标记的噬菌体侵染35S标记的大肠杆菌；
③用3H标记的噬菌体侵染未标记的大肠杆菌。
一段时间后进行离心，检测到放射性存在的主要部位依次是( )
A．沉淀物、上清液、沉淀物和上清液
B．沉淀物、沉淀物、沉淀物和上清液
C．沉淀物、上清液、沉淀物
D．上清液、上清液、沉淀物和上清液
3．(等级考选做)在证明DNA是遗传物质实验的过程中，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．艾滋病病毒与T2噬菌体的核酸类型相同
4．(等级考选做，多选)某校生物研究性学习小组模拟赫尔希和蔡斯做了噬菌体侵染细菌的实验，实验过程如图所示，下列有关分析，错误的是( )
A．理论上，b和c中不应具有放射性
B．实验中b含少量放射性与①过程中培养时间过长或过短有关
C．实验中c含有放射性与④过程中搅拌不充分有关
D．该实验证明了DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质
探究点三 DNA是“主要的”遗传物质
【师问导学】
1．病毒中有几种核酸、核苷酸、五碳糖和碱基？病毒的遗传物质是否都是RNA?
2．细胞中含有几种核酸、核苷酸、五碳糖及碱基？细胞核中的遗传物质是DNA，那么细胞质中的遗传物质是DNA还是RNA?
3．为什么说DNA是主要的遗传物质？
4．小麦根尖细胞中的“核酸”和“遗传物质”是否含义相同？为什么？
5．HIV和噬菌体中的碱基种类有何区别？
【智涂笔记】
对“DNA是主要的遗传物质”的理解
“DNA是主要的遗传物质”是对整个生物界而言的。因为绝大多数生物的遗传物质是DNA，只有极少数病毒(RNA病毒)的遗传物质是RNA，所以说DNA是主要的遗传物质。对某一生物来说，其遗传物质只能是一种，即DNA或RNA。
特别提醒：(1)细胞内既有DNA，又有RNA，但只有DNA是遗传物质。
(2)染色体不是遗传物质，但却是遗传物质的主要载体。
误区警示：
遇到判断生物的遗传物质的试题时，需要注意问题的角度：看清是问哪一种或哪一类生物的遗传物质还是问整个生物界生物的遗传物质。如果是某种生物，那么其遗传物质是DNA或RNA。有细胞结构的生物和DNA病毒的遗传物质都是DNA，只有RNA病毒的遗传物质才是RNA。而整个生物界生物的遗传物质则主要是DNA。
【师说核心】
1．不同生物的遗传物质
2.生物的遗传物质总结
(1)生物的遗传物质是DNA或RNA，即生物的遗传物质是核酸。
(2)既含有DNA，又含有RNA的生物和只含有DNA的生物，其遗传物质是DNA。
(3)只含RNA的病毒中，RNA才作为遗传物质。
(4)由于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。
3．探究遗传物质的三种方法
【针对检测】
1．下列有关遗传物质的叙述，正确的是( )
A．DNA是所有生物的遗传物质
B．酵母菌的遗传物质主要是DNA
C．艾滋病病毒的遗传物质是DNA或RNA
D．病毒的遗传物质是DNA或RNA
2．下列关于核酸和遗传物质的叙述中，正确的是( )
A．原核细胞中的遗传物质是RNA，真核细胞中的遗传物质是DNA
B．病毒中的遗传物质是RNA，细胞中的遗传物质是DNA
C．由于大部分细胞中的遗传物质是DNA，所以DNA是主要的遗传物质
D．病毒中所含有的核酸就是该病毒的遗传物质
【网络建构】
【主干落实】
1．S型肺炎链球菌有荚膜，有毒；R型肺炎链球菌无荚膜，无毒。
2．在肺炎链球菌转化实验中，只有S型细菌的DNA才能使R型细菌转化为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．肺炎链球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验都证明了DNA是遗传物质。
5．烟草花叶病毒的遗传物质是RNA。
6．由于绝大多数生物的遗传物质是DNA，因此说DNA是主要的遗传物质。
1．探索遗传物质的过程是漫长的，直到20世纪初期，人们仍普遍认为蛋白质是遗传物质。当时人们作出判断的理由不包括( )
A．不同生物的蛋白质在结构上存在差异
B．蛋白质与生物的性状密切相关
C．蛋白质比DNA具有更高的热稳定性，并且能够自我复制
D．蛋白质中氨基酸的不同排列顺序可能蕴含大量遗传信息
2．肺炎链球菌的转化实验中，发生转化的细菌和含转化因子的细菌分别是( )
A．R型细菌和S型细菌 B．R型细菌和R型细菌
C．S型细菌和S型细菌 D．S型细菌和R型细菌
3．在噬菌体侵染细菌的实验中，下列对噬菌体外壳蛋白质合成的描述中，正确的是( )
A．氨基酸原料和酶来自细菌
B．氨基酸原料来自噬菌体
C．氨基酸原料来自细菌，酶来自噬菌体
D．氨基酸原料来自噬菌体，酶来自细菌
4．下列有关生物的遗传物质的叙述，错误的是( )
A．所有生物的遗传物质都是核酸
B．原核生物的遗传物质是RNA
C．病毒的遗传物质是DNA或RNA
D．没有哪一个实验能证明DNA是主要的遗传物质
5．某同学对格里菲思的实验进行了改良，将R型细菌、S型细菌、加热致死的S型细菌、加热致死的S型细菌和R型细菌的混合物分别接种到甲、乙、丙、丁四组相同的培养基上，在适宜无菌的条件下进行培养，一段时间后，菌落的生长情况如图所示。下列有关叙述正确的是( )
A．若培养前在甲组培养基中加入S型细菌的DNA，得到的菌落类型与丁组不同
B．甲、乙两组作为丁组的对照组，丙组培养基无菌落产生，可以不必设置
C．这四组实验说明了使R型细菌发生转化的物质是S型细菌的DNA
D．该实验中的无关变量有培养基的成分、培养条件及培养时间等
6．下图是赫尔希和蔡斯做的T2噬菌体侵染大肠杆菌实验的部分图解。请回答下列问题：
(1)35S标记的是噬菌体的________________，对该噬菌体进行标记的具体方法步骤是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)正常情况下，上清液的放射性________(填“高”或“低”)；如果搅拌不充分，会导致________出现放射性。
(3)噬菌体侵染细菌之后，合成子代噬菌体需要噬菌体提供的________________和细菌提供的________________。(选填“DNA模板、脱氧核苷酸、氨基酸”)
(4)图中所示实验并不能证明噬菌体的遗传物质是DNA，要证明噬菌体的遗传物质是DNA，还需要设置另外一组实验，即用________标记的噬菌体侵染大肠杆菌，预测在正常情况下该组实验中放射性较高的部位是________(填“上清液”或“沉淀物”)。
教材第42页►【问题探讨】
1．提示：遗传物质必须稳定，要能贮存大量的遗传信息，可以准确地复制，准确地传递给下一代等。
2．提示：答案并不唯一，只要提出正确的思路即可。
教材第46页►【思考·讨论】
1．提示：细菌和病毒作为实验材料，具有的优点：(1)个体小，结构简单，容易看出因遗传物质改变而导致的生物的结构和功能的变化。细菌是单细胞生物，病毒无细胞结构。(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．提示：设法把DNA与蛋白质分开，单独地、直接地去观察DNA或蛋白质的作用。最大的困难是如何将DNA与蛋白质分开。
3．提示：艾弗里采用的主要技术手段有细菌的培养技术等。赫尔希采用的主要技术手段有噬菌体的培养技术、同位素标记技术等。科学成果的取得必须有技术手段作保证，技术的发展需要以科学原理为基础，因此，科学与技术是相互支持、相互促进的。
教材第47页►【练习与应用】
一、概念检测
1．D 枯草杆菌的遗传物质是DNA，DNA是使估草杆菌产生稳定遗传的物质，故只有将提取的枯草杆菌的DNA加入培养基中，才能获得活的能合成组氨酸的枯草杆菌。
2．A T2噬菌体由DNA和蛋白质组成。噬菌体侵染细菌时，只有DNA进入细菌的细胞中。赫尔希和蔡斯的实验很明确地表明遗传物质是DNA。
二、拓展应用
1．提示：实验表明，噬菌体在侵染大肠杆菌时，进入大肠杆菌体内的是噬菌体的DNA，而噬菌体的蛋白质外壳却留在细胞外。因此，大肠杆菌裂解后，释放出的子代噬菌体是利用亲代噬菌体的遗传信息，以大肠杆菌的氨基酸为原料来合成噬菌体的蛋白质外壳的。
2．提示：肺炎链球菌转化实验和噬菌体侵染细菌的实验表明，作为遗传物质至少要具备以下几个条件：能够准确地复制自己；能够指导蛋白质合成，从而控制生物的性状和新陈代谢；具有贮存遗传信息的能力；结构比较稳定等。
eq \x(温馨提示：请完成课后分层检测案9)
第3章 基因的本质
第1节 DNA是主要的遗传物质
互动·探究·智涂
探究点一
【师问导学】
1．(1)提示：R型细菌无毒性，S型细菌有毒性。
(2)提示：加热能使S型细菌失去毒性。
(3)提示：能从死亡小鼠中分离出了S型活细菌和R型活细菌。
(4)提示：第四组。不能，只能得出“S型细菌含有能让R型细菌发生转化的转化因子”。
(5)提示：转化的实质是基因重组。
2．(1)提示：第一组；R型菌得到了S型菌的遗传物质。
(2)提示：没有。大多数后代是R型细菌，因转化效率很低，只有少数R型细菌转化为S型细菌。
(3)提示：DNA酶将DNA水解为脱氧核苷酸，水解后的产物不能使R型细菌转化为S型细菌，说明DNA必须保持完整性，才能完成其功能。同时证明了DNA是遗传物质。
(4)①提示：向R型细菌培养基中加入从S型细菌提取的不同物质。
②提示：进行相互对照，可对实验结果进行对比分析，得出结论，同时可避免其他物质的干扰。
(5)提示：第三组中的DNA酶将DNA水解，与第一组对照，能说明DNA是遗传物质，而DNA的基本单位——脱氧核苷酸不是遗传物质。
3．提示：肺炎链球菌的转化实验包括格里菲思实验和艾弗里实验，其中格里菲思的实验证明了S型细菌体内含有某种转化因子，但并没有证明转化因子是哪种物质。艾弗里的实验则证明了转化因子是S型细菌体内的DNA。
4．提示：将DNA与蛋白质、多糖等其他物质分开，单独地、直接地观察每种物质的作用。
【针对检测】
1．解析：有荚膜的S型肺炎链球菌的菌落表面光滑，无荚膜的R型肺炎链球菌的菌落表面粗糙，A错误；注射加热致死的S型肺炎链球菌后的小鼠仍存活的原因是S型肺炎链球菌的蛋白质经加热后变性失活，B错误；从病死小鼠中分离得到的有S型肺炎链球菌也有R型肺炎链球菌，C错误；该实验证明S型肺炎双球菌体内存在转化因子，但没有证明R型肺炎链球菌转化为S型肺炎链球菌是由S型肺炎链球菌的DNA引起的，D正确。
答案：D
2．解析：制备的细胞提取液中含有S型细菌的DNA、蛋白质等物质，S型细菌的DNA可使R型细菌发生转化，DNA酶可催化DNA水解，将含S型细菌的DNA的细胞提取液用DNA酶处理一段时间后与R型活细菌混合培养，R型细菌不能转化为S型细菌，故丙组实验不能获得活的S型细菌。蛋白酶可催化蛋白质水解，RNA酶可催化RNA水解，分析甲、乙、丁三组实验，均含有未被分解的S型细菌的DNA，因此这三组实验都能获得活的S型细菌。
答案：C
3．解析：A项只能说明活的S型细菌有毒性，能使小鼠死亡，A错误；B项小鼠死亡的原因不清楚，B错误；C项说明小鼠死亡是由有毒性的S型菌造成的，C错误；将S型菌体内的各种因子分离并分别加入R型菌培养基中，只有加入S型细菌DNA的培养基中出现了S型菌落，这说明DNA是遗传物质，而蛋白质不是遗传物质，D正确。
答案：D
4．解析：ab段，小鼠体内形成大量的抗R型细菌的抗体，因此，ab段部分R型活细菌被小鼠的免疫系统清除，R型活细菌数量减少，A正确。bc段R型活细菌数量上升的原因是R型活细菌转化成了S型活细菌，S型活细菌破坏了小鼠的免疫系统，R型活细菌在小鼠体内大量增殖，B错误。S型活细菌是由加热致死的S型细菌中的“转化因子”进入R型细菌体内产生的，C错误。格里菲思的肺炎链球菌转化实验只能证明加热致死的S型细菌体内存在某种“转化因子”，没有证明哪种物质是“转化因子”，D错误。
答案：A
探究点二
【师问导学】
1．(1)提示：35S和32P可以分别标记噬菌体的蛋白质外壳和DNA，用不同的放射性同位素标记噬菌体，可以探究是何种成分侵染大肠杆菌。因为噬菌体的蛋白质和DNA中都含有C、H、O，结果无法区分，所以不能用这三种元素进行标记。
(2)提示：搅拌的目的是使吸附在细菌表面的噬菌体与细菌分离。离心的目的是让上清液中析出重量较轻的T2噬菌体外壳，而离心管的沉淀物中留下被感染的大肠杆菌。
(3)提示：不能。因为病毒无细胞结构，其体内缺少完整的独立生活的酶系统，专营活细胞内寄生生活，病毒在普通培养基上无法生存。
2．(1)提示：高、低。
(2)提示：本实验还能间接证明DNA是遗传物质的两个特点：①DNA使前后代保持一定的连续性(即DNA复制)。②DNA能够指导蛋白质的合成，从而控制生物的新陈代谢过程和性状。
【针对检测】
1．解析：噬菌体侵染细菌时只将自己的DNA注入细菌中，其蛋白质外壳仍留在细菌外，而在细菌中合成出了子代噬菌体的蛋白质外壳和DNA，子代噬菌体的蛋白质外壳是在噬菌体DNA的指导下，利用细菌的物质合成的。
答案：A
2．解析：在该实验中，沉淀物的主要成分是细菌，上清液的主要成分为噬菌体外壳。①用32P只能标记噬菌体的DNA，在该实验中，噬菌体的DNA会进入细菌体内，放射性主要出现在沉淀物中；②直接标记细菌，放射性主要出现在沉淀物中；③用3H可以标记噬菌体的蛋白质外壳和DNA，在该实验中，噬菌体的蛋白质外壳不会进入细菌体内，而DNA进入细菌体内，故放射性会同时出现在上清液和沉淀物中。
答案：B
3．解析：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，以大肠杆菌的脱氧核苷酸为原料，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；艾滋病病毒为RNA病毒，T2噬菌体为DNA病毒，二者所含核酸类型不同，D错误。
答案：C
4．解析：35S标记的是T2噬菌体的蛋白质外壳，32P标记的是T2噬菌体的DNA，所以离心后，理论上，b和c中不应具有放射性，A正确；35S标记的是T2噬菌体的蛋白质外壳，T2噬菌体侵染细菌时，蛋白质外壳留在外面，经搅拌后与细菌分开，所以若b中含有放射性，说明搅拌不充分，B错误；实验中c含有放射性与④过程中培养时间过长或过短有关，C错误；该实验只证明了DNA是遗传物质，没有证明蛋白质不是遗传物质，D错误。
答案：BCD
探究点三
【师问导学】
1．提示：一种、四种、一种和四种；不一定，如噬菌体的遗传物质是DNA。
2．提示：两种、八种、两种和五种；细胞质中的遗传物质也是DNA。
3．提示：因为大部分生物的遗传物质是DNA，所以DNA是主要的遗传物质。
4．提示：不相同，因为小麦根尖细胞中有DNA和RNA两种核酸，但遗传物质仅指DNA。
5．提示：HIV中含尿嘧啶(U)，不含胸腺嘧啶(T)，而噬菌体中含胸腺嘧啶(T)，不含尿嘧啶(U)。
【针对检测】
1．解析：具有细胞结构的生物遗传物质都是DNA，不具有细胞结构的病毒的遗传物质是DNA或RNA，一种生物体内的核酸可能有两种，但遗传物质只有一种。
答案：D
2．解析：无论是原核还是真核细胞，细胞中的遗传物质一定是DNA，A错误；有的病毒遗传物质是RNA，有的是DNA，B错误；全部的细胞中遗传物质都是DNA，因为大部分生物的遗传物质是DNA，所以DNA是主要的遗传物质，C错误；病毒中的核酸是DNA或RNA，含有哪种核酸，哪种核酸就是遗传物质，D正确。
答案：D
归纳·提升·素养
【网络建构】
①肺炎链球菌转化 ②噬菌体侵染细菌 ③RNA ④主要的遗传物质
当堂·即时·反馈
1．解析：不同生物的蛋白质在结构上存在差异，蛋白质的不同结构可能对应不同的遗传信息，A项正确；作为遗传物质，要能控制生物的性状，而蛋白质与生物的性状密切相关，B项正确；作为遗传物质要能储存大量的遗传信息，而蛋白质中氨基酸的不同排列顺序可能蕴含大量遗传信息，D项正确。
答案：C
2．解析：肺炎链球菌转化实验证明加热杀死的S型细菌体内有某种转化因子存在，它能使活的R型细菌转化为S型细菌。
答案：A
3．解析：噬菌体属于病毒，没有细胞结构，在侵染细菌的过程中，噬菌体在自身遗传物质的作用下，利用细菌体内的核糖体、酶和氨基酸原料等合成自身的组成成分，实现大量增殖。
答案：A
4．解析：所有生物的遗传物质都是DNA或RNA，都是核酸，A正确；原核生物的遗传物质是DNA，B错误；病毒只含有一种核酸，其遗传物质是DNA或RNA，C正确；DNA是主要的遗传物质是多个实验综合分析得出的，D正确。
答案：B
5．解析：培养前在甲组培养基中加入S型细菌的DNA，可使部分R型细菌发生转化，得到的菌落类型与丁组相同，A错误；丙组作为丁组的对照组，目的是排除加热致死的S型细菌恢复活力的可能，不能不设置，B错误；这四组实验只能说明加热致死的S型细菌可以使R型细菌发生转化，不能说明使R型细菌发生转化的物质是S型细菌的DNA，C错误；该实验中的无关变量有培养基的成分、培养条件、培养时间等，D正确。
答案：D
6．解析：(1)仅在T2噬菌体的蛋白质中含有硫元素，所以35S标记的是噬菌体的蛋白质(外壳)；噬菌体专营寄生生活，不能用普通的培养基对其进行培养，所以对该噬菌体进行标记的具体方法步骤是：先用含有放射性同位素35S的培养基培养大肠杆菌，再用标记的大肠杆菌培养噬菌体。(2)噬菌体侵染细菌过程中，35S标记的蛋白质外壳不进入细菌细胞中，而是留在外面，所以正常情况下，上清液的放射性高；如果搅拌不充分，留在大肠杆菌表面的噬菌体蛋白质外壳将随大肠杆菌细胞分布在沉淀物中，会导致沉淀物中的放射性较高。(3)噬菌体侵染细菌之后，合成子代噬菌体需要噬菌体提供的DNA模板和细菌提供的脱氧核苷酸、氨基酸(作为合成噬菌体DNA和蛋白质的原料)。(4)图中所示实验只能证明噬菌体侵染细菌时，其蛋白质外壳不进入细菌细胞而留在外面，并不能证明噬菌体的遗传物质是DNA。要证明噬菌体的遗传物质是DNA，还需要设置另外一组实验，即用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌；由于噬菌体侵染细菌过程中，32P标记的噬菌体的DNA会进入细菌细胞，在其指导下合成子代病毒，因此可预测在正常情况下该组实验中放射性较高的部位是沉淀物。
答案：(1)蛋白质(外壳) 先用含有放射性同位素35S的培养基培养大肠杆菌，再用标记的大肠杆菌培养噬菌体 (2)高 沉淀物 (3)DNA模板 脱氧核苷酸、氨基酸 (4)32P 沉淀物
类型
R型
S型
有无多糖
类的荚膜
无
有
菌落
表面粗糙
表面光滑
致病性
无致病性，不会使人或小鼠患病
有致病性，可以使人和小鼠患肺炎，小鼠并发败血症死亡
项目
体内转化实验
体外转化实验
实验者
格里菲思
艾弗里和他的同事
培养方式
小鼠体内
体外培养基
实验对照
R型细菌与S型细菌的致病性对照
S型细菌各成分的作用相互对照
实验结果
加热致死的S型细菌能使R型细菌转化为S型细菌
S型细菌的DNA能使R型细菌转化为S型细菌
实验结论
加热致死的S型细菌体内有“转化因子”
S型细菌的DNA是遗传物质
联系
①所用材料相同，都是肺炎链球菌(R型和S型)；②体内转化实验是基础，仅说明加热致死的S型细菌体内有“转化因子”，体外转化实验证明“转化因子”是DNA；③都遵循实验设计的对照原则、单一变量原则
将加热致死的S型肺炎链球菌破碎后，设法去除绝大部分糖类、蛋白质和脂质，制成细胞提取液并均分到编号为①②③④的四支试管中备用
甲组
将①号试管中的提取液与R型活细菌混合培养
乙组
在②号试管的提取液中加入蛋白酶，处理一段时间后与R型活细菌混合培养
丙组
在③号试管的提取液中加入DNA酶，处理一段时间后与R型活细菌混合培养
丁组
在④号试管的提取液中加入RNA酶，处理一段时间后与R型活细菌混合培养
噬菌体
细菌
子代噬菌体
DNA
32P
31P
32P(少数)、31P(全部)
蛋白质
35S
32S
32S
DNA和蛋白质
14C、3H、18O、15N
12C、1H、16O、14N
C、H、O、N的两种同位素都有
生物
细胞生物
非细胞生物
类型
真核生物
原核生物
多数病毒
少数病毒
实例
真菌、原生生物、所有动植物
细菌、蓝藻、放线菌等
噬菌体、乙肝病毒、天花病毒等
HIV、SARS病毒、烟草花叶病毒等
核酸种类
DNA和RNA
DNA和RNA
DNA
RNA
遗传物质
DNA
DNA
DNA
RNA
结果：绝大多数生物的遗传物质是DNA，只有少部分病毒的遗传物质是RNA
结论：DNA是主要的遗传物质