第3章 基因的本质
第1节 DNA是主要的遗传物质
【高考新动向】
人类对遗传物质的探索过程
【考纲全景透析】
一、肺炎双球菌的转化实验
1、肺炎双球菌
S型菌
R型菌
菌落
表面光滑
表面粗糙[高考资源网]
菌体
有多糖类荚膜
无多糖类荚膜
毒性
有毒性，使小鼠患败血症死亡
无毒
2、格里菲思转化实验（体内转化）
（1）实验过程及结果
（2）结论：加热杀死的S型细菌中，含有某种促成R型细菌转化为S型细菌的“转化因子”。
3、艾弗里转化实验（体外转化）
（1）设计思路：设法把S型细菌的DNA与其他各组成成分分开，单独研究它们各自的功能。
（2）过程及结果：
（3）结论：DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质，而蛋白质、多糖及DNA的水解物都不是。
二、噬菌体侵染细菌的实验
1、实验方法：放射性同位素示踪法。
2、T2噬菌体的特点
（1）结构：外壳由蛋白质构成，头部含有DNA。
（2）生活方式：细胞内寄生，不能独立进行新陈代谢。
（3）结构成分：蛋白质构成其头、尾两部分的外壳，DNA被包在头部的外壳内。
（3）增殖特点：在噬菌体DNA的作用下，利用大肠杆菌体内的物质合成自身成分，进行增殖。
3、实验过程及结果
（1）标记细菌：将细菌培养在含35S的培养基，培养出含35S的细菌；将细菌培养在含32P的培养基，培养出含32P的细菌。
（2）标记噬菌体：将噬菌体培养在含35S的细菌中，培养出含35S的噬菌体；将噬菌体培养在含32P的细菌中，培养出含32P的噬菌体。
（3）噬菌体侵染细菌：
①将被35S标记的噬菌体培养在细菌中，培养出的子代噬菌体中无35S。
②将被32P标记的噬菌体培养在细菌中，培养出的子代噬菌体中有32P。
（4）结果分析：
①噬菌体侵染细菌时，DNA进入细菌细胞中，而蛋白质外壳留在外面。
②子代噬菌体的各种性状是通过亲代DNA来遗传的。
（5）结论：DNA是遗传物质。不可说明DNA是所有生物的遗传物质。
三、RNA也是遗传物质的相关实验[ ]
1、材料：烟草花叶病毒。
2、实验过程及结果：
3、结论：RNA是遗传物质。
4、人类的探索结论[高考资源网]
DNA是主要的遗传物质，因为实验证明绝大多数生物的遗传物质是DNA，只有少部分生物的遗传物质是RNA。
【热点难点全析】
一、肺炎双球菌的转化实验
体内转化实验
体外转化实验[ ]
研究 人
1928·英·格里菲思
1944·美·艾弗里
过程结果
无毒R型活菌→→小鼠→→不死亡
有毒S型活菌→→小鼠→→死亡
有毒S型活菌→→有毒S型死菌→→小鼠→→不死亡
无毒R活菌+加热杀死的S菌→→小鼠→→死亡（从体内分离出S型活细菌）
S型活细菌[高考资源网]
↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓
多糖 脂质 蛋白质 RNA DNA DNA水解物
↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓
↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓
所得活菌：R R R R S+R R
分析
a组结果说明：R型细菌无毒性
b组结果说明：S型细菌有毒性
c组结果说明：加热杀死的S型细菌已失活
d组结果证明：有R型无毒细菌已转化为S型有毒细菌，说明S型细菌内含有使R型细菌转化为S型细菌的物质
S型细菌的DNA使R型细菌发生转化
S型细菌的其他物质不能使R型细菌发生转化
结 论
d组实验中，已加热杀死的S型细菌体内含有“转化因子”，促使R型细菌转化为S型细菌（主要通过d组证明）
S型细菌体内只有DNA才是"转化因子"，即DNA是遗传物质
相同点
巧妙选用R型和S型两种肺炎双球菌
实验目的都是探究遗传物质的成分
体内转化实验是体外转化实验的基础，后者则是前者的延伸
实验设计都遵循对照原则和单一变量原则
二、噬菌体侵染细菌的实验
实验材料
T2噬菌体、大肠杆菌
实验方法
同位素标记法
巧妙构思
噬菌体只有DNA和蛋白质两种成分
实验思路
S是蛋白质的特有元素，P几乎都存在于DNA分子中，用放射性同位素32P和35S分别标记DNA和蛋白质、直接单独的观察它们的作用。
过程、结果
①标记细菌
细菌+含35S的培养基→→含35S的细菌
细菌+含32P的培养基→→含32P的细菌
②标记噬菌体
噬菌体+含35S的细菌→→含35S的噬菌体
噬菌体+含32P的细菌→→含32P的噬菌体
④噬茵体侵染细菌
含35S的噬菌体＋细菌→→宿主细胞内没有35S，35S分布在宿主细胞外
含32P的噬菌体+细菌→→宿主细胞外几乎没有32P，32P主要分布在宿主细胞内
实验分析
过程3表明，噬菌体的蛋白质外壳并未进入细菌内部，噬菌体的DNA进入了细菌的内部
实验结论
DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质
【例】（2012·辽宁抚顺一模）关于噬菌体侵染细菌的实验，下列说法中正确的是（ ）
A．该实验能说明DNA是遗传物质，而RNA不是
B．噬菌体复制扩增时，利用细菌体内的核糖体合成外壳蛋白
C．野生型的噬菌体在侵染细菌之前，需在血浆中添加含放射性标记的脱氧核苷酸进行培养
D．用被32P标记的噬菌体侵染细菌，充分搅拌离心后在上清液中检测不到放射性
【析】选B。噬菌体是由DNA和蛋白质构成的，不含有RNA；病毒必须寄生在活的宿主细胞内才能进行正常的生理活动，在培养基中无法存活；用被32P标记的噬菌体侵染细菌，充分搅拌离心后在上清液中检测到放射性很低而不是没有。
三、肺炎双球菌与噬菌体侵染细菌的比较
相同点
均使DNA和蛋白质分开，单独处理，观察它们各自的作用，但两类实验中DNA与蛋白质分开的方式不同
都遵循了对照原则
都能证明DNA是遗传物质，但不能证明DNA是主要的遗传物质
不同点
方法不同
艾弗里实验
直接分离：分离S型细菌的DNA、多糖、蛋白质等，分别与R型细菌混合培养
噬菌体侵染细菌实验
同位素标记法：分别标记DNA和蛋白质的特殊元素，侵染时自然分离
【点此下载】