DNA是遗传物质的实验证据
真题回放
1．(2019·江苏卷，3)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(C)
A．实验中可用15N代替32P标记DNA
B．噬菌体外壳蛋白是大肠杆菌编码的
C．噬菌体DNA的合成原料来自大肠杆菌
D．实验证明了大肠杆菌的遗传物质是DNA
[解析]N在噬菌体外壳蛋白与DNA中都存在，本实验要标记DNA的特有元素，故不能用15N代替32P，A项错误。噬菌体外壳蛋白是由噬菌体的遗传物质编码的，B项错误。噬菌体侵染大肠杆菌后，以自身DNA为模板，以大肠杆菌中的4种脱氧核苷酸为原料，合成子代DNA，C项正确。本实验证明噬菌体的遗传物质是DNA，D项错误。
2．(2017·全国卷Ⅱ)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(C)
A．T2噬菌体也可以在肺炎双球菌中复制和增殖
B．T2噬菌体病毒颗粒内可以合成mRNA和蛋白质
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．人类免疫缺陷病毒与T2噬菌体的核酸类型和增殖过程相同
[解析]T2噬菌体的核酸是DNA，DNA的元素组成为C、H、O、N、P，培养基中的32P经宿主(大肠杆菌)摄取后可出现在T2噬菌体的核酸中，C项正确。T2噬菌体专门寄生在大肠杆菌中，不能寄生在肺炎双球菌中，A项错误；T2噬菌体的mRNA和蛋白质的合成只能发生在其宿主细胞中，不能发生于病毒颗粒中，B项错误；人类免疫缺陷病毒(HIV)的核酸是RNA，T2噬菌体的核酸是DNA，且二者的增殖过程不同，D项错误。
核心拓展
1．肺炎双球菌体外转化实验与噬菌体侵染细菌实验的比较
艾弗里实验噬菌体侵染细菌的实验
设计
思路
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遗传功能
处理方法直接分离：分离S型菌的_DNA__、多
糖、蛋白质等，分别与R型菌混合培
养
同位素标记法：分别标记DNA和蛋白质
的特征元素(32P和35S)
结论①_DNA__是遗传物质，而蛋白质不是①DNA是遗传物质，但不能证明_蛋白质
遗传物质
②说明了遗传物质可发生可遗传的变异不是遗传物质__
②说明了DNA能控制_蛋白质__的合成
③DNA能_自我复制__
R型细菌转化为S型细菌的实质是S型细菌的DNA整合到了R型细菌的DNA中，变异类型属于_基因重组__。
3．噬菌体侵染细菌实验中放射性原因分析
(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，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。
4．明确遗传物质探索历程的“两次标记”和“三个结论”
(1)噬菌体侵染细菌实验中的两次标记的目的不同：
①第一次标记：分别用含35S和32P的培养基培养_大肠杆菌__，目的是获得带有标记的大肠杆菌。
②第二次标记：分别用含35S和32P的大肠杆菌培养_噬菌体__，目的是使噬菌体带上放射性标记。
(2)遗传物质发现的三个实验结论：
①格里菲思实验的结论：加热杀死的S型细菌中存在“_转化因子__”。
②艾弗里实验的结论：DNA才是使R型细菌产生稳定性变化的物质，即_DNA是遗传物质__。
③噬菌体侵染细菌实验的结论：_DNA是遗传物质__，但不能证明蛋白质不是遗传物质。
题型突破
题型1考查探索遗传物质的经典实验
1．(2019·山东省济宁市高三期末)用32P或35S标记T2噬菌体并分别与无标记的细菌混合培养，保温一定时间后经搅拌、离心得到上清液和沉淀物，并测量放射性。对此实验的叙述，不正确的是(C)
A．实验目的为研究遗传物质是DNA还是蛋白质
B．保温时间过长会使32P标记组上清液的放射性偏高
C．搅拌不充分会使35S标记组沉淀物的放射性偏低
D．实验所获得的子代噬菌体不含35S而部分可含有32P
[解析]在噬菌体侵染细菌的过程中，噬菌体只将自身的DNA注入细菌内，而蛋白质外壳留在外面，所以该实验目的为研究遗传物质是DNA还是蛋白质，A正确；如果离心前保温时间过长，子代噬菌体就会从细菌中释放出来，会导致32P标记组的上清液中放射性升高，B正确；35S标记的是噬菌体的蛋白质，噬菌体侵染细菌时，DNA进入细菌，蛋白质外壳吸附在表面，而搅拌的目的是使蛋白质外壳和细菌分开，因此搅拌不够充分会使35S标记组沉淀物的放射性偏高，C错误；在噬菌体侵染细菌的过程中，噬菌体只将自身的DNA注入细菌内，而蛋白质外壳留在外面，所以实验所获得的子代噬菌体不含35S而部分可含有32P，D正确。
2．(2017·江苏卷，2)下列关于探索DNA是遗传物质的实验，叙述正确的是(C) A．格里菲思实验证明DNA可以改变生物体的遗传性状
B．艾弗里实验证明从S型肺炎双球菌中提取的DNA可以使小鼠死亡
C．赫尔希和蔡斯实验中离心后细菌主要存在于沉淀中
D．赫尔希和蔡斯实验中细菌裂解后得到的噬菌体都带有32P标记
[解析]格里菲思体内转化实验证明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，但格里菲思并没有证明“转化因子”是什么，A项错误；艾弗里实验证明了DNA是遗传物质，并没有证明从S型肺炎双球菌中提取的DNA可以使小鼠死亡，B项错误；由于噬菌体没有细胞结构，所以离心后，有细胞结构的大肠杆菌在试管底部，而噬菌体及噬菌体的蛋白质外壳留在上清液中，C项正确；赫尔希和蔡斯实验中细菌裂解后得到的噬菌体只有少部分带有32P标记，因为噬菌体在进行DNA复制的时候，模板是亲代噬菌体中带有32P标记的DNA分子，而原料是大肠杆菌中没有带32P标记的脱氧核苷酸，D项错误。
DNA是遗传物质的实验比对策略
解答DNA是遗传物质实验比对类试题时，要牢记以下几点：
(1)R型细菌转化成S型细菌的实质是S型细菌的DNA与R型细菌DNA实现重组，表现出S型细菌的性状，此变异属于广义上的基因重组。
(2)含放射性标记的噬菌体不能用培养基直接培养，因为病毒营寄生生活，故应先培养细菌，再用细菌培养噬菌体。
(3)噬菌体侵染细菌的实验证明了DNA是遗传物质，但是没有证明蛋白质不是遗传物质。
(4)因DNA和蛋白质都含有C、H、O、N元素，所以噬菌体侵染细菌实验不能标记C、
H、O、N元素。
题型2探索生物遗传物质经典实验的拓展分析
3．(2019·河南省安阳一模)下列有关生物遗传物质的叙述，错误的是(C)
A．格里菲斯的肺炎双球菌转化实验没有具体证明哪一种物质是遗传物质
B．噬菌体感染大肠杆菌实验能说明“作为遗传物质能够指导蛋白质合成”
C．遗传物质复制过程中均会发生的碱基配对是：A—T、C—G
D．利用酶的专一性可探究某未知病毒的遗传物质是DNA还是RNA
[解析]格里菲思的肺炎双球菌转化实验证明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，但没有具体证明哪一种物质是遗传物质，A正确；噬菌体感染大肠杆菌实验中进入细菌的只是DNA，却能合成噬菌体的蛋白质外壳，说明DNA能指导蛋白质的合成，B正确；生物的遗传物质为DNA或RNA，所以其遗传物质为RNA时复制过程中不会发生碱基配对A—T，C错误；由于酶具有专一性，可利用DNA酶或RNA酶探究某未知病毒的遗传物质是DNA还是RNA，D正确。故选C。
4．细菌转化是指某一受体细菌通过直接吸收来自另一供体细菌的一些含有特定基因的DNA片段，从而获得供体细菌的相应遗传性状的现象，如肺炎双球菌转化实验。S型肺炎双球菌有荚膜，菌落光滑，可致病，对青霉素敏感。在多代培养的S型菌中分离出了两种突变型：R型，无荚膜，菌落粗糙，不致病；抗青霉素的S型(记为PenrS型)。现用PenrS 型菌和R型菌进行下列实验，对其结果的分析最合理的是(D)
A．甲实验中部分小鼠患败血症，注射青霉素治疗后均可康复
B．乙实验中可观察到两种菌落，加青霉素后仍有两种菌落继续生长
C．丙实验培养基中含有青霉素，所以生长的菌落是PenrS型菌
D．丁实验中因为DNA被水解而无转化因子，所以无菌落生长
[解析]甲实验中能转化形成抗青霉素的S型菌，所以部分小鼠患败血症，注射青霉素治疗不能恢复健康，A错误；乙实验中R型菌能转化形成抗青霉素的S型菌，因此可观察到两种菌落，但是由于R型菌不抗青霉素，加青霉素后只有一种菌落(S型菌)继续生长，B 错误；由于R型菌在含有青霉素的培养基中不能生长，所以丙实验中不能转化形成PenrS 型菌，C错误；丁实验中因为DNA被水解而无转化因子，所以没有PenrS型菌的生长，且丁实验中加入了青霉素，R型菌也不能生长，故丁实验中无菌落生长，D正确。
不同生物遗传物质的比较
生物类型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