DNA是遗传物质-噬菌体侵染大肠杆菌的实验

热点07 探究DNA是主要遗传物质的经典实验有关DNA是主要的遗传物质的考点：证明DNA是遗传物质的实验（包括肺炎双球菌的转化实验和噬菌体侵染细菌的实验），及实验的研究方法、操作步骤和结果分析等。

近年高考对此部分的考查力度加大，如2017年课标全国卷I第29题以非选择题形式将探究病毒的遗传物质与噬菌体侵染细菌实验的方法完美结合，2017年课标全国卷Ⅱ第2题围绕T2噬菌体进行了多角度考查。

因此，备考过程中，考生除了要对经典实验的研究方法、操作步骤和结果进行分析外，还要加强对实验分析和设计能力的培养。

考向1 经典实验的重要贡献关于遗传物质的探索，涉及众多的科学家，这些科学家及其所做实验的重要贡献都应掌握。

科学家实验名称重要贡献遗传物质的探索进程格里菲思肺炎双球菌的转化实验（小鼠体内）提出“转化因子”存在于加热杀死的S型细菌中DNA是遗传物质艾弗里及其同事肺炎双球菌的转化实验（体外培养）DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质赫尔希和蔡斯噬菌体侵染细菌的实验DNA是真正的遗传物质其他科学家众多实验DNA是大多数生物的遗传物质，少数病毒的遗传DNA是主要的遗传物质，因为绝大多数生物物质是RNA（如烟草花叶病毒）的遗传物质是DNA，少数病毒的遗传物质是RNA论。

“DNA是主要的遗传物质”的结论源于多次实验，在这些实验中绝大多数生物的遗传物质是DNA。

所以通过任何一个经典实验，都不能单独证明“DNA是主要的遗传物质”。

1．艾弗里将S型细菌的DNA加入到培养了R型肺炎双球菌的培养基中，得到了S型肺炎双球菌，有关叙述中正确的是A．R型细菌转化成S型细菌，说明这种变异是定向的B．R型细菌转化为S型细菌属于基因重组C．该实验不能证明肺炎双球菌的遗传物质是DNAD．将S型细菌的DNA注射到小鼠体内也能产生S型细菌【答案】B2．1952年“噬菌体小组”的赫尔希和蔡斯研究了噬菌体的蛋白质和DNA在侵染细菌过程中的功能，搅拌离心后的实验数据如图所示，下列说法不正确的是A．图中被侵染细菌的存活率基本保持在100%，本组数据的意义是作为对照组，以证明细菌未裂解B．通过用含有放射性同位素35S和32P的培养基分别培养噬菌体，再用标记的噬菌体侵染细菌，从而追踪在侵染过程中蛋白质和DNA的变化C．细胞外的32P含量有30%，原因是有部分标记的噬菌体还没有侵染细菌，或者是侵染时间过长导致部分子代噬菌体从细菌中释放出来D．本实验证明噬菌体传递和复制遗传特性的过程中DNA起着重要作用【答案】B【解析】实验设置要遵循对照原则和单一变量原则。

定额市鞍钢阳光实验学校考点10 核酸是遗传物质的证据高考频度：★★★☆☆ 难易程度：★★☆☆☆ 考向一 DNA 是遗传物质的直接证据 1．噬菌体侵染细菌的实验（1）思路：T 2噬菌体是一种专门寄生在细菌体内的病毒，它的头部和尾部的外壳是由蛋白质构成的，头部内含有一个DNA 分子。

基于病毒的结构和生理特点，用不同的放射性同位素分别标记DNA 和蛋白质，直接、单独地去观察它们的作用。

（2）噬菌体的复制式增殖过程（1）模板：进入细菌体内的是噬菌体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⎩⎪⎨⎪⎧原料：大肠杆菌的氨基酸场所：大肠杆菌的核糖体（4）噬菌体侵染细菌时，只有DNA 进入细菌细胞，蛋白质外壳没有进入。

2．方法：放射性同位素示踪法，用35S 标记蛋白质，用32P 标记DNA 。

（1）实验过程（2）结论：在噬菌体中，保证亲代与子代之间具有连续性的物质是DNA ，即DNA 是遗传物质。

3．噬菌体侵染细菌实验中上清液和沉淀物放射性分析（1）含32P 的噬菌体侵染大肠杆菌 （2）含35S 的噬菌体侵染大肠杆菌提示 （1）该实验不能标记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）35S （标记蛋白质）和32P （标记DNA ）不能同时标记在同一噬菌体上，因为放射性检测时只能检测到存在部位，不能确定是何种元素的放射性。

（3）含放射性标记的噬菌体不能用培养基直接培养，因为病毒营专性寄生生活，故应先培养细菌，再用细菌培养噬菌体。

1．某研究人员模拟噬菌体侵染细菌的实验，进行了以下4个实验： ①用35S 标记的噬菌体侵染未标记的细菌 ②未标记的噬菌体侵染35S 标记的细菌 ③用18O 标记的噬菌体侵染未标记的细菌 ④用32P 标记的噬菌体侵染未标记的细菌适宜时间后搅拌和离心以上4个实验检测到放射性的主要部位是 A ．上清液、沉淀、沉淀和上清液、沉淀和上清液 B ．沉淀、上清液、沉淀和上清液、上清液 C ．上清液、沉淀、沉淀和上清液、沉淀D ．沉淀、上清液、沉淀、沉淀和上清液【答案】C【解析】本题考查噬菌体侵染实验的结果，解答此题需要明确T 2噬菌体侵染细菌的实验步骤：分别用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→在搅拌器中搅拌，然后离心，检测上清液和沉淀物中的放射性物质；噬菌体侵染细菌时，DNA 进入细菌，蛋白质外壳留在外面；离心的目的是将噬菌体的蛋白质外壳和含有噬菌体DNA的细菌分开，因此上清液是亲代噬菌体的蛋白质外壳，沉淀物是含子代噬菌体的细菌。

第2课时噬菌体侵染细菌的实验必备知识基础练进阶训练第一层知识点一噬菌体侵染细菌的实验1.A．噬菌体的核苷酸和氨基酸B．噬菌体的核苷酸和细菌的氨基酸C．细菌的核苷酸和氨基酸D．噬菌体的氨基酸和细菌的核苷酸2．在证明DNA是遗传物质的T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验中，正确的技术手段是() A．用化学方法把DNA和蛋白质分开B．用32P和35S分别标记T2噬菌体和大肠杆菌C．用32P和35S同时标记T2噬菌体D．用标记过的大肠杆菌去培养T2噬菌体3．为了验证T2噬菌体的遗传物质，用放射性同位素标记的T2噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌，经保温培养、搅拌离心，检测放射性，预计上清液中应没有放射性，但结果出现了放射性。

则标记的元素及误差原因可能是()A．S；培养时间过长B．P；培养时间过长C．P；搅拌不够充分D．S；搅拌不够充分4．赫尔希和蔡斯通过“噬菌体侵染细菌的实验”，证明了DNA是遗传物质，下列相关叙述错误的是()A．若用放射性同位素32P标记的噬菌体侵染细菌，子代噬菌体中含32P的占少数B．若用放射性同位素35S标记的细菌培养噬菌体，子代噬菌体全部含有35SC．子代噬菌体的蛋白质和DNA分别是在细菌的核糖体和细胞核中合成D．实验中充分搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体颗粒和细菌分离知识点二DNA是主要的遗传物质5.①真核生物的遗传物质是DNA②原核生物的遗传物质是RNA③细胞核的遗传物质是DNA④细胞质的遗传物质是RNA⑤甲型H1N1流感病毒的遗传物质是DNA或RNA A．①②③B．②③④C．②④⑤D．③④⑤6．关于遗传物质的叙述，正确的是()①噬菌体侵染细菌实验，证明DNA是主要的遗传物质②大肠杆菌的遗传物质是RNA③DNA是具有细胞结构的所有生物的遗传物质④病毒的遗传物质是DNA和RNA⑤烟草花叶病毒的遗传物质是RNAA．①②④B．③⑤C关键能力综合练进阶训练第二层一、单项选择题7．1952年，赫尔希和蔡斯用32P或35S标记T2噬菌体，并分别与无标记的细菌混合培养，经过一定时间保温后再搅拌、离心得到了上清液和沉淀物，并检测放射性。

T2 噬菌体侵染细菌的实验教学参考1. 噬菌体侵染细菌实验概览注：T2 噬菌体中的“2”不是下标。

另外，有些噬菌体的遗传物质是 RNA，授课时不能将 T2 噬菌体等同于所有噬菌体。

噬菌体侵染细菌实验由多个相关的实验构成。

这里给出相对完整的介绍（一些参照用实验略去），目的是我们可以从中看到这些实验之间的连续性。

（1）静止噬菌体颗粒的化学形态利用渗透压突变获得空胞噬菌体。

研究发现S 几乎全在“空胞”中，而DNA 则几乎全在溶液中。

空胞是蛋白质外壳，能够保护DNA 免受DNase 破坏。

（2）噬菌体吸附到细菌上后，其DNA 变得对DNase 敏感了①噬菌体吸附到活细菌上后，放在80℃加热10min（细菌被杀死），其DNA 变得对DNase 敏感；②但该温度下不发生吸附的噬菌体对DNase 是不敏感的。

③噬菌体吸附到活细菌上后，其DNA 对DNase 是有抗性的。

以上事实表明：噬菌体吸附到细菌上之后，会将其DNA 释放（根据②，不发生吸附的噬菌体 DNA 对 DNase 是有抗性的，只有将其 DNA 释放出来才能导致①成立）；释放的 DNA 进入了细菌内部（释放的噬菌体 DNA 如果进入溶液中，这样其 DNA 就会对 DNase 敏感，导致③不成立）；进入细菌内部的 DNA 受到活细菌的保护，可以免遭 DNase 的破坏（从而③成立）。

（3）噬菌体吸附到细菌的碎片上后，其 DNA 从噬菌体颗粒中释放出来这一部分和（2）的区别在于：（2）用完整细菌做实验，这里是用细菌细胞的碎片进行实验。

（2）和（3）的结论具有一致性。

（4）从受侵染的细菌上去掉噬菌体外壳通过搅拌将噬菌体和被侵染的细菌分开（剥离后的噬菌体位于上清液中）。

分析表明可以将 75%-80%的噬菌体 S 从受侵染细菌上剥落下来，但只能剥离 21- 35%的噬菌体 P（这些数据都是上清液中，沉淀中的用 1 去减即可得到）。

这表明噬菌体所含的 S 大部分仍留在了细菌表面，噬菌体大部分的 DNA 在吸附后很快就进入细菌内。

证明DNA是遗传物质的经典实验研究过程感悟：现代科学研究中常⽤的⼀种科学⽅法——假说-演绎法。

在观察和分析基础上提出问题以后，通过推理和想像提出解释问题的假说，根据假说进⾏演绎推理，再通过实验检验演绎推理的结论。

如果实验结果与预期结论相符，就证明假说是正确的，反之，则说明假说是错误的。

以下是详细介绍证明DNA是遗传物质的经典实验研究过程，让教材上的内容更加完整，充分体现假说-演绎法在科学研究中的作⽤，在教学中可以充分利⽤这些材料进⾏科学⽅法的教育。

因为科学⽅法已经纳⼊课程标准。

⼀、肺炎双球菌转化实验1．⼩⿏体内转化实验肺炎双球菌有具多糖荚膜的致病菌S型菌（Smooth，因菌落外观光滑）和⾮致病菌R型菌（Rough，因菌落外观粗糙）。

荚膜有不同的构造，根据免疫反应可以分成I型、II型、III型等，细菌是否具有产⽣荚膜的能⼒以及产⽣荚膜的类型为“遗传特性”。

1928年，在英国卫⽣部任职的医⽣格⾥菲斯对肺炎球菌的致病情况做了研究。

当他把热处理的S细菌（III-S型）与活的R细菌（II-R型）的混合物注射到⼩⿏中时，尽管这两种细菌本⾝都不是致死的，但是⼩⿏还是死亡了！更重要的是，从注射了这类混合物⽽死亡的⼩⿏⾝上分离得到S型菌，⽽且是与加热杀死的S细菌相同的S型（III-S），因此这些S细菌不可能是通过这些特定的R细菌突变⽽来的。

格⾥菲斯将这种引起转化的未知物质称为转化因⼦，他不知道转化因⼦的本质，但错误地猜想它可能是⼀种涉及到荚膜合成的蛋⽩质，或是⼀些作为细菌荚膜前体的物质。

对此实验，不同的科学家分别做出三种假说：（1）R型菌以某种⽅式使加热杀死的S型菌“复活”。

（2）III-Ｓ品系死菌刺激⼩⿏体内产⽣免疫物质，后者刺激II-Ｒ品系突变成了III-Ｓ品系。

（3）III-S型菌的遗传物质进⼊II-R型菌，合成了III-S型菌的荚膜。

2．体外转化实验1931年，道森和西亚成功地在体外进⾏了转化实验:只在培养⽫中使II-R型菌转化成III-S型菌，不需要以⼩⿏为媒介。

2019年高一生物暑期系统复习4：DNA是主要的遗传物质（附解析）经典例题【2019江苏卷】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. 实验中可用15N代替32P标记DNAB. 噬菌体外壳蛋白是大肠杆菌编码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【答案】C【解析】N是蛋白质和DNA共有的元素，若用15N代替32P标记噬菌体的DNA，则其蛋白质也会被标记，A错误；噬菌体的蛋白质外壳是由噬菌体的DNA在大肠杆菌体内编码的，B错误；噬菌体的DNA合成的模板来自于噬菌体自身的DNA，而原料来自于大肠杆菌，C正确；该实验证明了噬菌体的遗传物质是DNA，D错误。

经典集训1．S型肺炎双球菌具有多糖类的荚膜，R型则不具有。

下列叙述错误的是（）A．培养R型活细菌时加入S型细菌的多糖类物质，不能产生具有荚膜的细菌B．培养R型活细菌时加入S型细菌的DNA的完全水解的产物，不能产生具有荚膜的细菌C．培养R型活细菌时加入S型细菌的DNA及DNA酶，能产生具有荚膜的细菌D．培养R型活细菌时加入S型细菌的蛋白质，不能产生具有荚膜的细菌2．某研究人员模拟肺炎双球菌转化实验，其过程如下：①S型菌的DNA→92℃加热后冷却→与R型活菌混合→注入小鼠体内②S型菌的蛋白质→92℃加热后冷却→与R型活菌混合→注入小鼠体内③S型菌的DNA+92℃加热后冷却的DNA酶→与R型活菌混合→注入小鼠体内下列说法正确的是（）A．①②③中小鼠均存活B．①③中小鼠死亡，②中小鼠存活C．①中小鼠死亡，②③中小鼠存活D．①②中小鼠存活，③中小鼠死亡3．下列关于探索DNA是遗传物质实验的叙述，正确的是（）A．格里菲思的肺炎双球菌转化实验的设计思路是将DNA和蛋白质分开研究各自作用B．噬菌体侵染细菌实验通过同时标记DNA和蛋白质，证明了DNA是转化因子C．噬菌体侵染细菌实验中，标记T2噬菌体要先用32P和35S分别标记大肠杆菌D．格里菲思的肺炎双球菌转化实验证明了DNA就是转化因子4．下列有关肺炎双球菌“离体细菌转化实验”，叙述错误的是（）A．实验说明S型菌的DNA是“转化因子”B．DNA酶处理后的DNA失去了转化能力C．转化得到的S型菌不能稳定遗传D．DNA纯度越高转化效率越高5．肺炎双球菌转化实验是证实 DNA 作为遗传物质的最早证据，下列相关叙述正确的是（）A．肺炎双球菌是导致小鼠患肺炎的病原体B．肺炎双球菌的活体转化实验证明了 DNA 是肺炎双球菌的遗传物质C．肺炎双球菌的离体转化实验证明了 DNA 是肺炎双球菌的遗传物质D．粗糙型（ R）菌株是唯一能够引起败血病或肺炎的菌株6．下列有关首次通过确凿的实验证据向“遗传物质是蛋白质”的观点提出挑战的科学家及原因的叙述正确的是（）A．格里菲斯，因其观察到肺炎双球菌存在转化现象，且“转化因子”不是蛋白质B．格里菲斯，因其发现培养R型菌的培养基中加入S型菌的DNA后，培养基中会出现S型菌菌落C．艾弗里，因其发现肺炎双球菌可以在小鼠体外发生转化的“转化因子”是DNAD．艾弗里，因其发现S型菌的DNA能使死亡的R型菌转化为活的S 型菌7．某研究人员模拟赫尔希和蔡斯关于噬菌体侵染细菌的实验，进行了以下4个实验：①35S标记的噬菌体侵染未标记的细菌；②未标记的噬菌体侵染35S标记的细菌；③用15N标记的噬菌体侵染未标记的细菌；④用32P标记的噬菌体侵染未标记的细菌，适宜时间后搅拌和离心。

2020届高中生物人教版必修2实验专练：（6）噬菌体侵染细菌的实验1、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.实验中可用15N代替32P标记DNAB.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DNA2、在探索遗传物质的过程中,赫尔希和蔡斯做了T2噬菌体侵染细菌的实验。

下列有关叙述正确的是( )A.用32P标记T2噬菌体的蛋白质,用35S标记T2噬菌体的DNAB.分别用含有32P的T2噬菌体和含有35S 的T2噬菌体进行侵染实验C.用含有充足有机物的完全培养基培养T2噬菌体D.该实验证明了DNA是主要的遗传物质3、关于“噬菌体侵染细菌的实验”的叙述,正确的是( )A.分别用含有放射性同位素35S和放射性同位素32P的培养基培养噬菌体B.分别用35S和32P标记的噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌,进行长时间的保温培养C.用35S标记噬菌体的侵染实验中,沉淀物存在少量放射性可能是搅拌不充分所致D.32P、35S标记的噬菌体侵染实验分别说明DNA是遗传物质、蛋白质不是遗传物质4、下图是“噬菌体侵染大肠杆菌”实验,其中亲代噬菌体已用32P标记,A、C中的方框代表大肠杆菌。

下列关于本实验的叙述不正确的是( )A.图中锥形瓶内的培养液是用来培养大肠杆菌的,其营养成分中的P应含32P标记B.若要达到实验目的,还要再设计一组用35S标记噬菌体进行的实验,两组相互对照C.图中若只有C中含大量放射性,可直接证明的是噬菌体的DNA侵入了大肠杆菌D.实验中B对应部分有少量放射性,可能原因是实验时间过长,部分细菌裂解5、如果用15N、32P、35S 共同标记噬菌体后 ,让其侵染未标记的大肠杆菌, 在产生的子代噬菌体中 , 能够找到的标记元素为( )A.在外壳中找到15N 和35SB.在 DNA 中找到15N 和32PC.在外壳中找到15N 和32PD.在 DNA 中找到15N、32P 和35S6、下列关于T2噬菌体侵染32P标记的大肠杆菌的实验分析中,正确的是( )A.实验中温度对实验结果无影响,因此属于无关变量B.噬菌体保温时间过长会导致离心后上清液放射性增强C.一般情况下,噬菌体繁殖时所需能量由细菌的线粒体提供D.本实验证明了DNA才是噬菌体真正的遗传物质而蛋白质不是遗传物质7、如果用3H、15N、32P、35S标记T2噬菌体后,让其侵染大肠杆菌,能够在子代噬菌体的组成成分中找到的放射性同位素有( )A.在子代噬菌体的外壳中找到3H、15N、35SB.在子代噬菌体的外壳中找到15N、35SC.在子代噬菌体的NA中找到3H、15N、32PD.在子代噬菌体的DNA中找到15N、32P、35S8、某同学模拟赫尔希和蔡斯做了噬菌体侵染大肠杆菌的部分实验,有关分析错误的是( )A. 上述实验过程并不能证明DNA是遗传物质B.沉淀物b中含放射性的高低,与②过程中搅拌是否充分有关C.上清液a中放射性较强D. 35S标记的是噬菌体的DNAT噬菌体侵染大肠杆菌的实验发挥了重要作用。