第三章 基因的本质 3.1 DNA是主要的遗传物质

目标导航 1.总结人类对遗传物质的探索过程及探索过程中所体现出的科学思想。2.理解DNA是主要的遗传物质，RNA也是遗传物质。3.掌握证明DNA是遗传物质的两个著名实验的过程和原理以及两个实验得到的结论。

一、肺炎双球菌的转化实验 1．对遗传物质的早期推测

各种氨基酸可以按照不同的方式排列，形成不同的蛋白质。这就使人们很自然的想到，氨基酸多种多样的排列顺序可能蕴含着________________。因此，大多数科学家认为____________是生物体的遗传物质。 2．肺炎双球菌的转化实验

(1)格里菲思实验

实验材料：格里菲思用两种不同类型的肺炎双球菌去感染小鼠。一种细菌的菌体含有多糖类的荚膜，在培养基上形成的菌落表面光滑，叫做________________；另一种细菌的菌体没有多糖类的荚膜，在培养基上形成的菌落表面粗糙，叫做________________。其中S型细菌具有________，______型细菌没有毒性。

格里菲思推论：在第四组实验中，已经被加热杀死的S型细菌中，必然存在一种活性物质——“转化因子”，它能将无毒性的________活细菌转化为有毒性的________活细菌。

(2)艾弗里实验

为了弄清楚转化因子究竟是什么物质，艾弗里及其同事对S型细菌中的物质进行了提取和鉴定。他们将从S型活细菌中提取到的DNA、蛋白质和多糖等物质分别加入到培养R型细菌的培养基中。结果只有加入________，R型细菌才能转化为S型细菌，并且DNA的纯度越高，转化越有效。如果用________分解从S型活细菌中提取的DNA，就不能使R型细菌发生转化。如图：

分析：S型细菌的DNA能促使R型细菌转化；S型细菌的其他物质不能促使R型细菌转化。

结论：S型细菌的DNA是“转化因子”，即DNA是肺炎双球菌的遗传物质，而蛋白质不是。

二、噬菌体侵染细菌的实验

1．T2噬菌体是一种专门寄生在大肠杆菌体内的病毒，它的头部和尾部的外壳都是由蛋白质构成的，头部内含有DNA。T2噬菌体侵染大肠杆菌后，就会在自身________________的作用下，利用________________内的物质来合成自身的组成成分，进行增殖。具体过程如下：

①吸附(用尾部的末端吸附在细菌表面)→②注入(释放溶菌酶，向细菌内注入DNA，蛋白质外壳留在外面)→③复制、合成(以细菌体内的脱氧核苷酸为原料合成噬菌体DNA，以细菌细胞内的氨基酸为原料合成噬菌体的蛋白质外壳)→④组装(一个蛋白质外壳装入一个DNA分子，组成一个新的噬菌体)→⑤释放(细菌细胞破裂，释放出几个甚至几十个子代噬菌体)。

2．赫尔希和蔡斯采用了________________法进行实验，用________标记噬菌体的DNA，用________标记噬菌体的蛋白质。这一实验证明了________________。

3．实验误差分析

(1)用32P标记的噬菌体浸染大肠杆菌，理论上讲，含32P标记的DNA全部注入大肠杆菌内，上清液放射性为0；实际上，上清液中有少量的放射性，原因是：

①保温时间过短，部分噬菌体没有侵染到大肠杆菌细胞内，经离心后分布于上清液中，使上清液出现放射性；

②保温时间过长，噬菌体在大肠杆菌内增殖后释放子代噬菌体，经离心后分布于上清液，也会使上清液出现放射性。

(2)用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌，理论上讲，含35S标记的蛋白质均不能进入大肠杆菌，离心后全存在于上清液；实际上，沉淀物中也有少量放射性，原因是：由于搅拌不充分，有少量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，使沉淀物中出现少量的放射性。 三、DNA是主要的遗传物质

后来的研究证明，遗传物质除了DNA以外，还有________。有些病毒不含有DNA，只有蛋白质和RNA，如烟草花叶病毒。从这种病毒中提取的RNA能使烟草感染病毒，而蛋白质却不能，说明RNA是遗传物质。但因为绝大多数生物的遗传物质是DNA，所以说DNA是________的遗传物质。

知识点一 肺炎双球菌的转化实验

1．格里菲思(F·Griffith)用肺炎双球菌在小鼠身上进行了著名的转化实验，此实验结果

( )

A．证明了DNA是遗传物质 B．证明了RNA是遗传物质 C．证明了蛋白质是遗传物质

D．没有具体证明哪一种物质是遗传物质

2．下列关于艾弗里的肺炎双球菌转化实验的叙述中错误的是

A．需对S型细菌中的物质进行提取、分离和鉴定 B．配制培养基的成分应适合肺炎双球菌的生长和繁殖 C．转化的有效性与R型细菌的DNA纯度有密切关系 D．实验证明了DNA是遗传物质而蛋白质不是遗传物质 知识点二 噬菌体侵染细菌的实验

3．下面是关于35S标记噬菌体侵染无标记细菌实验的叙述，其中正确的是

( )

( )

A．与细菌转化实验相同，都是根据遗传物质具有控制性状的特性而设计的 B．所使用的噬菌体，必须是接种在含35S的大肠杆菌的培养基中再释放出来的 C．采用搅拌和离心等手段，是为了把蛋白质和DNA分开再分别检测其放射性 D．新形成的噬菌体中没有检测到35S，说明DNA是遗传物质而蛋白质不是 4．用

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P标记的噬菌体侵染大肠杆菌，经培养、搅拌、离心、检测，上清液的放射性

占15%，沉淀物的放射性占85%。上清液带有放射性的原因可能是

( )

A．噬菌体侵染大肠杆菌后，大肠杆菌裂解释放出子代噬菌体 B．搅拌不充分，吸附在大肠杆菌上的噬菌体未与细菌分离 C．离心时间过长，上清液中析出较多的大肠杆菌 D．32P标记了噬菌体蛋白质外壳，离心后存在于上清液中 知识点三 DNA是主要的遗传物质 5．所有病毒的遗传物质

A．都是DNA C．都是RNA

( )

B．是DNA和RNA D．是DNA或RNA

基础落实

1．肺炎双球菌的S型细菌具有多糖类荚膜，R型细菌则不具有。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，能够产生一些具有荚膜的细菌 B．培养R型活细菌时加入S型细菌的DNA水解产物，不能够产生具有荚膜的细