2026届高三生物一轮复习：3.1DNA是主要的遗传物质课件

高考一轮复习 必修二 第3章第1节 DNA是主要的遗传物质 概述多数生物的基因是DNA分子的功能片段，有些病毒的基因在RNA分子上。 课标要求 考点一　　肺炎链球菌的转化实验 考点三　　烟草花叶病毒感染实验及DNA是主要的遗传物质 考点二　　噬菌体侵染细菌的实验 1 提出“遗传因子” 总结“遗传规律” 孟德尔 2 把“遗传因子”命名为基因 约翰逊 3 提出基因在染色体上的假说 萨 顿 4 实验证明基因位于染色体上 摩尔根 20世纪中叶科学家发现：染色体的主要组成成分是DNA和蛋白质 5 对遗传物质的探索 DNA ? 蛋白质 考点一、肺炎链球菌的转化实验 一、格里菲思的肺炎链球菌的（体内）转化实验 1. 实验材料：两种肺炎链球菌 S型（Smooth） 菌的菌体有多糖 类的荚膜，表面光滑，有致病性。 可使小鼠患肺炎，小鼠并发败血 症死亡。 R型（Rough） 菌菌 体无荚膜粗糙，无 致病性 多糖类荚膜 2.格里菲思的体内转化实验 (1)实验①②对比说明____________________________________。 (2)实验②③对比说明______________________________。 (3)实验②③④对比说明__________________________。 (4)结论： 。 R型细菌无致病性，S型细菌有致病性 被加热杀死的S型细菌无致病性 R型细菌可转化为S型细菌 ①R型活细菌 ②S型活细菌 ③加热致死的S型细菌 ④R型活细菌+加热致死的S型细菌 小 鼠 不死亡 死亡，分离出S型活细菌 不死亡 死亡，分离出S型活细菌 注射 注射 注射 混合 注射 加热致死的S型细菌中含有某种转化因子使R型活细菌转化为S型活细菌 也有R型菌 考点一、肺炎链球菌的转化实验 拓展：理解“转化”的两个关键点 转化的实质是基因重组而非基因突变 肺炎链球菌转化实验中S型细菌的DNA片段整合到R型细菌的DNA中,使受体细胞获得了新的遗传信息,即发生了基因重组 S型细菌死亡的实质 加热使蛋白质变性,表现为细菌生命活动的终止;加热可以破坏DNA双链间的氢键,使DNA的双螺旋结构被破坏,在温度降低后又可恢复部分原结构,保持其作为遗传物质的部分功能 考点一、肺炎链球菌的转化实验 二、艾弗里的肺炎链球菌的转化实验 1. 艾弗里的思路 （1）将加热致死的S型细菌破碎后，设法去除绝大部分糖类、蛋白质和脂 质，制成细胞提取物。 （2）将细胞提取物加入有R型活细菌的培养基中，混合培养。 （3）对细胞提取物分别用蛋白酶、RNA酶或酯酶进行不同的处理后与R 型细菌混合培养。 （4）用DNA酶处理后提取物后再与R细菌混合培养。 主要思想：逐一去除每种物质，观察实验结果，找寻出转化因子。 考点一、肺炎链球菌的转化实验 减法原理 加法原理 含义：与常态比较，人为增加某种影响因 素的称为“加法原理”。 举例：“比较过氧化氢在不同条件下的 分解” 含义：与常态比较，人为去除某种影响因 素的称为“减法原理”。 举例：“艾弗里的肺炎链球菌转化实验” 每个实验组特异性去除了一种物质， 从而鉴定出DNA是遗传物质。 对照组 实验组 实验组 实验组 对照组 实验组 实验组 科学方法 —“加法原理”和“减法原理”p教材46页 2.艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验过程与现象 蛋白酶 DNA酶 R型、S型 R型　 考点一、肺炎链球菌的转化实验 S型细菌的细胞提取物可以促进R型细菌转化为S型细菌 　 S型细菌的细胞提取物用蛋白 酶、RNA酶或酯酶处理后仍然具有转化活性 　 S型细菌的细胞提取物经DNA酶处理后失去转化活性 　DNA 3.艾弗里的肺炎链球菌体外转化结果分析与结论 考点一、肺炎链球菌的转化实验 比较肺炎链球菌的体内和体外转化实验 项目 格里菲思的肺炎链球菌转化实验 艾弗里的肺炎链球菌转化实验 科学家 格里菲思 艾弗里和他的同事 细菌培养 小鼠体内 体外培养基 实验构思 加热致死的S型细菌注射到小鼠体内作为对照实验来说明确实发生了转化 在S型细菌的提取物中，分别去除某种物质，观察能否使R型细菌发生转化 观察指标 实验结论 小鼠是否死亡 培养基中菌落类型 加热致死的S型细菌体内有转化因子 转化因子是DNA，DNA是遗传物质 【总结提升】 考点一、肺炎链球菌的转化实验 1.S型细菌与R型细菌存在致病性差异的根本原因是发生了细胞分化。( ) 2.将加热致死的S型细菌与R型活细菌混合后注射给小鼠,从死亡小鼠体内只能分离出S型细菌。 ( ) 3.由格里菲思实验可以推断,加热致死的S型细菌的DNA促使R型活细菌转化为S型活细菌。 ( ) 4.肺炎链球菌体内转化实验中,R型细菌转化成的S型细菌不能稳定遗传。 ( ) 5.艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验证明了DNA是主要的遗传物质。 ( ) × × × × × 错漏诊断 深研 核心问题 1.在格里菲思第四组实验中,小鼠体内S型细菌、R型细菌含量的变化情况如图所示,回答下列问题。 (1)ab段R型细菌数量减少的原因:__________ _____________________________________________。 (2)bc段R型细菌数量增多的原因:__________ __________________________________________________________________________。  成大量的抗R型细菌的抗体,致使R型细菌数量减少 小鼠体内形 b之前,已有少量R型细菌转化为S型细菌,S型细菌能降低小鼠的免疫力,造成R型细菌大量繁殖 深研 核心问题 1.在格里菲思第四组实验中,小鼠体内S型细菌、R型细菌含量的变化情况如图所示,回答下列问题。 (3)后期出现的大量S型细菌是由___________ ___________________产生的。  (4)在格里菲思转化实验中,R型细菌转化为S型细菌时所需转化因子、原料、能量分别由哪方提供? R型细菌转 化成的S型细菌繁殖 转化因子来自S型细菌,而原料和能量均来自R型细菌。 深研 核心问题 2.S型肺炎链球菌的某种“转化因子”可使R型菌转化为S型菌。研究“转化因子”化学本质的部分实验流程如图所示,思考并回答下列问题。 (1)该实验对变量的控制采取的原理是__________。  (2)步骤①中,对酶的处理时间有什么要求?为什么? 提示: (3)步骤②中,甲或乙的加入量有什么要求?理由是什么? 提示: 减法原理 步骤②中,甲或乙的加入量属于无关变量,应相同,否则会影响实验结果。 酶处理时间要足够长,以使反应物完全水解。 深研 核心问题 (4)步骤④中,固体培养基和液体培养基哪种更有利于细菌转化?为什么? (5)步骤⑤中,观察菌落或鉴定细胞形态得到实验结果的方法是_______ 稀释涂 布平板法 液体培养基比固体培养基更有利于细菌转化。液体培养基有利于转化因子与细菌的结合和进入以及细菌的代谢。 2.S型肺炎链球菌的某种“转化因子”可使R型菌转化为S型菌。研究“转化因子”化学本质的部分实验流程如图所示,思考并回答下列问题。 命题 考向突破 1.(2025·广东珠海模拟)实验1:将S型细菌的DNA与R型细菌混合培养;实验2:将S型细菌的DNA用DNA酶处理后所得物质与R型细菌混合培养。下列相关叙述正确的是(　　) A.实验1的培养基上仅有S型细菌生长 B.实验2的培养基上有R型和S型细菌生长 C.实验1、2可以证明DNA是主要的遗传物质 D.实验1与实验2形成对照 D 2.(2025·湖北宜昌模拟)艾弗里等科学家进行了体外转化实验,他们将S型细菌的细胞提取物分别用不同的酶进行处理后,再与活的R型细菌混合培养进行转化,具体分组及对应处理方式如表所示。下列相关分析正确的是(　　) 实验分组 对细胞提取物的处理方式 甲 蛋白酶处理 乙 RNA酶处理 丙 DNA酶处理 丁 酯酶处理 A.上述实验中的丙组不会发生转化 B.本实验与噬菌体侵染细菌实验都利用了同位素标记技术 C.上述实验中的甲组、乙组、丁组为空白对照组,且都不能发生转化 D.丁组中转化出的S型细菌因具有荚膜而受到机体吞噬细胞的破坏,从而导致生物患病 A 虽然艾弗里等人的实验探寻了转化因子就是DNA，它能将R型细菌转化为S型细菌，即DNA就是肺炎链球菌的遗传物质。但是还是有很多科学家对DNA是遗传物质提出质疑。 1、那么能否找到一种实验材料，其DNA和蛋白质是完全分开的，那么就可以单独去观察它们的作用？ 2、如果找到了这种材料，又如何开展实验呢？ （1）生物类型： 。 （2）组成成分：T2噬菌体是一种病毒，其成分有 ， （3）生活方式：专寄生在 ， （4）培养：培养在含 的培养基中。 DNA和蛋白质 大肠杆菌 大肠杆菌 选材优点：结构简单，繁殖速度快；且T2噬菌体的DNA中没有蛋白质，蛋白质中没有DNA，可方便单独观察其作用。 DNA病毒 1. 噬菌体结构 考点二、噬菌体侵染细菌的实验 2.研究方法： 放射性同位素标记法 如何标记噬菌体？ 先标记细菌 含35S的大肠杆菌 含32P的大肠杆菌 再标记噬菌体 含35ST2的噬菌体 含32PT2的噬菌体 含35S的培养基+大肠杆菌 +T2噬菌体 含32P的培养基+大肠杆菌 +T2噬菌体 考点二、噬菌体侵染细菌的实验 标记细菌 标记 噬菌体 标记噬菌体侵染未标记细菌 （短时间保温） 搅拌 离心 观察放射性的分布 “短时间”：促使噬菌体充分侵染细菌；同时避免大肠杆菌裂解释放子代噬菌体 “保温”：为噬菌体培养提供适宜的恒定的温度，以保证酶的活性 使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离 让上清液中析出重量较轻的T2噬菌体颗粒，而离心管的沉淀物中留下被感染的大肠杆菌 3.实验过程： 上清液 沉淀物 考点二、噬菌体侵染细菌的实验 4.实验结果（预期理论结果）： 放射性？ 上清液 放射性？ 沉淀物 放射性？ 子代噬菌体 放射性？ 上清液 放射性？ 沉淀物 放射性？ 子代噬菌体 有放射性 无放射性 无放射性 有放射性 无放射性 部分有放射性 考点二、噬菌体侵染细菌的实验 搅拌不充分，导致少量含35S的噬菌体蛋白质外壳还吸附在细菌表面，离心时随细菌到沉淀物中 保温时间过短，部分噬菌体还未侵染细菌 保温时间过长，部分子代噬菌体已经释放 4.实验结果（实际）： 原因 原因 考点二、噬菌体侵染细菌的实验 5.实验结果分析 (1)噬菌体侵染细菌时,_____进入细菌细胞中,而____________仍留在细胞外。 (2)子代噬菌体的各种性状,是通过亲代的_____遗传的。 5.实验结论:_____是噬菌体的遗传物质。 DNA 蛋白质外壳 DNA DNA 考点二、噬菌体侵染细菌的实验 1.分别用含32P、35S的培养基培养噬菌体,可以得到被标记的噬菌体。( ) 2.在噬菌体侵染细菌的实验过程中,通过搅拌、离心使噬菌体的蛋白质和DNA分开。 ( ) 3.用35S和32P同时标记噬菌体,可以使实验更具说服力。 ( ) 4.在用35S标记的噬菌体侵染细菌实验中,沉淀物中存在少量放射性可能是搅拌不充分所致。 ( ) 5.用1个含32P标记的T2噬菌体去侵染大肠杆菌,裂解释放的子代噬菌体中只有2个含32P。 ( ) 6.T2噬菌体可感染肺炎链球菌导致其裂解。 ( ) × × × √ √ × 错漏诊断 某科研小组在利用噬菌体侵染细菌的实验中,经搅拌、离心后的实验数据如图1所示。请思考并回答下列问题。 (1)在上述实验中选择32P和35S这两种放射性同位素分别对DNA和蛋白质进行标记,而不用14C和18O标记的原因是__________ _________________________________________________________________________________________________________________________________________________。  S是蛋白质的特征元素,P是DNA的特征元素。若用14C和18O进行标记,由于蛋白质和DNA分子中都含有C和O,且18O不具放射性,是稳定同位素,因此无法确认被标记的是何种物质 深研 核心问题 深研 核心问题 某科研小组在利用噬菌体侵染细菌的实验中,经搅拌、离心后的实验数据如图1所示。请思考并回答下列问题。 (2)用35S和32P分别标记T2噬菌体的蛋白质和DNA,参照图2,被标记的部位分别是________(填编号)。  ①② 深研 核心问题 某科研小组在利用噬菌体侵染细菌的实验中,经搅拌、离心后的实验数据如图1所示。请思考并回答下列问题。 (3)图1中被侵染的细菌的存活率基本保持在100%,本组数据意义是______________ _________________。细胞外的32P含量有30%,原因是_________________________ _____________。上清液中的35S先增大后保持在80%左右,原因是_______________ __________________。  作为参考数据, 以证明细菌未裂解 有部分被32P标记的噬菌体还 没有侵染细菌 有约20%的噬菌 体没有与细菌脱离 命题 考向突破 1.(2022·海南卷)某团队从如表①~④实验组中选择两组,模拟T2噬菌体侵染大肠杆菌实验,验证DNA是遗传物质。结果显示:第一组实验检测到放射性物质主要分布在沉淀物中,第二组实验检测到放射性物质主要分布在上清液中。该团队选择的第一、二组实验分别是 (　　) 实验组 T2噬菌体 大肠杆菌 ① 未标记 15N标记 ② 32P标记 35S标记 ③ 3H标记 未标记 ④ 35S标记 未标记 A.①和④　　B.②和③ C.②和④ D.④和③ C 2.(2025·山东济南模拟)某实验小组模拟“T2噬菌体侵染细菌实验”做了如图所示的实验,下列说法错误的是(　　) A.搅拌不充分会导致上清液的放射性强度减小 B.改用14C标记噬菌体,可以证明噬菌体侵染细菌时蛋白质外壳未进入细胞 C.细菌裂解后得到的所有子代噬菌体都带有32P标记 D.该实验保温时间过短对上清液放射性强度的大小几乎无影响 B RNA 分别侵染健康烟草植株 患病 得到病毒 RNA 蛋白质 蛋白质 不患病 不能得到 病毒 分离出RNA和蛋白质 RNA是烟草花叶病毒的遗传物质 结论： 考点三、烟草花叶病毒感染实验及DNA是主要的遗传物质 1.烟草花叶病毒对烟草叶细胞的感染实验 2.生物体内的核酸种类及遗传物质 DNA 　 遗传物质 考点三、烟草花叶病毒感染实验及DNA是主要的遗传物质 1.在真核生物中,DNA是主要的遗传物质。( ) 2.细胞核内的遗传物质是DNA,细胞质内的遗传物质是RNA。 ( ) 3.乳酸菌的遗传物质主要分布在染色体上。 ( ) 4.只有细胞内的核酸才是携带遗传信息的物质。 ( ) × × × × 错漏诊断 命题 考向突破 1.(2025·河北衡水模拟)烟草花叶病毒(TMV)是一种单链RNA病毒,具有S和HR等多种株系。科研人员分别提取了S株系和HR株系的RNA和蛋白质,进行了如表所示的重组实验。下列相关叙述合理的是(　　)   重组实验过程 子代病毒的类型 第一组:S—RNA+HR—蛋白质→感染烟草 S株系 第二组:HR—RNA+S—蛋白质→感染烟草 HR株系 A.可以通过培养基上不同的菌落特征鉴别TMV的不同株系 B.将TMV的遗传物质与二苯胺水浴加热,溶液会变成蓝色 C.根据实验结果可推测,TMV的RNA控制其蛋白质的合成 D.该病毒在增殖时,催化其RNA合成的酶由宿主细胞的基因控制合成 C 2.(2025·湖北十堰模拟)慢性乙型肝炎病毒(HBV)是嗜肝病毒的一种,在全球占比较大,严重威胁人类健康。研究者利用放射性同位素标记技术,以体外培养的肝脏细胞等为材料,设计可相互印证的甲、乙两组实验,以确定该病毒的核酸类型。下列有关叙述正确的是(　　) A.本实验设置了空白对照组 B.HBV病毒复制所需的原料、模板和酶都来自肝脏细胞 C.本实验应选用35S、32P分别标记该病毒的蛋白质和核酸 D.本实验应先将甲、乙两组肝脏细胞分别培养在含放射性同位素标记的尿嘧啶、胸腺嘧啶的培养基中,再培养HBV病毒 D 命题 真题感悟 1.(2024·甘肃卷)科学家发现染色体主要是由蛋白质和DNA组成。关于证明蛋白质和核酸哪一种是遗传物质的系列实验,下列叙述正确的是(　　) A.肺炎链球菌体内转化实验中,加热致死的S型菌株的DNA分子在小鼠体内可使R型活菌的相对性状从无致病性转化为有致病性 B.肺炎链球菌体外转化实验中,利用自变量控制的“加法原理”,将“S型菌DNA+DNA酶”加入R型活菌的培养基中,结果证明DNA是转化因子 C.噬菌体侵染实验中,用放射性同位素分别标记了噬菌体的蛋白质外壳和DNA,发现其DNA进入宿主细胞后,利用自身原料和酶完成自我复制 D.烟草花叶病毒实验中,以病毒颗粒的RNA和蛋白质互为对照进行侵染,结果发现自变量RNA分子可使烟草出现花叶病斑性状 D 2.(2024·湖南卷)我国科学家成功用噬菌体治疗方法治愈了耐药性细菌引起的顽固性尿路感染。下列叙述错误的是(　　) A.运用噬菌体治疗时,噬菌体特异性侵染病原菌 B.宿主菌经噬菌体侵染后,基因定向突变的概率变大 C.噬菌体和细菌在自然界长期的生存斗争中协同进化 D.噬菌体繁殖消耗宿主菌的核苷酸、氨基酸和能量等 B 方法提炼 $