第6单元 1 第23讲 DNA是主要的遗传物质（教师用书Word）-【金版新学案】2026年高考生物高三总复习大一轮复习讲义（人教版 单选）

该高中生物学讲义聚焦“DNA是主要的遗传物质”高考核心考点，覆盖肺炎链球菌转化实验、噬菌体侵染细菌实验及生物遗传物质判断，按“实验探索—物质本质—结论拓展”逻辑架构知识点。通过考点梳理（表格对比、过程图解）、方法指导（如减法原理）、真题训练（近3年高考题）及分层练习，帮助学生突破难点，体现复习系统性与针对性。 资料融合生命观念、科学思维与探究实践，如通过艾弗里实验“减法原理”分析培养科学思维，噬菌体侵染实验放射性标记情境探究提升探究实践能力。设置“二看法”等解题模型，分层练习对接真题，保障复习效率，为教师把控节奏、提升学生应考能力提供有力支持。

第23讲　DNA是主要的遗传物质 课标 要求 1.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。　2.掌握肺炎链球菌的转化实验和噬菌体侵染细菌实验的原理和过程。 考情 分析 1.肺炎链球菌的转化实验(2024·甘肃卷T5；2022·浙江1月选考T20；2021·全国乙卷T5) 2.噬菌体侵染细菌的实验(2022·海南卷T13；2022·湖南卷T2；2022·浙江6月选考T22) 考点一　肺炎链球菌的转化实验 1.肺炎链球菌的转化实验 (1)肺炎链球菌的类型 类型 菌落特点 菌体特点 致病性 S型细菌 表面光滑 有荚膜 有 R型细菌 表面粗糙 无荚膜 无 (2)格里菲思的体内转化实验 ①过程与现象 ②结果分析 实验a、b对比说明R型活细菌无致病性，S型活细菌有致病性； 实验b、c对比说明加热致死的S型细菌无致病性； 实验b、c、d对比说明R型活细菌可转化为S型活细菌。 ③结论：加热致死的S型细菌，含有某种促使R型活细菌转化为S型活细菌的活性物质——转化因子。 [提醒]　①此实验仅能证明S型细菌中含有某种转化因子，但转化因子的本质不清楚。②发生转化的只是少部分R型活细菌。③加热致死的S型细菌，其蛋白质变性失活，DNA在加热过程中，双螺旋解开，氢键断裂，但缓慢冷却时，其结构可恢复。 2.艾弗里的体外转化实验 [提醒]　转化的实质是基因重组：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(属于广义上的)。 1.正误判断 (1)(必修2 P43 正文)S型肺炎链球菌可以使人和小鼠患败血症而死亡，具有致病性。(×) (2)(必修2 P43 图3-2)格里菲思实验中，第四组死亡小鼠身上分离得到的S型活细菌是由S型死细菌转化而来的。(×) (3)(必修2 P43 正文)格里菲思的实验证明DNA可以改变生物体的遗传性状。(×) (4)(必修2 P44 正文)艾弗里实验中设法除去S型细菌的绝大部分糖类、蛋白质和脂质制成细胞提取物，应用了“减法原理”。(×) 学生用书⬇第155页 (5)(2021·全国乙卷)将S型细菌的DNA经DNA酶处理后与R型细菌混合，可以得到S型细菌。(×) 2.情境分析 (1)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，则： ①ab段R型细菌数量减少的原因是小鼠体内形成大量的抗R型细菌的抗体，致使R型细菌数量减少。 ②bc段R型细菌数量增多的原因是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。 ③后期出现的大量S型细菌是由R型细菌转化成的S型细菌繁殖而来的。 (2)在对照实验中，控制自变量可以采用“加法原理”或“减法原理”。“加法原理”是指与常态比较，人为增加某种影响因素，称为“加法原理”，如“比较过氧化氢在不同条件下的分解”。“减法原理”是指与常态比较，人为去除某种影响因素，称为“减法原理”，如艾弗里肺炎链球菌转化实验中每个组特异性去除一种物质。艾弗里的体外转化实验运用了“减法原理”。 肺炎链球菌转化实验的分析 1.艾弗里肺炎链球菌体外转化实验的主要过程如下图。相关叙述正确的是(　　) A.步骤①破碎细胞的目的是释放核内遗传物质 B.步骤②去除蛋白质的原理是氯仿催化蛋白质水解 C.步骤③用多糖水解酶去除多糖利用了酶的专一性 D.步骤④转化成功后培养基上仅出现S型细菌菌落 答案：C 解析：肺炎链球菌为原核生物，没有细胞核，A错误；步骤②中氯仿的作用是使蛋白质变性，而不是催化蛋白质水解，B错误；酶的专一性是指一种酶只能催化一种或者一类化学反应，用多糖水解酶去除多糖，利用了酶的专一性，C正确；处理后得到的沉淀物为DNA，与R型活细菌混合后，只有少量R型细菌转化为S型细菌，因此步骤④转化成功后培养基上既出现S型细菌菌落又出现R型细菌菌落，D错误。 2.(2024·惠州一模)如图为肺炎链球菌不同品系间的转化，在R型细菌转化为S型细菌的过程中，下列相关叙述正确的是(　　) A.加热致死的S型细菌DNA氢键被破坏，因而断裂为多个较短的DNA片段 B.由R型细菌转化得到的S型细菌与原S型细菌的遗传物质完全相同 C.S型细菌中的capS进入R型细菌，使R型转化为S型细菌，属于基因重组 D.capS基因控制多糖类荚膜的形成体现了基因可以直接控制生物性状 答案：C 解析：加热致死的S型细菌DNA成为多个片段是由于磷酸二酯键被破坏，A错误；由R型细菌转化得到的S型细菌是S型细菌的部分DNA整合到R型细菌的DNA上，所以转化得到的S型细菌与原S型细菌的遗传物质不完全相同，B错误；S型细菌中的capS进入R型细菌，是基因插入到R型细菌的DNA上，基因结构没被破坏，属于基因重组，C正确；基因可以直接控制生物性状是指基因通过控制蛋白质的结构，直接控制生物体的性状，capS基因控制多糖类荚膜的形成不能体现基因可以直接控制生物性状，D错误。 考点二　噬菌体侵染细菌的实验 1.实验材料：T2噬菌体。 (1)噬菌体的结构与生活方式 (2)噬菌体的侵染增殖过程 学生用书⬇第156页 2.实验方法：放射性同位素标记法。该实验中用35S、32P分别标记蛋白质和DNA。 3.实验过程及结果、结论 (1)标记噬菌体 (2)噬菌体侵染细菌：对比实验(相互对照) [提醒]　搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离；离心的目的是让上清液中析出质量较轻的T2噬菌体颗粒，而离心管的沉淀物中留下被侵染的大肠杆菌。 (3)实验结果与分析 对比实验 结果Ⅰ 结果分析 结果Ⅱ 结果分析 35S标记的T2噬菌体＋细菌 沉淀物的放射性很低，上清液的放射性很高 35S标记的蛋白质外壳未进入宿主细胞 子代噬菌体没有检测到35S 蛋白质在亲子代之间没有连续性 32P标记的T2噬菌体＋细菌 沉淀物的放射性很高，上清液的放射性很低 32P标记的DNA进入了宿主细胞内 子代部分噬菌体检测到32P DNA在亲子代之间具有连续性　 (4)实验结论：DNA是噬菌体的遗传物质。 1.正误判断 (1)(必修2 P44 正文)噬菌体侵染细菌实验比肺炎链球菌转化实验更具有说服力。(√) (2)(必修2 P45 正文)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。(×) (3)(2022·广东卷)赫尔希和蔡斯用对比实验证明DNA是遗传物质。(√) (4)(2022·浙江6月选考)需用同时含有32P和35S的噬菌体侵染大肠杆菌。(×) (5)(2022·湖南卷)噬菌体在自身RNA聚合酶作用下转录出RNA。(×) 2.情境分析 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标记的原因是什么？ 提示：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。 (2)图1中被侵染的细菌的存活率基本保持在100％，本组数据证明细菌未裂解。细胞外的32P含量有30％，原因是有部分被32P标记的噬菌体还没有侵染细菌。上清液中的35S先增大后保持在80％左右，原因是有约20％的噬菌体没有与细菌脱离。 (3)T2噬菌体和细菌保温时间长短与放射性强度的可能关系如图2(甲组为35S标记的T2噬菌体，乙组为32P标记的T2噬菌体)，下列关系中最合理的是B(填字母)。 图2 A.甲组－上清液－① B.乙组－上清液－② C.甲组－沉淀物－③ D.乙组－沉淀物－④ 学生用书⬇第157页 实验的两个关键环节－－“保温”与“搅拌” 1.用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌 2.用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌 噬菌体侵染细菌的实验分析 1.(2025·河北邢台高三期末)某科研小组在“噬菌体侵染细菌的实验”中分别用同位素32P、35S、18O和14C对噬菌体以及大肠杆菌成分做了如表所示的标记，一段时间后检测放射性的主要分布部位。下列分析正确的是(　　) 组别 第一组 第二组 第三组 噬菌体成分 用35S标记 未标记 用14C标记 大肠杆菌成分 用32P标记 用18O标记 未标记 A.第一组沉淀物中有较高的放射性，上清液中放射性较低 B.即使保温时间过长.第二组的上清液中也检测不到放射性 C.第三组上清液不具有放射性，沉淀物中放射性较高 D.第三组子代噬菌体大多数都具有放射性 答案：B 解析：本题主要考查噬菌体侵染细菌的实验。考查学生的实验探究能力。第一组用35S标记的是噬菌体的蛋白质，用32P标记的是大肠杆菌，噬菌体的蛋白质没有进入大肠杆菌，离心后上清液和沉淀物都有较高的放射性，A错误。第二组噬菌体未标记，用18O标记的是大肠杆菌，由于18O无放射性，即使保温时间过长，第二组的上清液中也检测不到放射性，B正确。第三组用14C标记噬菌体，噬菌体的DNA和蛋白质都会被标记，噬菌体的DNA可进入大肠杆菌，所以第三组的上清液和沉淀物都具有一定的放射性，C错误。由于DNA复制是半保留复制，第三组的大肠杆菌没有被标记，故子代噬菌体大多数不具有放射性，D错误。 “二看法”判断子代噬菌体标记情况 2.(2025·山西怀仁模拟)如图A～E表示用35S标记的T2噬菌体侵染细菌的过程，下列有关叙述正确的是(　　) A.A～E依次为吸附、注入、复制、组装和释放 B.C时细菌内部分DNA分子具有放射性 C.D、E时分别搅拌、离心，后者上清液中放射性较强 D.该实验证明DNA是T2噬菌体的主要遗传物质 答案：A 解析：T2噬菌体侵染细菌的过程依次为吸附、注入、复制、组装和释放，即A～E过程，A正确；C过程是以T2噬菌体的DNA为模板，以细菌内的脱氧核苷酸和氨基酸为原料合成子代DNA和蛋白质外壳的过程，由于35S只能标记蛋白质外壳，被标记的蛋白质外壳留在细菌的外面，故C时细菌内的DNA分子均无放射性，B错误；由于35S只能标记T2噬菌体的蛋白质外壳，且吸附在细菌细胞外，搅拌、离心后存在于上清液中，故D、E时分别搅拌、离心，二者上清液中的放射性几乎没有区别，C错误；该实验不能证明DNA是T2噬菌体的遗传物质，因为缺乏用32P标记噬菌体DNA的对照实验，D错误。 考点三　生物的遗传物质 1.烟草花叶病毒感染烟草的实验 2.生物体内的核酸种类及遗传物质 学生用书⬇第158页 1.正误判断 (1)(必修2 P46 正文) 烟草花叶病毒的遗传物质主要是RNA。(×) (2)(必修2 P46 正文)烟草的遗传物质彻底水解产生的碱基有4种。(√) (3)(必修2 P46 正文)真核生物的遗传物质是DNA，原核生物的遗传物质是RNA。(×) (4)(必修2 P47“概念检测”拓展)枯草杆菌的遗传物质主要分布在染色体上。(×) 2.情境分析 研究表明，金柑花斑病是由一种新型病毒感染金柑叶片引起的，为探究引起金柑花斑病的病毒类型是DNA病毒还是RNA病毒，某研究小组采用的实验材料如下：长势相近的1年生金柑、TRIzol试剂(用于DNA、RNA和蛋白质的分离)、DNA酶、RNA酶及实验需要的用具。请回答下列问题。 (1)核酸作为遗传物质具备的条件有　　　　　　　　　　　　。 (2)探究病毒的类型，方法步骤如下： ①选择长势相近的1年生金柑，均分为A、B两组。 ②用　　　　　　处理金柑花叶病毒，将该病毒的核酸和蛋白质分开，取等量的核酸平均分成甲、乙两组。 ③用DNA酶处理甲组，RNA酶处理乙组，培养一段时间后分别感染A、B组金柑。 ④一段时间后，观察　　　　　　　。 (3)预期实验结果和结论：　　　　　　　　　　　。 答案：(1)在细胞生长和繁殖过程中能够准确地复制，具有遗传的连续性；储存大量遗传信息；结构比较稳定(合理即可)　(2)②TRIzol试剂　④A、B组金柑是否有金柑花斑病出现　(3)若A组金柑出现金柑花斑病，B组没有出现，则该病毒为RNA病毒；反之则为DNA病毒 探究“遗传物质”种类的3种方法 生物的遗传物质分析 1.(2024·河南郑州期中)下图表示科研人员探究烟草花叶病毒(TMV)遗传物质的实验过程，下列叙述正确的是(　　) A.振荡有助于病毒的蛋白质和RNA的分开 B.TMV的蛋白质进入了烟草细胞内 C.侵入烟草细胞的RNA与烟草的蛋白质组装成新的病毒 D.RNA是TMV的主要遗传物质 答案：A 解析：由图可知，TMV放在水和苯酚中震荡后，分别得到了RNA和蛋白质，可见振荡有利于分离病毒的蛋白质和RNA，A正确；由题图可知，TMV的蛋白质接种于正常烟草，烟草没有感染病毒，所以TMV的蛋白质没有进入烟草细胞，B错误；病毒的RNA侵染正常的烟草后，会以RNA为模板利用烟草细胞的氨基酸来合成病毒的蛋白质，不是烟草的蛋白质，C错误；TMV是病毒，其遗传物质只有一种，因此，RNA是TMV的遗传物质，D错误。 2.下列关于生物的遗传物质的叙述，错误的是(　　) A.豌豆细胞内既有DNA，又有RNA，DNA是豌豆的遗传物质 B.真核细胞和原核细胞中的遗传物质都是DNA C.T2噬菌体的遗传物质是DNA，烟草花叶病毒的遗传物质是RNA D.酵母菌的遗传物质经水解后产生的核苷酸种类多于4种 答案：D 解析：豌豆细胞内同时含有DNA和RNA，只有DNA是豌豆的遗传物质，A正确；真核细胞和原核细胞都同时含有DNA和RNA，遗传物质均为DNA，B正确；T2噬菌体的遗传物质是DNA，烟草花叶病毒不含DNA，其遗传物质是RNA，C正确；酵母菌的遗传物质是DNA，DNA经水解后产生的脱氧核苷酸有4种，即腺嘌呤脱氧核苷酸、胸腺嘧啶脱氧核苷酸、胞嘧啶脱氧核苷酸、鸟嘌呤脱氧核苷酸，D错误。 学生用书⬇第159页 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 答案：D 解析：格里菲思的肺炎链球菌体内转化实验未单独研究每种物质的作用，在艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验中，S型菌株的DNA分子可使R型活菌的相对性状从无致病性转化为有致病性，A错误；在肺炎链球菌的体外转化实验中，利用自变量控制中的“减法原理”设置对照实验，通过观察只有某种物质存在或只有某种物质不存在时，R型活菌的转化情况，最终证明了DNA是遗传物质，例如“S型菌DNA＋DNA酶”组除去了DNA，B错误；噬菌体为DNA病毒，其DNA进入宿主细胞后，利用宿主细胞的原料和酶完成自我复制，C错误；烟草花叶病毒的遗传物质是RNA，以病毒颗粒的RNA和蛋白质互为对照进行侵染，结果发现RNA分子可使烟草出现花叶病斑性状，而蛋白质不能使烟草出现花叶病斑性状，D正确。 2.(2022·湖南卷)T2噬菌体侵染大肠杆菌的过程中，下列哪一项不会发生(　　) A.新的噬菌体DNA合成 B.新的噬菌体蛋白质外壳合成 C.噬菌体在自身RNA聚合酶作用下转录出RNA D.合成的噬菌体RNA与大肠杆菌的核糖体结合 答案：C 解析：T2噬菌体侵染大肠杆菌的过程中，新的噬菌体DNA和蛋白质外壳都是在大肠杆菌中合成的，A、B正确；噬菌体是病毒，没有细胞结构，其转录所需的RNA聚合酶必须由宿主提供，C错误；以噬菌体DNA为模板转录的RNA能与大肠杆菌的核糖体结合，翻译出组成T2噬菌体的蛋白质分子，D正确。 3.(2022·浙江6月选考)下列关于“噬菌体侵染细菌的实验”的叙述，正确的是(　　) A.需用同时含有32P和35S的噬菌体侵染大肠杆菌 B.搅拌是为了使大肠杆菌内的噬菌体释放出来 C.离心是为了沉淀培养液中的大肠杆菌 D.该实验证明了大肠杆菌的遗传物质是DNA 答案：C 解析：32P、35S均具有放射性，若用同时含有32P、35S的噬菌体侵染大肠杆菌，则无法判断子代噬菌体中放射性的来源，A错误；搅拌的目的是使吸附在大肠杆菌表面的噬菌体蛋白质外壳脱落，B错误；离心是为了使噬菌体蛋白质外壳和大肠杆菌(其中含有噬菌体DNA)分离，C正确；该实验证明了DNA是噬菌体的遗传物质，D错误。 4.(2021·全国乙卷)在格里菲思所做的肺炎链球菌转化实验中，无毒性的R型活细菌与被加热杀死的S型细菌混合后注射到小鼠体内，从小鼠体内分离出了有毒性的S型活细菌。某同学根据上述实验，结合现有生物学知识所做的下列推测中，不合理的是(　　) A.与R型菌相比，S型菌的毒性可能与荚膜多糖有关 B.S型菌的DNA能够进入R型菌细胞指导蛋白质的合成 C.加热杀死S型菌使其蛋白质功能丧失而DNA功能可能不受影响 D.将S型菌的DNA经DNA酶处理后与R型菌混合，可以得到S型菌 答案：D 解析：S型细菌与R型细菌最主要的区别是前者具有多糖类的荚膜，后者不具有多糖类的荚膜，故S型细菌的毒性可能与荚膜多糖有关，A合理；加热杀死的S型细菌其蛋白质已经被破坏，而分离出的S型细菌有毒性，即具备活性蛋白，可推出S型细菌的DNA能够进入R型细菌细胞中指导蛋白质的合成，B合理；加热可使蛋白质变性，由实验结果R型活细菌转化为有毒性的S型活细菌可知，S型细菌的遗传物质未受影响，即加热杀死S型细菌使其蛋白质功能丧失而其DNA功能可能不受影响，C合理；S型细菌的DNA经DNA酶处理后，无法完成DNA的复制、转录及翻译等过程，故与R型细菌混合后，无法得到S型细菌，D不合理。 S型细菌有SⅠ、SⅡ、SⅢ等不同类型，其区别主要是荚膜多糖抗原的不同。S型细菌的多糖类荚膜能够使S型细菌抵抗吞噬细胞的吞噬和体液中杀菌物质的作用，从而在小鼠体内存活并迅速繁殖而导致小鼠患病死亡。R型细菌没有多糖类荚膜，易被吞噬细胞和体液中的杀菌物质清除。 角度一　考查教材基础知识 (1)荚膜是某些细菌的　　　　　　外面包围的一层胶状物质，可防止细菌变干，吸附阳离子，防止噬菌体的侵袭、　　　　　　　等。 (2)S型细菌的致病性并非直接由多糖类荚膜引起，而是由于　　　　　　　。 角度二　考查实验设计与长句表达能力 　(3)研究人员用加热杀死的SⅢ型细菌与R型细菌混合后注射到正常小鼠体内，小鼠死亡。小鼠死亡的原因可能是R型细菌突变成S型细菌，也可能是杀死的SⅢ型细菌使R型细菌转化为SⅢ型细菌。研究人员通过检测死亡小鼠体内S型细菌的类型，探究小鼠死亡是由上述哪种原因所致，请预期结果和结论。 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 答案：(1)细胞壁　吞噬细胞的吞噬和消化　(2)多糖类荚膜的保护作用使S型细菌在体内大量繁殖　(3)若只检测到SⅢ型细菌，则小鼠死因可能是杀死的SⅢ型细菌使R型细菌转化为SⅢ型细菌，也可能是R型细菌突变成SⅢ型细菌；若检测到其他类型的S型细菌，则小鼠死因是R型细菌突变为S型细菌 解析：(1)荚膜是某些细菌的细胞壁外面包围的一层胶状物质，可防止细菌变干，吸附阳离子，防止噬菌体的侵袭、吞噬细胞的吞噬和消化等。(2)R型细菌没有多糖类荚膜，易被吞噬细胞和体液中的杀菌物质清除；而S型细菌有荚膜，能够抵抗吞噬细胞的吞噬和体液中杀菌物质的作用，从而在小鼠体内存活并迅速繁殖而导致小鼠患病死亡，所以S型细菌的致病性是由于多糖类荚膜的保护作用使S型细菌在体内大量繁殖。(3)若S型细菌是R型细菌基因突变产生的，则R型细菌可以转化成多种S型细菌，所以若检测到其他类型的S型细菌，则小鼠死因是R型细菌突变为S型细菌；若只检测到SⅢ型细菌，则小鼠死因可能是杀死的SⅢ型细菌使R型细菌转化为SⅢ型细菌，也可能是R型细菌突变成SⅢ型细菌。 学科网（北京）股份有限公司 $