第3章 第1节 DNA是主要的遗传物质（课件PPT）-【金榜题名】2025-2026学年高一生物必修2 遗传与进化同步学案（人教版）

该高中生物学课件聚焦“DNA是主要的遗传物质”，从20世纪遗传物质推测（蛋白质主导）切入，通过肺炎双球菌转化实验、噬菌体侵染细菌实验等核心探究，构建“问题-实验-结论”的学习支架，衔接早期推测与科学结论的逻辑脉络。 其亮点在于以实验探究为主线，结合科学思维与科学探究素养，如对比格里菲思与艾弗里实验的设计差异，通过“搅拌离心目的”等思考题引导学生分析实验逻辑，辅以随堂达标题强化理解。助力学生形成生命观念，教师可直接用于课堂互动与分层教学。

　　第3章　基因的本质 第1节　DNA是主要的遗传物质 第3章　基因的本质 返回导航 1 第3章　基因的本质 返回导航 1 目录 contents Part 01 一、课前预习 打基础 Part 02 二、课堂探究 陪素养 Part 03 三、随堂达标 勤演练 Part 04 课时作业（九） 第3章　基因的本质 返回导航 1 课前预习 打基础 返回导航 第3章　基因的本质 返回导航 1 蛋白质 蛋白质 第3章　基因的本质 返回导航 1 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 第3章　基因的本质 返回导航 1 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 “转化因子” 第3章　基因的本质 返回导航 1 糖类、蛋白质、脂质 S型细菌 R型细菌 R型细菌 第3章　基因的本质 返回导航 1 DNA 第3章　基因的本质 返回导航 1 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 第3章　基因的本质 返回导航 1 DNA 蛋白质 脱氧核苷酸 氨基酸 大肠杆菌 遗传物质 大肠杆菌 第3章　基因的本质 返回导航 1 放射性同位素标记法 第3章　基因的本质 返回导航 1 第3章　基因的本质 返回导航 1 DNA 蛋白质 DNA DNA 第3章　基因的本质 返回导航 1 RNA 蛋白质 第3章　基因的本质 返回导航 1 不感染病毒 感染病毒 第3章　基因的本质 返回导航 1 烟草花叶病毒的遗传物质是RNA DNA 第3章　基因的本质 返回导航 1 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 第3章　基因的本质 返回导航 1 课堂探究 陪素养 返回导航 第3章　基因的本质 返回导航 1 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 第3章　基因的本质 返回导航 1 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 第3章　基因的本质 返回导航 1 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 第3章　基因的本质 返回导航 1 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 第3章　基因的本质 返回导航 1 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 第3章　基因的本质 返回导航 1 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 第3章　基因的本质 返回导航 1 第3章　基因的本质 返回导航 1 第3章　基因的本质 返回导航 1 第3章　基因的本质 返回导航 1 第3章　基因的本质 返回导航 1 第3章　基因的本质 返回导航 1 第3章　基因的本质 返回导航 1 第3章　基因的本质 返回导航 1 第3章　基因的本质 返回导航 1 第3章　基因的本质 返回导航 1 第3章　基因的本质 返回导航 1 第3章　基因的本质 返回导航 1 第3章　基因的本质 返回导航 1 第3章　基因的本质 返回导航 1 第3章　基因的本质 返回导航 1 第3章　基因的本质 返回导航 1 第3章　基因的本质 返回导航 1 第3章　基因的本质 返回导航 1 第3章　基因的本质 返回导航 1 第3章　基因的本质 返回导航 1 第3章　基因的本质 返回导航 1 第3章　基因的本质 返回导航 1 返回导航 随堂达标 勤演练 第3章　基因的本质 返回导航 1 第3章　基因的本质 返回导航 1 第3章　基因的本质 返回导航 1 第3章　基因的本质 返回导航 1 第3章　基因的本质 返回导航 1 第3章　基因的本质 返回导航 1 第3章　基因的本质 返回导航 1 第3章　基因的本质 返回导航 1 第3章　基因的本质 返回导航 1 第3章　基因的本质 返回导航 1 第3章　基因的本质 返回导航 1 第3章　基因的本质 返回导航 1 第3章　基因的本质 返回导航 1 第3章　基因的本质 返回导航 1 谢谢观看 第3章　基因的本质 返回导航 1 课标要求 素养目标 3.1.1　概述多数生物的遗传物质是DNA，有些病毒的遗传物质是RNA 1.通过分析肺炎链球菌的转化实验和噬菌体侵染细菌的实验，体验遗传物质探究过程中的实验设计方案和思路。(科学思维　科学探究) 2．通过对比与分类，分析遗传物质探究过程中的实验方法、实验结论。(科学思维) 3．通过一些事例认同DNA是主要的遗传物质。(生命观念) 一、早期人们推测遗传物质是蛋白质吗？ 二、两种肺炎链球菌为什么会发生转化？ 1．实验材料： 判断两种肺炎链球菌的正误。 (1)S型细菌无多糖荚膜，在培养基上形成的菌落表面光滑。( ) (2)S型细菌有致病性，使人和小鼠患肺炎，小鼠并发败血症死亡。( ) (3)R型细菌有多糖荚膜，在培养基上形成的菌落表面粗糙，无致病性。( ) 答案：1.× 2.√ 3.× 2．格里菲思的体内转化实验： 3．艾弗里的体外转化实验： (1)制备细胞提取物：将加热致死的S型细菌破碎后，设法去除绝大部分 。 (2)过程： (3)结论： 才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。 【思考】　“格里菲思认识到转化因子是DNA”，你赞同这种说法吗？ 提示 不赞同。格里菲思认识到存在转化因子，艾弗里证明转化因子是DNA。 三、如何证明DNA是噬菌体的遗传物质？ 1．T2噬菌体： (1)成分： (2)生活方式：寄生，其专门的宿主是 。 (3)增殖特点：在自身 的作用下，利用 体内的物质来合成自身的组成成分，进行大量增殖。 2．实验方法： 。 3．实验过程与现象： (1)标记噬菌体： (2)噬菌体侵染未标记的细菌： 4．实验结果分析及结论： (1)噬菌体侵染细菌时， 进入细菌细胞中，而 外壳仍留在外面。 (2)子代噬菌体的各种性状，是通过 遗传的。 (3) 是噬菌体是遗传物质。 四、如何理解DNA是主要的遗传物质？ 1．验证RNA是遗传物质的实验： (1)烟草花叶病毒的组成 (2)侵染实验： (3)实验结论： 。 2．生物的遗传物质：绝大多数生物的遗传物质是 ，所以说DNA是主要的遗传物质。 【思考】　病毒的遗传物质都是RNA吗？举例说明。 提示 病毒只有一种核酸，若含有RNA，则为RNA病毒，如HIV、SARS病毒、流感病毒等；若含有DNA则为DNA病毒，如天花病毒、乙肝病毒等。 　 肺炎链球菌的转化实验 结合教材“肺炎链球菌的转化实验”，完成下表并回答问题。 项目 体内转化实验 体外转化实验 实验者 格里菲思 艾弗里 培养细菌 用小鼠(体内) 用培养基(体外) 实验原则 ________________与________________的致病性对照 将________________破碎，并除去绝大部分糖类、蛋白质和脂质后，制成细胞提取物，用非酶法和酶解法相互对照 实验结果 加热致死的S型细菌能使________________________ S型细菌的________________使R型细菌转化为S型细菌 实验结论 S型细菌体内有“______________” S型细菌的________是遗传物质 联系 ①所用材料相同，都是肺炎链球菌(R型和S型)； ②体内转化实验是基础，仅说明S型细菌体内有“转化因子”，体外转化实验进一步证明“转化因子”是DNA；③两实验都遵循________原则、________________原则 实验结果 加热致死的S型细菌能使________________________ S型细菌的________________使R型细菌转化为S型细菌 实验结论 S型细菌体内有“______________” S型细菌的________是遗传物质 联系 ①所用材料相同，都是肺炎链球菌(R型和S型)； ②体内转化实验是基础，仅说明S型细菌体内有“转化因子”，体外转化实验进一步证明“转化因子”是DNA；③两实验都遵循________原则、________________原则 【答案】　R型细菌　S型细菌　加热致死的S型细菌　R型活细菌转化为S型活细菌　DNA　转化因子　DNA　对照　单一变量 1．格里菲思的肺炎链球菌转化实验中，R型活细菌与加热致死的S型细菌混合注射到小鼠体内后，从死亡小鼠中是否只分离出S型活细菌？ 提示　不是，分离出S型活细菌和R型活细菌，且R型活细菌数量多。 2．如果把S型细菌的DNA提取出来后，直接注射到小鼠体内，能否从小鼠体内分离得到S型细菌？ 提示　不能，因为S型细菌的DNA能使R型细菌转化为S型细菌的前提，是S型细菌的DNA能与R型细菌的DNA发生重组，直接将S型细菌的DNA注入小鼠体内，DNA分子会被小鼠体内的DNA酶分解而失去作用。 3．请分析艾弗里的实验设计思路。 提示　利用酶的专一性特点，分别用蛋白酶、RNA酶、酯酶或DNA酶处理S型细菌的细胞提取液，然后分别与R型活细菌混合培养，观察它们的作用。 1．对“转化”的理解 (1)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R型细菌细胞获得了新的遗传信息。 (2)发生转化的只是少部分R型细菌。由于受到DNA的纯度、两种细菌的亲缘关系、R型细菌的状态等因素的影响，并不是所有的R型细菌都转化成S型细菌，只是少部分R型细菌转化成S型细菌。 2．格里菲思的体内转化实验(实验一)与艾弗里的体外转化实验(实验二)的三个“不同” 　(多选)(2021·山东济南检测)下图是“肺炎链球菌转化实验”的部分研究过程。能充分说明“DNA是遗传物质，而蛋白质和荚膜多糖不是遗传物质”的是(　　) A.①　　　　　　　B．② C.③ D．④ 【答案】　　ABCD 【解析】　实验①中R型活细菌在S型细菌的DNA作用下，转化为S型细菌，说明DNA是遗传物质。为了排除其他物质是遗传物质的可能性，还要设计一系列对照实验，题中的②③④均分别与①构成对照实验，说明S型细菌的蛋白质和多糖荚膜都不能使R型活细菌发生转化，即证明了蛋白质和多糖荚膜不是遗传物质。 【练1】　艾弗里及其同事用R型和S型肺炎链球菌进行实验，如下表所示。下列说法错误的是(　　) 实验组号 接种菌型 加入物质 ① R型 S型细菌的细胞提取物 — ② R型 蛋白酶 ③ R型 RNA酶 ④ R型 酯酶 ⑤ R型 DNA酶 【答案】　　　D 【解析】　①～④的S型细菌的细胞提取物中均含有DNA，与R型活细菌混合培养后会出现S型活细菌，A项正确；本实验设计采用了自变量控制中的“减法原理”，利用了酶的专一性，特异性地去除了S型细菌的细胞提取物中的蛋白质、RNA、酯类、DNA等成分，严格遵循了单一变量原则，B、C两项正确；本实验只能说明DNA是遗传物质，而不能说明DNA是主要的遗传物质，D项错误。 【练2】　下图为科研工作者所做的“肺炎链球菌转化实验”的步骤，分析有关描述，正确的是(　　) A.该实验证明起转化作用的物质是DNA B.1、2、3组为该实验的对照组 C.第4组中加热致死的S型细菌转化成了R型细菌 D.该实验证明灭活的S型细菌可以复活 【答案】　　　B 【解析】　加热致死的S型细菌的各种成分都存在，故不能确定是哪种成分或结构使R型细菌发生转化，A项错误；该实验中，4组为实验组，1、2、3组为对照组，B项正确；加热致死的S型细菌能将R型细菌转化为S型细菌，C项错误；比较3、4两组，可看出S型细菌并非复活，而是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，D项错误。 　噬菌体侵染细菌的实验 结合教材“噬菌体侵染细菌实验”完成填空，并回答相关问题。 答案　32S　32P　35S　32P　沉淀物　上清液　上清液　沉淀物　32P　35S　DNA　蛋白质外壳　DNA 提示　32P和35S分别标记噬菌体的DNA和蛋白质。用14C不可行。由于C元素是DNA和蛋白质的共有元素，无法将DNA和蛋白质区分开。 1．32P和35S分别标记噬菌体的什么物质？用14C是否可行？ 提示　噬菌体营寄生生活，无法利用普通培养基中的营养物质。故应先培养大肠杆菌使大肠杆菌被标记，然后再利用被标记的大肠杆菌培养噬菌体。 2．能否利用含32P和35S的普通培养基来培养T2噬菌体？ 提示　搅拌的目的是使吸附在大肠杆菌表面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。由于噬菌体颗粒较轻，离心后进入上清液，被感染的大肠杆菌进入沉淀物。 3．实验过程中搅拌、离心的目的是什么？上清液和沉淀物中分别含有什么成分？ 1．噬菌体侵染细菌的实验结果中放射性物质的分析 (1)用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌时，理论上讲，32P全部存在于沉淀物中，上清液的放射性为0；实际上，上清液中有少量放射性，原因有以下两种。 原因 分析 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 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，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时，沉淀物中也有少量放射性的原因：搅拌不充分，有少量35S标记的噬菌体蛋白质外壳吸附在大肠杆菌表面，随大肠杆菌离心到沉淀物中，使沉淀物中出现少量的放射性。 2．肺炎链球菌体外转化实验和噬菌体侵染细菌实验的比较 (1)设计思路 异同点 肺炎链球菌体外转化实验 噬菌体侵染细菌实验 思路 相同 设法将DNA与其他物质分开，单独、直接地研究它们各自不同的遗传功能 处理方 式区别 酶处理法：利用蛋白酶、RNA酶、酯酶、DNA酶分别处理S型细菌细胞提取物，分别与R型细菌混合培养 同位素标记法：分别标记DNA和蛋白质的特殊元素(32P和35S) (2)对照实验 ①肺炎链球菌转化实验中的相互对照 ②噬菌体侵染细菌实验中的相互对照 (3)实验结论 ①肺炎链球菌体外转化实验的结论：证明DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质。 ②噬菌体侵染细菌实验的结论：证明DNA是遗传物质，不能证明蛋白质不是遗传物质。 　(多选)用32P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10%，沉淀物的放射性占90%。上清液带有放射性的原因不可能是(　　) A.离心时间过长，上清液中析出较重的大肠杆菌 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.噬菌体侵染大肠杆菌后，大肠杆菌裂解释放出子代噬菌体 D.32P标记了噬菌体蛋白质外壳，离心后存在于上清液中 【答案】　ABD 【解析】　　噬菌体侵染大肠杆菌，经过搅拌、离心，上清液含较轻的噬菌体，沉淀物含被侵染的大肠杆菌，A项错误；搅拌不充分，噬菌体与细菌未分离，放射性应出现在沉淀物中，B项错误；32P标记的是噬菌体的DNA，噬菌体侵染大肠杆菌时注入自身的DNA，子代噬菌体的DNA带有放射性，上清液带有放射性的原因可能是噬菌体侵染大肠杆菌后，大肠杆菌裂解释放出子代噬菌体，C项正确、D项错误。 【答案】　D 【练3】　(2021·山东烟台检测)关于T2噬菌体的叙述，正确的是(　　) A.T2噬菌体的核酸和蛋白质中含硫元素 B.T2噬菌体寄生于酵母菌和大肠杆菌中 C.RNA和DNA都是T2噬菌体的遗传物质 D.T2噬菌体可利用宿主体内的物质大量增殖 【解析】　T2噬菌体核酸中不含硫元素。T2噬菌体不能寄生在酵母菌细胞中。T2噬菌体的遗传物质是DNA。T2噬菌体作为病毒，只能利用宿主细胞的物质进行增殖。 1．某科研人员为了验证格里菲思的肺炎链球菌转化实验，对实验鼠进行了4次注射实验，如图所示。下列相关叙述，正确的是(　　) A.活菌甲是有荚膜的R型细菌，而活菌乙是无荚膜的S型细菌 B.由注射②和④的结果可知，活或死的S型细菌都能使小鼠死亡 C.在死鼠2的血液中应有活菌甲和活菌乙，后者最初由活菌甲转化而来 D.死菌乙未导致鼠3死亡，由此说明小鼠体内未发生特异性免疫 【答案】　C 【解析】　肺炎链球菌的R型细菌没有荚膜，无致病性，S型细菌有荚膜，毒性。实验结果显示：将活菌甲注射到鼠1体内，鼠1不死亡，而将活菌乙注射到鼠4体内，鼠4死亡，说明活菌甲是无荚膜的R型细菌，而活菌乙是有荚膜的S型细菌，A错误；注射②是将活菌甲与死菌乙混合后注射到鼠2体内，结果死亡的小鼠2体内检测出活菌乙，注射④是将检测出的活菌乙注射到鼠4体内，结果鼠4死亡，说明死菌乙的体内有转化因子，促进活菌甲转化为活菌乙，进而导致实验鼠死亡，B错误；结合对B项的分析可知：在死鼠2的血液中应有活菌甲和活菌乙，后者最初由活菌甲转化而来，C正确；死菌乙对于实验鼠而言属于抗原，进入实验鼠体内会引起特异性免疫，D错误。 2．为研究R型肺炎链球菌转化为S型的转化因子是DNA还是蛋白质，进行了下图所示的转化实验。对本实验做出的分析，正确的是(　　) A.如果用RNA酶解去除RNA，结果没有S型细菌出现 B.甲、乙组培养基中只有S型细菌落出现 C.如果提取S型细菌的蛋白质并加入蛋白酶去培养R型细菌，结果仍有转化活性 D.本实验如果S型细菌的一段DNA插入到R型细菌的DNA上属于基因重组 【答案】　D 【解析】　RNA酶不能水解DNA，所以用RNA酶解去除RNA，结果仍有S型细菌出现，A错误；甲、乙组培养基中既有S型细菌出现，也有未转化的R型细菌，B错误；如果提取S型细菌的蛋白质并加入蛋白酶去培养R型细菌，结果没有转化活性，C错误；本实验如果S型细菌的一段DNA插入到R型细菌的DNA上属于基因重组，D正确。 3．用32P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，上清液中析出较重的大肠杆菌 D.32P标记了噬菌体蛋白质外壳，离心后存在于上清液中 【答案】　A 【解析】　噬菌体侵染大肠杆菌后，如果保温时间稍长，就会使大肠杆菌裂解释放出子代噬菌体，使上清液中也出现放射性，A正确；搅拌不充分，吸附在大肠杆菌上的噬菌体的蛋白质外壳未与细菌分离，而32P标记噬菌体的DNA，因此上清液中不会出现较多的放射性，B错误；离心时间过长，可能会导致噬菌体的蛋白质外壳也会进入到沉淀物中，不会出现上述实验现象，C错误；蛋白质的元素组成主要是C、H、O、N，有的含有P、S，而且P元素的含量很少，因此不用P元素标记蛋白质，D错误。 4．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35S B.在DNA中找到15N和32P C.在外壳中找到15N和32P D.在DNA中找到15N、32P和35S 【答案】　B 【解析】　DNA中含P，蛋白质中含S，而N是DNA和蛋白质共有的元素，因此32P只标记DNA，35S只标记蛋白质，而15N同时标记DNA和蛋白质。噬菌体侵染细菌时，只有DNA进入细菌内，利用细菌的脱氧核苷酸和氨基酸合成子代噬菌体的DNA和蛋白质，故在子代噬菌体中能找到15N和32P标记的DNA，不能找到35S和15N标记的蛋白质。 5．某科研机构发现了一新型病毒，并对该病毒的遗传物质做了进一步研究。请思考并回答下列相关问题： (1)已知双链核酸比单链核酸稳定，据研究人员介绍，该病毒的遗传物质比HIV的遗传物质更加稳定。据此可初步推测，该病毒的遗传物质是________，理由是_____________________________ (2)通过化学分析的方法对该病毒的遗传物质种类进行研究，分析其五碳糖或碱基种类均可做出判断的是(　　) A.若五碳糖是脱氧核糖或含碱基T，则为DNA B.若五碳糖是核糖或含碱基U，则为DNA C.若五碳糖是核糖或含碱基T，则为RNA D.若五碳糖是脱氧核糖或碱基U，则为RNA 【答案】　(1)DNA　DNA是双链，而RNA是单链，DNA的结构相比RNA更稳定，不易发生变异 (2)A 【解析】　(1)根据所学知识可知，双链的DNA比单链的RNA要稳定。HIV的遗传物质是单链的RNA，易发生变异，而题中新型病毒的遗传物质比HIV的遗传物质稳定，可推测其遗传物质是DNA，不易发生变异。 (2)DNA特有的成分是脱氧核糖和胸腺嘧啶(T)，RNA特有的成分是核糖和尿嘧啶(U)。 $