2027届高三生物一轮复习课件第1讲：DNA是主要的遗传物质

该高中生物学高考复习课件聚焦“DNA是主要的遗传物质”核心考点，依据高考评价体系梳理近五年考情，明确考点1“遗传的分子基础”为高频考查内容，系统呈现肺炎链球菌转化实验、噬菌体侵染细菌实验等经典实验，归纳实验分析、结论判断等常考题型，体现备考针对性。 课件亮点在于“经典实验深度剖析+高考真题变式训练”，如通过艾弗里实验的四组延伸实验分析转化实质，结合噬菌体侵染实验中搅拌不充分、保温时间异常等易错点，培养学生科学思维和探究实践素养，助力掌握实验设计与结果分析技巧，为教师提供高效复习指导。

第六单元　遗传的分子基础 第1讲　DNA是主要的遗传物质 考点 5年考情（2021-2025） 命题趋势 考点1 遗传的分子基础 2025·广东-9 2023·广东-2 2023·广东-17 2022·广东-5 2021·广东-5 2021·广东-7 从近五年广东省高考试题来看，遗传的分子基础是常考考点，常在选择题中出现。在最近的高考中，表观遗传、染色体结构变异、基因频率的改变与生物进化等考点出现频率较高。 考点2 生物的变异与育种 2024·广东-10 2024·广东-14 2022·广东-11 2021·广东-11 2021·广东-16 考点3 生物的进化 2025·广东-12 2024·广东-11 2023·广东-5 2022·广东-14 2021·广东-8 2021·广东-10 人们已经认识到DNA分子的重要性，但认为 是遗传物质的观点仍然占主导地位 1952年 完成了噬菌体侵染细菌的实验，最终得出：DNA才是噬菌体的遗传物质。 1928年英国科学家 完成肺炎链球菌的体内转化实验，提出转化因子的概念 大多数科学家认为 是生物体的遗传物质 20世纪20年代 20世纪30年代 1944年 1928年 1952年 蛋白质 蛋白质 1944年美国 完成了肺炎链球菌体外转化实验，提出转化因子是DNA。 艾弗里及其同事 格里菲思 赫尔希和蔡斯 对遗传物质的早期推测 3 （一）体内转化实验（1928，格里菲思） 1、材料 2、原理：S型细菌使小鼠患 死亡 3、过程，结果 A B C D 4、结论：加热杀死的S型细菌中，含有 ， 小鼠 S型和R型肺炎链球菌 某种促成R型细菌转化为S型细菌的“转化因子” 是否有R型细菌？ “败血症” 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 一、肺炎链球菌转化实验 R型 S型 有荚膜，使人和小鼠患肺炎，小鼠并发败血症死亡 无荚膜、表面粗糙、无毒 4 1．实验a、b对比说明__________________________________。R型细菌无致病性，S型细菌有致病性 2．实验b、c对比说明__________________________。加热致死的S型细菌无致病性 3．实验b、c、d对比说明______________________。R型细菌转化为S型细菌 4．综合以上实验得出的结论是___________________________S型细菌中含有一种“转化因子”能使R型细菌转化为S型细菌 转导(transduction)由噬菌体和细胞病毒介导的遗传信息转移过程也称转导。引起的基因重组现象。 《医学分子生物学》，冯作化主编 （二）体外转化实验： （ 1944年，艾弗里及其同事） DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质 1.实验思路： 2.实验过程及结果： 3.实验结论： 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（减法原理） 5 （三）体内和体外转化实验的比较 体外转化实验 体内转化实验 S型细菌的DNA是遗传物质，蛋白质等不是遗传物质 S型细菌体内有转化因子 培养基中菌落类型 小鼠是否死亡 每一实验组特异性地去除一种物质，从而观察这种物质对转化的影响 S型细菌使小鼠患败血症死亡 培养基(体外) 小鼠体内 艾弗里及其同事 格里菲思 实验结论 结果观察 实验原理 细菌培养场所 科学家 6 据图1填空：①图示的实线表示 型菌，虚线表示 型菌。 ②ab段 型菌数量减少，其原因是小鼠体内形成 的抗体，致使R型菌数量减少。 ③bc段R型菌数量增多，其原因是_______________________。 R S R ④R型细菌转化为S型细菌的实质是什么？ 基因重组----S型细菌的DNA片段整合到了R型细菌的DNA中 7 图2 据图2回答：图2是艾弗里体外转化实验的一个操作步骤，下列四组实验是对该实验的延伸实验，请判断下列四组实验中小鼠的存活情况，并解释各组小鼠存活与死亡的原因。 ①S型细菌的DNA＋DNA酶→加入R型细菌→注射入小鼠； ②R型细菌的DNA＋DNA酶→加入S型细菌→注射入小鼠； ③R型细菌＋DNA酶→高温加热后冷却→加入S型细菌的DNA→注射入小鼠； ④S型细菌＋DNA酶→高温加热后冷却→加入R型细菌的DNA→注射入小鼠。 小鼠存活的是________，小鼠死亡的是______。(均填序号) 存活 死亡 存活 存活 (2)DNA酶能将DNA水解，因此不能使R型细菌转化为S型细菌，①中小鼠存活。②加入的是S型细菌，小鼠死亡。③中高温能使R型细菌死亡，使酶失去活性，高温后加入S型细菌的DNA，不能实现转化；④中S型细菌＋DNA酶会使S型细菌的DNA分解，失去作用，高温冷却后加入R型细菌的DNA，也不会再发生转化，因此③④中小鼠都存活。 8 例1．某同学对格里菲思的实验进行了改良，将R型菌、S型菌、加热杀死的S型菌、加热杀死的S型菌和R型活菌的混合物分别接种到甲、乙、丙、丁四组相同的培养基上，在适宜无菌的条件下进行培养，一段时间后，菌落的生长情况如图所示。下列有关叙述正确的是(　　) A．若培养前在甲组培养基中加入S型菌的DNA，得到的菌落类型与丁不同 B．甲、乙两组作为丁组的对照组，丙组培养基无菌落产生，可以不必设置 C．丁组的实验结果说明了使R型菌发生转化的物质是S型菌的DNA D．该实验中的无关变量有培养基的成分、培养条件、培养时间等 D D　[培养前在甲组培养基中加入S型菌的DNA，可使部分R型菌发生转化，得到的菌落类型与丁相同，A项错误；丙组作为丁组的对照组，排除加热杀死的S型菌复活的可能，B项错误；丁组的实验结果只能说明加热杀死的S型菌可以使R型菌发生转化，不能说明使R型菌发生转化的物质是S型菌的DNA，C项错误；该实验中的无关变量有培养基的成分、培养条件、培养时间等，D项正确。] 9 例2．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 D D　[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，S型菌与R型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型菌的毒性可能与荚膜多糖有关，A推测合理；加热杀死的S型菌其蛋白质已经被破坏，而分离出的S型菌有毒性，即具备活性蛋白，可推出S型菌的DNA能够进入R型菌细胞中指导蛋白质的合成，B推测合理；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型菌的遗传物质未受影响，即加热杀死S型菌使其蛋白质功能丧失而其DNA功能可能不受影响，C推测合理；S型菌的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型菌混合后，无法得到S型菌，D推测不合理。] 10 例3．将肺炎双球菌中控制荚膜形成的相关基因记做“A”，无此相关基因记做“a”，下列对甲、乙两组转化实验的相关分析，正确的是(　　) 实验甲：将加热杀死的S型肺炎双球菌和R型活菌的菌液混合培养 实验乙：将加热杀死的R型肺炎双球菌和S型活菌的菌液混合培养 A．转化前的S型、R型菌的基因组成分别为AA、aa B．甲实验中可检出R型、S型活菌，S型菌由R型菌转化而来 C．乙实验中只检出S型活菌，因为R型菌的a基因在S型菌体内不能表达 D．转化前的S型菌和转化后的S型菌的遗传物质相同 B 转化后由于发生了基因重组，因此转化前、后的S型菌的遗传物质不相同。 解析：选B　由于肺炎双球菌为原核生物，细胞内无同源染色体，因此转化前的S型、R型菌的基因组成分别为A、a；S型菌中的转化因子可使R型细菌转化为S型细菌；R型菌的基因在S型菌体内能表达，但被S型菌的性状所掩盖，因此乙实验中只检测出S型活菌；转化后由于发生了基因重组，因此转化前、后的S型菌的遗传物质不相同。 11 例4．肺炎链球菌转化实验中，S型细菌的部分DNA片段进入R型细菌内，并整合到R型细菌的DNA分子上，使这种R型细菌转化为能合成有荚膜多糖的S型细菌。下列叙述中正确的是(　　) A．R型细菌转化为S型细菌后的DNA中，嘌呤碱基总比例会改变 B．整合到R型细菌内的DNA分子片段，表达产物都是荚膜多糖 C．进入R型细菌的DNA片段上，可有多个RNA聚合酶结合位点 D．S型细菌转录的mRNA上，可由多个核糖体共同合成一条肽链 C C　[R型细菌和S型细菌的DNA都是双链结构，碱基的配对遵循碱基互补配对原则，因此R型细菌转化为S型细菌后的DNA中，嘌呤碱基总比例不会改变，依然是50%，A错误；整合到R型细菌内的DNA分子片段可能含有多个基因，基因表达的产物是蛋白质，不是荚膜多糖，B错误；基因是有遗传效应的DNA片段，即一个DNA分子中有多个基因，每个基因都具有RNA聚合酶的结合位点，因此进入R型细菌的DNA片段上，可有多个RNA聚合酶结合位点，C正确；S型细菌转录的mRNA上，可由多个核糖体同时合成多条相同的肽链，而不是一条，D错误。] 12 二、噬菌体侵染细菌的实验 1952，赫尔希和蔡斯以T2噬菌体和大肠杆菌为实验材料，利用放射性同位素标记技术（分别用35S、32P标记T2噬菌体的蛋白质和DNA），完成了另一个更有说服力的实验。 大肠杆菌 T2噬菌体 大肠杆菌 T2噬菌体 1．标记T2噬菌体 蛋白质带有35S标记 DNA带有32P标记 13 2．用标记好的噬菌体侵染大肠杆菌 高 低 低 高 亲代噬菌体 寄主细胞内 子代噬菌体 实验结论 32P标记DNA __ __ ______是遗传物质 35S标记蛋白质 __ __ 有 有 无 无 DNA 3．实验结果及结论 搅拌目的：将细菌和吸附在其表面的噬菌体外壳分离 离心目的：上清液析出T2噬菌体外壳、沉淀物留下细菌 蛋白质未进入细菌中 DNA进入细菌中 有没有证明蛋白质不是遗传物质？ 没有。因为蛋白质外壳没有进入细菌体内 14 1、如果用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌的一组搅拌不充分，实验结果会有怎样的异常现象？ 2、在32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌的一组中，保温时间过长或过短，会出现怎样的异常现象？其原因分别是什么？ 沉淀物中的放射性会升高，上清液中的放射性会降低。 都会导致上清液放射性升高，沉淀物中放射性降低。 判断下列叙述的正误 (1)32P、35S标记的噬菌体侵染细菌的实验分别说明DNA是遗传物质、蛋白质不是遗传物质。 (　　) (2)噬菌体侵染细菌的实验能够证明DNA控制蛋白质的合成。(　　) (3)用1个含35S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35S。（ ） (4)用乳酸菌替代大肠杆菌进行实验，可获得相同的实验结果( ) × √ × × A. 只有细菌体内具有放射性，子代噬菌体内不具有放射性。 B. 只有子代噬菌体内具有放射性，细菌体内不具有放射性。 C. 细菌和子代噬菌体体内都具有放射性。 D. 细菌和子代噬菌体体内都不具有放射性 例1、噬菌体能侵染活的细菌，并在细菌体内繁殖后代，引起细菌裂解，请据图回答问题。 (1)若用放射性35S将标记图中的①，然后进行侵染细菌的实验,最后测定放射性，结果应该为下列各项中的（ ） D ① ② ③ (2)若用放射性32P将标记图中的②，然后进行侵染细菌的实验，最后测定放射性，结果应该为下列各项中的( ) A. 只有细菌体内具有放射性，子代噬菌体内不具有放射性。 B. 只有子代噬菌体内具有放射性，细菌体内不具有放射性。 C. 细菌和子代噬菌体体内都可能具有放射性。 D. 细菌和子代噬菌体体内都不具有放射性 例1、噬菌体能侵染活的细菌，并在细菌体内繁殖后代，引起细菌裂解，请据图回答问题。 C ① ② ③ 例1、噬菌体能侵染活的细菌，并在细菌体内繁殖后代，引起细菌裂解，请据图回答问题。 ① ② ③ (3)若图中①②均不标记，而对图中③用放射性32P和35S标记，然后进行侵染细菌的实验，最后测定子代噬菌体内的放射性情况，结果应该为下列各项中的( ) A.32P和35S都能查到 B.只查到32P，不能查到35。 C.只查到35S，不能查到32P D.32P和35S都不能查到 A 例2、如果用15N、32P、35S标记噬菌体后，让其侵染未被标记的细菌，在产生的子代噬菌体的组成结构成分中，能够找到的放射性元素是（ ） A、可在外壳中找到15N和35S B 、可在DNA中找到15N和32P C、可在外壳中找到15N D、可在DNA中找到15N、 32P、35S B 18 例3．T4噬菌体有野生型和甲、乙、丙三种突变型，甲、乙、丙独立感染大肠杆菌时均无法增殖。不同的突变型噬菌体成对组合同时感染大肠杆菌时，两种噬菌体在大肠杆菌细胞内产生的蛋白质可以共用；两个噬菌体的DNA会有类似真核生物有性生殖中遗传物质互换的过程(如图)。实验发现，甲与乙同时感染大肠杆菌产生了子代噬菌体；甲与丙同时感染大肠杆菌大多数情况下不能产生子代噬菌体，但偶尔也会产生子代噬菌体。基于上述事实作出的推断不合理的是(　　) A．甲、乙突变体是由不同基因突变形成的 B．甲、丙突变体产生的蛋白质不能相互弥补缺陷 C．甲、丙的相应突变基因是由不同基因突变而来 D．甲、丙突变体的DNA之间偶尔发生片段的交换 C C　[甲与乙同时感染大肠杆菌，产生了子代噬菌体，表明甲、乙中的相应突变基因之间的关系应为不同基因，因为它们表达的蛋白质可以相互弥补缺陷，从而实现产生子代的能力，A正确；甲与丙同时感染大肠杆菌，大多数情况下不能产生子代噬菌体，表明两突变体产生的蛋白质不能相互弥补缺陷，故可推测甲、丙的相应突变基因是由同一基因突变来的，B正确，C错误；甲与丙同时感染大肠杆菌后，偶尔也会产生子代噬菌体，原因可能是两个突变体的DNA之间发生片段的交换，使得其中一个噬菌体的DNA拥有了全部的正常基因，从而可以产生后代，D正确。] 19 例4、根据遗传物质的化学组成，可将病毒分为RNA病毒和DNA病毒两种类型。有些病毒对人类健康会造成很大危害。通常，一种新病毒出现后需要确定该病毒的类型。 假设在宿主细胞内不发生碱基之间的相互转换。请利用放射性同位素标记的方法，以体外培养的宿主细胞等为材料，设计实验以确定一种新病毒的类型。简要写出 (1)实验思路；(2)预期实验结果及结论即可。(要求：实验包含可相互印证的甲、乙两个组) 实验思路：甲组：将宿主细胞培养在含有放射性标记尿嘧啶的培养基中，之后接种新病毒，培养一段时间后收集病毒并检测其放射性； 乙组：将宿主细胞培养在含有放射性标记的胸腺嘧啶的培养基中，之后接种新病毒，培养一段时间后收集病毒并检测其放射性。　 预期实验结果及结论：若甲组收集的病毒有放射性，而乙组无，则该新病毒为RNA病毒；反之，则为DNA病毒。 三、烟草花叶病毒对烟草叶细胞的感染实验 1．实验过程及现象 出现病斑 不出现病斑 2．实验结论 ______是烟草花叶病毒的遗传物质，______不是烟草花叶病毒的遗传物质。 RNA 蛋白质 因为绝大多数生物的遗传物质是DNA，只有少部分生物的遗传物质是RNA，因此，DNA是主要的遗传物质。 例题．已知烟草花叶病毒(TMV)和车前草病毒(HRV)都能感染烟草叶片，但两者致病斑不同。有人用这两种病毒做实验，具体步骤和结果如下图所示。下列说法错误的是 (　　) D　 A．c表示用TMV的蛋白质外壳感染烟草叶片，结果是烟草叶片上不出现病斑 B．d表示用HRV的RNA感染烟草叶片，结果是烟草叶片上出现病斑 C．f表示TMV的蛋白质外壳和HRV的RNA组成的“杂种病毒”产生的后代是HRV D．该实验的结论是病毒的遗传物质是RNA，而不是蛋白质 【解析】由题图可知，c表示用TMV的蛋白质外壳感染烟草叶片，结果是烟草叶片上没有出现病斑，A正确；d表示用HRV的RNA感染烟草叶片，结果是烟草叶片上出现病斑，B正确；e中的杂交病毒感染烟草叶片后，在繁殖子代病毒的过程中，合成蛋白质的模板来自HRV的RNA，合成蛋白质的原料由烟草细胞提供，繁殖出来的子代病毒具有HRV的RNA和HRV的蛋白质外壳，C正确；该实验的结论是车前草病毒的遗传物质是RNA，而不是蛋白质，D错误。 22 生物类型 所含核酸 遗传物质 举例 细胞生物 真核生物 DNA和RNA 酵母菌玉米、人 原核生物 原核生物 细菌、蓝藻 非细胞生物 多数病毒 T2噬菌体 少数病毒 DNA 仅有DNA 仅有RNA DNA RNA 艾滋病病毒、SARS病毒 四、生物的遗传物质 绝大多数生物的遗传物质是DNA，只有少部分生物的遗传物质是RNA。 所以说：DNA是主要的遗传物质。 生物类型 病毒 原核生物 真核生物 核酸种类 含氮碱基种类 核苷酸种类 遗传物质 DNA或RNA DNA和RNA DNA和RNA 4种 4种 5种 5种 8种 8种 DNA或RNA DNA DNA 23 例1、下列探索遗传物质的经典实验分别对应的结论是什么？ S型细菌中含有“转化因子” DNA是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质 DNA是遗传物质 RNA是遗传物质 DNA是遗传物质 DNA是主要的遗传物质 课堂练习 25 例2、根据遗传物质的化学组成，可将病毒分为RNA病毒和DNA病毒两种类型。有些病毒对人类健康会造成很大危害。通常，一种新病毒出现后需要确定该病毒的类型。 假设在宿主细胞内不发生碱基之间的相互转换。请利用放射性同位素标记的方法，以体外培养的宿主细胞等为材料，设计实验以确定一种新病毒的类型。简要写出 (1)实验思路；(2)预期实验结果及结论即可。(要求：实验包含可相互印证的甲、乙两个组) 实验思路：甲组：将宿主细胞培养在含有放射性标记尿嘧啶的培养基中，之后接种新病毒，培养一段时间后收集病毒并检测其放射性； 乙组：将宿主细胞培养在含有放射性标记的胸腺嘧啶的培养基中，之后接种新病毒，培养一段时间后收集病毒并检测其放射性。　 预期实验结果及结论：若甲组收集的病毒有放射性，而乙组无，则该新病毒为RNA病毒；反之，则为DNA病毒。 谢谢 对抗R型菌 b之前，已有少量R型菌转 化为S型菌，S型菌能降低小鼠的免疫力，造成R型菌大量繁殖 $