2027届高考生物人教版一轮复习课件第17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”核心专题，依据新课标要求概述基因与DNA、RNA的关系，结合2022-2025年浙江、河南、湖南等多地高考真题，明确肺炎链球菌转化实验、噬菌体侵染细菌实验为高频考点，归纳实验分析、结论判断等常考题型，体现高考备考的针对性。 课件亮点在于融合科学思维与探究实践素养，通过“二看法”判断子代噬菌体标记、误差分析（如保温时间对32P标记实验结果影响）等方法突破难点，精选2024甘肃、2022海南等真题训练，帮助学生掌握实验设计逻辑与答题技巧，教师可据此精准把握考点权重，提升复习效率。

DNA是主要的遗传物质 高中生物·一轮复习·第17讲 SW生老师 课标要求 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。 考情分析 肺炎链球菌的 转化实验 ①2025浙江T13　　　②2024甘肃T5　　　 ③2024贵州T15 噬菌体侵染 细菌的实验 ①2025河南T2②2025湖南T11③2024甘肃T5 ④2024湖南T7⑤2022海南T13⑥2022湖南T2 肺炎链球菌的转化实验 PART 01 1928年，英国的格里菲思用一种细菌——肺炎链球菌感染小鼠实验。 多糖类荚膜 S型细菌 R型细菌 一、格里菲思的体内转化实验 S型细菌 R型细菌 光滑 粗糙 有多糖类的荚膜 无多糖类的荚膜 　有毒性，可致死 无毒性 形态 结构 毒性 多糖类荚膜 菌落表面 肺炎链球菌类型 (使人患肺炎,使老鼠患败血症) 1.将R型活细菌注射到小鼠体内，不死亡。 2.将S型活细菌注射到小鼠体内，患败血症死亡。 3.将加热杀死后的S型细菌注射到小鼠体内，不死亡。 4.将R型活细菌与加热杀死后的S型细菌混合后注射到 小鼠体内，小鼠患败血症死亡。 实验过程 第一组： R型活细菌+小鼠 小鼠不死亡 第二组： S型活细菌+小鼠 小鼠死亡,从小鼠体内分离出S型活细菌 第三组： 加热后杀死的S型细菌+小鼠 小鼠不死亡 R型活细菌是无毒的。 S型活细菌是有毒的 加热后杀死的S型细菌是无毒的。 第四组： R型活细菌+加热后杀 死的S型细菌+小鼠 小鼠死亡,从小鼠体内分离出R型活细菌、S型活细菌 无毒性的R型活细菌在与被加热后杀死的S型细菌混合后，转化为____________ 型活细菌，而且这种性状 (是/否)可以遗传的。 有毒性的S 是 实验过程 对比第一、二组实验现象，说明了什么？ R型细菌无致病性，S型细菌有致病性 对比第二、三组实验现象，说明了什么？ 加热致死的S型细菌无致病性 对比第二、三、四组实验现象，说明了什么？ 加热致死的S型细菌能使R型细菌转化为S型细菌 格里菲思推论： 加热后杀死的S型细菌 某一活性物质——“转化因子” R型活细菌 S型活细菌 转化 已经加热致死的S型细菌，含有某种促使R型细菌转化为S型细菌的“转化因子” 在杀死的S型细菌中含有哪些物质？ 但究竟哪一个才是转化因子呢？ 多糖 脂类 蛋白质 RNA DNA 加热杀死的S型细菌 将加热致死的S型细菌破碎，设法去除绝大部分糖类、蛋白质和脂质，制成细胞提取物 对提取物分别进行不同的处理 观察能否将R型细菌转化 分别与R型细菌混合培养 艾弗里的研究思路： 二 、艾弗里的体外转化实验 第一组： 实验结果： 培养基上出现了两种菌落，一种表面光滑S型细菌、一种表面粗糙R型细菌。 第二~四组： 培养基上出现了两种菌落，一种表面光滑S型细菌、一种表面粗糙R型细菌。 实验结果： 实验结果： 第五组： 培养基上只出现一种表面粗糙的菌落R型细菌。 实验结论： DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。 1.体外转化实验中导致R型细菌转化为S型细菌的遗传物质、原料、能量分别由哪方提供？ 实现转化时遗传物质来自S型细菌，原料和能量均来自R型细菌。 2.在证明DNA是遗传物质的实验中最关键的设计思路是什么？ 必须将蛋白质、其他物质与DNA分开，单独、直接地观察它们的作用，才能确定究竟谁是遗传物质。 项目 体内转化实验 体外转化实验 培养 细菌 _____体内培养 _______体外培养 实验 原则 R型细菌与S型细菌的毒性对照 S型细菌体内各成分的相互对照 实验 结果 已经被加热杀死的S型细菌能使R型活细菌转化为_________ ________________能使R型细菌转化为S型细菌 小鼠 培养基 S型细菌 S型细菌的DNA 格里菲思肺炎链球菌转化实验和艾弗里肺炎链球菌转化实验的比较 实验 结论 已经被加热杀死的S型细菌体内含有某种“_________” _____是S型细菌的遗传物质，而蛋白质等其他物质不是遗传物质 联系 ①所用材料相同，都是R型和S型肺炎链球菌； ②体内转化实验是基础，仅说明加热后杀死的S型细菌体内含有________________，而体外转化实验则进一步说明_______________________ ③实验设计都遵循对照原则、单一变量原则 转化因子 DNA 某种“转化因子” “转化因子”就是DNA 格里菲思肺炎链球菌转化实验和艾弗里肺炎链球菌转化实验的比较 (1)体内转化实验不能简单地说成 S 型细菌的 DNA 可使小鼠死亡，而是具有毒性的 S 型细菌，使小鼠致死。 (2)在转化过程中并不是所有的 R 型细菌均转化成 S 型细菌，只有少部分 R 型细菌转化为 S 型细菌。 (3)在加热杀死的 S 型细菌中，其蛋白质变性失活，但不要认为 DNA 也变性失活。 DNA 在加热过程中，双螺旋解开,氢键被打开，但缓慢冷却时，其结构可恢复。 易错提醒 提醒　①涉及细菌培养技术、物质提纯和鉴定技术等。②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是指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)。 科学方法 自变量控制中的“加法原理”和“减法原理” 在对照实验中，控制自变量可以采用“加法原理”或“减法原理”。 与常态比较，人为增加某种影响因素的称为“加法原理”。 例如，在“比较过氧化氢在不同条件下的分解”的实验中，与对照组相比，实验组分别作加温、滴加FeCl3溶液、滴加肝脏研磨液的处理，就利用了“加法原理”。 与常态比较，人为去除某种影响因素的称为法原理”。 例如，在艾弗里的肺炎链球菌转化实中，每个实验组特异性地去除了一种物质，从鉴定出DNA是遗传物质，就利用了“减法原理” 噬菌体侵染大肠杆菌的实验 PART 02 实验材料：T2噬菌体、大肠杆菌 T2噬菌体中60%是蛋白质,40%是DNA ① 是一种专门寄生在大肠杆菌体内的病毒。 ② 头部和尾部的外壳是由蛋白质构成，头部内含有DNA。 ③在自身遗传物质的指导下进行繁殖,原料来自大肠杆菌。 ④ 子代噬菌体从宿主细胞裂解释放。 噬菌体 大肠杆菌 T2噬菌体特点： 侵入别的细菌 注入 合成 释放 吸附 组装 侵染过程： 吸附——注入——合成——组装——释放 DNA和蛋白质,应分别标记哪一种元素？为什么？ 1、实验设计思路： 把蛋白质和DNA区分开，直接地、单独地观察DNA和蛋白质的作用。 2、实验方法：放射性同位素标记法 蛋白质的组成元素： DNA的组成元素： C、H、O、N、S C、H、O、N 、P S P （用35S做标记） （用32P做标记） 32P 35S 标记 DNA 蛋白质 标记 如何使最初的噬菌体带有放射性呢？能否直接在液体培养基中培养噬菌体？ （3）噬菌体侵染细菌 （1）先标记大肠杆菌 大肠杆菌 + 含35S的培养基→含35S的大肠杆菌 大肠杆菌 + 含32P的培养基→含32P的大肠杆菌 （2）再标记T2噬菌体 T2噬菌体+含35S的大肠杆菌→含35S的T2噬菌体 T2噬菌体+含32P的大肠杆菌→含32P的T2噬菌体 1、短时间保温： 使T2噬菌体的遗传物质侵入大肠杆菌繁殖子代 2、搅拌:使吸附在细菌上的T2噬菌体与大肠杆菌分离 3、离心：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 4、检测：检查上清液和沉淀物中的放射性物质 实验说明： 被标记的35S-蛋白质外壳未进入大肠杆菌，也未参与子代噬菌体的形成。 35S标记 的噬菌体 35S标记的噬菌 体与细菌混合 细菌裂解 沉淀物的 放射性很低 上清液的 放射性很高 没有检测到35S 搅拌后离心 离心后 35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌的实验 实验说明：被标记的32P -DNA进入大肠杆菌，且参与子代噬菌体的形成。 32P标记 的噬菌体 32P标记的噬菌 体与细菌混合 细菌裂解 沉淀物的 放射性很高 上清液的 放射性很低 检测到32P 搅拌后离心 离心后 32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌的实验 35S标记的噬菌体 32P标记的噬菌体 上清液 沉淀物 子代噬菌体 结论 放射性很高 放射性很低 无放射性 放射性很高 放射性很低 有放射性 ◇蛋白质没有进入细菌细胞 ◇DNA进入到细菌的细胞中 ◇DNA才是噬菌体的遗传物质 不能证明蛋白质不是遗传物质 放射性分析 1、在第一组实验中为什么沉淀物有放射性？ 搅拌不充分，被标记的35S-蛋白质没有从大肠杆菌表面脱落，离心机离心后会随着大肠杆菌沉于试管底部。 2、在第二组实验中为什么上清液有放射性？ (1)保温时间过短，部分噬菌体未侵染大肠杆菌，受到离心作用浮于上清液中。 (2)保温时间过长，部分噬菌体从大肠杆菌体中释放出来，经过离心作用会浮于上清液中。 子代噬菌体组成物质来源分析 1、蛋白质外壳来源 寄主细胞提供原料氨基酸，在寄主细胞的核糖体上合成，与亲代噬菌体的蛋白质外壳无关。 2、DNA来源 释放的众多子代噬菌体中，只有少数含有亲代噬菌体 DNA 的单链，其余子代噬菌体的 DNA 均由寄主细胞提供原料合成，不含亲代噬菌体的 DNA 。 该实验中三次涉及大肠杆菌： （1）第一次 培养：分别用32P、35S的培养基培养大肠杆菌 目的：分别获得被32P、35S标记的大肠杆菌 （2）第二次 侵染：用无标记的T2噬菌体侵染被32P、35S标记的大肠杆菌 目的：获得分别被32P和35S标记的T2噬菌体 （3）第三次 侵染：分别用含32P、35S标记的T2噬菌体侵染未被标记大肠杆菌 目的：依据放射性主要分布在上清液还是沉淀物中，确认DNA和蛋白质外壳是否进入大肠杆菌 艾弗里与赫尔希等人选用细菌或病毒作为实验材料，以细菌或病毒作为实验材料具有哪些优点? (1）个体很小，结构简单 (2）繁殖快 思考 格里菲斯、艾弗里、赫尔希和蔡斯相关实验的区别 格里菲斯的肺炎链球菌体内转化实验： 没有证明遗传物质是哪种物质 艾弗里肺炎链球菌体外转化实验： 既证明了 DNA 是遗传物质，又证明了蛋白质不是遗传物质 赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌实验： 只能证明 DNA 是遗传物质，不能证明蛋白质不是遗传物质 DNA是唯一的遗传物质吗？ 烟草花叶病毒 冠状病毒 核心突破 1.“二看法”判断子代噬菌体标记情况 2.噬菌体侵染细菌实验中上清液和沉淀物放射性分析 (1)32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌。 (2)35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌。 RNA是遗传物质的实验 PART 03 背景知识：烟草花叶病毒TMV是由RNA和蛋白质组成的，在感染烟草时，会出现致病斑。 如果你是科学家，请设计实验证明烟草花叶病毒的遗传物质是什么？ 1.RNA是遗传物质的实验 RNA 蛋白质 感染 不感染 烟草花 叶病毒 烟叶 烟叶 得花叶病 不得花叶病 结论：烟草花叶病毒的RNA控制其性状，RNA是烟草花叶病毒的遗传物质。 因为绝大多数生物的遗传物质是DNA，所以说DNA是主要的遗传物质 2.生物体内的核酸种类及遗传物质 DNA 提醒　①病毒的遗传物质是DNA或RNA,由细胞构成的生物的遗传物质是DNA。②绝大多数生物的遗传物质是DNA,因此DNA是主要的遗传物质。 探究“遗传物质”种类的4种方法 能力提升 PART 04 一、教材知识链接 1.(必修2 P43)格里菲思实验中的加热致死的S型细菌与R型活细菌混合能转化产生S型活细菌的原理是 ；实验结论是在加热致死的S型细菌中存在 可以使R型细菌转化为S型细菌。 2.(必修2 P44)肺炎链球菌体外转化实验中用到了自变量控制中的 ，实验结论是 。 3.(必修2 P45)赫尔希和蔡斯利用了 技术，设计并完成了 的实验，因噬菌体只有头部的 进入大肠杆菌中，而 外壳留在外面，因而更具说服力。 4.实验误差分析：用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌，上清液中含较高放射性 基因重组 转化因子 减法原理 DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质 放射性同位素标记 噬菌体侵染细菌 DNA 蛋白质 45 的原因是 ；用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌，沉淀物中有放射性的原因是 ，有少量含35S的噬菌体外壳吸附在细菌表面，随细菌离心到沉淀物中。 5.(必修2 P45) 的目的是使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离， 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感染的大肠杆菌。 6.(必修2 P46)因为 生物的遗传物质是DNA，所以说DNA是 ；原核生物(如细菌)的遗传物质是 ，真核生物的遗传物质是 ，病毒的遗传物质是 。 保温时间过短或过长 搅拌不充分 搅拌 离心 绝大多数 主要的遗传物质 DNA DNA DNA或RNA 46 二、教材深挖扩展 1．艾弗里及其同事进行了肺炎链球菌的转化实验，该实验最关键的实验设计思路： 。 2．与格里菲思的实验相比，艾弗里实验的最大优点： 。 3．不能直接用含32P(或35S)的培养基培养T2噬菌体的原因： 。 4．对噬菌体进行同位素标记的大致过程： 。 利用“减法原理”，每个实验组特异性除去了一种物质，从而鉴定出DNA 是遗传物质 不使用小鼠进行实验，减 少对动物的伤害 T2噬菌体是一种 专门寄生在大肠杆菌体内的病毒，只有在大肠杆菌体内才能进行增殖，故应先 32P(或在含35S)的培养基中培养大肠杆菌，再用上述大肠杆菌培养T2噬菌体 先用含同位素标记的培养基培养细菌， 再用得到的细菌培养噬菌体，就能得到含相应同位素标记的噬菌体 47 5．搅拌的目的是 。 6．离心的目的是 。 7．以细菌和病毒作为实验材料的优点： 。 8．结合肺炎链球菌的转化实验和噬菌体侵染细菌的实验，DNA作为遗传物质所具备的特点：能够准确地自我复制； 。 使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离 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 个体小，结构简单，易于观察因遗传 物质改变导致的结构和功能的变化；繁殖快，可在短时间内大量繁殖 能够准确地自我复制；能够指导蛋白质的 合成，从而控制生物体的性状和新陈代谢过程；具有储存遗传信息的能力；结 构比较稳定等 48 三、新情景 R型菌的转化过程 R型细菌生长到一定阶段时，就会分泌感受态因子，这种因子会诱导感受态特异蛋白质(如自溶素)的表达，它的表达使R型细菌具有与DNA结合的活性。加热致死的S型细菌遗留下来的DNA片段会与感受态的R型活细菌结合，从而进入细胞，并通过同源重组以置换(基因重组)的方式整合到R型细菌的基因组中，使R型细菌转化为S型细菌。 真题练习 PART 05 1．(2024·甘肃选择考)科学家发现染色体主要由蛋白质和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型细菌的DNA分子在小鼠体内可使R型活细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型细菌DNA＋DNA酶”加入R型活细菌的培养基中，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．(2022·辽宁选择考)选用合适的实验材料对生物科学研究至关重要。下表对教材中相关研究的叙述，错误的是(　　) B 选项 实验材料 生物学研究 A 小球藻 卡尔文循环 B 肺炎链球菌 DNA半保留复制 C 枪乌贼 动作电位原理 D T2噬菌体 DNA是遗传物质 3．(2022·海南选择考)某团队从下表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(　　) A.①和④　　　　　　　 B．②和③ C．②和④ D．④和③ C 实验组 材料及标记 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 4．(2021·高考全国卷乙)在格里菲思所做的肺炎链球菌转化实验中，无致病性的R型活细菌与加热致死的S型细菌混合后注射到小鼠体内，从小鼠体内分离出了有致病性的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型细菌相比，S型细菌的致病性可能与多糖类的荚膜有关 B．S型细菌的DNA能够进入R型细菌细胞指导蛋白质的合成 C．加热杀死S型细菌使其蛋白质功能丧失而DNA功能可能不受影响 D.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 D $