第6单元 第18讲 DNA是主要的遗传物质(Word学生用书)-【高考快车道】2027年高考生物大一轮总复习

该高中生物学高考复习学案系统梳理了“DNA是主要的遗传物质”核心考点，涵盖肺炎链球菌转化实验（体内与体外转化、加法与减法原理）、噬菌体侵染细菌实验、烟草花叶病毒实验及生物遗传物质类型，通过问题链（如实验思路填空）和对比表格引导学生自主构建知识网络，体现科学史逻辑与实验探究的层次性。 亮点在于诊断性自测与科学思维培养，开篇设置肺炎链球菌转化实验正误判断等自测题，结合实验误差分析（如32P标记噬菌体保温时间影响）等方法指导，培养学生基于证据的逻辑推理能力。每个考点配有对比分析表和真题演练，帮助学生自主诊断薄弱环节，教师可通过学情精准指导，提升备考实效。

第18讲　DNA是主要的遗传物质 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 考点一　肺炎链球菌转化实验(迁移·提能类) 1.肺炎链球菌的类型 [提醒]有荚膜的肺炎链球菌可抵抗吞噬细胞的吞噬,有利于细菌在宿主体内生活并繁殖。 2.格里菲思的体内转化实验 [提醒](1)发生转化的只是少部分R型细菌。 (2)该实验仅能证明S型细菌中含有某种转化因子,但转化因子的本质不清楚。 (3)蛋白质和DNA对于高温的耐受力是不同的。高温会使蛋白质变性失活,DNA双链解开。但当温度恢复至室温后,DNA双链能够重新恢复,但蛋白质的活性无法恢复。 3.艾弗里及其同事的体外转化实验 (1)实验思路: 　。  (2)实验过程及结果 (3)实验分析 4.科学方法——自变量控制中的“加法原理”和“减法原理” (1)加法原理:与常态比较,人为　　　　某种影响因素的称为“加法原理”,如“比较过氧化氢在不同条件下的分解”的实验中,对实验组分别进行不同的处理。  (2)减法原理:与常态比较,人为　　　　某种影响因素的称为“减法原理”,如艾弗里的肺炎链球菌转化实验中,每个实验组特异性地去除一种物质。  1.比较肺炎链球菌体内和体外转化实验 项目 体内转化实验 体外转化实验 科学家 格里菲思 艾弗里及其同事 细菌培 养场所 小鼠体内 培养基(体外) 实验 构思 将不同类型及组合的细菌注射到小鼠体内,做对照实验来说明确实发生了转化 利用不同的酶,每一组实验特异性地去除一种物质,从而观察这种物质对转化的影响 结果 观察 小鼠是否死亡 培养基中菌落的类型 实验 结论 加热致死的S型细菌体内含有某种“转化因子”,促使R型活细菌转化为S型活细菌 DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质 联系 ①所用材料相同,都是肺炎链球菌;②体内转化实验是基础,仅说明加热致死的S型细菌体内含有某种“转化因子”,而体外转化实验则进一步证明“转化因子”就是DNA;③实验设计都遵循对照原则、单一变量原则 2.转化的实质 (1)转化的实质是S型细菌的DNA片段整合到了R型细菌的DNA中,即实现了基因重组。 (2)一般情况下,转化率很低,形成的S型细菌很少,转化后形成的S型细菌可以快速繁殖形成大量的S型细菌。 1.关于肺炎链球菌转化实验,下列说法正确的是　　　　。  A.根据“注射加热致死的S型肺炎链球菌,小鼠不死亡”的实验结果可推测出“S型肺炎链球菌的DNA被破坏”[2024·贵州卷] B.艾弗里证明肺炎链球菌的转化因子是DNA[2024·天津卷] C.加入S型菌DNA和R型活菌的培养基中,一段时间后只存在表面光滑的菌落 D.艾弗里实验证明从S型肺炎链球菌中提取的DNA可以使小鼠死亡 E.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[2021·全国乙卷] 2.[浙江1月选考] 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。 下列叙述正确的是 (　) A.步骤①中,酶处理时间不宜过长,以免底物完全水解 B.步骤②中,甲或乙的加入量不影响实验结果 C.步骤④中,固体培养基比液体培养基更有利于细菌转化 D.步骤⑤中,通过涂布分离后观察菌落或鉴定细胞形态得到实验结果 3.在格里菲思的肺炎链球菌转化实验中,第四组实验(将R型活细菌与加热致死的S型细菌混合后注入小鼠体内)中的小鼠体内S型细菌、R型细菌含量的变化情况如图所示。下列叙述错误的是 (　) A.R型细菌与S型细菌致病性不同的根本原因是两者的遗传物质不同 B.ab段期间,小鼠启动了免疫防御功能,致使R型细菌含量减少 C.bc段期间,R型细菌大量繁殖的原因最可能是S型细菌降低了小鼠的免疫力 D.后期出现的大量S型细菌是由R型细菌大量转化而成的 (1)在肺炎链球菌体内转化实验中,使小鼠死亡的是S型细菌,不是S型细菌的DNA。 (2)在肺炎链球菌体内转化实验中,只有少数的R型细菌转化为S型细菌,并非全部的R型细菌都发生转化。 (3)艾弗里的实验证明了DNA是遗传物质,同时证明了蛋白质、脂质等不是遗传物质,而格里菲思的实验没有证明DNA是遗传物质。 考点二　噬菌体侵染细菌实验及烟草花叶病毒感染实验(迁移·提能类) 1.T2噬菌体的结构与增殖 (1)结构 [提醒]T2噬菌体专一性地寄生在大肠杆菌体内。 (2)增殖 2.噬菌体侵染细菌的实验 (1)实验方法:　　　　　　　　　　法,用　　　　　　分别标记噬菌体的蛋白质和DNA。  (2)实验过程(对比实验) ①标记噬菌体 ②噬菌体侵染细菌 [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)实验结果分析与结论 ①结果分析:噬菌体侵染细菌时,　　　　进入细菌的细胞中,而　　　　　　仍留在细胞外。  ②结论:　　　　是遗传物质。  3.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 (2)实验结论:　　　　是烟草花叶病毒的遗传物质。  4.生物体内的核酸种类及遗传物质 实验结果及误差分析: (1)含32P的噬菌体侵染大肠杆菌实验 (2)含35S的噬菌体侵染大肠杆菌实验 1.关于噬菌体侵染细菌实验,下列说法正确的是　　　　。  A.噬菌体在自身RNA聚合酶作用下转录出RNA[2022·湖南卷] B.肺炎链球菌体外转化实验和噬菌体侵染细菌实验均采用了能区分DNA和蛋白质的技术[2022·河北卷] C.赫尔希和蔡斯用对比实验证明DNA是遗传物质[2022·广东卷] D.需用同时含有32P和35S的噬菌体侵染大肠杆菌[2022·浙江6月选考] E.T2噬菌体侵染大肠杆菌的过程中合成的噬菌体RNA与大肠杆菌的核糖体结合[2022·湖南卷] F.32P标记的T2噬菌体侵染细菌实验中,保温时间过长或过短都会增加上清液的放射性 G.DNA是遗传物质,遗传物质就是DNA H.肺炎链球菌的遗传物质主要是DNA 2.[2025·广东广州二模] 图示为赫尔希和蔡斯利用T2噬菌体侵染细菌以探究遗传物质本质的部分实验过程。下列分析正确的是 (　) A.以含35S的培养基直接培养T2噬菌体,可得到35S标记的噬菌体 B.新合成子代噬菌体DNA、蛋白质的原料均来自亲代噬菌体 C.图中实验结果可证明DNA是T2噬菌体的遗传物质 D.搅拌不充分会导致沉淀物的放射性偏高 3.烟草花叶病毒有S型和R型两种株系,研究人员进行了如下实验: 第①组:S型株系侵染烟草→烟草出现Ⅰ型病斑 第②组:R型株系侵染烟草→烟草出现Ⅱ型病斑 第③组:R型株系蛋白质和S型株系RNA构建的重组病毒侵染烟草→烟草出现Ⅰ型病斑 第④组:S型株系蛋白质和R型株系RNA构建的重组病毒侵染烟草→烟草出现Ⅱ型病斑 根据实验结果分析,下列叙述错误的是 (　) A.S型病毒和R型病毒可寄生在烟草细胞内 B.S型病毒和R型病毒所携带的遗传信息不完全相同 C.S型病毒和R型病毒的遗传物质为RNA D.第③④组中的子代病毒全为重组病毒 经典真题·明考向 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 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,基因定向突变的几率变大 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 3.[2024·湖北卷] 不同品种烟草在受到烟草花叶病毒(TMV)侵染后症状不同。研究者发现品种甲受TMV侵染后表现为无症状(非敏感型),而品种乙则表现为感病(敏感型)。甲与乙杂交,F1均为敏感型;F1与甲回交所得的子代中,敏感型与非敏感型植株之比为3∶1。对决定该性状的N基因测序发现,甲的N基因相较于乙的缺失了2个碱基对。下列叙述正确的是 (　) A.该相对性状由一对等位基因控制 B.F1自交所得的F2中敏感型和非敏感型的植株之比为13∶3 C.发生在N基因上的2个碱基对的缺失不影响该基因表达产物的功能 D.用DNA酶处理该病毒的遗传物质,然后导入正常乙植株中,该植株表现为感病 学科网（北京）股份有限公司 $ 第六单元　遗传的分子基础 第18讲　DNA是主要的遗传物质 考点一 ● 必备知识 1.有　有　无　无 2.A.死亡　B.不死亡　C.R型活细菌 D.死亡　E.活的R型细菌无毒性,活的S型细菌有毒性　F.已加热致死的S型细菌无毒性　G.R型细菌可转化为S型细菌　H.转化因子 3.(1)设法将DNA与蛋白质等物质分开,单独地、直接地研究它们各自的作用 (3)蛋白质、RNA、脂质不能使R型细菌发生转化　DNA　DNA 4.(1)增加　(2)去除 ● 典型例题 1.B　[解析] 根据该实验结果只能得出“已加热致死的S型肺炎链球菌无毒性”的结论,A错误;加入S型菌DNA和R型活菌的培养基中,一段时间后同时存在表面光滑的菌落和表面粗糙的菌落,C错误;艾弗里实验通过分别加入不同的酶来去除相应物质,证明DNA是转化因子,单独的DNA无致病性,不能使小鼠死亡,使小鼠死亡的是S型细菌,D错误;S型菌的DNA被DNA酶降解失活,不能使R型菌转化为S型菌,E错误。 2.D　[解析] 步骤①中,酶处理时间要足够长,以使底物完全水解,A错误;步骤②中,甲或乙的加入量属于无关变量,应保持相同且适宜,否则会影响实验结果,B错误;步骤④中,液体培养基比固体培养基更有利于细菌转化,C错误;S型细菌有荚膜,菌落光滑,R型细菌无荚膜,菌落粗糙,步骤⑤中,通过涂布分离后观察菌落或鉴定细胞形态,以判断是否出现S型细菌,D正确。 3.D　[解析] R型细菌与S型细菌致病性不同的根本原因是两者的遗传物质不同,因为性状是由遗传物质控制的,A正确;ab段期间,R型细菌数量逐渐下降,是小鼠启动了免疫防御功能引起的,B正确;bc段S型细菌大量繁殖,导致小鼠的免疫力下降,进而造成R型细菌大量繁殖,C正确;最初的S型细菌是由R型细菌转化而来的,但之后产生的S型细菌多数是由转化形成的S型细菌增殖而来的,D错误。 考点二 ● 必备知识 1.(1)DNA　C、H、O、N、P　蛋白质　C、H、O、N、S　(2)T2噬菌体　大肠杆菌　氨基酸　大肠杆菌 2.(1)放射性同位素标记　35S、32P (2)②低　高　搅拌　离心　高　低 (3)①DNA　蛋白质外壳　②DNA 3.(1)出现病斑　烟草叶不出现病斑 (2)RNA 4.DNA　DNA是主要的遗传物质 ● 典型例题 1.BCEF　[解析] 噬菌体DNA在大肠杆菌RNA聚合酶作用下转录出RNA,A错误;需用32P标记的噬菌体和35S标记的噬菌体分别侵染大肠杆菌,D错误;DNA是遗传物质,遗传物质是DNA或RNA,G错误;肺炎链球菌的遗传物质是DNA,H错误。 2.D　[解析] 噬菌体是病毒,没有细胞结构,不能独立存活,不能直接使用培养基培养T2噬菌体,A错误;新合成子代噬菌体DNA、蛋白质的原料均来自宿主细胞,B错误;图中实验结果沉淀物中放射性很低,上清液中放射性很高,说明该实验为35S标记的噬菌体侵染细菌实验,实验结果只能说明蛋白质不是T2噬菌体的遗传物质,若想证明DNA是T2噬菌体的遗传物质还需要再做一组32P标记的噬菌体侵染实验,C错误;用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌后,若搅拌不充分,部分35S标记的噬菌体的蛋白质外壳会吸附在大肠杆菌上随大肠杆菌进入沉淀物中,导致沉淀物中放射性偏高,D正确。 3.D　[解析] 烟草花叶病毒的遗传物质是RNA,S型病毒和R型病毒可寄生在烟草细胞内,A、C正确;S型病毒和R型病毒的RNA上碱基的排列顺序不同,所携带的遗传信息不完全相同,B正确;第③组重组病毒为R型株系的蛋白质和S型株系的RNA构建成的,烟草花叶病毒的遗传物质是RNA,因此子代病毒为S型病毒,同理第④组中子代病毒为R型病毒,D错误。 经典真题·明考向 1.D　[解析] 格里菲思的肺炎链球菌体内转化实验未单独研究DNA的作用,艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验证明,加热致死的S型菌株的DNA分子可使无致病性的R型活菌转化为有致病性的S型菌,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不存在时,R型菌的转化情况,最终证明了DNA是遗传物质,例如“S型菌细胞提取物+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.B　[解析] 噬菌体是一种特异性侵染细菌的病毒,营寄生生活,其繁殖时所消耗的核苷酸、氨基酸和能量等来源于宿主菌,A、D项正确;基因突变是不定向的,B项错误;噬菌体和细菌在自然界长期的生存斗争中协同进化,C项正确。 3.D　[解析] 已知品种甲受TMV侵染后表现为无症状(非敏感型),而品种乙则表现为感病(敏感型),甲与乙杂交,F1均为敏感型,说明敏感型为显性性状,F1与甲回交相当于测交,所得的子代中,敏感型与非敏感型植株之比为3∶1,说明该性状由两对独立遗传的等位基因控制,假设相关基因为A/a、B/b,A错误;根据F1与甲回交所得的子代中,敏感型与非敏感型植株之比为3∶1,可知子一代基因型为AaBb,甲的基因型为aabb,且只要含有显性基因即表现为敏感型,因此F1AaBb自交所得F2中非敏感型植株aabb占1/4×1/4=1/16,其余均为敏感型植株,即F2中敏感型和非敏感型的植株之比为15∶1,B错误;发生在N基因上的2个碱基对的缺失会导致基因的碱基序列改变,使敏感型的个体变为非敏感型的个体,说明发生在N基因上的2个碱基对的缺失会影响该基因表达产物的功能,C错误;烟草花叶病毒的遗传物质为RNA,由于酶具有专一性,用DNA酶处理该病毒的遗传物质,其RNA仍保持完整性,因此将处理后的病毒导入正常乙植株中,该植株表现为感病,D正确。 学科网（北京）股份有限公司 $