2027届高三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”专题，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分析三大核心考点，依据高考评价体系梳理近五年广东、湖南卷真题，明确实验理解与设计思路为高频考查方向，归纳选择题、解答题两大常考题型，体现备考针对性。 课件亮点在于“真题溯源+实验建模+素养提升”策略，如结合2025湖南卷噬菌体侵染实验真题，剖析自变量控制的“减法原理”，培养科学思维与探究实践素养。通过肺炎链球菌转化实验中“转化实质为基因重组”等易错点解析，帮助学生掌握实验分析技巧，教师可依托考点权重分布实现精准复习，助力高考冲刺。

考情分析 考点 由高考知核心知识点 预测 DNA是主要的遗传物质 考点一：肺炎链球菌转化实验的分析 (2021·广东卷）肺炎链球菌的转化实验 (2022·广东卷）噬菌体侵染细菌的实验 (2023、2024、2025年广东卷没有再考这节内容） (2025·浙江T13和2025河南T2)肺炎链球菌的转化实验 (2025湖南T11)噬菌体侵染细菌实验 题型：选择题、解答题 内容：本专题知识难度较低、较高的两极分化，要求基础要扎实。考查学生对相关实验的整体性的认识,或结合一些情景信息或表格信息设置题目，考查学生的应变能力、获取信息和综合分析能力。 考点二：噬菌体侵染细菌实验的分析 考点三：DNA是主要的遗传物质 第17讲 DNA是主要的遗传物质 1 2 肺炎链球菌的转化实验 3 噬菌体侵染细菌的实验 烟草花叶病毒感染实验 及生物的遗传物质分析 考点一 肺炎链球菌的转化实验 　　 特点 类型　　　 菌落 荚膜 致病性 S型 _____ ___ ___ R型 _____ ___ ___ 1.肺炎链球菌类型的比较 光滑 有 有 粗糙 无 无 原理: S型细菌有荚膜，有毒， 可使小鼠患败血症死亡。 相关信息 荚膜是某些细菌细胞壁外的一层胶状物质, 无荚膜的肺炎链球菌, 感染人体或动物体后, 容易被吞噬细胞吞噬并杀灭。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. 格里菲思的肺炎链球菌体内转化实验 (1)实验过程: 死亡 不死亡 死亡 (2)现象分析: R型细菌无致病性, S型细菌有致病性　 加热致死的S型细菌无致病性　 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”。 【易错提示】发生转化的只是少部分R型细菌。 a.实验①、②对比, 说明: b.实验②、③对比, 说明: c.实验②、③、④对比, 说明: (1)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)。 S型菌 荚膜 控制荚膜形成的X基因 加热 杀死 被破坏的S型菌 X基因吸附在R型菌表面 X基因进入R型菌 重组 R型菌转化成S型菌 6 (1)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)。 (2)此实验仅能证明S 型细菌中含有某种“转化因子”, 但不清楚“转化因子”的本质。 (3)加热杀死的S型细菌，其蛋白质变性失活是不可逆的，DNA 在加热过程中，双螺旋解开，氢键断裂，但缓慢冷却后，其结构可恢复(DNA变性可逆，如PCR过程中，高温变性→ 低温复性)。 7 深挖教材 格里菲思的第四组实验中, 小鼠体内S型细菌、R型细菌含量的变化情况如图所示, 则: (1)ab段R型细菌数量减少的原因是 ____________________________________________________________________________。 (2)bc段R型细菌数量增多的原因是___________________________________________________________________________________________。 (3)后期出现的大量S型细菌主要是由_____________________________而来的。 小鼠的免疫系统将外来的R型细菌杀死，并产生相应抗体，致使R型细菌数量减少 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 R型细菌转化成的S型细菌繁殖 8 3.艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验 (2)实验过程及现象 ①第二~四组去除多糖、蛋白质、RNA、脂质后,细胞提取物仍然具有转化活性; (3)实验分析 ②第五组去除DNA后细胞提取物失去转化活性。 依次用不同酶处理S型细菌的细胞提取物后观察其转化活性。 (1)方法: 只长R型细菌 3.艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验 只长R型细菌 (3)结论: DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。 【注意2】在培养后既有R型细菌又有S型细菌的培养基中，R型菌的菌落占多数S型菌的菌落占少数。 【注意1】艾弗里的体外转化实验既证明了DNA是遗传物质，同时证明了蛋白质等不是遗传物质； 4.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 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 4.比较肺炎双球菌体内和体外转化实验 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 【检测】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、乙用量不同对实验结果没有影响 C．步骤④中，R型菌转化为S型菌的实质是发生了基因突变 D．步骤⑤中，检测细菌类型的方式是观察菌落或鉴定细胞形态 D 酶处理时间要足够长，以使底物蛋白质完全水解 甲或乙的加入量属于无关变量，应保持相同，否则会影响实验结果 基因重组 【检测】为验证 DNA 是遗传物质，某学习小组进行了肺炎链球菌体外转化实验，其基本过程如图所示。下列叙述错误的是（    ） A．本实验思路是将 DNA．和蛋白质分开，单独观察它们的作用 B．乙组和丙组是该实验的实验组 C．该实验用到了“加法原理”来控制变量 D．实验结束后，甲、乙组将出现两种菌落 C 由于蛋白酶和DNA酶能催化蛋白质和DNA水解，所以该实验控制自变量用到了减少提取物中成分的方法，利用的原理是“减法原理” 【检测】如图为肺炎链球菌不同品系间的转化，在R型菌转化为S型菌的过程中，下列相关叙述正确的是（    ） A．加热致死的S型菌DNA氢键被破坏，因而断裂为多个较短的DNA片段 B．由R型菌转化得到的S型菌与原S型菌的遗传物质完全相同 C．S型菌中的caps进入R型菌，使R型转化为S型菌，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 C 氢键被破坏不会导致DNA链断裂，磷酸二酯键被破坏导致DNA链断裂 由R型菌转化得到的S型菌与原S型菌的遗传物质发生了改变 capS基因控制多糖类荚膜的形成体现了基因可以通过控制酶的合成控制代谢过程间接控制生物性状 【检测】体内转化实验中，小鼠体内S型细菌、R型细菌含量的变化情况如图所示，则说法不正确的是（     ） A．ab段R型细菌数量减少的原因是小鼠体内发生了免疫反应，致使R型细菌数量减少 B．bc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 C．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 D．S型细菌与R型细菌后期均增加，两者是互利共生关系 D S型细菌与R型细菌都能从小鼠体内获取营养，二者属于种内竞争关系 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,“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。 自变量控制中的 “加法原理” 和 “减法原理” 滴入2滴FeCl3溶液 滴入2滴肝脏研磨液 90℃水浴 不处理 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，人为去除某种影响因素的称为“减法原理”； 例如: 艾弗里的肺炎链球菌(体外)转化实验, 每个实验组特异性地去除了一种物质，从而鉴定出DNA是遗传物质； S型细菌的提取物 有 R 型 活 细 菌 的 培 养 基 R型菌落和S型菌落 DNA酶 只有R型菌落 对照组 蛋白酶 RNA酶 酯酶 自变量控制中的 “加法原理” 和 “减法原理” 考点二 噬菌体侵染细菌的实验 1. 实验材料和方法 (1)实验材料: ___________和 。 (2)实验方法:___________________法，该实验中用35S、32P分别标记_______________。 2. 实验思路: 将______与蛋白质等分开, _________、________去观察DNA的作用。 T2噬菌体 放射性同位素标记　 蛋白质和DNA DNA 直接地　 单独地 大肠杆菌 3. 实验过程 (1)T2噬菌体的结构 蛋白质外壳 S DNA P 寄生 (专门寄生在大肠杆菌体内) 【思考】为什么不能用18O和14C标记细菌，再用被标记的细菌来培养噬菌体？ DNA和蛋白质都含有O和C，用这两种元素标记，结果是噬菌体的蛋白质外壳和DNA都被标记，导致进行噬菌体侵染细菌实验时，不能确定是哪一种物质进入细菌，从而不能确定哪一种物质是遗传物质。 【教材中的隐性知识】教材必修2 P46 “思考·讨论”: 艾弗里与赫尔希等人以细菌或病毒作为实验材料具有哪些优点？ ①个体小，结构简单； ②繁殖快。 【注意】不用14C和18O，也不能用35S、32P标记同一噬菌体。 (2)噬菌体的增殖 增殖需要的条件 内容 模板 合成T2噬菌体DNA原料 合成T2噬菌体蛋白质 原料 场所 噬菌体的DNA 大肠杆菌提供的4种脱氧核苷酸 大肠杆菌的氨基酸 大肠杆菌的核糖体 4.实验过程及结果 (1)标记噬菌体 (2)噬菌体侵染细菌 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。 ①搅拌的目的是: 把吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离； ②离心的目的是: (2)噬菌体侵染细菌 噬菌体的蛋白质外壳没有进入大肠杆菌，离心后存在上清液中。 ①用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌，上清液中有放射性很高的原因是什么？ 由于搅拌不充分，还有少量含35S的噬菌体吸附在细菌表面，随细菌离心到沉淀物中。 ②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什么？ (2)噬菌体侵染细菌 ③用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌, 沉淀物中含放射性很高的原因是什么？ 由于32P标记的噬菌体的DNA进入大肠杆菌，离心后大肠杆菌存在沉淀物中。 a. 保温时间过短，有一部分标记的噬菌体还末侵染细菌； b. 保温时间过长，则有部分子代噬菌体已释放出来； ④用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌，上清液中含放射性的原因是什么？ 5. 实验结果分析 (1)噬菌体侵染细菌时，__________进入细菌细胞中， 而______________留在外面。 (2)子代噬菌体的各种性状是通过____________遗传的。 6. 结论: ________是遗传物质。 DNA 蛋白质外壳 亲代的DNA DNA 但从历史背景来看, 能证明蛋白质不是遗传物质。 视频： T2噬菌体侵染大肠杆菌实验过程 思考①：35S标记的实验发现沉淀物中也有较低放射性，可能是什么原因造成的？ 由于搅拌不充分，有少量35S的噬菌体蛋白质外壳吸附在细菌表面，随细菌离心到沉淀物中，使沉淀物中出现少量的放射性。 搅拌不充分 思考②：32P标记的实验发现上清液中也有较低的放射性，可能是什么原因造成的？ 部分释 放出来 未来及侵染 保温时间长 保温时间短 【检测】(2024·甘肃)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 【检测】下列关于肺炎链球菌的体内转化实验（实验1）、体外转化实验（实验2）以及T2噬菌体侵染细菌的实验（实验3）的叙述，错误的是（    ） A．实验2证明了DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质 B．实验2中任意一组实验的培养基上都长出了R型菌 C．实验3中32P标记的实验组，搅拌不充分对其放射性的分布影响很大 D．用32P标记的噬菌体去侵染35S标记的细菌，释放的每一个子代噬菌体均含35S C 实验3中32P标记的实验组，32P标记的是DNA，DNA会侵入细菌体内，离心后放射性主要分布在沉淀物中，而搅拌不充分对其放射性的分布影响不大 【检测】赫尔希和蔡斯以T2噬菌体为实验材料证明了DNA是遗传物质。下图是有关该实验的部分过程的示意图。下列说法不正确的是（     ） A．需用含35S的培养基培养T2噬菌体以获得35S标记的噬菌体 B．保温时间过长，对离心后上清液中放射性的强弱几乎无影响 C．根据实验结果分析，35S标记的T2噬菌体蛋白质外壳没有进入大肠杆菌 D．沉淀物中出现放射性，可能是搅拌未使吸附在大肠杆菌上的全部噬菌体与细菌分离 A T2噬菌体是病毒需要寄生在活细胞中才能存活以及繁殖 7.比较肺炎链球菌体外转化实验和噬菌体侵染细菌实验 项目 肺炎链球菌体外转化实验 噬菌体侵染细菌实验 设计思路 设法将 与其他物质分开，单独地、直接地研究它们各自不同的遗传功能 处理方法 放射性同位素标记法: 分别用同位素_________标记_____________ 检测方式 观察__________ 检测______________________ 结论 DNA 35S、32P 蛋白质和DNA 菌落类型 放射性同位素存在位置 酶解法: 对细胞提取物分别用蛋白酶、RNA酶、酯酶、DNA酶处理后，与R型细菌混合培养 证明DNA是遗传物质，而蛋白质等不是遗传物质 证明DNA是遗传物质，但从历史背景来看, 能证明蛋白质不是遗传物质 【提醒】子代噬菌体的组成物质来源分析 (1)从蛋白质外壳方面分析: 由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)从DNA方面分析: 由亲代噬菌体提供模板，利用寄主细胞提供的脱氧核苷酸，通过半保留复制的方式合成子代噬菌体的DNA。 (3)从子代噬菌体方面分析: 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。 【检测】在证明DNA是遗传物质的实验中，赫尔希和蔡斯分别用32P和35S标记T2噬菌体的DNA和蛋白质，据图分析标记元素所在部位在哪并说出理由。该实验不能标记H、N这些元素的原因是什么？ H、N是DNA和蛋白质共有的元素，若选择共有元素做标记，则无法通过放射性将DNA和蛋白质进行区分。 标记元素所在部位分别是①④。 ①是磷酸基团，标记DNA，即标记此处的P； 氨基酸的R基(④)中可能含有S，标记蛋白质，即标记此处的S； 考点三 生物的遗传物质 1. 验证RNA也是遗传物质的实验 (1)实验材料: 烟草花叶病毒和烟草，烟草花叶病毒的化学组成成分是_______________。 蛋白质和RNA 正常 RNA　 患病 RNA (2)实验过程及结果: (3)实验结果分析与结论: 烟草花叶病毒的______能自我复制，控制其遗传性状， 因此______是它的遗传物质。 RNA 【检测】已知烟草花叶病毒（TMV）和车前草病毒（HRV）都能侵染烟草叶片，且两者都由蛋白质和RNA组成，如图是探索HRV的遗传物质是蛋白质还是RNA的操作流程图。据图分析，下列说法错误的是（　　）    A．本实验遵循了对照原则 B．实验过程中重组病毒的后代是HRV C．若运用同位素标记法，不能选择15N标记 D．该实验说明HRV的遗传物质是主要是RNA D 该实验设计的重组病毒是由TMV的蛋白质外壳与HRV的RNA组成的，没有设计由HRV的蛋白质外壳与TMV的RNA组装成的重组病毒，也没有设计仅用HRV的蛋白质外壳感染烟叶的实验，因此，该实验只能证明HRV的遗传物质是RNA，不能说明HRV的遗传物质是主要是RNA 2. 不同生物的遗传物质 生物类型 病毒 原核生物 真核生物 体内核酸种类 ______________ _____________ _____________ 体内碱基种类 __________种 __________种 __________种 体内核苷酸 种类 __________种 __________种 __________种 遗传物质 ________________ __________ __________ 实例 噬菌体,烟草花叶病毒 乳酸菌、蓝细菌 玉米, 小麦, 人 DNA或RNA DNA和RNA 4 5 5 4 8 8 DNA或RNA DNA DNA DNA和RNA 结论: 生物界绝大多数生物的遗传物质是DNA，只有极少数生物的 遗传物质是RNA，因而______________________。 DNA是主要的遗传物质 【注意】是对整个生物界而言；就生物个体而言，其遗传物质是唯一的。 【检测】DNA是主要遗传物质的内涵是（    ） A．细胞中核遗传物质是DNA，而其余部分为 RNA B．具有细胞结构的生物其遗传物质都是DNA C．真核生物的遗传物质是DNA，原核生物则是RNA D．绝大多数生物的遗传物质是DNA，部分病毒以RNA作遗传物质 D 解析：生物的遗传物质都是核酸，核酸包括DNA和RNA，而DNA是主要遗传物质的内涵是指绝大多数生物（包括细胞结构生物：原核细胞和真核细胞、部分病毒）的遗传物质是DNA，而还有部分病毒以RNA作遗传物质。 【检测】（2025·河南·高考真题）在T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验中，子代噬菌体中的元素全部来自其宿主细胞的是（　　） A．C B．S C．P D．N B 【详解】T2噬菌体侵染大肠杆菌时，只有DNA进入大肠杆菌中并作为模板控制子代T2噬菌体的合成，而合成子代T2噬菌体所需的原料均由大肠杆菌提供，因此子代T2噬菌体外壳中元素全部来自大肠杆菌；但由于DNA复制方式为半保留复制，因此子代噬菌体DNA中一些元素来自亲代噬菌体，一些来自大肠杆菌。已知蛋白质由C、H、O、N、S组成，DNA由C、H、O、N、P组成，综上分析，子代噬菌体中的元素全部来自其宿主细胞大肠杆菌的是S，B正确。 【检测】（2025·湖南·高考真题）被噬菌体侵染时，某细菌以一特定RNA片段为重复单元，逆转录成串联重复DNA，再指导合成含多个串联重复肽段的蛋白Neo，如图所示。该蛋白能抑制细菌生长，从而阻止噬菌体利用细胞资源。下列叙述错误的是（　　） A．噬菌体侵染细菌时，会将核酸注入细菌内 B．蛋白Neo在细菌的核糖体中合成 C．串联重复的双链DNA的两条链均可作为模板指导蛋白Neo合成 D．串联重复DNA中单个重复单元转录产生的mRNA无终止密码子 C 【详解】A、噬菌体侵染细菌时，会将自身的核酸注入细菌内，而蛋白质外壳留在外面，这是噬菌体侵染细菌的特点，A正确； B、细菌有核糖体，蛋白Neo是在细菌细胞内合成的蛋白质，所以在细菌的核糖体中合成，B正确； C、在转录过程中，以DNA的一条链为模板合成mRNA，进而指导蛋白质的合成，而不是双链DNA的两条链都作为模板指导蛋白Neo合成，C错误； D、因为最终合成的是含多个串联重复肽段的蛋白Neo，说明串联重复DNA中单个重复单元转录产生的mRNA无终止密码子，若有终止密码子就会提前终止翻译，不能形成含多个串联重复肽段的蛋白，D正确。 Lavf58.29.100 $