2027届高三生物人教版一轮复习课件 3.1 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了遗传物质探究历程、肺炎链球菌转化实验、噬菌体侵染实验等考查要求，通过近五年真题分析明确实验原理、过程及结论为高频考点，归纳实验分析、判断、选择等常考题型，体现备考针对性。 课件亮点在于“实验逻辑梳理+高考真题演练+易错点突破”策略，如以艾弗里实验“减法原理”分析自变量控制，结合2025湖南真题解析噬菌体侵染中放射性分布，培养科学思维与探究实践素养。特设易错辨析（如“DNA是主要遗传物质”适用范围），助力学生掌握答题技巧，教师可据此高效指导复习。

3.1 DNA是主要的遗传物质 1909年：摩尔根通过果蝇实验证明：基因位于染色体上。 19世纪中期：孟德尔通过豌豆实验证明了生物的性状是由遗传因子控制。 1903年：萨顿通过对蝗虫细胞观察得出假说：基因位于染色体上。 20世纪中期：科学家发现：染色体主要组成成分：DNA和蛋白质。 遗传物质的探究历程 2 问题探讨 20世纪中叶，科学家发现：染色体主要由蛋白质和DNA组成。这两种物质，究竟哪一种是遗传物质呢？这个问题曾引起生物界激烈的争论 你认为遗传物质可能具有什么特点？ （课本P42） 1.储存大量的遗传信息 2.可以准确地自我复制，并传递给下一代 3.结构比较稳定等（发生突变/遗传后代） 4.控制生物的性状和新陈代谢 你认为证明某一种物质是遗传物质的可行方法有哪些? 例如，将待定的遗传物质转移给其他生物，观察后代的性状表现等等。科学家为了证明也做了很多实验，今天我们就跟随科学家的步伐一起进行学习。 3 一、肺炎链球菌的体内转化实验——格里菲思 1.实验材料： ①肺炎链球菌为_______(真核/原核)生物，R型细菌与S型细菌的在荚膜、菌落、致病性方面的区别？ ②荚膜本身有毒性吗？ 　　 特点 类型　　　 菌落 荚膜 致病性 S型 _____ ___ ___ R型 _____ ___ ___ 光滑 有 有 粗糙 无 无 原核 荚膜的主要成分是多糖。 S型细菌具有多糖类荚膜，可以抵御吞噬细胞的吞噬，不能被宿主的正常防御机制所清除，因而导致宿主感染。 一、肺炎链球菌的体内转化实验——格里菲思 2.实验过程 (1)读图3-2，描述实验过程。 (2)第4组小鼠体内分离得到的肺炎链球菌类型是怎样的？ (3)①②组比较，说明___________________________________ ②③组比较，说明___________________________________ ②③④组对比，得出_________________________________________ 活的R型细菌和活的S型细菌 R型细菌无毒性，S型细菌有毒性 加热杀死的S型细菌无毒性 R型细菌能转化为S型细菌 一、肺炎链球菌的体内转化实验——格里菲思 3.实验结论： 已经加热杀死的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。 【思考】(1)第④组中所有R型活细菌都能转化为S吗？格里菲思是否确定“转化因子”的成分？ (2)肺炎链球菌转化的实质是什么？ 少数R转化为S 并未确定 基因重组，S型细菌的DNA片段整合到R型细菌DNA中,使受体细胞获得了新的遗传信息,即发生了基因重组(广义)。 (3)体内转化中“加热”是否已导致DNA和蛋白质变性？ (4)将R型细菌的DNA与活的S型细菌混合培养，能否使S转化为R？ (5)整合到R菌内的S菌的DNA片段可以直接控制荚膜多糖合成( ) 加热杀死S型细菌的过程中，其蛋白质变性失活，但是其内部的DNA在加热结束后随温度的恢复又逐渐恢复活性。 一、肺炎链球菌的体内转化实验——格里菲思 不能，由于S型细菌含有荚膜，自然状态下，不会出现感受态 × 基因通过控制酶的合成控制代谢过程，进而控制生物的性状 (6) 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： ①ab段R型细菌数量减少的原因是： ②bc段R型细菌数量增多的原因是： ③后期出现的大量S型细菌的来源: 小鼠进行免疫反应形成大量抗体，致使R型细菌数量减少。 R型细菌转化为S型细菌后，S型细菌增殖使小鼠患病，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型细菌繁殖而来。 转化后的S型细菌可稳定遗传。 多糖 脂类 蛋白质 RNA DNA 加热杀死的S型细菌 思考：在杀死的S型细菌中含有哪些物质？哪种是转化因子？ 【关键思路】 把S型细菌的各种物质分开，单独的、直接的观察它们的作用。 二、肺炎链球菌的体外转化实验——艾弗里 1.实验设计 运用自变量控制中的_____________，使用_______法，对细胞提取物分别用蛋白酶、RNA酶、酯酶、DNA酶处理后，与_____________的培养基混合培养，观察______________。 “减法原理” 酶解 有R型活细菌 菌落类型 二、肺炎链球菌的体外转化实验——艾弗里 运用“减法原理”，即在每个实验组人为去除某个影响因素后，观察实验结果的变化。如：在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了一种物质，从而鉴定出DNA是遗传物质。 自变量控制中的“加法原理”和“减法原理” 加法原理：与常态比较，人为增加某种影响因素。如：与常态比较，人为增加某种影响因素。 减法原理: 在每个实验组人为去除某个影响因素后，观察实验结果的变化。 【知识链接】 【科学方法】 11 DNA才是使R型细菌产生_______________的物质，即DNA是转化因子，是遗传物质。___________________________不是遗传物质。 稳定遗传变化 蛋白质、脂质、RNA 不加酶 蛋白酶 酯酶 RNA酶 DNA酶 分别与R型活细菌混合培养 R+S R+S R+S R+S R 破碎加热致死的S型细菌，制成细胞提取物 2.实验过程 二、肺炎链球菌的体外转化实验——艾弗里 3.实验结论 【判断】 1.艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验证明了DNA是主要的遗传物质。( 　) 2.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,5D)( ) 3. 首先通过确凿的证据向遗传物质是蛋白质的观点提出挑战的科学家是艾弗里。( ) × × √ 三、噬菌体侵染细菌的实验——赫尔希、蔡斯 1.实验原理 T2噬菌体是专门寄生在____________体内的病毒，由_______和_____ 组成。噬菌体的增殖过程包括___________________________________,子代噬菌体合成的模板DNA来自___________，原料、能量、酶、场所均来自_____________.赫尔希和蔡斯运用_____________________技术，用______________分别标记噬菌体的DNA和蛋白质，让被标记的_________去侵染未被标记的___________，单独、直接地观察它们的作用。该实验为____________(对比/对照)实验。细菌或病毒作实验材料的优点______________________________________________ 大肠杆菌 蛋白质 DNA 吸附-注入-合成-组装-释放 亲代噬菌体 大肠杆菌 同位素标记技术 32P 35S 噬菌体 大肠杆菌 对比 个体小，结构简单，繁殖快，易于观察因遗传物质改变导致的结构和功能的变化。 【思考】 ①不能标记CHON的原因？ ②如何标记35S、32P噬菌体？能否直接用35S、32P的培养基培养噬菌体？ 不能，噬菌体是病毒，无法单独在培养基上存活，需要寄生在大肠杆菌细胞内，应用被标记的大肠杆菌培养噬菌体。 若标记共有元素，则无法确定放射性来源是DNA还是蛋白质，即无法将DNA和蛋白质区分开。 2.实验过程 标记细菌 标记 噬菌体 标记的噬菌体侵染未标记细菌 （短时间保温） 搅拌 离心 观察放射性的分布 “短时间”：促使噬菌体充分侵染细菌；同时避免大肠杆菌裂解释放子代噬菌体 搅拌：使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离 上清液 沉淀物 轻：T2噬菌体颗粒 重：被感染的大肠杆菌 上清液 沉淀物 子代噬菌体 放射性很高 无放射性 放射性很低 35S（蛋白质）标记的噬菌体 上清液 沉淀物 子代噬菌体 32P（DNA）标记的噬菌体 35S标记的蛋白质没有进入到大肠杆菌内 32P标记的DNA进入到大肠杆菌内 DNA是噬菌体的遗传物质 放射性很高 部分有放射性 放射性很低 2.实验过程 17 3.实验分析 (1) 35S（蛋白质）标记组中，上清液的放射性很______，沉淀物的放射性很______，子代_____（有/无）检测到35S。 32P（DNA）标记组中，上清液的放射性很______，沉淀物的放射性很______，子代_____（有/无）检测到32P。 由此说明，噬菌体侵染细菌时，_______进入细菌中，而___________留在细胞外。因此，________才是噬菌体的遗传物质。_______（能/不能）直接证明蛋白质不是遗传物质。 (2)搅拌的目的________________________________________ 离心的目的_______________________________________________ 高 低 无 低 高 有 DNA 蛋白质 DNA 不能 上清液中析出较轻的T2噬菌体颗粒，沉淀物中留下被感染的大肠杆菌。 使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离。 搅拌不充分 理论上 上清液(35S标记的蛋白质外壳） 沉淀物 无放射性 其中一个 大肠杆菌 实际上 (3) 35S标记的一组，沉淀物中出现少量放射性的原因? 搅拌不充分，仍有少量含35S的噬菌体外壳与细菌未脱离，使35S出现在沉淀物中。 沉淀物 少量放射性 3.实验分析 19 保温时间长 理论上 上清液 沉淀物(32P标记的DNA） 部分释放出来 未来得及侵染 实际上 释放 实际上 保温时间短 (4) 32P标记的一组，上清液中出现少量放射性的原因？ b. 保温时间过长，部分噬菌体增殖后，释放子代 a. 保温时间过短，部分噬菌体未侵染到细菌细胞内； 20 (5)子代噬菌体P/S的放射性分析:(填“P”“S”“32P”“35S”) ①若用35S标记噬菌体后侵染大肠杆菌，则子代DNA中含______,蛋白质中含_________ ②若用32P标记噬菌体后侵染大肠杆菌，则子代DNA中含______,蛋白质中含_________ P S P、 32P S 【小结】子代噬菌体的放射性分析 子代噬菌体 DNA (CHONP) 蛋白质 (CHONS) 亲代模板+细菌原料合成 细菌原料合成 四、DNA是主要的遗传物质 蛋白质 RNA 分别侵染健康烟草植株 患病 不患病 得到全新病毒 不能得到病毒 RNA 蛋白质 (2)结论： 1.烟草花叶病毒感染烟草的实验 (1)过程 烟草花叶病毒的遗传物质是RNA，不是蛋白质。 COVID--19 SARS病毒 艾滋病病毒 少数病毒的遗传物质是RNA 流感病毒 埃博拉病毒 【知识链接】 四、DNA是主要的遗传物质 2.如何解释DNA是主要的遗传物质？ 绝大多数生物的遗传物质是DNA，只有少数生物的遗传物质是RNA。所以说DNA是主要的遗传物质。 真核生物 原核生物 DNA病毒 RNA病毒 绝大多数生物的遗传物质是DNA 有细胞结构生物 不具细胞结构：病毒 DNA DNA RNA 项目 核酸 遗传物质 类型 核苷酸种类 碱基 种类 类型 核苷酸种类 碱基 种类 细胞 生物 真核细胞 原核生物 非细胞生物 (病毒) DNA病毒 RNA病毒 8 5 DNA 4 4 DNA 4 4 4 4 RNA 4 4 DNA和RNA 8 5 DNA 4 4 DNA和RNA DNA RNA 4 4 【小结】不同生物的遗传物质归类 【小结】探究生物的遗传物质 P170 酶解法 同位素标记技术 病毒重组技术 艾弗里肺炎链球菌转化实验 确认是DNA 还是RNA 确认病毒中哪类分子起遗传作用 标记DNA、RNA的特定碱基，依据其是否被消耗确定病毒的遗传物质 分别标记病毒组成物质 —— 核酸、蛋白质中的特有元素 将一种病毒的核酸与另一种病毒的蛋白质外壳重新组合，得到杂种病毒，再用杂种病毒感染宿主细胞 2.细胞核内的遗传物质是DNA，细胞质内的遗传物质是RNA（ ） 1.烟草花叶病毒的RNA可以在其体内自我复制。（ ） × × 3.乳酸菌的遗传物质主要分布在染色体上。（ ） × 4.肺炎链球菌的遗传物质主要是 。( ) 5.真核生物、原核生物、大部分病毒的遗传物质是DNA，少数病毒的遗传物质是RNA。 (　　) × 6.生物的遗传物质的基本组成单位是核苷酸。(　　) √ √ 易错辨析 [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 28 [2024·天津·高考真题]实验中常根据菌落外表特征鉴别微生物，进而对实验结果做出判断，下列实验不是根据菌落外表特征做出判断的是（     ） A.艾弗里证明肺炎链球菌的转化因子是DNA B.判断分离酵母菌的固体培养基是否被毛霉污染 C.利用浸有抗生素的滤纸片筛选大肠杆菌中耐药性强的菌株 D.判断在尿素为唯一氮源的培养基上生长的尿素降解菌是否有不同种类 C 29 [2025·浙江·高考真题]多种多样的生物通过遗传信息控制性状，并通过繁殖将遗传物质传递给子代。下列关于遗传物质的叙述正确的是（  ） A．S型肺炎链球菌的遗传物质主要通过质粒传递给子代 B．水稻、小麦和玉米三大粮食作物的遗传物质主要是DNA C．控制伞藻伞帽的遗传物质通过半保留复制表达遗传信息 D．烟草叶肉细胞的遗传物质水解后可产生4种脱氧核苷酸 D 30 [2022·湖南·高考真题]T2噬菌体侵染大肠杆菌的过程中，下列哪一项不会发生(　　) A.新的噬菌体DNA合成 B.新的噬菌体蛋白质外壳合成 C.噬菌体在自身RNA聚合酶作用下转录出RNA D.合成的噬菌体RNA与大肠杆菌的核糖体结合 C 解析：T2噬菌体侵染大肠杆菌后，其DNA会在大肠杆菌体内复制，合成新的噬菌体DNA，A正确；T2噬菌体侵染大肠杆菌的过程中，只有DNA进入大肠杆菌，T2噬菌体会用自身的DNA和大肠杆菌的氨基酸等来合成新的噬菌体蛋白质外壳，B正确；噬菌体在大肠杆菌RNA聚合酶的作用下转录出RNA，C错误；T2噬菌体的DNA进入细菌，以噬菌体的DNA为模板，利用大肠杆菌提供的原料合成噬菌体的DNA，然后通过转录合成mRNA，其与核糖体结合，通过翻译合成噬菌体的蛋白质外壳，因此侵染过程中会发生合成的噬菌体RNA与大肠杆菌的核糖体结合，D正确。 31 $