2027届高三生物一轮复习课件：第25课时　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早期推测、肺炎链球菌转化实验、噬菌体侵染细菌实验及RNA病毒证明实验等考查内容，通过近五年真题分析明确实验原理分析、结论判断、误差分析等高频考点分布，构建完整复习体系。 课件亮点在于“实验过程还原+高考真题精析+科学思维培养”，如以噬菌体侵染实验为典型，提炼“二看法”标记判断法，结合2025河南真题解析子代元素来源问题，培养科学思维与探究实践素养。特设易错点警示（如搅拌不充分、保温时间误差），助力学生掌握答题技巧，教师可据此精准突破考点，提升复习效率。

DNA是主要的遗传物质 生物 大 一 轮 复 习 第25课时 对遗传物质早期推测 00 1.20世纪20年代认为蛋白质是生物体的遗传物质 ①蛋白质中氨基酸多种多样的排列顺序，可能蕴含着遗传信息 ②当时没有发现其他生物大分子有类似的结构特点 ③蛋白质可以直接“控制”生物的性状和代谢。 是指”类似的排序顺序” 排列顺序蕴藏着信息 控制其实是执行或体现 为什么早期人们猜测蛋白质是遗传物质？ 2 补：探索遗传物质的过程是漫长的，直到20世纪初期，人们仍普遍认为蛋白质是遗传物质，当时人们做出判断的理由不包括（   ） A．不同生物的蛋白质在结构上存在差异 B．蛋白质与生物的性状密切相关 C．蛋白质比DNA具有更高的热稳定性，并且能够自我复制 D．蛋白质中氨基酸的不同排列组台可以贮存大量遗传信息 C 必备知识 整合 1.肺炎链球菌的类型 光滑 粗糙 有 无 2.格里菲思的肺炎链球菌体内转化实验 死亡 不死亡 死亡 R型活细菌无致病性，S型 活细菌有致病性 被加热致死的S型细菌无 致病性 R型活细菌能转化为S型 活细菌 已经加热致死的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 提示：加热杀死的S型细菌，其蛋白质变性失活，DNA在加热过程中，双螺旋解开，氢键断裂，但缓慢冷却时，其结构可恢复。 1.若在格里菲思实验中如果没有第三组实验(注射加热致死的S型细菌后小鼠不死亡)，能否得出结论加热致死的S型细菌中含有促使“R型活细菌转化成S型活细菌”的转化因子？ 提示　不能；因为没有对照实验，无法排除“加热致死的S型细菌”也能导致小鼠死亡的可能，因此不能说明实验结论。 格里菲思的肺炎链球菌体内转化实验 01 2.在格里菲思第四组实验中，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：___________ _________________________________________________。 (2)bc段R型细菌数量增多的原因：_________________________________ ________________________________________________________。 (3)后期出现的大量S型细菌是由_____________________________产生的。 小鼠的免疫系统将外来的R型细菌杀死,并形成大量的抗R型细菌的抗体，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 源于必修2 P43“相关信息”：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。 教材隐性知识 (4)题述实验中格里菲思通过观察小鼠的生活情况来判断R型和S型细菌，除此之外，你还可以通过怎样的方法区别R型和S型细菌？ 提示　电子显微镜下观察细菌有无荚膜 (或在固体培养基中培养，观察菌落特征，若菌落表面光滑，则为S型细菌；若菌落表面粗糙，则为R型细菌)。 3.艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验 R型、S型 R型 他们将S型细菌用去氧胆酸盐溶液漂洗数次，用乙醇沉淀，得到黏性的乳白色沉淀。将沉淀溶于盐溶液，然后用氯仿抽提2~3次除去蛋白质，再用乙醇沉淀。将沉淀溶于盐溶液，加人能够水解多糖的酶，在37℃水解4~6h，经鉴定溶液中的多糖已除去。再用氯仿抽提1次除去水解糖的酶 和残留的蛋白质，然后用乙醇沉淀。他们就这样从75L培养物中得到10~25mg沉淀，然后将沉淀溶于盐溶液制成细胞提取物。 DNA为主，有少量RNA和微量的蛋白质和脂质 R型活细菌（大多数） ① ②③④⑤ S型细菌的细胞提取物用 蛋白酶、RNA酶或酯酶处理后仍然具有转化活性 S型细菌的细胞提取物经 DNA酶处理后失去转化活性 DNA 接下来，他们分析了转化因子的理化特征：转化因子的分子量很大，氮磷比约为1.67，在260nm的紫外线照射时具有最大的吸收峰值，检测DNA的二苯胺反应结果是强阳性，检测RNA的苔黑酚检测结果是弱阳性，两种检测蛋白质的方法结果都是阴性，等等。这些理化特征或测试反应的结果都与DNA的极为相似。 思考： 1.从控制自变量的角度，艾弗里实验的基本思路是什么？在实际操作过程中最大的因难是什么? 基本思路：在每个实验组中特异性地去除了一种物质，然后观察在没有这 种物质的情况下，实验结果会有什么变化。 最大困难：如何彻底去除细胞中含有的某种物质（如糖类、脂质、蛋白质等） 2.艾弗里采用了哪些技术手段来实现他的实验设计？ 细菌的培养技术、物质的提纯和鉴定技术等。 2.艾弗里采用了什么科学方法？ 减法原理 基因重组 提示： R型细菌转化为S型细菌的本质： S型细菌 荚膜 控制荚膜形成的X基因 加热 杀死 被破坏的S型细菌 X基因吸附在R型细菌表面 X基因进入R型细菌 重组 R型细菌转化成S型细菌 1.遗传转化： 指同源或异源的游离DNA分子被细菌的细胞摄取，并得以表达的基因转移过程。 拓展：肺炎链球菌转化实验的实质 分为自然转化和人工转化 问题：艾弗里等人的肺炎链球菌转化实验为证明DNA是遗传物质做出了重要贡献，也可以说是基因工程的先导，如果说他们的工作为基因工程理论的建立提供了启示，那么，这一启示是： DNA可以从一种生物个体转移到另一种生物个体 13 考向一　肺炎链球菌转化实验的原理及过程分析 1.某科研小组在格里菲思实验的基础上增加了相关实验，实验过程如图所示(实验②和⑤分别为两种菌混合后注射到小鼠体内)。下列有关叙述正确的是 A.活菌甲在培养基上形成的 菌落表面光滑 B.通过实验②，鼠2的血液中 只能分离出活菌乙 C.加热致死的菌乙中的某种物质能使活菌甲转化成活菌乙 D.鼠5死亡的原因是死菌甲中的某种物质能使活菌乙转化成活菌甲 √ 迁移应用 评价 2.S型肺炎链球菌的某种“转化因子”可使R型细菌转化为S型细菌。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 √ 补：（2025福建）关于生物科学史中经典实验对应的实验设计，下列叙述错误的是（    ） 选项 经典实验 实验设计 A 恩格尔曼探究叶绿体的功能 选择水绵为实验材料、利用需氧细菌指示氧气释放的场所 B 艾弗里证明DNA是遗传物质 利用“减法原理”设法分离DNA和蛋白质等物质。研究它们的作用 C 梅塞尔森和斯塔尔证明DNA的半保留复制 选择大肠杆菌为实验材料，应用同位素标记技术进行探究 D 毕希纳探究发酵是否需要酵母菌活细胞的参与 破碎酵母菌细胞，获得不含细胞的提取液进行发酵 A．A B．B C．C D．D B (1)实验材料：T2噬菌体(模式图如下)和大肠杆菌。 DNA 蛋白质 T2噬菌体的专一宿主为大肠杆菌。 噬菌体侵染细菌实验 03 T2噬菌体作为实验材料的优点是什么？ (1)实验材料：T2噬菌体(模式图如下)和大肠杆菌。 DNA C、H、O、N、P 蛋白质 C、H、O、N、S等 噬菌体侵染细菌实验 03 放射性同位素标记 思考：噬菌体侵染细菌的实验利用了什么技术？ (2)实验方法：_________________技术，用____、____分别标记T2噬菌体的蛋白质和DNA。 (3)实验过程(对比实验) 放射性同位素标记 35S 32P 低 高 高 低 实验中搅拌、离心的目的分别是？ (1) 用35S标记的一组实验,放射性同位素主要分布在上清液中 用32P标记的一组实验,放射性同位素主要分布在试管的沉淀物中 结论： 说明噬菌体在侵染细菌时,DNA进入到细菌的细胞中,而蛋白质外壳留在外面 说出T2噬菌体增殖过程。（场所？原料？能量？） (2)细菌裂解释放的噬菌体中，可以检测到32P标记的DNA，但却不能检测到35S标记的蛋白质。 结论： 说明DNA才是噬菌体的遗传物质，蛋白质不是遗传物质 思考：赫尔希采用了哪些技术手段来实现他的实验设计？ 噬菌体的培养技术、同位素标记技术，以及物质的提取和分离技术 过程 增殖需要的条件 内容   合成T2噬菌体DNA 模板 _______的DNA 原料 ________提供的4种脱氧核苷酸 合成T2噬菌体蛋白质 原料 _________________ 场所 _________________ 噬菌体的增殖 噬菌体 大肠杆菌 大肠杆菌的氨基酸 大肠杆菌的核糖体 35S标记的实验发现沉淀物中也有放射性，可能是什么原因造成的？ 搅拌不充分导致部分含有35S标记蛋白质外壳吸附在细菌上，离心时随细菌到沉淀物中。 32P标记的实验发现上清液中也有放射性，可能是什么原因造成的？ 培养（保温）时间过短，部分含有32P标记噬菌体还未侵染细菌； 培养（保温）时间过长，部分含有32P标记子代噬菌体已经释放。 (3)噬菌体侵染细菌实验的误差分析 22 (1)源于必修2 P46“思考·讨论”：选用细菌或病毒作为探索遗传物质的实验材料的优点有______________________________________ __________________________________________。 (2)源于必修2 P47“练习与应用·拓展应用”：结合肺炎链球菌的转化实验和噬菌体侵染细菌的实验，分析DNA作为遗传物质所具备的特点是_________。 ①具有相对稳定性　②能够精确地自我复制，使亲代与子代间保持遗传的连续性　③能够指导蛋白质合成，控制新陈代谢过程和性状发育　④在特定条件下产生可遗传的变异。 教材隐性知识 ①个体很小，结构简单，容易看出因遗传物质改变导致的结构和功能的变化；②繁殖快 ①②③④ 烟草花叶病毒感染烟草的实验 RNA和蛋白质 感染 病毒 RNA 蛋白质 RNA是遗传物质的证明实验 04 烟草花叶病毒实验拓展--重建实验 烟草花叶病毒的遗传物质是RNA RNA是遗传物质的证明实验 04 25 3.DNA是主要的遗传物质 DNA 总结不同生物的遗传物质及含有的核酸的种类。 科学家们对遗传物质的探索过程 肺炎链球菌的转化实验 格里菲思的 体内转化实验 艾弗里的 体外转化实验 赫尔希和蔡斯噬菌体侵染细菌的实验 发现RNA病毒的遗传物质是RNA S菌体内存在转化因子 DNA是 遗传物质 DNA是 遗传物质 RNA是 遗传物质 27 (1)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(　　) (2)需用同时含有32P和35S的噬菌体侵染大肠杆菌 (　　) √ 判断正误 × (3)赫尔希和蔡斯的T2噬菌体侵染大肠杆菌实验中可用15N代替32P标记DNA(　　) × (4)T2噬菌体可感染肺炎链球菌导致其裂解(　　) × (5)赫尔希和蔡斯实验中细菌裂解后得到的噬菌体都带有32P标记 (　　) × 噬菌体侵染细菌实验分析 某科研小组在利用噬菌体侵染细菌的实验中，经搅拌、离心后的实验数据如图2所示。请思考回答下列问题： (1)用35S和32P分别标记T2噬菌体的蛋白质和DNA，参照图1所示，被标记的部位分别是______(填编号)。 关键能力 提升 ①② (2)在题述实验中选择32P和35S这两种放射性同位素分别对DNA和蛋白质进行标记，而不用14C和18O标记的原因是__________ ___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 S是蛋白质的特征元素，P是DNA的特征元素。若用14C和18O进行标记，由于蛋白质和DNA分子中都含有C和O，且18O不具有放射性，是稳定同位素，因此无法确认被标记的是何种物质 (3)图2中被侵染的细菌的存活率基本保持在100%，本组数据意义是_____________ ________________。细胞外的32P含量有30%，原因是________________________ _______________。随搅拌时间的延长上清液中的35S保持在80%左右，原因是_______________________________。 作为参考数据， 以证明细菌未裂解 有部分被32P标记的噬菌体 还没有侵染细菌 有约20%的噬菌体没有与细菌脱离 (4)T2噬菌体和细菌保温时间长短与放射性强度的可能关系如图3(甲组为35S标记的T2噬菌体，乙组为32P标记的T2噬菌体)，下列关系中最合理的是___(填字母)。 A.甲组—上清液—① B.乙组—上清液—② C.甲组—沉淀物—③ D.乙组—沉淀物—④ B 考向二　噬菌体侵染细菌的实验原理过程分析 3.“噬菌体侵染大肠杆菌”的实验如图所示。已知在以下实验条件中，该噬菌体在大肠杆菌中每20分钟复制一代，不考虑大肠杆菌裂解。下列叙述正确的是 A.提取A组试管Ⅲ沉淀中的子代噬菌 体DNA，仅少量DNA含有32P B.B组试管Ⅲ上清液中的放射性强度与接种后的培养时间成正比 C.离心前应充分搅拌使大肠杆菌裂解，释放出子代噬菌体 D.该实验证明了DNA是主要遗传物质 √ 迁移应用 评价 A.第二组实验中，子代噬菌体蛋白质外壳中存在的氧元素是18O B.第三组实验中，子代噬菌体的DNA中不一定含有14C C.第一组实验中，若噬菌体DNA在细菌体内复制三次，释放出的子代噬菌体 中含有32P的噬菌体和35S的噬菌体分别占子代噬菌体总数的100%、0 D.第三组实验经过一段时间培养后离心，检测到放射性主要出现在沉淀物中 4.科研工作者做噬菌体侵染细菌的实验时，分别用同位素32P、35S、18O和14C对噬菌体以及大肠杆菌成分做了如表标记。下列说法不正确的是 √ 项目 第一组 第二组 第三组 噬菌体成分 用35S标记 未标记 用14C标记 大肠杆菌成分 用32P标记 用18O标记 未标记 方法技巧 “二看法”判断子代噬菌体标记情况 补：（2025河南）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 考向三　探究遗传物质的思路和方法 5.为了探究烟草花叶病毒(TMV)的遗传物质，某实验小组进行了如图所示的实验。下列说法正确的是 A.实验1为空白对照组，以消除无关变量 对实验结果的影响，增强实验的可信度 B.根据实验1、2、3的实验现象可得出结论： 烟草花叶病毒的遗传物质是蛋白质 C.实验4是利用“加法原理”设计的一个补 充实验组，可以进一步验证实验结论 D.该实验是设法将核酸和蛋白质分开后分别研究各自的作用 √ 6.慢性乙型肝炎病毒(HBV)是嗜肝病毒的一种，在全球占比较大，严重威胁人类健康。研究者利用放射性同位素标记技术，以体外培养的肝脏细胞等为材料，设计可相互印证的甲、乙两组实验，以确定该病毒的核酸类型。下列有关叙述正确的是 A.本实验设置了空白对照组 B.HBV病毒复制所需的原料、模板和酶都来自肝脏细胞 C.本实验应选用35S、32P分别标记该病毒的蛋白质和核酸 D.本实验应先将甲、乙两组肝脏细胞分别培养在含放射性同位素标记的 尿嘧啶、胸腺嘧啶的培养基中，再培养HBV病毒 √ 补：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） 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，乙组无，即为RNA病毒；反之为DNA病毒。 方法规律 探索“遗传物质”的3种方法 $