2027届高三生物人教版一轮复习DNA是主要的遗传物质学历案

高三生物学学历案 　 编写人：王　审核人：张 必修2　第五单元　第25讲　DNA是主要的遗传物质　学历案 班级：__________　　姓名：__________　 【学习目标】 1. 通过对格里菲思体内转化实验与艾弗里体外转化实验的对比梳理与自主阅读，运用"控制自变量——加法原理与减法原理"的分析方法，完成两类肺炎链球菌转化实验的过程还原、变量辨析与结论归纳的学习任务，达到能独立判断"转化因子"本质并准确区分DNA与蛋白质在遗传中作用的程度。 2. 通过对T2噬菌体侵染细菌实验及烟草花叶病毒侵染实验的案例研讨，运用"放射性同位素示踪、上清液与沉淀物放射性分析"的方法，完成标记元素选择、保温时间与搅拌对放射性分布的影响分析、病毒遗传物质判断的学习任务，达到能合理解释实验误差并得出"DNA是主要遗传物质"这一结论的程度。 3. 通过对判断题辨析与历年高考真题的迁移应用，完成真实情境下遗传物质探索实验的思路分析、规范作答与遗传图解书写任务，达到熟练运用实验设计原理解决遗传物质判断类问题、规范书写实验思路与预期结论的程度。 【课前预习案】 一、知识回顾（请自主完成填空） 1. 对遗传物质的早期推测：20世纪20年代，大多数科学家认为________是生物体的遗传物质；20世纪30年代，人们意识到________的重要性，但由于对DNA的结构没有清晰的了解，认为________是遗传物质的观点仍占主导地位。 2. 两种肺炎链球菌的比较： 项目 S型细菌 R型细菌 菌落 表面________ 表面________ 菌体 致病性 ________致病性 ________致病性 3. T2噬菌体的增殖条件：模板为________的DNA；合成噬菌体DNA的原料为大肠杆菌提供的________；合成蛋白质的原料为________、场所为________。 4. 噬菌体侵染细菌实验方法：________技术，用________标记噬菌体的DNA，用________标记噬菌体的蛋白质，再用标记的噬菌体侵染大肠杆菌。 二、问题初探 回顾已知：格里菲思认为加热致死的S型细菌中存在某种"转化因子"。你推测这种转化因子是DNA还是蛋白质？请列举你能想到的、能够证明"DNA是遗传物质"的实验思路，并尝试说明如何把DNA与蛋白质分开单独观察其作用： 。 【课堂探究案】 任务一　肺炎链球菌的转化实验 【自主阅读】 阅读格里菲斯的体内转化实验及艾弗里体外转化实验：将加热致死的S型细菌破碎后，设法去除绝大部分糖类、蛋白质和脂质，制成细胞提取物。分别用蛋白酶、RNA酶、酯酶或DNA酶处理提取物后，再与R型活细菌混合培养，观察菌落生长情况。理解实验的基本思路：把DNA与蛋白质等物质分开，单独观察它们的作用。 【交流研讨】 1. 格里菲思体内转化实验中，第一、二组实验对比说明__________________________________________；第二、三组实验对比说明_________________________________________________。 第二、三、四组实验对比说明____________________________________________；综合以上实验得出的结论是加热致死的S型细菌中含有某种________，能使R型活细菌转化为S型活细菌。 2.从控制自变量的角度，艾弗里实验的基本思路是_______________________________________________________________________________。 3.艾弗里的实验结论是：____________是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质，而蛋白质等不是遗传物质。 4.肺炎链球菌转化的实质是___________________________________________________________ 5.格里菲斯的体内转化实验中，加热是否已导致DNA和蛋白质变形？请说明理由________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 任务二　噬菌体侵染细菌的实验及生物的遗传物质 【自主阅读】 阅读T2噬菌体的结构与增殖：噬菌体由DNA和蛋白质外壳组成，侵染时只将DNA注入大肠杆菌，蛋白质外壳留在外面；增殖所需的模板来自噬菌体自身的DNA，而原料、酶、能量与合成场所均来自大肠杆菌。 【交流研讨】 1. 实验结果与结论： 亲代噬菌体 寄主细胞内 子代噬菌体 实验结论 32P标记DNA ________ ________ ________是遗传物质 35S标记蛋白质 ________ ________ 2. T2噬菌体侵染细菌实验中，为什么选择32P和35S这两种同位素分别对DNA和蛋白质进行标记？用14C和18O同位素标记可行吗？为什么？_________________________________________________________________________。 3. 用35S标记的T2噬菌体侵染大肠杆菌，理论上沉淀物中不含放射性，但实际上含有少量放射性，原因_________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 深化拓展 噬菌体侵染细菌实验的两个关键环节"保温时间"与"搅拌"：(1)用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌，保温时间过短或过长都会使上清液放射性偏高；(2)用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌，搅拌不充分会使沉淀物放射性偏高。 4. 生物的遗传物质：烟草花叶病毒感染实验中，________是TMV的遗传物质，________不是；综合结论：________是主要的遗传物质，因为实验证明________生物的遗传物质是DNA，只有少部分生物的遗传物质是RNA。 【课堂小结】 证明"DNA是主要的遗传物质"的三条经典路径及其方法： 1. 肺炎链球菌转化实验（格里菲思体内→艾弗里体外）：思路是把DNA与蛋白质、多糖等分开，单独观察其作用，运用"减法原理"，结论是DNA是遗传物质、蛋白质等不是。 2. T2噬菌体侵染细菌实验：运用放射性同位素示踪法（32P标记DNA、35S标记蛋白质），通过上清液与沉淀物放射性分析，证明DNA进入宿主并指导子代合成，DNA是遗传物质。 3. 烟草花叶病毒侵染实验：以RNA和蛋白质互为对照，证明RNA也可作为遗传物质。 综合结论：因为绝大多数生物的遗传物质是DNA，只有少数病毒的遗传物质是RNA，所以DNA是主要的遗传物质。 【随堂练习】 【易错辨析1】（正确的打"√"，错误的打"×"） 1. 格里菲思认为加热致死的S型细菌的DNA是转化因子。(　　) 2. 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。(　　) 3. 从格里菲思第四组死亡小鼠身上分离得到的S型活细菌，是由S型死细菌转化而来以及转化后的S型细菌分裂产生的。(　　) 4. 艾弗里实验中加蛋白酶的作用是使蛋白质失去活性，但其他物质如RNA、DNA等仍具有生物活性。(　　) 5. 肺炎链球菌属于寄生细菌，其蛋白质在寄主细胞的核糖体上合成。(　　) 【易错辨析2】（正确的打"√"，错误的打"×"） 1. 赫尔希和蔡斯分别用35S和32P标记T2噬菌体的蛋白质和DNA，被标记的部位为①②。(　　) 2. 噬菌体侵染细菌的实验获得成功的原因之一是噬菌体只将DNA注入大肠杆菌细胞中。(　　) 3. 用1个含35S标记的T2噬菌体去侵染大肠杆菌，裂解释放的子代噬菌体中只有2个含35S。(　　) 4. 只有细胞内的核酸才是携带遗传信息的物质。(　　) 5. 细胞核内的遗传物质是DNA，细胞质内的遗传物质是RNA。(　　) 【练习1】 1.(链接人教版必修2 P43图3-2)如图为肺炎链球菌转化实验的部分过程。下列叙述正确的是(　　) A. S型细菌的菌落表面粗糙，R型细菌的菌落表面光滑 B. S型细菌的DNA经加热后失活，因而注射加热致死的S型细菌的小鼠仍存活 C. 从病死小鼠体内分离得到的只有S型细菌而无R型细菌 D. 该实验未证明R型细菌转化为S型细菌是由S型细菌的DNA引起的 2.(链接人教版必修2 P44正文、图3-3，P46科学方法)艾弗里和他的同事将加热致死的S型细菌破碎后，将细胞提取物依次进行如图所示的处理后再进行转化实验。下列有关叙述错误的是(　　) A. ①组和⑤组对照能说明转化因子是S型细菌的DNA B. 该实验的设计遵循了自变量控制中的"减法原理" C. ①②③④组实验中均只有S型细菌，未出现R型细菌 D. 该实验的无关变量有培养基的成分、培养条件、培养时间等 3.(2025·江苏南京六校联考)如图为肺炎链球菌R型菌转化为S型菌的过程，相关叙述正确的是(　　) A. 加热导致S型细菌的DNA氢键被破坏，因而断裂为多个较短的DNA片段 B. 肺炎链球菌体内转化实验发现，加热致死的S型细菌的DNA使R型活菌发生了转化 C. 加入S型细菌的DNA和R型活细菌的培养基中，一段时间后只存在表面光滑的菌落 D. S型细菌中的capS进入R型细菌，使R型活细菌转化为S型活细菌，属于基因重组 【练习2】 1.(链接人教版必修2 P45正文、图3-6)如图表示赫尔希和蔡斯所做的噬菌体侵染细菌实验的部分步骤。下列有关叙述错误的是(　　) A. 本实验中用35S标记噬菌体的蛋白质，用32P标记噬菌体的DNA B. 用含35S的培养基直接培养T2噬菌体，就可获得含35S标记的T2噬菌体 C. 用含35S标记的噬菌体进行实验时，若搅拌不充分，沉淀物中放射性会偏高 D. 用含32P标记的噬菌体进行实验时，若保温时间过短，会导致上清液放射性增强 2.(2025·福建福州检测)如图为T4噬菌体侵染大肠杆菌后，大肠杆菌体内放射性RNA与T4噬菌体DNA及大肠杆菌DNA的杂交结果。下列叙述错误的是(　　) A. 可在培养基中加入3H-尿嘧啶用以标记RNA B. 参与分子杂交的放射性RNA为相应DNA的转录产物 C. 第0 min时，与DNA杂交的RNA来自T4噬菌体及大肠杆菌的转录 D. 随着侵染时间的增加，T4噬菌体DNA的转录增加，大肠杆菌基因活动受到抑制 3. 烟草花叶病毒(TMV)和车前草病毒(HRV)都能感染烟叶，但二者致病的病斑不同，如图所示。下列说法中不正确的是(　　) A. a过程表示用TMV的蛋白质外壳感染烟叶，结果说明TMV的蛋白质外壳没有感染作用 B. b过程表示用HRV的RNA单独感染烟叶，结果说明其具有感染作用 C. c、d过程表示用TMV的蛋白质外壳和HRV的RNA合成的"杂种病毒"感染烟叶，结果说明该"杂种病毒"有感染作用，表现病症为感染HRV症状，并能从中分离出HRV D. 该实验证明只有车前草病毒的RNA是遗传物质，蛋白质外壳和烟草花叶病毒的RNA不是遗传物质 【课后巩固案】 1.(2025·河南卷)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 2.(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 3.(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，基因定向突变的概率变大 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 备注 2026年10月14日1 学科网（北京）股份有限公司 $