第一讲 DNA是主要的遗传物质-2025届高三生物一轮复习课件

高考生物一轮复习讲考纲考情讲核心素养构思维导图真题再现知识总结内容导航第六单元基因的本质与表达第一讲DNA是主要的遗传物质讲考纲考情1.最新考纲（1）人类对遗传物质的探索过程Ⅱ（2）DNA分子结构的主要特点Ⅱ（3）DNA分子的复制Ⅱ2.最近考情2021全国卷乙(5)、20120全国卷Ⅰ(1)2018全国卷Ⅰ(2)、2018全国卷Ⅱ(5)2018全国卷Ⅲ(1)、2017全国卷Ⅰ(29)2017全国卷Ⅱ(2)课堂目标听课问题1.格里菲思实验的过程和结论2.艾弗里实验的设计思路、实验过程和结论3.噬菌体侵染细菌实验的设计思路、实验过程和结论4.生物的遗传物质1.DNA分子作为遗传物质所应具备的特征2.总结肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验的原理和过程3.目标要求讲核心素养1.生命观念——结构与功能观：认识DNA分子作为遗传物质所应具备的特征；DNA的结构决定DNA的功能2.科学思维——分析与综合：总结细菌转化实验和噬菌体侵染实验的原理和过程；模型与建模：建立DNA分子双螺旋结构模型3.科学探究——实验设计与结果分析：分析人类在对遗传物质探究的实验设计思路；验证DNA分子通过半保留方式进行复制构思维导图第一讲DNA是主要的遗传物质213肺炎双球菌转化实验噬菌体侵染细菌实验烟草花叶病毒感染烟草叶实验及生物的遗传物质4真题再现S型细菌：____多糖类荚膜，菌落表面________，____毒性；（可以使人患肺炎或使小鼠患败血症）R型细菌：____多糖类荚膜，菌落表面________，____毒性；（不引发上述症状）知识总结（一）肺炎双球菌转化实验【科学探究】1.实验材料：S型和R型肺炎双球菌有光滑有无粗糙无知识总结（一）肺炎双球菌转化实验【科学探究】2.体内转化实验——格里菲思死亡不死亡R型活细菌死亡R型细菌无毒性，S型细菌有毒性被加热杀死的S型细菌无毒性R型细菌可转化为S型细菌转化因子仅能证明S型细菌中含有某种“转化因子”，但转化因子的本质不清楚。提醒发生转化的只是少部分R型细菌。(3)结果分析：实验④与①②③：蛋白质、脂质和荚膜多糖__________，只有S型细菌的____才能使R型细菌发生转化。S型细菌的____才是“转化因子”。实验④与⑤：验证上述结论的正确性。3.体外转化实验——艾弗里知识总结（一）肺炎双球菌转化实验【科学探究】涉及细菌培养技术、物质提纯和鉴定技术等DNADNA＋DNA酶没有转化作用DNADNA注意：④中只有少数R型活细菌发生转化。(1)方法：直接分离S型细菌的DNA、荚膜多糖、蛋白质等，将他们分别与R型细菌混合培养，研究他们各自的遗传功能。(4)结论：(2)过程现象DNA是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质，即DNA是遗传物质，而蛋白质等不是遗传物质。知识总结（一）肺炎双球菌转化实验【科学探究】4.比较肺炎双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小鼠体内培养培养基体外培养实验原则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①小鼠死亡②体内分离出R型活菌和S型活菌培养基上出现R型和S型菌落实验结论已经被加热杀死的S型细菌体内含有某种“转化因子”，能使R型细菌转化为S型细菌DNA是S型细菌的遗传物质，而蛋白质等其他物质不是联系①所用材料相同，都是R型和S型肺炎双球菌；②体内转化实验是基础，仅说明加热后杀死的S型细菌体内含有某种“转化因子”，而体外转化实验则进一步说明“转化因子”就是DNA；③实验设计都遵循对照原则、单一变量原则知识总结（一）肺炎双球菌转化实验【科学探究】5.肺炎双球菌转化实验的六个注意点加热并没有使DNA完全失去活性：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在加热结束后随着温度的降低又逐渐恢复活性。并非所有的R型细菌都能被转化，只是少部分R型细菌被转化成了S型细菌。肺炎双球菌体外转化实验的思路是直接分离S型细菌的DNA、荚膜多糖、蛋白质等，将它们分别与R型细菌混合培养，研究它们各自的遗传功能，体内转化实验的思路不是分离并单独观察各自作用。转化的实质是基因重组而非基因突变：肺炎双球菌转化实验是指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。体内转化实验不能简单地说成S型细菌的DNA可使小鼠致死，而是具有毒性的S型细菌可使小鼠致死。两实验都未用同位素标记法。知识拓展教材深挖3.在体内转化实验中，如果没有第三组实验，____(填“能”或“不能”)得出格里菲思的结论，原因是____________________________________________________________________________________。不能无对照实验,不能说明加热后杀死的S型细菌含有促成R型活细菌转化成S型活细菌的转化因子2.(必修2P44正文拓展)体内转化实验中“加热”是否已导致DNA和蛋白质变性?请说明理由。1.如果由你设计完成体内转化实验，应该注意哪些无关变量对实验的影响？[答案]四组实验应选用年龄、体重相同且健康的小鼠；所用R型活菌菌液、S型活菌菌液的浓度及注射量应该相同。答：加热致死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。4.(必修2P44“图3-3”)体外转化实验中导致R型细菌转化为S型细菌时遗传物质、原料、能量分别由哪方提供?答：实现转化时遗传物质来自S型细菌,原料和能量均来自R型细菌。知识拓展教材深挖④上述实验中格里菲思是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？5.(必修2P43图3－2)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：①ab段R型细菌数量减少的原因是什么？答：小鼠体内形成大量的抗R型细菌的抗体，致使R型细菌数量减少答：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。答：是由R型细菌转化成的S型细菌繁殖而来的。答：菌落形态。②bc段R型细菌数量增多的原因是什么？③后期出现的大量S型细菌如何而来？知识拓展教材深挖7．(教材必修2P44中图3－3)艾弗里证明DNA是遗传物质的实验中，设置“S型细菌的DNA中加DNA酶”实验组的作用是什么？提示：起对照作用，DNA酶能分解从S型活细菌中提取的DNA，与R型活细菌混合培养后，不能长出S型细菌的菌落，可见DNA被分解后的产物不能使R型细菌发生转化，进一步证明DNA才是使R型细菌转化为S型细菌的物质。8.如果由你设计完成体内转化实验，应该注意哪些无关变量对实验的影响？(科学探究)提示：四组实验应选用年龄、体重相同且健康的小鼠；所用R型活菌液、S型活菌液的浓度及注射量等应该相同。6.体外、体内转化实验中，转化的实质是______________________________________________________________________________________。S型细菌DNA与受体细胞DNA之间的重组,使受体细胞获得了新的遗传信息，即广义上的基因重组第一讲DNA是主要的遗传物质213肺炎双球菌转化实验噬菌体侵染细菌实验烟草花叶病毒感染烟草叶实验及生物的遗传物质4真题再现噬菌体：又称为细菌病毒。（二）噬菌体侵染细菌实验【科学探究】知识总结1.实验材料：T2噬菌体和大肠杆菌(2)实验方法：_____________________，用35S、32P分别标记噬菌体的_______和_____。放射性同位素标记法蛋白质DNADNAP外壳S寄生不用14C和18O，也不能用35S、32P标记同一噬菌体(1)T2噬菌体的结构及生活方式(3)噬菌体的增殖增殖需要的条件内容模板噬菌体的DNA合成T2噬菌体DNA原料大肠杆菌提供的4种脱氧核苷酸合成T2噬菌体蛋白质原料大肠杆菌的氨基酸场所大肠杆菌的核糖体（二）噬菌体侵染细菌实验【科学探究】知识总结（二）噬菌体侵染细菌实验【科学探究】知识总结(1)标记噬菌体T2噬菌体属于病毒，专门寄生在大肠杆菌体内，不能直接用培养基培养。若要标记T2噬菌体，需先标记大肠杆菌2.实验过程及结果①标记方法32S:蛋白质(理由：S仅存在于蛋白质外壳)31P:DNA(理由：P几乎都存在于DNA中)②标记过程(2)已标记的噬菌体侵染未标记的大肠杆菌对比实验(相互对照)提示搅拌的目的是把吸附在细菌上的噬菌体和细菌分离；离心的目的是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。（二）噬菌体侵染细菌实验【科学探究】知识总结(2)已标记的噬菌体侵染未标记的大肠杆菌对比实验(相互对照)（二）噬菌体侵染细菌实验【科学探究】知识总结实验过程被35S标记的噬菌体被32P标记的噬菌体第一步用被35S标记的噬菌体侵染未标记的细菌用被32P标记的噬菌体侵染未标记的细菌第二步在搅拌器中搅拌搅拌的目的：使细菌和噬菌体分离，然后离心。离心的目的：使细菌和噬菌体分层第三步检测上清液和沉淀物中的放射性物质第四步实验结果沉淀物的放射性很低；上清液的放射性很高。（子代噬菌体含有32S、31P）上清液的放射性很低；沉淀物的放射性很高。（子代噬菌体含有32P、31P、32S）(3)实验结果分析（二）噬菌体侵染细菌实验【科学探究】知识总结分组结果结果分析对比实验（相互对照）含32P的噬菌体+细菌上清液中几乎无32P，32P主要分布在沉淀物中32P—DNA进入了宿主细胞含35S的噬菌体+细菌沉淀物中无35S，35S主要分布在上清液中35S—蛋白质外壳未进入宿主细胞，留在外面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亲代的________遗传的。DNA蛋白质外壳DNA(4)结论：________是T2噬菌体的遗传物质。DNA提醒：本实验不能证明蛋白质不是遗传物质，需要结合艾弗里实验才能得出蛋白质不是遗传物质的结论。3.噬菌体侵染细菌实验的上清液和沉淀物放射性分析（二）噬菌体侵染细菌实验【科学探究】知识总结(1)用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌,若上清液中出现了较高的放射性,可能的原因：(2)用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌,理论上沉淀物中不含放射性,但实验中含有少量放射性的原因：①保温时间过短,有一部分噬菌体未侵入大肠杆菌体内,经离心后分布于上清液中,使上清液出现放射性。②保温时间过长,噬菌体在大肠杆菌体内增殖后释放出的子代经离心后分布于上清液中,也会使上清液的放射性升高。搅拌不充分，搅拌、离心后,仍有少量含35S的噬菌体外壳吸附在细菌表面,随细菌离心到沉淀物中,使沉淀物中出现了少量的放射性。（二）噬菌体侵染细菌实验【科学探究】知识总结4.比较噬菌体侵染细菌实验和肺炎双球菌体外转化实验比较项目噬菌体侵染细菌实验肺炎双球菌体外转化实验设计思路设法将DNA和其他物质分开,单独研究它们各自不同的功能处理方法放射性同位素标记法:分别标记DNA和蛋白质中特殊元素直接分离法:分离S型细菌的多种组成物质,分别与R型细菌混合培养检测结果的方式检测有放射性的位置观察菌落的类型结论DNA是遗传物质DNA是遗传物质,蛋白质等不是遗传物质【知识拓展】(一)噬菌体培养与标记1.T2噬菌体的培养不能用含35S和32P的培养基培养T2噬菌体。因为T2噬菌体是病毒，只能寄生在活细胞内，不能利用培养基直接培养。2.T2噬菌体的标记不能用35S和32P标记同一T2噬菌体，因为放射性检测时只能检测到放射性的存在部位，不能确定是哪种元素的放射性。3.再次噬菌体侵染该实验涉及两次噬菌体侵染细菌。第一次是标记噬菌体的过程，即用未标记的噬菌体侵染已标记的大肠杆菌；第二次是已标记的噬菌体侵染未标记的大肠杆菌。(1)三次涉及大肠杆菌(2)两个关键环节——“保温”与“搅拌”①侵染时间要合适——若保温时间过短或过长会使32P组的上清液中出现较高的放射性，原因是部分噬菌体未侵染或子代噬菌体被释放出来。②“搅拌”要充分——如果搅拌不充分，35S组部分噬菌体与大肠杆菌没有分离，噬菌体与细菌共存于沉淀物中，这样造成沉淀物中出现较高放射性。【知识拓展】(二)噬菌体侵染细菌实验的“三次涉及”与“两个关键环节”的归纳【知识拓展】（三）“二看法”判断子代噬菌体标记情况一看标记生物大肠杆菌噬菌体作原料，子代都应含有放射性标记二看标记元素标记DNA，部分子代含有放射性标记标记蛋白质，子代不含有放射性标记标记DNA和蛋白质，部分子代含有放射性标记PSC、H、O保温时间全部噬菌体侵染细菌且未释放上清液含有噬菌体外壳沉淀物为包含噬菌体DNA的大肠杆菌部分噬菌体未侵染大肠杆菌部分噬菌体增殖后释放出来无放射性合理有放射性离心上清液有放射性过短过长1.用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌2.用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌搅拌上清液含有噬菌体外壳沉淀物为包含噬菌体DNA的大肠杆菌少量35S噬菌体蛋白质外壳附在大肠杆菌表面有放射性无放射性上清液放射性高沉淀物放射性低充分不充分混合、保温后【知识拓展】（四）噬菌体侵染细菌实验中的异常分析【知识拓展】（五）教材深挖1.(必修2P45“图3-6”拓展)噬菌体侵染细菌实验中，搅拌和离心的目的分别是什么？3.(必修2P46“思考·讨论”)艾弗里与赫尔希等人以细菌或病毒作为遗传物质探索的实验材料的优点是______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。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。细菌是单细胞生物，病毒无细胞结构，只有核酸和蛋白质外壳；②繁殖快，细菌20~30min就可繁殖一代，病毒短时间内可大量繁殖答:搅拌的目的是把吸附在细菌上的噬菌体外壳和细菌分开;离心的目的是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。2.(教材P45“相关信息”及“侧栏思考”)实验中选择35S和32P这两种同位素分别对蛋白质和DNA进行标记，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？提示：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。【知识拓展】（五）教材深挖4.(必修2P47“拓展应用2”)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有________(填序号)。①能够精确地复制自己；②能够指导蛋白质合成，从而控制生物的性状和新陈代谢；③具有储存大量遗传信息的潜在能力；④结构比较稳定，但在特殊情况下又能发生突变，而且突变以后还能继续复制，并能遗传给后代等。5.(科学探究)写出用32P标记的T2噬菌体的步骤：(1)用含32P的培养基培养大肠杆菌，获得被32P标记的大肠杆菌；(2)再用被标记的大肠杆菌培养T2噬菌体，得到DNA中含有32P标记的噬菌体。①②③④6.(教材P45“相关信息”及“侧栏思考”)实验中选择35S和32P这两种同位素分别对蛋白质和DNA进行标记，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？提示：仅蛋白质分子中含S，P几乎都存在于DNA分子中。若用14C和18O进行标记，由于蛋白质和DNA都含有C和O，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。第一讲DNA是主要的遗传物质213肺炎双球菌转化实验噬菌体侵染细菌实验烟草花叶病毒感染烟草叶实验及生物的遗传物质4真题再现（三）烟草花叶病毒实验【科学探究】1.烟草花叶病毒与烟草花叶病RNA烟草花叶病知识总结2.烟草花叶病毒侵染实验正常RNA患病遗传物质蛋白质提醒烟草花叶病毒(TMV)的增殖方式与噬菌体增殖方式类似，TMV裸露的RNA可以通过植物叶片摩擦形成6的微伤口进入植物细胞。没有蛋白质衣壳的保护，感染的频率比较低。一旦TMV的RNA能顺利进入烟草的细胞内，就能像噬菌体一样繁殖，产生新的TMV，从而让烟草植株感染。（三）烟草花叶病毒实验【科学探究】知识总结注：TMV为烟草花叶病毒，HRV为车前草病毒。3.利用“病毒重建及其对烟草叶细胞的感染”探究病毒的遗传物质(1)实验过程及结果(2)结果分析与结论：重组病毒产生的子代病毒类型取决于提供RNA的病毒类型。烟草花叶病毒A烟草花叶病毒B产生B型后代产生A型后代（四）DNA是主要的遗传物质【科学探究】结论：真核生物与原核生物的遗传物质是DNA，病毒的遗传物质是DNA或RNA。对整个生物界而言，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____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。就生物个体而言，其遗传物质是唯一的。知识总结1.汇总常见生物的遗传物质生物类型所含核酸遗传物质举例或范围细胞生物真核生物DNA和RNA_______动物、植物、真菌等原核生物_______细菌、蓝藻、放线菌等非细胞生物DNA病毒仅有DNA_______乙肝病毒、T2噬菌体、天花病毒、腺病毒等RNA病毒仅有RNA_______烟草花叶病毒、艾滋病病毒、SARS病毒等DNADNADNARNADNA绝大多数2.探索“遗传物质”的思路和方法（四）DNA是主要的遗传物质【科学探究】知识总结(1)探究思路①若探究哪种物质是遗传物质——设法将该物质与其他物质分开，单独看作用。②若探究未知病毒的遗传物质是DNA还是RNA——利用酶的专一性或同位素标记法。(2)4种方法第一讲DNA是主要的遗传物质213肺炎双球菌转化实验噬菌体侵染细菌实验烟草花叶病毒感染烟草叶实验及生物的遗传物质4真题再现1.[2021全国乙卷，5，6分]在格里菲思所做的肺炎双球菌转化实验中，无毒性的R型活细菌与被加热杀死的S型细菌混合后注射到小鼠体内，从小鼠体内分离出了有毒性的S型活细菌。某同学根据上述实验，结合现有生物学知识所做的下列推测中，不合理的是()A.与R型菌相比，S型菌的毒性可能与荚膜多糖有关B.S型菌的DNA能够进入R型菌细胞指导蛋白质的合成C.加热杀死S型菌使其蛋白质功能丧失而DNA功能可能不受影响D.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D知识归纳肺炎双球菌的体内转化实验结论为已经加热杀死的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；体外转化实验结论为DNA是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。2．(2020·浙江卷)下列关于“肺炎双球菌转化实验”的叙述，正确的是(

)A．活体转化实验中，R型细菌转化成的S型细菌不能稳定遗传B．活体转化实验中，S型细菌的荚膜物质使R型细菌转化成有荚膜的S型细菌C．离体转化实验中，蛋白质也能使部分R型细菌转化成S型细菌且可实现