2027届高三生物一轮复习课件：第6单元　第18讲　DNA是主要的遗传物质

第18讲DNA是主要的遗传物质课标要求概述多数生物的基因是DNA分子的功能片段,有些病毒的基因在RNA分子上命题趋势1.经典实验的原理与方法:重细节、析逻辑——实验设计原理、操作细节和逻辑推理过程2.DNA是遗传物质的实验证据:善设计、会评价——酶解法与同位素标记法的应用、“减法原理”与“加法原理”的辨析考点一考点二目录索引

高考真题•演练考点一肺炎链球菌的转化实验必备知识•精读教材1.肺炎链球菌的类型

光滑粗糙有无2.转化实验的两个阶段(1)格里菲思的体内转化实验死亡不死亡R型活细菌死亡R型活细菌无致病性,S型活细菌有致病性加热致死的S型细菌无致病性R型细菌可转化为S型细菌转化因子(2)艾弗里的体外转化实验

分别加入有R型活细菌的培养基中蛋白质、RNA、脂质没有转化作用DNADNA易错排查(1)肺炎链球菌体内转化实验中,加热致死的S型菌株的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。(2024·甘肃卷)(

)(2)将加热致死的S型细菌与R型活细菌混合后注射给小鼠,从死亡小鼠体内只能分离出S型细菌。(

)(3)由格里菲思实验可以推断,加热致死的S型细菌的DNA促使R型活细菌转化为S型活细菌。(

)(4)在艾弗里的实验中,实验组分别加入了相应的水解酶,这是利用了自变量控制中的加法原理。(

)××××科学思维•教考衔接1.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型细菌中含有促成“R型活细菌转化成S型活细菌”的转化因子?提示

不能;无对照实验,无法排除“加热致死的S型细菌”也导致小鼠死亡的可能,因此不能说明实验结论。2.某同学在格里菲思实验的基础上补充完成了如下第五组实验:将加热致死的R型细菌注入小鼠体内,小鼠不死亡;第六组实验:将活的S型细菌和加热致死的R型细菌混合后注入小鼠体内,小鼠死亡。该同学由此得出了实验结论:S型细菌未转化为R型细菌,R型细菌体内没有“转化因子”。该同学得出实验结论的证据充足吗?如不充足,应如何补充才能得出正确结论?提示

不充足。应补充第七组实验:抽取第六组实验中死亡小鼠的血液,接种于固体培养基上,观察记录菌落特征。3.艾弗里证明DNA是遗传物质的实验中设置“用DNA酶处理S型细菌的细胞提取物”,该实验组的作用是

。

提示

起对照作用,用DNA酶分解S型细菌中的DNA后不能使R型细菌转化,进一步说明DNA才是使R型细菌转化的物质关键能力•练透考法1.(2026·北京模拟)如图是艾弗里证明DNA是遗传物质的实验示意图(部分),下列说法错误的是(

)A.加入酶是为了去除细胞提取物中的相应物质B.加入不同酶的组互为对照,无需其他对照组C.仅加入DNA酶组混合培养后未发现S型细菌D.该实验设计遵循了减法原则B解析

加入DNA酶、蛋白酶、RNA酶、酯酶是为了去除细胞提取物中的DNA、蛋白质、RNA、脂质等物质,A项正确。为保证结果准确,提高实验结果的可信度,需要设置不加酶的对照组,B项错误。仅加入DNA酶组,水解S型细菌的DNA,混合培养后未发现S型细菌,说明R型细菌未转化为S型细菌,C项正确。酶能催化对应的物质分解,所以该实验过程中,在控制自变量时应用了减法原理,D项正确。2.(2025·河北廊坊三模)某生物兴趣小组在探究“遗传物质的本质”时,尝试模拟经典实验。他们将S型肺炎链球菌的细胞提取物分为四组,分别用蛋白酶、RNA酶、酯酶和DNA酶处理,将处理后的提取物与R型细菌混合培养。若仅有一组无法观察到光滑型菌落(S型细菌),下列对该组实验现象的分析,正确的是(

)A.蛋白酶破坏了提取物中的关键成分B.RNA酶降解了提取物中的遗传信息载体C.酯酶降解了细菌荚膜形成所需的脂质D.DNA酶降解了将R型细菌转化为S型细菌的物质D解析

蛋白酶处理时,蛋白质并非转化因子,即使被破坏,DNA仍能引起转化,A项错误。RNA酶处理时,RNA非转化因子,不影响实验结果,B项错误。酯酶处理时,荚膜脂质与转化无关,R型细菌可转化为S型细菌,C项错误。DNA酶处理时,直接降解DNA,导致唯一能引起R型细菌转化为S型细菌的物质失效,因此无法产生S型细菌,D项正确。考点二噬菌体侵染细菌的实验及DNA是主要的遗传物质必备知识•精读教材1.实验材料:T2噬菌体和大肠杆菌。(1)T2噬菌体①T2噬菌体的结构及生活方式DNA

P外壳S

寄生②T2噬菌体的增殖

(2)实验方法

法。该实验中用35S、32P分别标记

。

同位素标记蛋白质和DNA(3)实验过程

(4)实验结果分析

分组结果结果分析对照实验(相互对照)含32P的T2噬菌体+大肠杆菌上清液中几乎无32P,32P主要分布在宿主细胞内____________________________________含35S的T2噬菌体+大肠杆菌宿主细胞内无35S,35S主要分布在上清液中___________________________________________(5)结论:

是遗传物质。

DNA含32P的DNA进入了宿主细胞内

含35S的蛋白质外壳未进入宿主细胞,留在外面

(6)噬菌体侵染细菌实验的误差分析①32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌②35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌

2.DNA是主要的遗传物质(1)烟草花叶病毒感染烟草的实验正常RNA患病遗传物质蛋白质(2)生物体内的核酸种类及遗传物质

DNADNA是主要的遗传物质3.探索“遗传物质”的三种方法

易错排查(1)赫尔希和蔡斯用对比实验证明DNA是遗传物质。(2022·广东卷)(

)(2)在噬菌体侵染细菌的实验中,搅拌是为了使大肠杆菌内的噬菌体释放出来。(2022·浙江卷)(

)(3)在噬菌体侵染细菌的实验过程中,通过搅拌、离心使噬菌体的蛋白质和DNA分开。(

)(4)在用35S标记的噬菌体侵染细菌实验中,沉淀物中存在少量放射性可能是搅拌不充分所致。(

)(5)用1个含32P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32P。(

)√××√√关键能力•练透考法命题角度一

噬菌体侵染细菌实验的过程分析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.NB解析

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噬菌体的蛋白质外壳中的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T2噬菌体的蛋白质外壳由C、H、O、N、S五种元素组成,DNA由C、H、O、N、P五种元素组成,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。2.(2026·河南开封模拟)在探索遗传物质的过程中,赫尔希和蔡斯做了T2噬菌体侵染细菌的实验,其中一组实验如下图所示,下列叙述正确的是(

)A.若不经过步骤②操作,对该组实验结果无显著影响B.若继续分离出子代噬菌体,其中大部分会含有32P放射性C.若沉淀中含有较强放射性、上清液中几乎不含放射性,即证明DNA是遗传物质D.若①中培养液里含有32P,则子代噬菌体的DNA、RNA分子中均会带有放射性A解析

如果搅拌不充分或不搅拌会导致部分噬菌体外壳附着在大肠杆菌表面,但对沉淀中放射性没有影响,A项正确。合成子代噬菌体原料来自大肠杆菌,子代噬菌体中只有少部分含有32P放射性,B项错误。需要分别用被32P、35S标记的两组噬菌体分别侵染未标记的大肠杆菌,证明DNA是遗传物质,C项错误。噬菌体不含有RNA,D项错误。命题角度二

生物遗传物质的探究3.(2025·安徽蚌埠三模)现有新发现的一种病毒,科研人员设计了如表所示的两种实验方法来探究该病毒的遗传物质。实验方法实验过程检测Ⅰ将该病毒核酸提取物分为两组,一组用适量DNA酶处理(a组),另一组用等量RNA酶处理(b组),然后分别侵染宿主细胞检测是否有子代病毒产生Ⅱ将宿主细胞分别培养在含有放射性标记的尿嘧啶核苷酸(c组)和胸腺嘧啶脱氧核苷酸(d组)的培养基上,一段时间后再用病毒侵染被标记的宿主细胞检测子代病毒是否具有放射性下列叙述错误的是(

)A.Ⅰ是采用“减法原理”设计的对比实验B.Ⅱ中c、d组都能用15N标记尿嘧啶和胸腺嘧啶C.a组可作出“该病毒的遗传物质是DNA”的假设D.a组有病毒产生且c组病毒有放射性说明其遗传物质是RNAB解析

Ⅰ中采用的方法是酶解法,向a、b两组分别加入DNA酶和RNA酶应用了减法原理,A项正确。尿嘧啶和胸腺嘧啶分别是RNA和DNA特有的碱基,不能都用15N标记,否则无法判断病毒的遗传物质到底是DNA还是RNA,B项错误。由于该病毒的遗传物质可能是DNA,也可能是RNA,因此a组可作出“该病毒的遗传物质是DNA”的假设,再进一步通过实验来验证该假设的正确性,C项正确。a组用DNA酶(DNA被分解)来处理,结果a组有病毒产生,酶具有专一性,说明该病毒的遗传物质是RNA;c组加有尿嘧啶核苷酸(合成RNA的原料),结果子代病毒有放射性,说明该病毒可以利用尿嘧啶核苷酸,则该病毒的遗传物质是RNA,D项正确。高考真题•演练1.(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型菌株的DNA分子在小鼠体内可使R型活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D解析

格里菲思的肺炎链球菌体内转化实验未单独研究每种物质的作用,在艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验中,加热致死的S型菌株的DNA分子在小鼠体内可使R型活菌的相对性状从无致病性转化为有致病性,A项错误;在肺炎链球菌的体外转化实验中,利用

“减法原理”设置对照实验,通过观察只有某种物质存在或只有某种物质不存在时R型菌的转化情况,最终证明了DNA是遗传物质,例如“S型菌DNA+DNA酶”组除去了DNA,B项错误;噬菌体为DNA病毒,其DNA进入宿主细胞后,整合到宿主的染色体上,利用宿主细胞的原料和酶完成自我复制,C项错误;烟草花叶病毒的遗传物质是RNA,以病毒颗粒的RNA和蛋白质互为对照进行侵染,结果发现RNA分子可使烟草出现花叶病斑性状,而蛋白质不能使烟草出现花叶病斑性状,D