(高三生物核心素养教案)第六单元 第17讲 DNA是主要的遗传物质

一、考纲要求：

人类对遗传物质的探索过程(Ⅱ)。

二、教学目标：

1.了解“DNA是遗传物质”的科学探索过程。 

2.分析证明DNA是遗传物质的实验设计思路。 

3.了解“同位素标记法”在噬菌体侵染细菌的实验中的运用。 

4.了解DNA是主要的遗传物质的原因。

素养培养目标：

1．生命观念：通过遗传物质的发现历程，理解生命的延续和发展。

2．科学思维：通过噬菌体侵染细菌实验中上清液和沉淀物放射性分析，培养逻辑分析能力。

3．科学探究：通过同位素标记法在实验中的应用，培养实验设计及对结果分析的能力。

三、教学重、难点：

1.教学重点：

肺炎双球菌转化实验的原理和过程。

噬菌体侵染细菌实验的原理和过程。 

2.教学难点：

肺炎双球菌转化实验的原理和过程。

四、课时安排：2课时

五、教学过程：

考点一　肺炎双球菌转化实验的分析

（一）知识梳理：（学生自主看书填空、课堂学生间交流反馈纠正）

1．肺炎双球菌类型的比较

　　特点

(1)实验①、②对比说明R型细菌无毒性，S型细菌有毒性。

(2)实验②、③对比说明被加热杀死的S型细菌无毒性。

(3)实验②、③、④对比说明R型细菌转化为S型细菌。

(4)结论：已经被加热杀死的S型细菌中，含有促成R型细菌转化为S型细菌的“转化因子”。

3．艾弗里的体外转化实验

(1)实验①、②分别说明荚膜多糖、蛋白质没有转化作用。

(2)实验③、④说明DNA有转化作用。

4．比较肺炎双球菌体内和体外转化实验

（三）拓展（教师精讲）

分析肺炎双球菌转化实验

(1)在体内转化实验中，如果没有实验③，能否得出格里菲思的结论？为什么？

提示　不能。因为无对照实验，不能说明加热后杀死的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。

(2)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？

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应该相同。

(3)体内转化实验中，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小鼠体内形成大量的对抗R型细菌的抗体，致使R型细菌数量减少。

②bc段R型细菌数量增多的原因是：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。

③后期出现的大量S型细菌是由R型细菌转化成的S型细菌繁殖而来的。

(4)肺炎双球菌体外转化实验中，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。用DNA酶分解从S型活细菌中提取的DNA，结果不能使R型细菌发生转化，说明DNA才是使R型细菌发生转化的物质。

(5)肺炎双球菌体外转化实验的实验思路是什么？

提示　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。

四、课堂精练：学生当堂完成，互评，教师协助

精练一肺炎双球菌转化实验的拓展变式实验分析

1．科学家为探究转化因子的本质，进行了如图所示的一组实验。该组实验不能得到的结果或结论是(　D　)

A．实验2只出现R型菌落

B．实验1、3均出现R型和S型菌落

C．DNA是转化因子

D．DNA纯度越高转化效率就越高

精练二肺炎双球菌转化过程及机理的拓展分析

(2017·中山模拟)肺炎双球菌转化实验中，S型细菌的部分DNA片段进入R型细菌内并整合到R型细菌的DNA分子上，使这种R型细菌转化为能合成荚膜多糖的S型细菌。下列叙述正确的是(　B　)

A．R型细菌转化成S型细菌前后的DNA中，嘌呤所占比例发生了改变

B．进入R型细菌的DNA片段上，可有多个RNA聚合酶结合位点

C．R型细菌转化成S型细菌的过程中，R型细菌发生了染色体变异

D．该实验体现了基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状

考点二　噬菌体侵染细菌实验的分析

（一）知识梳理：（学生自主看书填空、课堂学生间交流反馈纠正）

1．实验材料：T2噬菌体和大肠杆菌

(1)噬菌体的结构

(2)噬菌体的增殖

①模板：进入细菌体内的是噬菌体的DNA。

②合成噬菌体的DNA的原料：大肠杆菌提供的四种脱氧核苷酸。

③合成噬菌体的蛋白质的原料为大肠杆菌的氨基酸，场所为大肠杆菌的核糖体。

2．实验方法

同位素标记法，用35S、32P分别标记噬菌体的蛋白质和DNA。

3．实验过程

(1)标记噬菌体

(2)侵染细菌

4．实验结果分析

6．比较肺炎双球菌体外转化实验和噬菌体侵染细菌实验

（三）拓展（教师精讲）

分析噬菌体侵染细菌实验

(1)为什么选择35S和32P这两种同位素分别对蛋白质和DNA进行标记，而不用14C和18O进行标记？

提示　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都含有C和O，因此无法确认被标记的是何种物质。

(2)搅拌、离心的目的在于把蛋白质外壳和细菌分开，再分别检测其放射性。某科研小组搅拌离心后的实验数据如图所示，则：

①图中被侵染的细菌的存活率基本保持在100%，本组数据的意义是作为对照组，以证明细菌未裂解。

②细胞外的32P含量有30%，原因是有部分标记的噬菌体还没有侵染细菌。

(3)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是什么？

提示　可能由于搅拌不充分，离心时间过短、转速过低等原因，有少量含35S的噬菌体外壳仍吸附在细菌表面，随细菌离心到沉淀物中，使沉淀物中出现了少量的放射性。

(4)用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌，上清液中含有较高放射性的原因是什么？

提示　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。

四、课堂精练：学生当堂完成，互评，教师协助

精练一分析噬菌体侵染细菌实验的标记问题

1．(2018·本溪调研)如果用3H、15N、35S标记噬菌体后，让其侵染细菌(无放射性)，对此分析正确的是(　C　)

A．只有噬菌体的蛋白质被标记了，DNA没有被标记

B．子代噬菌体的外壳中可检测到3H、15N、35S

C．子代噬菌体的DNA分子中可检测到3H、15N

D．子代噬菌体的DNA分子中部分含有3H、14N、32S

精练二透过图像考查噬菌体侵染细菌的原理辨析

如图为T4噬菌体感染大肠杆菌后，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(　C　)

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．随着感染时间增加，噬菌体DNA的转录增加，细菌基因活动受到抑制

考点三　烟草花叶病毒感染实验及遗传物质

（一）知识梳理：（学生自主看书填空、课堂学生间交流反馈纠正）

1．烟草花叶病毒对烟草叶细胞的感染实验

(1)实验过程及现象

(2)实验结论：RNA是烟草花叶病毒的遗传物质，蛋白质不是烟草花叶病毒的遗传物质。

2．探索结论

DNA是主要的遗传物质，因为实验证明绝大多数生物的遗传物质是DNA，只有少部分生物的遗传物质是RNA。

（二）基础训练（课前完成，课上提问）：讲义P144

（三）拓展（教师精讲）

不同生物的遗传物质

精练一(2017·石家庄期末)如图表示科研人员探究“烟草花叶病毒(TMV)遗传物质”的实验过程，由此可以判断(　A　)

A．水和苯酚的作用是分离病毒中的蛋白质和RNA

B．TMV的蛋白质不能进入烟草细胞中

C．侵入烟草细胞的RNA进行了逆转录过程

D．RNA是TMV的主要遗传物质

六、布置作业：

1.讲义：P145 重温高考，演练模拟

2.课时作业：P333

3.选做：P334

七、教学反思：