DNA是主要的遗传物质导学案用

1、第三章 基因的本质第1节 DNA是主要的遗传物质学习目标： 1.掌握“DNA是主要的遗传物质”的探索过程，提升实验分析能力。 2.小组合作，大胆质疑，总结实验设计思路。 3.激情投入，享受探索过程和学习成功的快乐。学习重点：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。学习难点：肺炎双球菌转化实验的原理和过程课前预习案导入：生物亲子代间在形态，结构功能上相似的现象是 在有性生殖的生物中承担遗传的桥梁是 精卵 细胞而在亲子代细胞中保持稳定的是细胞中 。它是由 和 两种物质组成的，在这两种物质中，究竟哪一种是遗传物质呢？它们各有什么特点？同时遗传物质有什么特点？一、对遗传物质的早

2、期推测 1.20世纪20年代的主导观点：认为_是生物体的遗传物质。 2.对DNA的认识：（1）生物大分子：由许多 单体 聚合而成。 （3）基本组成单位 脱氧核苷酸 （3）化学组成：_、_和_三部分。 （4）种类： 4 种，差别在于 的不同。 （5）DNA和蛋白质各方面的对比，哪个更适合为遗传物质？项目DNA蛋白质组成元素细胞中的含量的多少结构稳定性的相对强弱是否具有多样性细胞分裂时能否复制2、 肺炎双球菌的转化实验 （一）体内转化实验（1928年， 格里菲思 ）： 1.比较两种肺炎双球菌（ 型细菌和 型细菌） 特征类型有无荚膜菌落特征（光滑、粗糙）有无毒性对小鼠是否致死R型细菌S型细菌 2.格

3、里菲思做的四组实验过程及现象 第一组：R型活细菌注射小鼠结果： ，说明 R型细菌无毒性 。 第二组：S型活细菌注射小鼠结果： ，说明 S型细菌无毒性 。 第三组：S型死细菌注射小鼠结果： ，说明 加热杀死的S型细菌无毒性 。 第四组：R型活细菌+S型死细菌注射小鼠结果： ，说明 加热杀死的S型细菌能使R型细菌转化为S型细菌 。 通过该组实验，格里菲思得出推论： 。（二）肺炎双球菌体外转化实验（1944年， 及其同事）： 1.实验材料： S 型和 R 型细菌、细菌培养基。 2.实验设计思路：把 DNA 与 其他物质 分开，单独研究它们各自的功能。 型 型 型 型 型分离提纯S型细菌蛋白质多糖DN

4、ADNA水解物分别与R型活细菌混合培养 3.实验过程及现象： 4.结论： DNA 才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。三、噬菌体侵染细菌的实验（1952年， 赫尔希 和 蔡斯 ） 1.T2噬菌体（1）结构：头部和尾部的外壳由 构成，头部含有 。 （2）与大肠杆菌的关系： 。（3）增殖特点：在自身遗传物质的作用下，利用 体内的物质合成自身成分，进行增殖。 2.实验方法： （1）被35S标记的噬菌体+细菌上清夜放射性很_沉淀物新噬菌体中_ 3.过程及现象（2）被32P标记的噬菌体+细菌上清夜 _沉淀物放射性很_新噬菌体中含32P 4.实验表明 （1）噬菌体侵染细菌时， 进入到细胞中，而 留在外面

5、。 （2）子代噬菌体的各种性状是通过 来遗传的。 5.结论： 是遗传物质，蛋白质未起到遗传作用四、RNA是遗传物质的证据 1.提取烟草花叶病毒的 不能使烟草感染病毒； 2.提取烟草花叶病毒的 能使烟草感染病毒。五、DNA是主要的遗传物质 1.绝大多数生物的遗传物质是 ； 2.极少数生物的遗传物质是 。 所以 是主要遗传物质； 是一切生物的遗传物质。预习自测 1.所有病毒的遗传物质是 （ ） A 都是DNA B 都是RNA C 是DNA和RNA D 是DNA或RNA 2.格里菲思的肺炎双球菌转化实验证明了（ ）A.DNA是遗传物质 B.RNA是遗传物质 C.蛋白质不是遗传物质 D.加热杀死的S型

6、菌中含有“转化因子” 3.四种脱氧核苷酸的不同取决于 （ ） A 五碳糖的种类 B 碱基的种类 C 磷酸分子的多少 D 碱基的排列顺序 4.艾弗里及其同事研究肺炎双球菌的方法是（ ） A 杂交实验法 B同位素标记法 C 病毒侵染法 D单独直接观察不同成分的作用 5.噬菌体侵染细菌的实验证明（ ）A.RNA是遗传物质 B.DNA是遗传物质 C.蛋白质是遗传物质 D.多糖是遗传物质我的疑问 合作探究案探究点一：格里菲斯-肺炎双球菌的体内转化实验（1928年） 1.第4组实验中R型活细菌与加热杀死的S型细菌混合注射到小鼠体内后，从死亡小鼠中是否只分离出了S型活细菌？从死亡小鼠体内分离出的S型活菌是怎

7、么来的？格里菲斯的实验能否证明S型菌体内的哪种物质是转化因子？为什么？ 不是，分离出了R型活细菌和S型活细菌，且R型活细菌数量多 不能，由于格里菲斯没有将细菌中的各组分分开，所以他只能证明S菌体内含有转化因子2.格里菲思的体内转化实验的意义体现在哪里？你认为是什么限制了格里菲思进一步探寻S型死菌中的什么物质是转化因子？格里菲思的体内转化实验最先向遗传物质是蛋白质观点提出了挑战，提出了当时不同于大多数科学家观点的结论：DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。探究点二： 艾弗里-肺炎双球菌体外转化实验（1944年） 1.艾弗里实验设计中的关键设计思路是什么？如果把S型活细菌的DNA提取后，与活

8、的R型细菌混合，再注射到小鼠体内，能否在小鼠体内得到S型细菌，为什么？如果把S型活细菌的DNA提取后，直接注射到小鼠体内，能否在小鼠体内得到S型细菌，为什么？ 能，DNA是转化因子可以使R型细菌转化成S型细菌不能，S型菌的DNA能使R型菌转化为S型菌的前提是S型菌的DNA能与R型菌的DNA发生重组，直接将S菌的DNA注入小鼠体内，DNA分子会被小鼠体内的DNA酶分解而失去作用如果小鼠体内没有R型菌，也无法转化为S型菌。 2.实验中也采用了对照实验思想，哪些是对照实验？实验的自变量是什么？因变量是什么？做第4组实验的目的是什么？通过对照实验得到什么结论？ 相互对照，自变量加入的S型菌的提取物种类

9、不同，因变量培养基上是否产生S型菌目的证实DNA的酶解产物不是转化因子，从反面证明DNA是遗传物质，而不是为证明DNA的水解产物不是遗传物质，尽管此实验可以证明，但不是该实验的目的。结论：DNA是遗传物质，而蛋白质，多糖等不是 3.当时为什么依然有人对艾弗里的实验结论提出质疑？你是否觉得持怀疑态度的人小题大做，为什么？要如何设计实验才能让人无可挑剔呢？探究点三：噬菌体侵染细菌实验（1952年） 1.为什么赫尔希和蔡斯会选择噬菌体作为研究材料？为什么选用35S和32P两种同位素分别标记蛋白质和DNA？能否用14C和18O标记噬菌体？能否将噬菌体直接培养在含放射性标记的培养基中而获得？为什么？ 不

10、能，因为DNA和蛋白质都含有C和O 不能，因为噬菌体为寄生生活，故先培养细菌，再用细菌培养噬菌体，而不能直接用培养基培养噬菌体。 2.请你总结获得32P噬菌体和35S噬菌体的过程： 3.在本实验中为什么选用两组噬菌体分别进行实验？实验中的自变量和因变量分别是什么？实验中搅拌、离心的目的分别是什么？进行对照实验， 自变量：标记的元素种类不同 因变量：上清液和沉淀物的放射性搅拌和离心的目的书上（45页） 4.用35S标记的噬菌体实验中主要在上清液检测到放射性，而用32P标记的噬菌体实验中主要在沉淀中检测到放射性，这结果说明什么？细菌裂解释放出的噬菌体中，可以检测到32P标记的DNA分子，却不能检测

11、到35S标记的蛋白质，这一结果说明什么？ 5.思考拓展： 用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌，理论上讲，含35S标记的蛋白质均不能进入大肠杆菌内，离心后全存在于上清液中，而实验结果显示沉淀物中也有少量的放射性，请分析原因。由于搅拌不充分，有少量35S标记的噬菌体蛋白质外壳仍吸附在菌体表面，随细菌离心到沉淀物中，使沉淀物中出现少量放射性。用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌，理论上上清液中应不含放射性，下层沉淀物中应具有很高的放射性，而实验结果显示离心后的上清液中也有少量的放射性，而下层沉淀物的放射性强度却比理论值略低，请分析原因。 第一：保温时间过短，有一部分噬菌体的DNA没有侵染到大肠杆菌细胞内，

12、经离心后分布于上清液中。 第二：从噬菌体和大肠杆菌混合培养到离心机分离，这一段保温时间过长，噬菌体在大肠杆菌内增值后释放子代噬菌体，经离心后子代噬菌体分布于上清液中6.此实验除了能证明DNA是遗传物质外，还能证明什么问题？ DNA能控制蛋白质的合成，DNA能够自我复制7.艾弗里和赫尔希等人的实验材料具有哪些优点？两个实验在设计思路上有相同的地方吗？为什么赫尔希的实验结论对支持DNA是遗传物质更有说服力？ 病毒和细菌做实验材料的优点：个体小，结构简单，容易看出因遗传物质改变导致的结果和功能的变化；繁殖快，细菌20-30分钟就可繁殖一代，病毒短时间内可大量繁殖。设法把DNA和蛋白质分开，单独的直接的去观察他们的作用。探究点四：DNA是主要的遗传物质1.病毒的遗传物质是否都是RNA，请举例说明。2.细胞核中的遗传物质是DNA，那么细胞质中的遗传物质是DNA还是RNA？3. “肺炎双球菌的转化实验”和“噬菌体侵染细菌实验”能证明DNA是主要遗传物质吗？为什么？DNA是主要遗传物质指绝大多数的遗传物质是DNA这两个实验只能证明DNA是遗传物质，并不能证明DNA是主要遗传物质本节知识点小结：特别提醒 肺炎双球菌转化的实质和影响因素