导学案—DNA是主要的遗传物质（刘亚荣）

1、兰州新区舟曲中学 高二生物必修2DNA是主要的遗传物质导学案 编制人：刘亚荣 DNA是主要的遗传物质【学习目标】1. 能简述“DNA是主要的遗传物质”的探索过程及遗传物质的特点。2. 能说出“肺炎双球菌转化实验”的实验原理和结论，并能构建出肺炎双球菌“体内转化实验”和“体外转化实验”的概念模型。3. 知道用放射性同位素标记噬菌体外壳和核酸的原理，能构建出“噬菌体侵染大肠杆菌”的实验模型。4. 知道烟草花叶病毒的遗传物质。【学习重点】1. “肺炎双球菌转化实验”的实验思路和结论。2. “噬菌体侵染大肠杆菌实验”的实验过程和结果分析。【学习难点】1. 细菌“转化”的实质。2. 噬菌体“侵染”细菌的

2、过程和结果。【学法指导】1. 结合导学案上的【知识链接】阅读教材，完成自学内容。2. 小组讨论，完成合作探究问题。【课时安排】 2课时第1课时：DNA是主要的遗传物质 肺炎双球菌转化实验【知识链接】1. 菌落 菌落是单个或少数细菌在固体培养基上大量繁殖时，形成的一种肉眼可见的、具有一定形态结构的子细胞群。每种细菌在一定条件下所形成的菌落，可以作为菌种鉴定的重要依据。2. 荚膜荚膜是细菌细胞壁外围绕一层较厚的粘性、胶冻样物质。其化学成分随细菌种类不同而有差异，多数细菌的荚膜成分为多糖，如肺炎双球菌。荚膜的形成受遗传物质（基因）控制。 荚膜与细菌的致病性有关，同时荚膜还能储留水分能抗干燥，对保护细

3、菌有作用。荚膜本身无毒性，但在机体内保护细菌抵抗吞噬细胞的吞噬及消化，并能抑制体内杀菌物质（如溶菌酶）的杀菌作用，使细菌易在体内大量繁殖致病。细菌若失去荚膜，致病力也随之减弱或消失。 3.“转化” 转化指某一受体细菌通过直接吸收来自另一供体细菌的含有特定基因的脱氧核糖核酸（DNA）片段，从而获得了供体细菌的相应遗传性状，这种现象称为细菌转化。例如：把肺炎双球菌R型无毒株和加热至60被杀死的S型有毒株，混合注射至小鼠体内，结果在小鼠体内出现了生活的S型有毒株，使小鼠患病死亡。并且这种具荚膜的有毒株能世代相传保持其特性。细菌转化现象最初由英国细菌学家格里菲斯（FGriffith）于1928年发现，

4、直至1944年美国科学家埃弗里（OTAvery）等人才证实了转化因子是脱氧核糖核酸，从而为遗传学的发展作出了重大贡献。在转化实验中，加热至60可杀死 S型菌，但菌内DNA未被破坏，其DNA中控制某些遗传特性（如形成荚膜等）的基因片段通过转化进入R型菌，从而使R型菌获得了形成荚膜等的特性。已发现在许多细菌中均能发生转化现象，后来发现转化实验在动物体外也能获得成功。自然界的转化现象，一般发生在同一物种或近缘物种中。细菌转化方法已被引入其他生物，例如采用原生质体转化法，可将外源DNA注入到不具摄取DNA能力的生物中，使其获得某些新的特性。 【自学内容】1. 遗传物质应该具备的特点有哪些？2. 在20

5、世纪20年代，为什么多数科学家认为蛋白质是遗传物质？3. 完成下表 菌落特点有无毒性S型菌R型菌4. 1928年，格里菲思的体内转化实验（请同学自己整理，完成下面内容）第一组：做法 现象 第二组：做法 现象 第三组：做法 现象 第四组：做法 现象 格里菲思的结论：思考: 从第组实验鼠体内可分离出有毒性的S型活细菌说明了什么？ 51944年，艾弗里的体外转化实验（请同学自己整理，完成下面内容）第一组 做法： 现象 第二组 做法： 现象 第三组 做法： 现象 艾弗里的结论： 才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质思考: 如果用DNA酶分解从S型活细菌中提取的DNA， （填能否）使R型细菌发

6、生转化？为什么？【合作探究】1. 艾弗里的实验设计有何巧妙之处？2. 为什么艾弗里的实验结果仍会有人质疑？【随堂检测】1探索遗传物质的过程是漫长的，直到20世纪初期，人们仍普遍认为蛋白质是遗传物质。当时人们作出判断的理由不包括( ) A不同生物的蛋白质在结构上存在差异 B蛋白质与生物的性状密切相关 C蛋白质比DNA具有更高的热稳定性，并且能够自我复制 D蛋白质中氨基酸的不同排列组合可以贮存大量遗传信息 2. 格里菲思的肺炎双球菌转化实验如下： 将无毒的R型活细菌注入小鼠体内，小鼠不死亡； 将有毒的S型活细菌注入小鼠体内，小鼠患败血症死亡； 将加热杀死的S型细菌注入小鼠体内，小鼠不死亡； 将R型

7、活细菌与加热杀死的S型细菌混合后，注入小鼠体内，小鼠患败血症死亡。 根据上述实验，下列说法正确的是( )。 A整个实验证明了DNA是转化因子B实验、实验可作为实验的对照 C实验中的死亡小鼠体内S型活细菌毒性不能稳定遗传 D重复做实验与，得到同样的结果，说明S型活细菌由R型活细菌突变而来 【学习反思】 对照学习目标，你达到了哪些目标？还有哪些没有达到？学完这节课你还有什么疑问？第2课时：DNA是主要的遗传物质 噬菌体侵染细菌的实验【知识链接】1. 培养基（Medium）培养基（Medium）是供微生物、植物和动物组织生长和维持用的人工配制的养料，一般都含有碳水化合物、含氮物质、无机盐（包括微量元

8、素）以及维生素和水等。有的培养基还含有抗菌素和色素，用于单种微生物培养和鉴定。病毒因没有细胞结构，只能寄生在寄主细胞内，所以不能用普通培养基培养病毒。2. 噬菌体“侵染”细菌噬菌体T2有一个蛋白质的外壳，DNA裹在其中。当噬菌体T2侵染大肠杆菌时，它的尾部吸附在菌体上。然后，菌体内形成大量噬菌体，菌体裂解后，释放出几十个乃至几百个与原来侵染细菌一样的噬菌体T2。构成蛋白质的氨基酸中，甲硫氨酸和半胱氨酸含有硫，DNA中不含硫，所以硫只存在于T2噬菌体的蛋白质。相反，磷主要存在于DNA中，至少占T2噬菌体含磷量的99%。用放射性同位素35S标记蛋白质，32P标记DNA。宿主菌细胞分别放在含35S或

9、含32P的培养基中。宿主细胞在生长过程中就被35S或32P标记上了。然后用分别被35S或32P标记的细菌，并在这些细菌中复制增殖。宿主菌裂解释放出很多子代噬菌体，这些子代噬菌体也被标记上35S或32P。接着，用分别被35S，或32p标记的噬菌体去侵染没有被放射性同位素标记的宿主菌，然后测定宿主菌细胞带有的同位素。被35S标记的噬菌体所侵染的宿主菌细胞内很少有35S，而大多数35S出现在宿主菌细胞的外面。也就是说，35S标记的噬菌体蛋白质外壳在侵染宿主菌细胞后，并未进入宿主菌细胞内部而是留在细胞外面。被32P标记的噬菌体侵染宿主菌细胞后，测定宿主菌的同位素，发现32P主要集中在宿主菌细胞内。所以

10、噬菌体侵染宿主菌细胞时进入细胞内的主要是DNA。【自学探究】1. 某同学用含有放射性同位素的普通培养基培养噬菌体，不能得到被标记的噬菌体，为什么？你认为该如何标记噬菌体？2. 噬菌体有DNA和蛋白质两种组分，用35S和32P分别标记噬菌体的哪一种组分？用14C和18O等同位素可行吗，为什么？ 3. 阅读并观察教材P45图3-6，请回答：（1）实验过程中搅拌的目的是什么？离心的目的是什么？_ （2）离心后沉淀物与上清液各有什么成分？_、_。实验结果：“噬菌体侵染细菌实验”的实验结论：_。【随堂检测】1. 噬菌体在繁殖过程中利用的原料是 ( ) A噬菌体的核苷酸和氨基酸 B噬菌体的核苷酸和细菌的氨基酸 C细菌的核苷酸和氨基酸 D噬菌体的氨基酸和细菌的核苷酸 2噬菌体侵染细菌的实验不能说明（ ）ADNA是遗传物质 B. DNA能自我复制 C. DNA能控制性状 D. DNA能产生可遗传的变异 3如果用15N、32P、 35S标记噬菌体后，让其侵染细菌，在产生的子代噬菌体的组成结构成分中，能够找到的放射性元素情形为（ ） A.可在外壳中找到15N和35S B.可在DNA中找到15N和32PC.可在外壳中找到15N D.可在DNA中找到15N、32P、35S4噬菌体侵染细菌的实验中新噬菌体的蛋白质外壳是（ ） .在细菌的指导下，用细菌的物质合成 .在噬菌体