-苏教版-必修2-DNA是主要的遗传物质-教案

1、第一节DNA是主要的遗传物质新课标核心素养1.阐述肺炎链球菌体内和体外转化实验的过程，对比分析实验结论。2.阐述噬菌体侵染细菌实验的方法、过程及结论。3.理解“病毒的感染实验”，理解“DNA是主要的遗传物质”的内涵。1.生命观念理解DNA是主要的遗传物质，认知生命的共性及差异。2.科学思维感悟科学技术在生命科学探索过程中的作用。知识点(一)肺炎链球菌实验探索DNA是遗传物质1肺炎链球菌的类型(请连线)2格里菲斯的肺炎链球菌转化实验实验过程结果分析结论有生物活性的S型肺炎链球菌eq o(,sup7(注射)小鼠死亡eq o(,sup7(分离)S型肺炎链球菌S型肺炎链球菌有毒性加热杀死的S型肺炎链球

2、菌含有某种促使有生物活性的R型肺炎链球菌转化为有生物活性的S型肺炎链球菌的转化因子有生物活性的R型肺炎链球菌eq o(,sup7(注射)小鼠不死亡R型肺炎链球菌无毒性加热杀死的S型肺炎链球菌eq o(,sup7(注射)小鼠不死亡加热杀死的S型肺炎链球菌已失活，毒性消失有生物活性的R型肺炎链球菌和加热杀死的S型肺炎链球菌eq o(,sup7(混合后),sdo5(注射)小鼠死亡R型肺炎链球菌转化为S型肺炎链球菌，且性状可以遗传3艾弗里的肺炎链球菌转化实验(1)部分过程(2)在构成S型活细菌的DNA、RNA和蛋白质中，只有DNA能使R型细菌转化为S型细菌。(1)S型肺炎链球菌有毒性，R型肺炎链球菌无

3、毒性。()(2)加热杀死的S型细菌和R型细菌混合注射到小鼠体内，从小鼠尸体中提取到的细菌全部是S型细菌。()(3)格里菲斯认为加热杀死的S型细菌的DNA是转化因子。()(4)艾弗里的实验证明转化因子是DNA。()(5)格里菲斯和艾弗里分别用不同的方法证明DNA是遗传物质。()1(科学思维)格里菲斯将加热致死的S型细菌与R型活细菌混合后，注射到小鼠体内，小鼠死亡，并从死亡小鼠体内分离到了S型活细菌。研究表明，小鼠体内的两种细菌含量变化如图所示，请分析S型活细菌是怎样产生的。S型细菌是有毒性的，据此推测曲线bc段上升的原因是什么。提示：加热致死的S型细菌的DNA使R型细菌转化为S型活细菌。有毒的S

4、型细菌在小鼠体内增殖，导致小鼠的免疫力降低，R型细菌、S型细菌数量都增加。2(科学探究)从控制自变量的角度分析，艾弗里实验的基本思路是什么？在实际操作过程中最大的困难是什么？提示：从控制自变量的角度来看，艾弗里在每个实验组中提纯某一种物质，然后观察在没有这种物质的情况下，实验结果的变化。最大的困难是如何彻底提纯肺炎链球菌含有的某种物质(如核酸、蛋白质等)，避免其他物质的干扰。3(科学思维)两个肺炎链球菌实验有什么不同？提示：(1)方法不同：格里菲斯是利用肺炎链球菌进行体内转化实验，艾弗里是利用肺炎链球菌进行体外转化实验。(2)结论不同：格里菲斯的实验只是证明了S型细菌内存在某种转化因子，艾弗里

5、的实验则在格里菲斯实验的基础上，进一步证明了转化因子是DNA。1肺炎链球菌转化实验的部分过程如图所示。下列叙述正确的是()AS型肺炎链球菌的菌落为粗糙的，R型肺炎链球菌的菌落是光滑的BS型肺炎链球菌的DNA经加热后失活，因而注射S型肺炎链球菌后的小鼠仍存活C从病死小鼠中分离得到的肺炎链球菌只有S型肺炎链球菌而无R型肺炎链球菌D该实验未证明R型肺炎链球菌转化为S型肺炎链球菌是由S型肺炎链球菌的DNA引起的解析：选DS型肺炎链球菌的菌落光滑，R型肺炎链球菌的菌落粗糙，A错误；注射加热杀死的S型肺炎链球菌后的小鼠存活，B错误；S型肺炎链球菌中的某种转化因子可促使部分R型肺炎链球菌转化为S型肺炎链球菌

6、，因此从死亡小鼠中可分离得到S型肺炎链球菌和R型肺炎链球菌，C错误；该实验证明S型肺炎链球菌中存在某种转化因子，但不能证明转化因子是S型肺炎链球菌的DNA，D正确。2.下图表示肺炎链球菌的转化实验，下列相关叙述错误的是()ADNA酶的作用是水解S型细菌的DNAB结果1中S型细菌占绝大多数C该实验证明DNA是遗传物质D结果2中全部为R型细菌解析：选BDNA酶可以水解DNA，A正确；结果1中少数R型细菌转化为S型细菌，S型细菌占少数，B错误；该实验证明DNA是遗传物质，C正确；结果2中全部为R型细菌，D正确。归纳提升1肺炎链球菌体内转化实验和体外转化实验的比较项目体内转化实验体外转化实验培养细菌小

7、鼠体内培养基实验对照R型细菌与S型细菌的致病性对照S型细菌各组成成分的作用进行对照巧妙构思将加热杀死的S型细菌注射到小鼠体内作为对照实验来说明确实发生了转化用“酶解法”将细胞提取物中的某一物质分解、去掉，直接、单独地观察该种物质在实验中是否起作用实验结论S型细菌含有某种转化因子S型细菌的DNA是遗传物质联系(1)所用材料相同；(2)体内转化实验是体外转化实验的基础，体外转化实验是体内转化实验的延伸；(3)两个实验都遵循对照原则、单一变量原则2实验拓展分析(1)在加热杀死S型细菌的过程中，其DNA和蛋白质变性失活，但是其内部的DNA在加热结束后随温度的降低又逐渐恢复活性。(2)转化的实质是S型细

8、菌的DNA片段整合到了R型细菌的DNA中。(3)在转化实验中，使小鼠死亡的是S型细菌，不是S型细菌的DNA。(4)在转化实验中，只有少数的R型细菌转化为S型细菌，并非全部的R型细菌都发生转化。(5)艾弗里的实验证明了DNA是遗传物质，格里菲斯的实验没有证明DNA是遗传物质。知识点(二)噬菌体侵染细菌的实验进一步证明DNA是遗传物质1实验者：赫尔希和蔡斯。2实验方法：放射性同位素标记技术、微生物培养技术等。3实验材料：T2噬菌体。4设计思路：S是蛋白质的特征元素，P是DNA的特征元素，用不同的放射性同位素32P和35S分别标记DNA和蛋白质，直接、单独地观察它们的作用。5实验过程及结果6实验分析

9、：(1)噬菌体侵染细菌时，DNA进入细菌体内，而蛋白质外壳留在细菌外。(2)子代噬菌体的各种性状，是通过亲代的DNA来遗传的。7实验结论：DNA才是噬菌体真正的遗传物质。(1)T2噬菌体由蛋白质和DNA组成，P存在于DNA中，S几乎全部存在于蛋白质中。()(2)可以用含32P的培养基标记T2噬菌体的DNA。()(3)35S和32P分别标记了噬菌体的DNA和蛋白质。()(4)用含35S的噬菌体侵染细菌，经离心后，可在沉淀物中发现大量的放射性物质。()(5)赫尔希和蔡斯用35S和32P分别标记T2噬菌体，证明T2噬菌体的遗传物质是DNA。()1(生命观念)该实验能否标记C、H、O、N这些DNA和蛋

10、白质共有的元素？为什么？提示：不能。原因是该实验若标记C、H、O、N这些DNA和蛋白质共有的元素，则无法将DNA和蛋白质区分开。2(科学探究)本实验中离心、搅拌的目的分别是什么？提示：搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离；离心的目的是让重量较轻的噬菌体进入上清液中，离心管的沉淀物中留下被感染的大肠杆菌。3(科学探究)用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌时，发现沉淀物中放射性也较高，可能是什么原因造成的？用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌时，发现上清液中放射性也较高，可能是什么原因造成的？提示：(1)搅拌不充分，有少量含35S的噬菌体蛋白质外壳吸附在细菌表面，随细菌离心到沉淀物中。(2)保温时

11、间过短，部分噬菌体没有侵入大肠杆菌细胞内，经离心后分布于上清液中。保温时间过长，噬菌体在大肠杆菌内增殖后释放出子代，经离心后分布于上清液中。1下图是T2噬菌体侵染大肠杆菌实验的部分过程示意图，下列对此实验的有关叙述，正确的是()A本实验使用的被标记的噬菌体是接种在含有35S的培养基中获得的B本实验选用噬菌体作实验材料的原因之一是其结构组成只有蛋白质和DNAC实验中采用搅拌和离心等手段是为了把DNA和蛋白质分开再分别检测其放射性D在新形成的噬菌体中没有检测到35S，说明噬菌体的遗传物质是DNA不是蛋白质解析：选B病毒的繁殖离不开细胞，要标记噬菌体，应先标记大肠杆菌细胞，A错误；本实验选用噬菌体作

12、为实验材料是因为其结构组成只有蛋白质和DNA，B正确；实验中采用搅拌和离心等手段是为了把大肠杆菌和噬菌体的蛋白质外壳分开，C错误；仅用35S标记噬菌体蛋白质外壳做侵染细菌实验，在新形成的噬菌体中没有检测到35S，只能说明蛋白质外壳没有进入大肠杆菌内，而不能说明DNA是噬菌体的遗传物质，也不能说明蛋白质不是遗传物质，D错误。2用含(NH4)eq oal(35,2)SO4、KHeq oal(31,2)PO4的培养基培养大肠杆菌，再向大肠杆菌培养液中接种32P标记的T2噬菌体(S元素为32S)，一段时间后，检测子代噬菌体的放射性及S、P元素，下表中对结果的预测，最可能发生的是()选项放射性S元素P元

13、素A全部无全部32S全部31PB全部有全部35S多数32P，少数31PC少数有全部32S少数32P，多数32PD全部有全部35S少数32P，多数31P解析：选D大肠杆菌中含有35S标记的氨基酸和含31P的脱氧核苷酸，噬菌体的DNA被32P标记，侵染细菌时，蛋白质外壳不进入细菌，只有DNA进入，并以噬菌体DNA为模板，利用大肠杆菌提供的脱氧核苷酸，进行复制，合成子代噬菌体的DNA，子代噬菌体少数含32P，多数含31P；同时利用大肠杆菌提供的氨基酸合成噬菌体的蛋白质外壳，子代噬菌体全部含有35S。归纳提升1噬菌体侵染细菌的实验中上清液和沉淀物中的放射性分析(1)含32P的噬菌体侵染大肠杆菌(2)含

14、35S的噬菌体侵染大肠杆菌特别提醒有关噬菌体侵染细菌实验的两点提醒(1)该实验中，只有DNA进入细菌体内，DNA复制和蛋白质合成所需要的原料、能量和场所等均由宿主细胞大肠杆菌提供。(2)该实验中，沉淀物中放射性较高时，上清液中放射性并不是0；上清液中放射性较高时，沉淀物中放射性也并不是0。2肺炎链球菌体外转化实验和噬菌体侵染细菌实验的比较(1)实验设计思路的比较项目肺炎链球菌体外转化实验噬菌体侵染细菌实验思路相同设法将DNA与其他物质分开，或特异性地去除某一物质，单独、直接地研究它们各自的遗传功能处理方式的区别每个实验组选用提纯的某种物质单独去设置实验，从而鉴定出DNA是遗传物质同位素标记法：

15、分别标记DNA和蛋白质的特殊元素(32P和35S)(2)两个实验遵循相同的实验设计原则：单一变量原则、对照原则。(3)实验结论(或目的)的比较肺炎链球菌体外转化实验的结论：DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质。噬菌体侵染细菌实验的结论：DNA是遗传物质。该实验不能证明蛋白质不是遗传物质，因为蛋白质没有进入细菌体内。知识点(三)RNA是某些病毒的遗传物质1烟草花叶病毒(1)烟草花叶病毒(简称TMV)是一种较早被发现的RNA病毒，它由一个圆筒状的蛋白质外壳和RNA分子组成。能感染烟草，使其出现相应的病斑。(2)有科学家把TMV放在水和苯酚中震荡，使病毒的RNA和蛋白质分离，然后用RNA和蛋白质分别

16、去感染正常的烟草，结果发现只有被RNA感染的烟草叶片才发病。2RNA病毒重建实验(1)选材：烟草花叶病毒(TMV)和车前草病毒(HRV)。(2)过程及结果(3)结论：烟草花叶病毒和车前草病毒的遗传物质都是RNA。3真核生物细胞中的DNA是遗传物质，某些RNA病毒的RNA是遗传物质。由于绝大多数生物的遗传物质是DNA，所以说DNA是主要的遗传物质。(1)RNA是病毒的遗传物质。()(2)烟草花叶病毒的蛋白质可以感染烟草叶片。()(3)病毒的遗传物质是DNA或RNA。()(4)艾滋病病毒的遗传物质是DNA或RNA。()(5)烟草花叶病毒感染烟草实验说明RNA是遗传信息的传递者。()1(科学思维)烟

17、草花叶病毒的RNA和蛋白质分别感染烟草的实验说明什么问题？提示：由RNA和蛋白质构成的病毒可以在体外完成自我组装，并且在侵入宿主后可以繁殖后代，说明病毒有自己的遗传物质。2烟草花叶病毒(TMV)和车前草病毒(HRV)都能感染烟草，导致烟叶上出现圆形和三角形斑点(见图A)。有人将HRV的RNA和TMV的蛋白质结合在一起，形成一个类似“杂种”的新品系。用它进行侵染烟草实验，结果见图B。(1)(科学思维)B图中的ad分别说明了什么？提示：a.TMV的蛋白质外壳单独侵染烟草，没有病斑，说明没有侵染作用；bHRV的RNA单独侵染烟草，出现病斑，说明有侵染作用；cTMV的蛋白质外壳和HRV的RNA合成的新

18、品系，侵染烟草，出现的是HRV的三角病斑，说明有侵染作用；d“杂种”病毒产生的病毒后代，全属于HRV型。(2)(科学探究)B图所示整个实验证明了什么？提示：RNA是遗传物质、蛋白质不是遗传物质。下列关于遗传物质的说法，错误的是()真核生物的遗传物质是DNA原核生物的遗传物质是RNA细胞核中的遗传物质是DNA细胞质中的遗传物质是RNA甲型H1N1流感病毒的遗传物质是DNA或RNAABCD解析：选C细胞生物无论是真核生物还是原核生物，遗传物质都是DNA；凡是有细胞结构的生物，无论是细胞核中还是细胞质中，遗传物质都是DNA；甲型H1N1流感病毒是RNA病毒，遗传物质是RNA。归纳提升1烟草花叶病毒侵

19、染烟草实验(1)过程及结果(2)结论：在RNA病毒中，RNA是遗传物质。2不同生物的遗传物质项目细胞生物非细胞生物真核生物原核生物DNA病毒RNA病毒核酸种类DNA和RNADNA和RNADNARNA遗传物质DNADNADNARNA学习小结 1某研究人员模拟肺炎链球菌转化实验，进行了以下4个实验：R型活细菌的DNADNA酶加入S型活细菌注射入小鼠。S型活细菌的DNADNA酶加入R型活细菌注射入小鼠。R型活细菌DNA酶高温加热后冷却加入S型活细菌的DNA注射入小鼠。S型活细菌DNA酶高温加热后冷却加入R型活细菌的DNA注射入小鼠。以上4个实验中小鼠存活的情况依次是()A存活、存活、存活、死亡B存活

20、、死亡、存活、死亡C存活、死亡、存活、存活D死亡、存活、存活、存活解析：选DS型活细菌是致死型的，故小鼠死亡；DNA酶分解S型活细菌的DNA，故小鼠存活；R型活细菌高温加热被杀死，再加入S型活细菌的DNA，不能发生转化，故小鼠存活；S型活细菌高温加热被杀死，加入R型活细菌的DNA，小鼠也存活。2用R型和S型肺炎链球菌进行实验，其过程和结果如图所示。据图分析可知()ARNA是转化因子B蛋白质具有生物活性CDNA是转化因子DDNA是主要的遗传物质解析：选C本实验为肺炎链球菌转化实验的体外转化实验，图中只有加入DNA的一组才发生转化，与其他组形成对照，说明DNA是转化因子。3在探索遗传物质的过程中，

21、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(用32P标记的噬菌体侵染普通大肠杆菌培养物)，下列有关叙述中正确的是()A该组实验证明了DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质B将普通噬菌体放在含32P的培养液中即可得到32P标记的噬菌体C上清液检测到放射性的原因可能是步骤的时间过长或过短D该实验中运用了放射性同位素标记技术和差速离心技术解析：选C该组处理缺少对比实验，不能得出结论，A错误；噬菌体是病毒，没有细胞结构，不能独立生存，必须寄生于细菌细胞中，因此不能用含32P的培养液培养，B错误；该实验中，步骤培养的时间过长或过短都会导致上清液放射性增加，C正确；该实验中运用了放射性同位素标记技术和离心技术，但是没有使用差速离心技术，D错误。4下图表示科研人