生物人教版高中必修二（2019年新编）3-1 DNA是主要的遗传物质（第2课时）教案

第3章基因的本质第1节DNA是主要的遗传物质（2）【教学目标】1、写出噬菌体的结构、特点及增殖的过程。2、写出并掌握标记噬菌体的方法及原因。3、图示并分析噬菌体侵染细菌的实验，掌握放射性分布不同的原因。4、阐述不同生物的遗传物质。【教学重难点】图示并分析噬菌体侵染细菌的实验，掌握放射性分布不同的原因。【教学过程】一、噬菌体侵染细菌的实验1952年，美国遗传学家赫尔希和他的助手蔡斯T2噬菌体为实验材料，利用放射性同位素标记技术，完成了另一个有说服力的实验。1、实验材料—T2噬菌体（1）结构T2噬菌体是一种专门寄生在大肠杆菌体内的病毒，它的头部和尾部的外壳都是由蛋白质构成的，头部含有DNA。（2）侵染过程：T2噬菌体侵染大肠杆菌后，就会在自身遗传物质的作用下，利用大肠杆菌体内的物质来合成自身的组成成分，进行大量增殖。当噬菌体增殖到一定数量后，大肠杆菌裂解，释放出大量的噬菌体。【拓展】噬菌体是感染细菌、真菌、放线菌等微生物的病毒的总称，作为病毒的一种，噬菌体具有病毒的一些特性：个体微小；不具有完整的细胞结构；含有一种核酸。（3）噬菌体的培养实验中不能直接用含有放射性同位素的培养基来培养噬菌体。噬菌体是营寄生生活的，不能直接用普通培养基培养，因此必须先用含有放射性物质的培养基培养细菌，再让噬菌体去侵染细菌。2、实验方法：放射性同位素标记法借助同位素原子具有的放射性来追踪某种物质运行和变化的过程。用35S标记一部分噬菌体的蛋白质，用32P标记另一部分噬菌体的DNA。3、实验过程第一步：标记大肠杆菌（1）大肠杆菌＋含35S的培养基→含35S的大肠杆菌（2）大肠杆菌＋含32P的培养基→含32P的大肠杆菌第二步：标记T2噬菌体（1）T2噬菌体＋含35S的大肠杆菌→含35S的T2噬菌体（2）T2噬菌体＋含32P的大肠杆菌→含32P的T2噬菌体第三步：用被标记的噬菌体侵染未被标记的细菌（1）含35S的T2噬菌体＋未标记的大肠杆菌→短时间保温、搅拌、离心→检测上清液和沉淀的放射性。搅拌的目的：使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离；离心的目的；让上清液中析出重量较轻的噬菌体颗粒，离心管的沉淀物中留下被侵染的大肠杆菌。结果：放射性主要分布在上清液中。（2）含32P的T2噬菌体＋未标记的大肠杆菌→短时间保温、搅拌、离心→检测上清液和沉淀的放射性。结果：放射性主要分布在离心管的沉淀物中。第四步：进一步观察发现，在细菌裂解释放出的噬菌体中，可以检测到32P标记的DNA，但不能检测到35S标记的蛋白质。4、实验结论：赫尔希和蔡斯的实验表明：噬菌体侵染细菌时，DNA进人细菌的细胞中，而蛋白质外壳仍留在细胞外。因此，子代噬菌体的各种性状，是通过亲代的DNA遗传的。DNA才是噬菌体的遗传物质。5、实验误差分析（1）用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌，理论上上清液应该无放射性，但是实际情况是上清液中有少量放射性。其原因可能是：①保温时间过短，部分噬菌体没有侵染到大肠杆菌细胞内，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，噬菌体在大肠杆菌内增殖导致大肠杆菌裂解后释放子代噬菌体，经离心后分布于上清液中，使上清液的放射性含量升高。③搅拌剧烈，使大肠杆菌破解，释放子代噬菌体。（2）用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌，理论上沉淀中应该无放射性，实际上沉淀物中有少量放射性。其原因是：由于搅拌不充分，有少量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，使沉淀物中出现少量的放射性。二、RNA某些病毒的遗传物质1、研究证明，遗传物质除DNA外，还有RNA。如：RNA病毒（不含有DNA，只含有蛋白质和RNA）实例：从烟草花叶病毒（RNA病毒）中提取的蛋白质，不能使烟草感染病毒，但是，从这些病毒中提取的RNA，却能使烟草感染病毒。因此，在这些病毒中，RNA是遗传物质。2、因为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。生物类型所含核酸遗传物质举例细胞生物真核生物DNA和RNADNA酵母菌、玉米、人原核生物细菌、蓝细菌非细胞生物大多数病毒仅有DNADNAT2噬菌体极少数病毒仅有RNARNA艾滋病病毒、SARS病毒【科学方法】自变量控制中的“加法原理”和“减法原理”在对照实验中，控制自变量可以采用“加法原理”或“减法原理”。（1）与常态比较，人为增加某种影响因素的称为“加法原理”。例如，在“比较过氧化氢在不同条件下的分解”的实验中，与对照组相比，实验组分别作加温、滴加FeCl,溶液、滴加肝脏研磨液的处理，就利