DNA是主要的遺傳物質(zhì)導(dǎo)學(xué)案用

1、第三章 基因的本質(zhì)第1節(jié) DNA是主要的遺傳物質(zhì)學(xué)習(xí)目標(biāo)： 1.掌握“DNA是主要的遺傳物質(zhì)”的探索過程，提升實驗分析能力。 2.小組合作，大膽質(zhì)疑，總結(jié)實驗設(shè)計思路。 3.激情投入，享受探索過程和學(xué)習(xí)成功的快樂。學(xué)習(xí)重點：肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗的原理和過程；噬菌體侵染細菌實驗的原理和過程。學(xué)習(xí)難點：肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗的原理和過程課前預(yù)習(xí)案導(dǎo)入：生物親子代間在形態(tài)，結(jié)構(gòu)功能上相似的現(xiàn)象是 在有性生殖的生物中承擔(dān)遺傳的橋梁是 精卵 細胞而在親子代細胞中保持穩(wěn)定的是細胞中 。它是由 和 兩種物質(zhì)組成的，在這兩種物質(zhì)中，究竟哪一種是遺傳物質(zhì)呢？它們各有什么特點？同時遺傳物質(zhì)有什么特點？一、對遺傳物質(zhì)的早

2、期推測 1.20世紀20年代的主導(dǎo)觀點：認為_是生物體的遺傳物質(zhì)。 2.對DNA的認識：（1）生物大分子：由許多 單體 聚合而成。 （3）基本組成單位 脫氧核苷酸 （3）化學(xué)組成：_、_和_三部分。 （4）種類： 4 種，差別在于 的不同。 （5）DNA和蛋白質(zhì)各方面的對比，哪個更適合為遺傳物質(zhì)？項目DNA蛋白質(zhì)組成元素細胞中的含量的多少結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的相對強弱是否具有多樣性細胞分裂時能否復(fù)制2、 肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實驗 （一）體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗（1928年， 格里菲思 ）： 1.比較兩種肺炎雙球菌（ 型細菌和 型細菌） 特征類型有無莢膜菌落特征（光滑、粗糙）有無毒性對小鼠是否致死R型細菌S型細菌 2.格

3、里菲思做的四組實驗過程及現(xiàn)象 第一組：R型活細菌注射小鼠結(jié)果： ，說明 R型細菌無毒性 。 第二組：S型活細菌注射小鼠結(jié)果： ，說明 S型細菌無毒性 。 第三組：S型死細菌注射小鼠結(jié)果： ，說明 加熱殺死的S型細菌無毒性 。 第四組：R型活細菌+S型死細菌注射小鼠結(jié)果： ，說明 加熱殺死的S型細菌能使R型細菌轉(zhuǎn)化為S型細菌 。 通過該組實驗，格里菲思得出推論： 。（二）肺炎雙球菌體外轉(zhuǎn)化實驗（1944年， 及其同事）： 1.實驗材料： S 型和 R 型細菌、細菌培養(yǎng)基。 2.實驗設(shè)計思路：把 DNA 與 其他物質(zhì) 分開，單獨研究它們各自的功能。 型 型 型 型 型分離提純S型細菌蛋白質(zhì)多糖DN

4、ADNA水解物分別與R型活細菌混合培養(yǎng) 3.實驗過程及現(xiàn)象： 4.結(jié)論： DNA 才是使R型細菌產(chǎn)生穩(wěn)定遺傳變化的物質(zhì)。三、噬菌體侵染細菌的實驗（1952年， 赫爾希 和 蔡斯 ） 1.T2噬菌體（1）結(jié)構(gòu)：頭部和尾部的外殼由 構(gòu)成，頭部含有 。 （2）與大腸桿菌的關(guān)系： 。（3）增殖特點：在自身遺傳物質(zhì)的作用下，利用 體內(nèi)的物質(zhì)合成自身成分，進行增殖。 2.實驗方法： （1）被35S標(biāo)記的噬菌體+細菌上清夜放射性很_沉淀物新噬菌體中_ 3.過程及現(xiàn)象（2）被32P標(biāo)記的噬菌體+細菌上清夜 _沉淀物放射性很_新噬菌體中含32P 4.實驗表明 （1）噬菌體侵染細菌時， 進入到細胞中，而 留在外面

5、。 （2）子代噬菌體的各種性狀是通過 來遺傳的。 5.結(jié)論： 是遺傳物質(zhì)，蛋白質(zhì)未起到遺傳作用四、RNA是遺傳物質(zhì)的證據(jù) 1.提取煙草花葉病毒的 不能使煙草感染病毒； 2.提取煙草花葉病毒的 能使煙草感染病毒。五、DNA是主要的遺傳物質(zhì) 1.絕大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是 ； 2.極少數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是 。 所以 是主要遺傳物質(zhì)； 是一切生物的遺傳物質(zhì)。預(yù)習(xí)自測 1.所有病毒的遺傳物質(zhì)是 （ ） A 都是DNA B 都是RNA C 是DNA和RNA D 是DNA或RNA 2.格里菲思的肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗證明了（ ）A.DNA是遺傳物質(zhì) B.RNA是遺傳物質(zhì) C.蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì) D.加熱殺死的S型

6、菌中含有“轉(zhuǎn)化因子” 3.四種脫氧核苷酸的不同取決于 （ ） A 五碳糖的種類 B 堿基的種類 C 磷酸分子的多少 D 堿基的排列順序 4.艾弗里及其同事研究肺炎雙球菌的方法是（ ） A 雜交實驗法 B同位素標(biāo)記法 C 病毒侵染法 D單獨直接觀察不同成分的作用 5.噬菌體侵染細菌的實驗證明（ ）A.RNA是遺傳物質(zhì) B.DNA是遺傳物質(zhì) C.蛋白質(zhì)是遺傳物質(zhì) D.多糖是遺傳物質(zhì)我的疑問 合作探究案探究點一：格里菲斯-肺炎雙球菌的體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗（1928年） 1.第4組實驗中R型活細菌與加熱殺死的S型細菌混合注射到小鼠體內(nèi)后，從死亡小鼠中是否只分離出了S型活細菌？從死亡小鼠體內(nèi)分離出的S型活菌是怎

7、么來的？格里菲斯的實驗?zāi)芊褡C明S型菌體內(nèi)的哪種物質(zhì)是轉(zhuǎn)化因子？為什么？ 不是，分離出了R型活細菌和S型活細菌，且R型活細菌數(shù)量多 不能，由于格里菲斯沒有將細菌中的各組分分開，所以他只能證明S菌體內(nèi)含有轉(zhuǎn)化因子2.格里菲思的體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗的意義體現(xiàn)在哪里？你認為是什么限制了格里菲思進一步探尋S型死菌中的什么物質(zhì)是轉(zhuǎn)化因子？格里菲思的體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗最先向遺傳物質(zhì)是蛋白質(zhì)觀點提出了挑戰(zhàn)，提出了當(dāng)時不同于大多數(shù)科學(xué)家觀點的結(jié)論：DNA才是使R型細菌產(chǎn)生穩(wěn)定遺傳變化的物質(zhì)。探究點二： 艾弗里-肺炎雙球菌體外轉(zhuǎn)化實驗（1944年） 1.艾弗里實驗設(shè)計中的關(guān)鍵設(shè)計思路是什么？如果把S型活細菌的DNA提取后，與活

8、的R型細菌混合，再注射到小鼠體內(nèi)，能否在小鼠體內(nèi)得到S型細菌，為什么？如果把S型活細菌的DNA提取后，直接注射到小鼠體內(nèi)，能否在小鼠體內(nèi)得到S型細菌，為什么？ 能，DNA是轉(zhuǎn)化因子可以使R型細菌轉(zhuǎn)化成S型細菌不能，S型菌的DNA能使R型菌轉(zhuǎn)化為S型菌的前提是S型菌的DNA能與R型菌的DNA發(fā)生重組，直接將S菌的DNA注入小鼠體內(nèi)，DNA分子會被小鼠體內(nèi)的DNA酶分解而失去作用如果小鼠體內(nèi)沒有R型菌，也無法轉(zhuǎn)化為S型菌。 2.實驗中也采用了對照實驗思想，哪些是對照實驗？實驗的自變量是什么？因變量是什么？做第4組實驗的目的是什么？通過對照實驗得到什么結(jié)論？ 相互對照，自變量加入的S型菌的提取物種類

9、不同，因變量培養(yǎng)基上是否產(chǎn)生S型菌目的證實DNA的酶解產(chǎn)物不是轉(zhuǎn)化因子，從反面證明DNA是遺傳物質(zhì)，而不是為證明DNA的水解產(chǎn)物不是遺傳物質(zhì)，盡管此實驗可以證明，但不是該實驗的目的。結(jié)論：DNA是遺傳物質(zhì)，而蛋白質(zhì)，多糖等不是 3.當(dāng)時為什么依然有人對艾弗里的實驗結(jié)論提出質(zhì)疑？你是否覺得持懷疑態(tài)度的人小題大做，為什么？要如何設(shè)計實驗才能讓人無可挑剔呢？探究點三：噬菌體侵染細菌實驗（1952年） 1.為什么赫爾希和蔡斯會選擇噬菌體作為研究材料？為什么選用35S和32P兩種同位素分別標(biāo)記蛋白質(zhì)和DNA？能否用14C和18O標(biāo)記噬菌體？能否將噬菌體直接培養(yǎng)在含放射性標(biāo)記的培養(yǎng)基中而獲得？為什么？ 不

10、能，因為DNA和蛋白質(zhì)都含有C和O 不能，因為噬菌體為寄生生活，故先培養(yǎng)細菌，再用細菌培養(yǎng)噬菌體，而不能直接用培養(yǎng)基培養(yǎng)噬菌體。 2.請你總結(jié)獲得32P噬菌體和35S噬菌體的過程： 3.在本實驗中為什么選用兩組噬菌體分別進行實驗？實驗中的自變量和因變量分別是什么？實驗中攪拌、離心的目的分別是什么？進行對照實驗， 自變量：標(biāo)記的元素種類不同 因變量：上清液和沉淀物的放射性攪拌和離心的目的書上（45頁） 4.用35S標(biāo)記的噬菌體實驗中主要在上清液檢測到放射性，而用32P標(biāo)記的噬菌體實驗中主要在沉淀中檢測到放射性，這結(jié)果說明什么？細菌裂解釋放出的噬菌體中，可以檢測到32P標(biāo)記的DNA分子，卻不能檢測

11、到35S標(biāo)記的蛋白質(zhì)，這一結(jié)果說明什么？ 5.思考拓展： 用35S標(biāo)記的噬菌體侵染大腸桿菌，理論上講，含35S標(biāo)記的蛋白質(zhì)均不能進入大腸桿菌內(nèi)，離心后全存在于上清液中，而實驗結(jié)果顯示沉淀物中也有少量的放射性，請分析原因。由于攪拌不充分，有少量35S標(biāo)記的噬菌體蛋白質(zhì)外殼仍吸附在菌體表面，隨細菌離心到沉淀物中，使沉淀物中出現(xiàn)少量放射性。用32P標(biāo)記的噬菌體侵染大腸桿菌，理論上上清液中應(yīng)不含放射性，下層沉淀物中應(yīng)具有很高的放射性，而實驗結(jié)果顯示離心后的上清液中也有少量的放射性，而下層沉淀物的放射性強度卻比理論值略低，請分析原因。 第一：保溫時間過短，有一部分噬菌體的DNA沒有侵染到大腸桿菌細胞內(nèi)，

12、經(jīng)離心后分布于上清液中。 第二：從噬菌體和大腸桿菌混合培養(yǎng)到離心機分離，這一段保溫時間過長，噬菌體在大腸桿菌內(nèi)增值后釋放子代噬菌體，經(jīng)離心后子代噬菌體分布于上清液中6.此實驗除了能證明DNA是遺傳物質(zhì)外，還能證明什么問題？ DNA能控制蛋白質(zhì)的合成，DNA能夠自我復(fù)制7.艾弗里和赫爾希等人的實驗材料具有哪些優(yōu)點？兩個實驗在設(shè)計思路上有相同的地方嗎？為什么赫爾希的實驗結(jié)論對支持DNA是遺傳物質(zhì)更有說服力？ 病毒和細菌做實驗材料的優(yōu)點：個體小，結(jié)構(gòu)簡單，容易看出因遺傳物質(zhì)改變導(dǎo)致的結(jié)果和功能的變化；繁殖快，細菌20-30分鐘就可繁殖一代，病毒短時間內(nèi)可大量繁殖。設(shè)法把DNA和蛋白質(zhì)分開，單獨的直接的去觀察他們的作用。探究點四：DNA是主要的遺傳物質(zhì)1.病毒的遺傳物質(zhì)是否都是RNA，請舉例說明。2.細胞核中的遺傳物質(zhì)是DNA，那么細胞質(zhì)中的遺傳物質(zhì)是DNA還是RNA？3. “肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實驗”和“噬菌體侵染細菌實驗”能證明DNA是主要遺傳物質(zhì)嗎？為什么？DNA是主要遺傳物質(zhì)指絕大多數(shù)的遺傳物質(zhì)是DNA這兩個實驗只能證明DNA是遺傳物質(zhì)，并不能證明DNA是主要遺傳物質(zhì)本節(jié)知識點小結(jié)：特別提醒 肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化的實質(zhì)和影響因素