優(yōu)品課件之遺傳因子的發(fā)現(xiàn)

1、優(yōu)品課件 遺傳因子的發(fā)現(xiàn) 教學(xué)目標(biāo) （一）知識(shí)目標(biāo) 掌握證明DNA是遺傳物質(zhì)的兩個(gè)實(shí)驗(yàn)的過程和原理，以及從實(shí)驗(yàn)中得 出的結(jié)論（DNA是遺傳物質(zhì)）。 （二）能力目標(biāo) 通過重演科學(xué)家發(fā)現(xiàn)DNA是主要遺傳物質(zhì)的過程，學(xué)會(huì)科學(xué)研究的方 法和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本步驟。 （三）情感目標(biāo) 1、概述人類對(duì)遺傳物質(zhì)的探索過程，認(rèn)同科學(xué)認(rèn)識(shí)是不斷深化、不 斷完善的過程。 2、通過學(xué)生自己設(shè)計(jì)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)分析問題、解決問題的能力， 發(fā)展科學(xué)思維和創(chuàng)新的能力。 （四）重點(diǎn)難點(diǎn) 1、重點(diǎn)：肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)和噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)的原理和過程。 2、難點(diǎn)：肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)的原理和過程。 課時(shí)說明 本節(jié)內(nèi)容1課時(shí)，授課過程（

2、包括與學(xué)生的互動(dòng)）大約用時(shí) 30 min, 例題解析以隨堂練習(xí)的方式完成，課后練習(xí)可作為作業(yè)。對(duì)于例題解 析和課后練習(xí)可根據(jù)時(shí)間情況靈活選用。 導(dǎo)入：有趣的生物遺傳現(xiàn)象 1、種瓜得瓜，種豆得豆。 2、龍生龍，鳳生鳳，老鼠的兒子會(huì)打洞。 另外，“老子英雄兒好漢” “將門生虎子”也在一定程度上說明了遺 傳的作用（這兩句俗語還要考慮家庭教養(yǎng)環(huán)境的影響，與本文無關(guān)， 不再贅述）。 概括：生物親代與子代之間，在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理功能上常常相似， 這就是遺傳現(xiàn)象。 一、人類對(duì)遺傳本質(zhì)的探究 19世紀(jì)中葉，孟德爾通過植物的雜交實(shí)驗(yàn)提出生物的每一個(gè)性狀都 是通過遺傳因子（后稱基因）來傳遞的。遺傳因子在體細(xì)胞中成

3、對(duì)存 在，在減數(shù)分裂形成的配子中成單存在，配子結(jié)合（受精作用）后， 遺傳因子又恢復(fù)到成對(duì)狀態(tài)。 19世紀(jì)末，科學(xué)家研究了生物生殖過程中細(xì)胞的有絲分裂、減數(shù)分 裂和受精過程，了解到染色體的活動(dòng)有一定的規(guī)律：體細(xì)胞（2N）; 配子（N）;受精卵（2N）。 據(jù)此，有人設(shè)想：莫非遺傳因子就是染色體，一條染色體就是一個(gè)遺 傳因子？這不可能，因?yàn)樯锏男誀詈芏?，而染色體的數(shù)目有限。那 么，一定是一個(gè)染色體上有許多個(gè)遺傳因子（基因）?；谶@樣的認(rèn) 識(shí)，1903年薩頓和鮑維里提出遺傳因子存在于染色體上的假說。后 來事實(shí)證明了這一點(diǎn)。 仲老師語錄： 在人類前行的文明史上，每一個(gè)偉大的假設(shè)都跟隨著一個(gè)偉大的發(fā) 現(xiàn)

4、。：） 在證明DNA是遺傳物質(zhì)還是蛋白質(zhì)是遺傳物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)中最關(guān)鍵的設(shè) 計(jì)思路是什么？ （必須將蛋白質(zhì)與DNA分開，單獨(dú)、直接地觀察它們的作用，才能確 定究竟誰是遺傳物質(zhì)。） 二、DNA乍為遺傳物質(zhì)具備的條件 1、分子結(jié)構(gòu)具有相對(duì)的穩(wěn)定性，但在特殊情況下又能產(chǎn)生可遺傳的 變異； 2、能自我復(fù)制，前后代保持一定的（連續(xù)性）； 3、能指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成，從而控制生物的新陳代謝和性狀； 4、具有存儲(chǔ)巨大數(shù)量遺傳信息的能力。 什么結(jié)構(gòu)或物質(zhì)具備這些條件呢? 三、核酸（DNA RNA是遺傳物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)證據(jù) 證據(jù)一：肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn) （一）格里菲思細(xì)菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn) 1、兩種菌落的比較 DNA是遺傳物質(zhì) 菌落 莢

5、膜 毒性 R型細(xì)菌菌落 粗糙 無莢膜 無毒 S型細(xì)菌菌落 光滑 有莢膜 有毒 2、實(shí)驗(yàn)過程 3、小結(jié) 步驟 方法 現(xiàn)象 結(jié)論 1 R菌活菌注射 小白鼠正常 R菌無毒性 2 S菌活菌注射 小白鼠死亡 S菌能使小白鼠致病 3 S菌咼溫火活 小白鼠正常 加熱殺死的S菌不使小白鼠致死 4 高溫滅活：S菌+R菌 小白鼠死亡 死亡的S菌中可能有使R菌轉(zhuǎn)化因子 5 提取4實(shí)驗(yàn)死鼠 發(fā)現(xiàn)S活菌 死亡的S菌能使R菌轉(zhuǎn)化為S菌 為什么第四組實(shí)驗(yàn)將R型活細(xì)菌和加熱殺死后的S型細(xì)菌混合后注射 到小鼠體內(nèi)，導(dǎo)致小鼠死亡？（因?yàn)镽型細(xì)菌轉(zhuǎn)化成了 S型細(xì)菌，使 小鼠患敗血癥而死亡.） 格里菲思實(shí)驗(yàn)的結(jié)論是什么？ 實(shí)驗(yàn)結(jié)論：

6、已經(jīng)被加熱殺死的S型細(xì)菌中，必然含有某種促成這一轉(zhuǎn) 化的活性物質(zhì)（轉(zhuǎn)化因子）。 （二）艾弗里DNA?；瘜?shí)驗(yàn)（圖解） 艾弗里的思路 1實(shí)驗(yàn)材料：選用肺炎雙球菌。2 .假設(shè):DNA是遺傳物質(zhì)。3 .實(shí) 驗(yàn)操作：將S型細(xì)菌中的多糖、 蛋白質(zhì)、脂類和DNA等提取出來， 分別與R型細(xì)菌進(jìn)行混合。 4. 預(yù)期結(jié)果：只有DNA與 R型細(xì)菌進(jìn)行混合，才能使 R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化 成S型細(xì)菌。 5. 實(shí)驗(yàn)結(jié)果：與預(yù)期結(jié)果吻合。 6. 分析結(jié)論：DNA是遺傳物質(zhì)。 由此可見，科學(xué)家是設(shè)法把DNA與蛋白質(zhì)分開，從而單獨(dú)地、直接地 去觀察DNA勺作用。 但是，艾弗里轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)所使用的DNA中仍然含有極少量的蛋白質(zhì)。因 此人們認(rèn)

7、為不能完全排除蛋白質(zhì)的作用。 那么，還有沒有更具有說服 力的方法來證明DNA是遺傳物質(zhì)呢？ 證據(jù)二：噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)DNA是遺傳物質(zhì) 實(shí)驗(yàn)過程及結(jié)果： 親代噬菌體 寄主細(xì)胞內(nèi) 子代噬菌體 實(shí)驗(yàn)結(jié)論 第一組實(shí)驗(yàn) 32P標(biāo)記DNA 有32P標(biāo)記DNA DNA有 32P標(biāo)記 DNA分子具有連續(xù)性，是遺傳物質(zhì) 第二組實(shí)驗(yàn) 35S標(biāo)記蛋白質(zhì) 無35S標(biāo)記蛋白質(zhì) 外殼蛋白質(zhì)無35S :某些不含有DNA的病毒，其遺傳物質(zhì)又是什么呢？ 證據(jù)三：煙草花葉病毒侵染煙草的實(shí)驗(yàn)RNA也是遺傳物質(zhì) 結(jié)論：RNA也是遺傳物質(zhì)，蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)。 四、“千淘萬漉雖辛苦，吹盡黃沙始到金”：結(jié)論 想一想： 為什么說：“

8、DNA是主要的遺傳物質(zhì)，染色體是遺傳物質(zhì)的主要載 體？” DNA（脫氧核糖核酸） 核酸（一切生物的遺傳物質(zhì)） RNA（核糖核酸） 五、“欲窮千里目，更上一層樓”（超越科學(xué)家）：自主探究 艾弗里的實(shí)驗(yàn)雖然得到了大多數(shù)科學(xué)家的認(rèn)可， 但仍然有人提出了異 議。你能分析一下這個(gè)實(shí)驗(yàn)存在哪些不足嗎？應(yīng)該怎樣改進(jìn)呢？ 六、“黃沙百戰(zhàn)穿金甲，不破樓蘭終不還”：例題解析 【例1】將分離后的S型有莢膜肺炎雙球菌的蛋白質(zhì)外殼與 R型無莢 膜的肺炎雙球菌混合注入小白鼠體內(nèi)， 小白鼠不死亡，從其體內(nèi)分離 出來的仍是R型肺炎雙球菌。將分離后的S型肺炎雙球菌的DNA與 R 型肺炎雙球菌混合注入小白鼠體內(nèi)，則小白鼠死亡，并

9、從體內(nèi)分離出 來了 S型有莢膜的肺炎雙球菌。以上實(shí)驗(yàn)說明（） A R型和S型肺炎雙球菌可以互相轉(zhuǎn)化 B、S型的蛋白質(zhì)外殼可誘導(dǎo) R型轉(zhuǎn)化為S型 C S型的DNA可誘導(dǎo)R型轉(zhuǎn)化為S型，說明了 DNA是遺傳物質(zhì) D R型的DNA可使小鼠致死 【答案】C 【解析】將分離后的S型有莢膜肺炎雙球菌的蛋白質(zhì)外殼與 R型無莢 膜的肺炎雙球菌混合注入小白鼠體內(nèi)， 小白鼠不死亡，說明S型有莢 膜肺炎雙球菌的蛋白質(zhì)不能控制產(chǎn)生出能致死的S型的肺炎雙球菌。 將分離后的S型肺炎雙球菌的DNA與 R型肺炎雙球菌混合注入小白鼠 體內(nèi)則小白鼠死亡，并從體內(nèi)分離出來了 S型有莢膜的肺炎雙球菌， 說明S型肺炎雙球菌的DNA能控

10、制形成新的S型有莢膜肺炎雙球菌， 使生物致死。說明DNA是遺傳物質(zhì)。 【例2】用DNA酶處理過的S型細(xì)菌不能使R型細(xì)菌發(fā)生轉(zhuǎn)化。下列 關(guān)于這一實(shí)驗(yàn)的敘述，不正確的是（） A、這個(gè)實(shí)驗(yàn)是為了證實(shí)DNA勺分解產(chǎn)物不是遺傳物質(zhì)。 B、這個(gè)實(shí)驗(yàn)是為了從反面證明 DNA是遺傳物質(zhì)。 C這個(gè)實(shí)驗(yàn)證實(shí)DNA勺分解產(chǎn)物不是“轉(zhuǎn)化因子”。 D這個(gè)實(shí)驗(yàn)是艾弗里關(guān)于遺傳物質(zhì)研究的重要工作之一。 【答案】A 【解析】這是艾弗里在證明DNA是遺傳物質(zhì)的過程中，為了進(jìn)一步從 反面證明DNA是遺傳物質(zhì)而做的一個(gè)實(shí)驗(yàn)，它是關(guān)于遺傳物質(zhì)研究的 一個(gè)重要組成部分，其主要目的在于從反面證明 DNA是遺傳物質(zhì)，而 不是為了證明DNA

11、勺分解產(chǎn)物是不是遺傳物質(zhì)。 【例3】噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)中，子代噬菌體的蛋白質(zhì)外殼是（） A、在噬菌體DNA勺指導(dǎo)下，用細(xì)菌的物質(zhì)合成的 B、在細(xì)菌DNA勺指導(dǎo)下，用細(xì)菌的物質(zhì)合成的 C在噬菌體DNA勺指導(dǎo)下，用噬菌體的物質(zhì)合成的 D在細(xì)菌DNA勺指導(dǎo)下，用噬菌體的物質(zhì)合成的 【答案】A 【解析】當(dāng)噬菌體侵染細(xì)菌時(shí)，注入到細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)的只有噬菌體 DNA 子代噬菌體的蛋白質(zhì)外殼和 DNA都是在噬菌體DNA勺指導(dǎo)下，用細(xì)菌 的氨基酸和脫氧核苷酸合成的。 【例4】下列能通過噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)過程證實(shí)的是 () A DNA能產(chǎn)生可遺傳的變異B、DNA是遺傳物質(zhì) C DNA能自我復(fù)制D、DNA能控制蛋白

12、質(zhì)合成 【答案】B、C、D 【解析】此實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的子代噬菌體與親代噬菌體相似，無可遺傳變異 產(chǎn)生。因親代噬菌體的DNA進(jìn)入細(xì)菌體內(nèi)，蛋白質(zhì)外殼留在外面，所 以完成DNA復(fù)制、指導(dǎo)子代噬菌體蛋白質(zhì)外殼的形成等過程都是親代 噬菌體DNA分子的作用，同時(shí)證明了 DNA是遺傳物質(zhì)。 噬菌體成分 細(xì)菌成分 核苷酸標(biāo)記 32P 31P 氨基酸標(biāo)記 32S 35S 【例5】某科學(xué)家做“噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)”時(shí)，分別用同位素32P 和35S做了標(biāo)記(見下表)：此實(shí)驗(yàn)所得結(jié)果是子噬菌體和母噬菌體的 外形及侵染細(xì)菌的特性均相同。請(qǐng)分析： (1) 子噬菌體的DNA分子中含有的上述元素是； (2) 子噬菌體的蛋白質(zhì)分子中

13、含有的上述元素是； (3) 此實(shí)驗(yàn)說明了 。 【答案】(1) 32P、31P; (2) 35S ; (3)DNA是遺傳物質(zhì)。 【解析】在噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)中，噬菌體的DNA被注入細(xì)菌細(xì)胞 內(nèi)，并在細(xì)菌內(nèi)以細(xì)菌的核苷酸為原料，以噬菌體的DNA分子為模板 合成許多和親代噬菌體一樣的 DNA這樣在細(xì)菌內(nèi)新形成的子代噬菌 體的DNA既有以細(xì)菌內(nèi)的核苷酸為原料新合成的 DNA鏈，又有原來注 入到細(xì)菌體內(nèi)的親代噬菌體DNA鏈。所以子噬菌體的DNA分子中含有 的上述元素是31P與32P。在噬菌體侵染細(xì)菌的過程中，在噬菌體DNA 注入細(xì)菌內(nèi)時(shí)，噬菌體的蛋白質(zhì)外殼留在細(xì)菌細(xì)胞外面。 而子代噬菌 體的蛋白質(zhì)外殼

14、則是以細(xì)菌內(nèi)的氨基酸為原料合成的。 所以子噬菌體 的蛋白質(zhì)外殼含35S元素。從上述分析得知子代噬菌體的DNA含親代 噬菌體DNA中核苷酸的32P,說明親代噬菌體的DNA傳遞到了子代， 保持了遺傳物質(zhì)的連續(xù)性，因此DNA是遺傳物質(zhì)。同樣分析能說明蛋 白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)。 【例6】下圖中，煙草花葉病毒(TMV)與車前草病毒(HRV)的結(jié)構(gòu)如A B,侵染作物葉片的癥狀如C D (1) 用E去侵染葉片F(xiàn)時(shí)，葉片F(xiàn)患病的病狀與 相同。 (2) F上的病毒的蛋白質(zhì)外殼是以 為模板，以 為場(chǎng)所合成的，所需 的氨基酸來自。 (3) E的子代病毒的各項(xiàng)特性都是由 決定的。 本實(shí)驗(yàn)證明。 【答案】 (1)車前草病毒

15、致病癥狀；(2)HRV的RNA作物葉片F(xiàn)細(xì)胞的核糖體； 作物葉片F(xiàn)細(xì)胞內(nèi)的氨基酸；(3)HRV的RNA (4)RNA是遺傳物質(zhì)。 【解析】TMV與HRV兩種病毒都是由RNA和蛋白質(zhì)外殼組成，當(dāng)以 HRV勺R(shí)NA和TMV勺蛋白質(zhì)組成新的病毒，侵染煙草后，煙草表現(xiàn)為 HRV勺患病癥狀，說明遺傳物質(zhì)是 RNA而不是蛋白質(zhì)。 七、“紙上得來終覺淺，絕知此事要躬行”：課后練習(xí) (一)選擇題 1、下列、均是遺傳物質(zhì)應(yīng)具有的特點(diǎn)。噬菌體侵染細(xì) 菌實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蛑苯幼C實(shí)DNA乍為遺傳物質(zhì)具有的特點(diǎn)是() 分子結(jié)構(gòu)具有相對(duì)的穩(wěn)定性 能夠自我復(fù)制，保持前后代的連續(xù) 性 能通過指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成，控制生物性狀能產(chǎn)生可遺傳的變

16、異 A.B .C.D. 2、下列只含一種核酸的生物是() A.病毒B .酵母菌C .小麥D .變形蟲 3、(1997年上海高考試題)關(guān)于病毒遺傳物質(zhì)的敘述中，正確的是 () A、都是脫氧核糖核酸B、都是核糖核酸 C同時(shí)存在脫氧核糖核酸和核糖核酸D、有的是脫氧核糖核酸，有 的是核糖核酸 4、染色體和DNA勺關(guān)系是() (1)DNA位于染色體上，(2)染色體就是DNA (3)DNA是染色體的主 要成分， (4) 染色體和DNA都是遺傳物質(zhì)，(5)每條染色體上含有一個(gè)DNA分 子 A (1)(3)(5) B 、(2)(3) C 、(3)(4) D 、(3)(4)(5) 5、噬菌體侵染細(xì)菌過程中合成的

17、 DNA屬于() A、細(xì)菌的B、噬菌體的C、細(xì)菌或噬菌體的D、細(xì)菌和噬菌體的 6、生物界形形色色、豐富多彩的根本原因在于() A、蛋白質(zhì)的多種多樣B、DNA分子的復(fù)雜多樣 C自然環(huán)境的多種多樣D、非同源染色體組合形式多樣 7、用噬菌體去感染體內(nèi)含32P的細(xì)菌，在細(xì)菌解體后含32P的是() A、子代噬菌體DNA B子代噬菌體蛋白質(zhì)外殼 C、子代噬菌體所有 部分D、子代噬菌體不含32P 8注射后能使小白鼠因患敗血病而死亡的是() A R型肺炎雙球菌B、加熱殺死后的R型肺炎雙球菌 C加熱殺死后的S型肺炎雙球菌D、加熱殺死后的S型肺炎雙球菌 與R型細(xì)菌混合 9、蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)的原因之一是 () A

18、、它的含量很少B、它不能自我復(fù)制C、它與新陳代謝無關(guān)D、它 的種類很多 10、肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中，發(fā)現(xiàn)無毒R型和被加熱殺死的有毒S型 細(xì)菌混合后，在小鼠體內(nèi)找到了下列類型的細(xì)菌（） A、無毒R型、有毒S型B、有毒R型、無毒S型C、有毒R型、有 毒S型D、無毒R型、無毒S型 二、填空題 1、 通過對(duì)生殖過程中，細(xì)胞的 、和過程進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn) 在此過 程中具有一定性和性。 2、 作為遺傳物質(zhì)必須具備哪些特點(diǎn)：； 3、通過哪些實(shí)驗(yàn)?zāi)茏C明核酸是遺傳物質(zhì)？； 4將有莢膜的S型肺炎鏈球菌注入到小白鼠體內(nèi)會(huì)導(dǎo)致小白鼠因 而死亡，而無莢膜的R型細(xì)菌，但如果將R型細(xì)菌與加熱殺死 后的S型細(xì)菌混合再注入到小白鼠體內(nèi)則 ，此實(shí)驗(yàn)說明S型 細(xì)菌體內(nèi)存在著能使R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化成S型細(xì)菌的，經(jīng)實(shí)驗(yàn)證 明這種物質(zhì)