導(dǎo)學(xué)案DNA是主要的遺傳物質(zhì)劉亞榮

1、DNA是主要的遺傳物質(zhì)【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1. 能簡(jiǎn)述“ DNA是主要的遺傳物質(zhì)”的探索過程及遺傳物質(zhì)的特點(diǎn)。2. 能說出“肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)”的實(shí)驗(yàn)原理和結(jié)論，并能構(gòu)建出肺炎雙球菌“體內(nèi)轉(zhuǎn)化 實(shí)驗(yàn)”和“體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)”的概念模型。3. 知道用放射性同位素標(biāo)記噬菌體外殼和核酸的原理，能構(gòu)建出“噬菌體侵染大腸桿菌” 的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ汀?. 知道煙草花葉病毒的遺傳物質(zhì)?！緦W(xué)習(xí)重點(diǎn)】1. “肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)”的實(shí)驗(yàn)思路和結(jié)論。2. “噬菌體侵染大腸桿菌實(shí)驗(yàn)”的實(shí)驗(yàn)過程和結(jié)果分析?！緦W(xué)習(xí)難點(diǎn)】1. 細(xì)菌“轉(zhuǎn)化”的實(shí)質(zhì)。2. 噬菌體“侵染”細(xì)菌的過程和結(jié)果?！緦W(xué)法指導(dǎo)】1. 結(jié)合導(dǎo)學(xué)案上的【知識(shí)鏈接】閱讀教材，完成自

2、學(xué)內(nèi)容。2. 小組討論，完成合作探究問題。【課時(shí)安排】2課時(shí)第1課時(shí):DNA是主要的遺傳物質(zhì)一肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)【知識(shí)鏈接】1. 菌落菌落是單個(gè)或少數(shù)細(xì)菌在固體培養(yǎng)基上大量繁殖時(shí)，形成的一種肉眼可見的、具有一定 形態(tài)結(jié)構(gòu)的子細(xì)胞群。每種細(xì)菌在一定條件下所形成的菌落，可以作為菌種鑒定的重要依據(jù)。2. 莢膜莢膜是細(xì)菌細(xì)胞壁外圍繞一層較厚的粘性、膠凍樣物質(zhì)。其化學(xué)成分隨細(xì)菌種類不同而有差異，多數(shù)細(xì)菌的莢膜成分為多糖，如肺炎雙球菌。莢膜的形成受遺傳物質(zhì) （基因）控制。莢膜與細(xì)菌的致病性有關(guān)，同時(shí)莢膜還能儲(chǔ)留水分能抗干燥，對(duì)保護(hù)細(xì)菌有作用。 莢膜本身并能抑制體內(nèi)殺菌物質(zhì)（如溶菌無毒性，但在機(jī)體內(nèi)保護(hù)細(xì)菌

3、抵抗吞噬細(xì)胞的吞噬及消化,酶）的殺菌作用，使細(xì)菌易在體內(nèi)大量繁殖致病。細(xì)菌若失去莢膜，致病力也隨之減弱或消失。3. “轉(zhuǎn)化”轉(zhuǎn)化指某一受體細(xì)菌通過直接吸收來自另一供體細(xì)菌的含有特定基因的脫氧核糖核酸（DNA片段，從而獲得了供體細(xì)菌的相應(yīng)遺傳性狀，這種現(xiàn)象稱為細(xì)菌轉(zhuǎn)化。例如：把肺炎雙球菌Rn型無毒株和加熱至 60C被殺死的S型有毒株，混合注射至小鼠 體內(nèi)，結(jié)果在小鼠體內(nèi)出現(xiàn)了生活的S川型有毒株，使小鼠患病死亡。并且這種具莢膜的有F. Griffith )毒株能世代相傳保持其特性。細(xì)菌轉(zhuǎn)化現(xiàn)象最初由英國(guó)細(xì)菌學(xué)家格里菲斯（于1928年發(fā)現(xiàn)，直至1944年美國(guó)科學(xué)家埃弗里（0. T. Avery ）等

4、人才證實(shí)了轉(zhuǎn)化因子是 脫氧核糖核酸，從而為遺傳學(xué)的發(fā)展作出了重大貢獻(xiàn)。在轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中，加熱至60C可殺死S型菌，但菌內(nèi)DNA未被破壞，其DNA中控制某些遺傳特性（如形成莢膜等）的基因片段通過轉(zhuǎn)化進(jìn)入R型菌，從而使R型菌獲得了形成莢膜等的特性。已發(fā)現(xiàn)在許多細(xì)菌中均能發(fā)生轉(zhuǎn)化現(xiàn)象，后來發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)在動(dòng)物體外也能獲得成功。自然界的轉(zhuǎn)化現(xiàn)象， 一般發(fā)生在同一物種或近緣物種中。 細(xì)菌轉(zhuǎn)化方法已被引入其他生物，例如采用原生質(zhì)體轉(zhuǎn)化法，可將外源DNA注入到不具攝取DNA能力的生物中，使其獲得某些新的特性?！咀詫W(xué)內(nèi)容】1. 遺傳物質(zhì)應(yīng)該具備的特點(diǎn)有哪些？2. 在20世紀(jì)20年代，為什么多數(shù)科學(xué)家認(rèn)為蛋白質(zhì)是遺傳

5、物質(zhì)?3. 完成下表菌落特點(diǎn)有無毒性S型菌R型菌做法4. 1928年，格里菲思的體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)（請(qǐng)同學(xué)自己整理，完成下面內(nèi)容） 第一組：現(xiàn)象第二組:做法現(xiàn)象第三組:做法現(xiàn)象第四組:做法現(xiàn)象格里菲思的結(jié)論:思考：從第組實(shí)驗(yàn)鼠體內(nèi)可分離出有毒性的S型活細(xì)菌說明了什么?5. 1944年，艾弗里的體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)（請(qǐng)同學(xué)自己整理，完成下面內(nèi)容）做法：第一組現(xiàn)象第二組做法:第三組做法:現(xiàn)象思考：如果用DNA酶分解從S型活細(xì)菌中提取的 DNA（填能否）使R型細(xì)菌發(fā)生轉(zhuǎn)化？為什么?【合作探究】1.艾弗里的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)有何巧妙之處?2.為什么艾弗里的實(shí)驗(yàn)結(jié)果仍會(huì)有人質(zhì)疑?【隨堂檢測(cè)】1探索遺傳物質(zhì)的過程是漫長(zhǎng)的，直到2

6、0世紀(jì)初期，人們?nèi)云毡檎J(rèn)為蛋白質(zhì)是遺傳物質(zhì)。當(dāng)時(shí)人們作出判斷的理由不包括 （）A.不同生物的蛋白質(zhì)在結(jié)構(gòu)上存在差異B.蛋白質(zhì)與生物的性狀密切相關(guān)C.蛋白質(zhì)比DNA具有更高的熱穩(wěn)定性，并且能夠自我復(fù)制D.蛋白質(zhì)中氨基酸的不同排列組合可以貯存大量遺傳信息2.格里菲思的肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)如下:將無毒的R型活細(xì)菌注入小鼠體內(nèi)， 小鼠不死亡； 將有毒的S型活細(xì)菌注入小鼠體內(nèi)，小鼠患敗血癥死亡；將加熱殺死的 S型細(xì)菌注入小鼠體內(nèi)，小鼠不死亡;將R型活細(xì)菌與加熱殺死的 S型細(xì)菌混合后，注入小鼠體內(nèi)，小鼠患敗血癥死亡。根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)，下列說法正確的是（）。A.整個(gè)實(shí)驗(yàn)證明了 DNA是轉(zhuǎn)化因子B.實(shí)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)可作為

7、實(shí)驗(yàn)的對(duì)照C.實(shí)驗(yàn)中的死亡小鼠體內(nèi)S型活細(xì)菌毒性不能穩(wěn)定遺傳D.重復(fù)做實(shí)驗(yàn)與，得到同樣的結(jié)果，說明S型活細(xì)菌由R型活細(xì)菌突變而來【學(xué)習(xí)反思】對(duì)照學(xué)習(xí)目標(biāo)，你達(dá)到了哪些目標(biāo)？還有哪些沒有達(dá)到？學(xué)完這節(jié)課你還有什么疑問?第2課時(shí):DNA是主要的遺傳物質(zhì) 一噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)【知識(shí)鏈接】1. 培養(yǎng)基（Medium）培養(yǎng)基（Medium）是供微生物、植物和動(dòng)物組織生長(zhǎng)和維持用的人工配制的養(yǎng)料，一般 都含有碳水化合物、含氮物質(zhì)、無機(jī)鹽（包括微量元素）以及維生素和水等。有的培養(yǎng)基還 含有抗菌素和色素，用于單種微生物培養(yǎng)和鑒定。病毒因沒有細(xì)胞結(jié)構(gòu)，只能寄生在寄主細(xì)胞內(nèi)，所以不能用普通培養(yǎng)基培養(yǎng)病毒。2.

8、噬菌體“侵染”細(xì)菌T2。噬菌體T2有一個(gè)蛋白質(zhì)的外殼， DNA裹在其中。當(dāng)噬菌體 T2侵染大腸桿菌時(shí)，它的尾 部吸附在菌體上。然后， 菌體內(nèi)形成大量噬菌體， 菌體裂解后，釋放出幾十個(gè)乃至幾百個(gè)與 原來侵染細(xì)菌一樣的噬菌體甲硫氨酸和半胱氨酸含有硫，DNA中不含硫，所以硫只存在于磷主要存在于DNA中，至少占T2噬菌體含磷量的99%用放射32P標(biāo)記DNA宿主菌細(xì)胞分別放在含 35S或含32P的培養(yǎng)基中。宿35S或32P標(biāo)記上了。然后用分別被 35S或32P標(biāo)記的細(xì)菌，并在這35S或構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸中，T2噬菌體的蛋白質(zhì)。相反， 性同位素35s標(biāo)記蛋白質(zhì)， 主細(xì)胞在生長(zhǎng)過程中就被 些細(xì)菌中復(fù)制增殖。

9、宿主菌裂解釋放出很多子代噬菌體，這些子代噬菌體也被標(biāo)記上 32P。接著，用分別被35s,或32p標(biāo)記的噬菌體去侵染沒有被放射性同位素標(biāo)記的宿主菌，然 后測(cè)定宿主菌細(xì)胞帶有的同位素。被35S標(biāo)記的噬菌體所侵染的宿主菌細(xì)胞內(nèi)很少有35s,而大多數(shù)35S出現(xiàn)在宿主菌細(xì)胞的外面。也就是說，35S標(biāo)記的噬菌體蛋白質(zhì)外殼在侵染宿主菌 細(xì)胞后，并未進(jìn)入宿主菌細(xì)胞內(nèi)部而是留在細(xì)胞外面。被32P標(biāo)記的噬菌體侵染宿主菌細(xì)胞后，測(cè)定宿主菌的同位素，發(fā)現(xiàn)32P主要集中在宿主菌細(xì)胞內(nèi)。所以噬菌體侵染宿主菌細(xì)胞時(shí)進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)的主要是DNA【自學(xué)探究】1. 某同學(xué)用含有放射性同位素的普通培養(yǎng)基培養(yǎng)噬菌體，不能得到被標(biāo)記的噬菌

10、體，為什 么？你認(rèn)為該如何標(biāo)記噬菌體？2. 噬菌體有DNA和蛋白質(zhì)兩種組分，用 35S和32P分別標(biāo)記噬菌體的哪一種組分？用14C和18O等同位素可行嗎，為什么？3.閱讀并觀察教材 P45圖3-6，請(qǐng)回答：（1）實(shí)驗(yàn)過程中攪拌的目的是什么？離心的目的是什么?（2）離心后沉淀物與上清液各有什么成分?O實(shí)驗(yàn)結(jié)果:（1）被標(biāo)記的噬菌體上淸液放射性.沅淀物放射性,培養(yǎng) 鈿苗12）和午標(biāo)記的噬菌體培養(yǎng)上涪液放射性.沉淀物放射性細(xì)菌gB|攪拌S離心“噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)”的實(shí)驗(yàn)結(jié)論:【隨堂檢測(cè)】1.噬菌體在繁殖過程中利用的原料是A.噬菌體的核苷酸和氨基酸）.噬菌體的核苷酸和細(xì)菌的氨基酸C.細(xì)菌的核苷酸和氨基酸.噬菌體的氨基酸和細(xì)菌的核苷酸2噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)不能說明（A. DNA是遺傳物質(zhì)B. DNAC. DNA能控制性狀3.如果用15N 32P、35S標(biāo)記噬菌體后,分中，能夠找到的放射性元素情形為（ A.可在外殼中找到15N和35SB.C.可在外殼中找到15nD. DNAD.）能自我復(fù)制能產(chǎn)生可遺傳的變異讓其侵染細(xì)菌，在產(chǎn)生的子代噬菌體的組成結(jié)構(gòu)成）可在DNA中找到15N和32P可在 DNA中找到 15N 32P、35S4. 噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)中新噬菌體的蛋白質(zhì)外殼是（ A .在細(xì)菌的DNA指導(dǎo)下，用細(xì)菌的物質(zhì)合成B .在噬菌體的DNA指導(dǎo)下，用噬菌