高中生物 DNA是主要的遺傳物質導學案 新人教版必修2

1、第三章 基因的本質第一節(jié) DNA是主要的遺傳物質學習目標1、 總結“DNA是主要的遺傳物質”的探索過程。2、 分析證明DNA是主要的遺傳物質的實驗設計思路。3、 探討實驗技術在證明DNA是主要遺傳物質中的作用。學習重點1、 肺炎雙球菌轉化實驗的原理和過程。2、 噬菌體侵染細菌實驗的原理和過程。學習難點肺炎雙球菌轉化實驗的原理和過程。 自主學習一、 對遺傳物質的早期推測1、20世紀20年代，大多數科學家認為生物體的遺傳物質是 ，因為它是由多種 連接而成的生物大分子， 多種多樣的排列順序可能蘊涵著遺傳信息。2、20世紀30年代，人們認識到 是由許多脫氧核苷酸聚合而成的生物大分子，脫氧核苷酸的化學組

2、成包括 、 和 。脫氧核苷酸有 種，每一種有一個特定的 ，這一認識本可以使人們意識到DNA的重要性，但對DNA分子的結構沒有清晰的了解，所以遺憾的是蛋白質是遺傳物質的觀點仍占主導地位。討論：觀察圖31，總結幾種脫氧核苷酸的相同點和不同點。練一練：結合當時人們對DNA的認識，判斷下列哪種堿基不可能在DNA的結構中（ ） A、C B、U C、T D、A二、肺炎雙球菌的轉化實驗1、格里菲思的轉化實驗（體內轉化）、實驗材料：1928年，格里菲思以 為實驗材料。、實驗目的：研究 是如何使人患肺炎的。、肺炎雙球菌的類型： 特點類型莢膜菌落表面有無毒性是否致病S型R型提示 菌落：在固體培養(yǎng)基上單細菌大量繁殖

3、后，便可肉眼看到的細胞群。格里菲思的實驗過程及結果：R型活細菌+小鼠小鼠 ；S型活細菌+小鼠小鼠 ，并從小鼠體內分離出 ；加熱后殺死的S型細菌+小鼠小鼠 ；R型活細菌與加熱后殺死的S型細菌混合+小鼠小鼠 ，并從小鼠體內分離出 。把這些細菌培養(yǎng)后發(fā)現，其后代也是 ，即這種形狀的轉化是可以遺傳的。實驗結論：已經被加熱殺死的S型細菌中，必然含有某種促成R型細菌轉化為S型細菌的活性物質 。2、 艾弗里的轉化實驗（體外轉化）為了弄清楚轉化因子究竟是什么物質，艾弗里及其同事對S型細菌中的物質進行了 和鑒定。、實驗過程：從S型活細菌中提取出 、 和 等物質，然后將它們分別加入到培養(yǎng)了R型細菌的培養(yǎng)基中。、實

4、驗結果：只有加入 ，R型細菌才能夠轉化為S型細菌，并且DNA的純度越高，轉化就越有效。也就是說DNA才是遺傳物質，而蛋白質不是遺傳物質。如果用DNA酶分解從S型活細菌中提取的DNA，就 （能或不能）是R型細菌發(fā)生轉化。、結論： 才是使R型細菌產生穩(wěn)定遺傳變化的物質。提示：加熱引起蛋白質變性是導致S型細菌死亡的原因。但DNA在加熱結束后隨溫度的恢復又逐漸恢復其活性，所以加熱殺死的S型細菌的DNA被R型細菌吸收、整合、利用，使R型細菌轉化為S型細菌，表現出了有莢膜、有毒的性狀。練一練：肺炎雙球菌中的S型具有多糖類莢膜，R型則不具有。下列敘述錯誤的是（ ）A、培養(yǎng)R型活細菌時加S型細菌的多糖類物質，

5、能夠產生一些具有莢膜的細菌。B、培養(yǎng)R型活細菌時加S型細菌DNA的完全水解產物，不能產生具有莢膜的細菌。C、培養(yǎng)R型活細菌時加S型細菌的DNA，能夠產生具有莢膜的細菌。D、培養(yǎng)R型活細菌時加S型細菌的蛋白質，不能夠產生具有莢膜的細菌。三、噬菌體侵染細菌的實驗由于艾弗里實驗中提取出的DNA，純度最高時也還有0.02的 ，因此，仍有人對實驗結論表示懷疑。1952年，赫爾希和蔡斯以 為實驗材料，利用 的新技術，完成了一個更具說服力的實驗。1、 T2噬菌體結構：T2噬菌體是一種專門寄生在 體內的病毒，它的頭部和尾部的外殼是由 構成，頭部內含有 。增值特點：T2噬菌體侵染大腸桿菌后，就會在自身 的作用下

6、，利用 體內的物質來合成自身的組成成分，進行大量增值。當噬菌體增值到一定數量后， 裂解，釋放出大量的噬菌體。2、實驗方法： 。3、實驗過程及結果：第一步：標記大腸桿菌大腸桿菌+含有35S的培養(yǎng)基獲得含有 標記的大腸桿菌。大腸桿菌+含有32P的培養(yǎng)基獲得含有 標記的大腸桿菌。第二步：標記T2噬菌體噬菌體+含35S的大腸桿菌獲得蛋白質含有 標記的噬菌體。噬菌體+含32P的大腸桿菌獲得DNA含有 標記的噬菌體。第三步：用已分別標記的噬菌體分別侵染未被標記的大腸桿菌、35S標記的噬菌體+未被標記的大腸桿菌放射性同位素35S主要分布在 中。說明大腸桿菌體內沒有35S，35S分布在大腸桿菌體外。、32P標

7、記的噬菌體+未被標記的大腸桿菌放射性同位素32P主要分布在 中。說明32P主要分布在大腸桿菌體內，大腸桿菌體外幾乎沒有32P。4、結果分析噬菌體侵染細菌時， 進入到細菌的細胞中， 留在外面。子代噬菌體的各種形狀是通過親代的 遺傳的。5、實驗結論： 才是真正的遺傳物質。6、噬菌體侵染細菌實驗說明DNA能自我復制，使前后代保持一定的連續(xù)性。DNA能控制蛋白質的生物合成。討論：1、在實驗中攪拌和離心的目的。 2、在實驗中，為什么選擇35S和32P這兩種同位素分別對蛋白質和DNA標記？用14C和18O同位素標記可行嗎？四、RNA也可作為遺傳物質煙草花葉病毒由 和蛋白質組成。煙草花葉病毒的蛋白質侵染煙草

8、煙草 病毒。煙草花葉病毒的DNA侵染煙草煙草 病毒結論：煙草花葉病毒中 是遺傳物質。討論：當生物體內既有DNA，又有RNA存在時，哪個是遺傳物質？練一練：關于病毒遺傳物質的敘述，下列哪一項是正確的（ ）A、都是脫氧核糖核酸 B、都是核糖核酸C、脫氧核糖核酸和核糖核酸 D、有的是脫氧核糖核酸，有的是核糖核酸提示：病毒中只有一種核酸，DNA或RNA，因此病毒可以分為DNA病毒（T2噬菌體、乙肝病毒、天花病毒等）和RNA病毒（艾滋病病毒、流感病毒、SARS病毒、煙草花葉病毒等）。前者的遺傳物質是DNA，后者的遺傳物質是RNA。五、DNA是主要的遺傳物質1、原核生物和真核生物的遺傳物質都是 ，所以具有

9、細胞結構的生物，其遺傳物質是 2、病毒的遺傳物質是 。3、 是主要的遺傳物質。知識總結1、肺炎雙球菌轉化實驗和噬菌體侵染細菌實驗的設計比較：這兩個實驗都是證明DNA是生物的遺傳物質的直接實驗證據，兩者在實驗設計、實驗結論等方面既有共同性也有細微的差別。實驗設計思路比較艾弗里實驗噬菌體侵染細菌實驗思路相同設法將DNA與其他物質分開，單獨地直接研究它們各自不同的遺傳功能。處理方式的區(qū)別直接分離：分離S型細菌的DNA、多糖、蛋白質等，分別與R型細菌混合培養(yǎng)同位素標記法：分別標記DNA和蛋白質的特殊元素(32P和35S)兩個實驗遵循相同的實驗設計原則對照原則實驗結論比較 肺炎雙球菌轉化實驗的結論：證明

10、DNA是遺傳物質，蛋白質不是遺傳物質。噬菌體侵染細菌實驗的結論：證明DNA是遺傳物質，不能證明蛋白質不是遺傳物質，因為蛋白質沒有進入細菌體內。2、噬菌體侵染大腸桿菌實驗，注入大腸桿菌體內的物質是被32P標記的DNA，而被標記35S的蛋白質外殼未進入大腸桿菌細胞內。在大腸桿菌細胞內以噬菌體的DNA為模板，利用大腸桿菌體內的原料（脫氧核苷酸、氨基酸）合成子代的噬菌體。3、如何理解DNA是主要的遺傳物質？關于“DNA是主要的遺傳物質”這一說法，有些同學認為，這是由于DNA在細胞中的含量大，另有些同學認為這是因為DNA在遺傳中較RNA起著主要作用，顯然這些觀點都是錯誤的。事實上，目前的大量科學研究證明

11、，只有少數生物的遺傳物質是RNA，而大多數生物的遺傳物質是DNA，所以DNA是主要的遺傳物質。4、結合肺炎雙球菌的轉化實驗和噬菌體侵染大腸桿菌實驗，分析DNA作為遺傳物質所具備的特點。分子結構具有相對穩(wěn)定性； 能夠自我復制，使前后代保持一定連續(xù)性；能夠指導蛋白質的合成，從而控制新陳代謝過程和性狀； 能夠產生可遺傳變異。鞏固提升1、噬菌體侵染細菌的實驗中，噬菌體復制DNA的原料是（ ） A.噬菌體的核糖核苷酸 B.噬菌體的脫氧核苷酸C.細菌的核糖核苷酸 D.細菌的脫氧核苷酸2、噬菌體侵染細菌的實驗中，子代噬菌體外殼的蛋白質是（ ）A在噬菌體DNA指導下，用細菌的物質合成的。B在細菌內DNA指導下，用細菌的物質合成的。C在噬菌體DNA指導下，用噬菌體的物質合成的。D在細菌內DNA指導下，用噬菌體的物質合成的。3、金魚的體細胞中既含有DNA，也含有RNA。DNA主要存在于細胞核中，RNA主要分布在細胞質中，那么金魚細胞質中的遺傳物質是（ ）A.RNA B.DNA C.DNA和RNA D.DNA或RNA4、格里菲思用肺炎雙球菌在小鼠身上進行了著名的轉化實驗，此實驗結果（ ） A.證明了