生物dna是主要的遺傳物質(zhì)學(xué)案新人教版必修

1、第三章 基因的本質(zhì)第一節(jié) DNA是主要的遺傳物質(zhì)學(xué)習(xí)目標(biāo)1、 總結(jié)“DNA是主要的遺傳物質(zhì)”的探索過(guò)程。2、 分析證明DNA是主要的遺傳物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路。3、 探討實(shí)驗(yàn)技術(shù)在證明DNA是主要遺傳物質(zhì)中的作用。學(xué)習(xí)重點(diǎn)1、 肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)的原理和過(guò)程。2、 噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)的原理和過(guò)程。學(xué)習(xí)難點(diǎn)肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)的原理和過(guò)程。 自主學(xué)習(xí)一、 對(duì)遺傳物質(zhì)的早期推測(cè)1、20世紀(jì)20年代，大多數(shù)科學(xué)家認(rèn)為生物體的遺傳物質(zhì)是 ，因?yàn)樗怯啥喾N 連接而成的生物大分子， 多種多樣的排列順序可能蘊(yùn)涵著遺傳信息。2、20世紀(jì)30年代，人們認(rèn)識(shí)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(xué)組

2、成包括 、 和 。脫氧核苷酸有 種，每一種有一個(gè)特定的 ，這一認(rèn)識(shí)本可以使人們意識(shí)到DNA的重要性，但對(duì)DNA分子的結(jié)構(gòu)沒(méi)有清晰的了解，所以遺憾的是蛋白質(zhì)是遺傳物質(zhì)的觀(guān)點(diǎn)仍占主導(dǎo)地位。討論：觀(guān)察圖31，總結(jié)幾種脫氧核苷酸的相同點(diǎn)和不同點(diǎn)。練一練：結(jié)合當(dāng)時(shí)人們對(duì)DNA的認(rèn)識(shí)，判斷下列哪種堿基不可能在DNA的結(jié)構(gòu)中（ ） A、C B、U C、T D、A二、肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)1、格里菲思的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)（體內(nèi)轉(zhuǎn)化）、實(shí)驗(yàn)材料：1928年，格里菲思以 為實(shí)驗(yàn)材料。、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模貉芯?是如何使人患肺炎的。、肺炎雙球菌的類(lèi)型： 特點(diǎn)類(lèi)型莢膜菌落表面有無(wú)毒性是否致病S型R型提示 菌落：在固體培養(yǎng)基上單細(xì)菌大量繁殖

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

4、驗(yàn)結(jié)果：只有加入 ，R型細(xì)菌才能夠轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌，并且DNA的純度越高，轉(zhuǎn)化就越有效。也就是說(shuō)DNA才是遺傳物質(zhì)，而蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)。如果用DNA酶分解從S型活細(xì)菌中提取的DNA，就 （能或不能）是R型細(xì)菌發(fā)生轉(zhuǎn)化。、結(jié)論： 才是使R型細(xì)菌產(chǎn)生穩(wěn)定遺傳變化的物質(zhì)。提示：加熱引起蛋白質(zhì)變性是導(dǎo)致S型細(xì)菌死亡的原因。但DNA在加熱結(jié)束后隨溫度的恢復(fù)又逐漸恢復(fù)其活性，所以加熱殺死的S型細(xì)菌的DNA被R型細(xì)菌吸收、整合、利用，使R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌，表現(xiàn)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(lèi)莢膜，R型則不具有。下列敘述錯(cuò)誤的是（ ）A、培養(yǎng)R型活細(xì)菌時(shí)加S型細(xì)菌的多糖類(lèi)物質(zhì)，

5、能夠產(chǎn)生一些具有莢膜的細(xì)菌。B、培養(yǎng)R型活細(xì)菌時(shí)加S型細(xì)菌DNA的完全水解產(chǎn)物，不能產(chǎn)生具有莢膜的細(xì)菌。C、培養(yǎng)R型活細(xì)菌時(shí)加S型細(xì)菌的DNA，能夠產(chǎn)生具有莢膜的細(xì)菌。D、培養(yǎng)R型活細(xì)菌時(shí)加S型細(xì)菌的蛋白質(zhì)，不能夠產(chǎn)生具有莢膜的細(xì)菌。三、噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)由于艾弗里實(shí)驗(yàn)中提取出的DNA，純度最高時(shí)也還有0.02的 ，因此，仍有人對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)論表示懷疑。1952年，赫爾希和蔡斯以 為實(shí)驗(yàn)材料，利用 的新技術(shù)，完成了一個(gè)更具說(shuō)服力的實(shí)驗(yàn)。1、 T2噬菌體結(jié)構(gòu)：T2噬菌體是一種專(zhuān)門(mén)寄生在 體內(nèi)的病毒，它的頭部和尾部的外殼是由 構(gòu)成，頭部?jī)?nèi)含有 。增值特點(diǎn)：T2噬菌體侵染大腸桿菌后，就會(huì)在自身 的作用下

6、，利用 體內(nèi)的物質(zhì)來(lái)合成自身的組成成分，進(jìn)行大量增值。當(dāng)噬菌體增值到一定數(shù)量后， 裂解，釋放出大量的噬菌體。2、實(shí)驗(yàn)方法： 。3、實(shí)驗(yàn)過(guò)程及結(jié)果：第一步：標(biāo)記大腸桿菌大腸桿菌+含有35S的培養(yǎng)基獲得含有 標(biāo)記的大腸桿菌。大腸桿菌+含有32P的培養(yǎng)基獲得含有 標(biāo)記的大腸桿菌。第二步：標(biāo)記T2噬菌體噬菌體+含35S的大腸桿菌獲得蛋白質(zhì)含有 標(biāo)記的噬菌體。噬菌體+含32P的大腸桿菌獲得DNA含有 標(biāo)記的噬菌體。第三步：用已分別標(biāo)記的噬菌體分別侵染未被標(biāo)記的大腸桿菌、35S標(biāo)記的噬菌體+未被標(biāo)記的大腸桿菌放射性同位素35S主要分布在 中。說(shuō)明大腸桿菌體內(nèi)沒(méi)有35S，35S分布在大腸桿菌體外。、32P標(biāo)

7、記的噬菌體+未被標(biāo)記的大腸桿菌放射性同位素32P主要分布在 中。說(shuō)明32P主要分布在大腸桿菌體內(nèi)，大腸桿菌體外幾乎沒(méi)有32P。4、結(jié)果分析噬菌體侵染細(xì)菌時(shí)， 進(jìn)入到細(xì)菌的細(xì)胞中， 留在外面。子代噬菌體的各種形狀是通過(guò)親代的 遺傳的。5、實(shí)驗(yàn)結(jié)論： 才是真正的遺傳物質(zhì)。6、噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)說(shuō)明DNA能自我復(fù)制，使前后代保持一定的連續(xù)性。DNA能控制蛋白質(zhì)的生物合成。討論：1、在實(shí)驗(yàn)中攪拌和離心的目的。 2、在實(shí)驗(yàn)中，為什么選擇35S和32P這兩種同位素分別對(duì)蛋白質(zhì)和DNA標(biāo)記？用14C和18O同位素標(biāo)記可行嗎？四、RNA也可作為遺傳物質(zhì)煙草花葉病毒由 和蛋白質(zhì)組成。煙草花葉病毒的蛋白質(zhì)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(jié)論：煙草花葉病毒中 是遺傳物質(zhì)。討論：當(dāng)生物體內(nèi)既有DNA，又有RNA存在時(shí)，哪個(gè)是遺傳物質(zhì)？練一練：關(guān)于病毒遺傳物質(zhì)的敘述，下列哪一項(xiàng)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(zhì)是DNA，后者的遺傳物質(zhì)是RNA。五、DNA是主要的遺傳物質(zhì)1、原核生物和真核生物的遺傳物質(zhì)都是 ，所以具有

9、細(xì)胞結(jié)構(gòu)的生物，其遺傳物質(zhì)是 2、病毒的遺傳物質(zhì)是 。3、 是主要的遺傳物質(zhì)。知識(shí)總結(jié)1、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)的設(shè)計(jì)比較：這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)都是證明DNA是生物的遺傳物質(zhì)的直接實(shí)驗(yàn)證據(jù)，兩者在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)結(jié)論等方面既有共同性也有細(xì)微的差別。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路比較艾弗里實(shí)驗(yàn)噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)思路相同設(shè)法將DNA與其他物質(zhì)分開(kāi)，單獨(dú)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(xì)菌的DNA、多糖、蛋白質(zhì)等，分別與R型細(xì)菌混合培養(yǎng)同位素標(biāo)記法：分別標(biāo)記DNA和蛋白質(zhì)的特殊元素(32P和35S)兩個(gè)實(shí)驗(yàn)遵循相同的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)原則對(duì)照原則實(shí)驗(yàn)結(jié)論比較 肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)的結(jié)論：證明

10、DNA是遺傳物質(zhì)，蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)。噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)的結(jié)論：證明DNA是遺傳物質(zhì)，不能證明蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)，因?yàn)榈鞍踪|(zhì)沒(méi)有進(jìn)入細(xì)菌體內(nèi)。2、噬菌體侵染大腸桿菌實(shí)驗(yàn)，注入大腸桿菌體內(nèi)的物質(zhì)是被32P標(biāo)記的DNA，而被標(biāo)記35S的蛋白質(zhì)外殼未進(jìn)入大腸桿菌細(xì)胞內(nèi)。在大腸桿菌細(xì)胞內(nèi)以噬菌體的DNA為模板，利用大腸桿菌體內(nèi)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(zhì)？關(guān)于“DNA是主要的遺傳物質(zhì)”這一說(shuō)法，有些同學(xué)認(rèn)為，這是由于DNA在細(xì)胞中的含量大，另有些同學(xué)認(rèn)為這是因?yàn)镈NA在遺傳中較RNA起著主要作用，顯然這些觀(guān)點(diǎn)都是錯(cuò)誤的。事實(shí)上，目前的大量科學(xué)研究證明

11、，只有少數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是RNA，而大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是DNA，所以DNA是主要的遺傳物質(zhì)。4、結(jié)合肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)和噬菌體侵染大腸桿菌實(shí)驗(yàn)，分析DNA作為遺傳物質(zhì)所具備的特點(diǎn)。分子結(jié)構(gòu)具有相對(duì)穩(wěn)定性； 能夠自我復(fù)制，使前后代保持一定連續(xù)性；能夠指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成，從而控制新陳代謝過(guò)程和性狀； 能夠產(chǎn)生可遺傳變異。鞏固提升1、噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)中，噬菌體復(fù)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(xì)菌的核糖核苷酸 D.細(xì)菌的脫氧核苷酸2、噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)中，子代噬菌體外殼的蛋白質(zhì)是（ ）A在噬菌體DNA指導(dǎo)下，用細(xì)菌的物質(zhì)合成的。B在細(xì)菌內(nèi)DNA指導(dǎo)下，用細(xì)菌的物質(zhì)合成的。C在噬菌體DNA指導(dǎo)下，用噬菌體的物質(zhì)合成的。D在細(xì)菌內(nèi)DNA指導(dǎo)下，用噬菌體的物質(zhì)合成的。3、金魚(yú)的體細(xì)胞中既含有DNA，也含有RNA。DNA主要存在于細(xì)胞核中，RNA主要分布在細(xì)胞質(zhì)中，那么金魚(yú)細(xì)胞質(zhì)中的遺傳物質(zhì)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(jìn)行了著名的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)，此實(shí)驗(yàn)結(jié)果（ ） A.證明了