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深圳坪山高级中学 录入:
psgz2008 更新时间：2008-11-25 14:19:20
3.1 DNA是主要的遗传物质（学案）
【教学目标】
1．知识目标
（1）知道肺炎双球菌转化实验和“同位素标记法”是研究噬菌体侵染细菌所采用的方法，也是目前自然科学研究的主要方法。
（2）分析证明DNA是主要的遗传物质的实验思路。
2．能力目标
（1）分析证明DNA是遗传物质的实验设计思路，提高逻辑思维的能力。
（2）用“同位素标记法”来研究噬菌体侵染细菌的实验，说明DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质，训练学生由特殊到一般的归纳思维的能力。
3．情感目标
学习科学家严谨细致的工作作风和科学态度以及对真理不懈追求的科学精神，激发学生辩证唯物主义世界观的树立。
【教学重点】
（1）肺炎双球菌转化实验的原理和过程。（2）噬菌体侵染细菌实验的原理和过程。
【教学难点】
（1）肺炎双球菌转化实验的原理和过程。（2）如何理解DNA是主要的遗传物质
【授课类型】：新授课
【课时安排】：1课时
【教具】：多媒体
【教学过程】
导入：
第一章和第二章所涉及到的四位科学家：______→性状由遗传因子决定；______→提出遗传因子位于染色体上的假说；______→把遗传因子改为基因；______→证实基因位于染色体上。但是基因到底是什么？通过第三章——基因的本质的学习，就可以解决这个问题。
染色体在遗传上有重要的作用，染色体主要由哪两种物质组成呢？ 和 ，在这两种物质中，究竟哪一种是遗传物质呢？
一、对遗传物质的早期推测
思考与讨论：
科学家要通过实验来确定哪个是遗传物质，要解决的第一个问题就是选材，选择合适的实验材料是实验成败的关键。无论是高等的、复杂的生物，还是低等的、简单的生物，一般都含有核酸和蛋白质，你觉得选择什么样的生物做实验材料才比较合适呢？
_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
二、肺炎双球菌的转化实验
（一）体内转化实验（1928年，英国，格里菲思）
1. 实验材料：肺炎双球菌，小鼠
菌落（光滑、粗糙）
有无荚膜
有无毒性
S型细菌
R型细菌
2. 实验过程：
①无毒性的R型活细菌注射到鼠体内，现象是 。
②有毒性的S型活细菌注射到鼠体内，现象是 。
③加热杀死的S型细菌注射到鼠体内，现象是 。
④无毒性的R型活细菌与加热杀死的S细菌混合后注射到小鼠体内，现象是 。
思考：
1、对比分析第一、二组说明什么？
_____________________________________________________________________________。
2、在第三组中被加热杀死的S型细菌还有没有毒性？_______________________。
3、对比分析第二、三组说明什么？
_____________________________________________________________________________。
4、在第四组中是谁导致小鼠死亡? _______________________。
5、第四组小鼠体内能分离出S型活细菌，它是开始注射进去的，还是混合后重新出现的？
___________________________________。
6、对比分析第三、四组又说明什么？
_____________________________________________________________________________。
7、实验先进行第一、二组，与第三、四组相比，起________作用。
8、该实验能否证明DNA是遗传物质？该实验的结论是什么？
_____________________________________________________________________________。
这种转化因子是什么呢？
（二）体外转化实验（1944年，美国，艾弗里）
在肺炎双球菌中有蛋白质、DNA、荚膜多糖等物质，你可以和其他同学共同讨论寻找有效的方法，来证明哪一种成分是转化因子。
①实验材料：________________________________________________________。
②假 设：________________________________________________________。
③实验方法：________________________________________________________。
④预期效果：________________________________________________________。
⑤实验现象的观察：__________________________________________________。
⑥分析结论：________________________________________________________。
实验结论： 是使R型细菌产生稳定的遗传变化的物质，也就是说， 是遗传物质。
因为艾弗里实验中提取出的DNA，纯度最高时也还有0.02%的蛋白质。因此，仍有人对实验结论表示怀疑。
三、噬菌体侵染细菌的实验（1952年，赫尔希和蔡斯）
1. T2噬菌体的介绍：噬菌体是一种寄生在细菌体内的病毒，它的外壳是蛋白质，头部内含有DNA，它侵染细菌后，就会在自身遗传物质的作用下，利用细菌体内的物质来合成自身的组成成分，进行大量的增殖。
2. 实验方法：___________________________________________。
3. 实验过程：
①用放射性同位素35S和32P分别标记一部分噬菌体；
②被标记的噬菌体分别侵染细菌；
③当噬菌体在细菌体内大量增殖时，对被标记物质进行放射性测试。
思考与讨论：
①噬菌体有DNA和蛋白质两种组分，用35S和32P分别标记噬菌体的哪一种组分？用14C和18O等同位素可行吗，为什么？
______________________________________________________________________________。
②实验过程中搅拌的目的是什么？离心的目的是什么？_____________________________________________________________________________。
③离心后沉淀物与上清液各有什么成分？
_____________________________________________________________________________。
④结果
亲代噬菌体
寄主细胞内
子代噬菌体
实验结论
32P标记DNA
35S标记蛋白质
由实验结果可知，噬菌体在细菌内的增殖是在 的作用下完成的。
思考：是不是所有生物都含有DNA？ 通过烟草花叶病毒感染烟草实例，说明RNA也是遗传物质。
结论：因为绝大多数生物的遗传物质是DNA，所以说DNA是主要的遗传物质。
五、记忆节节清
1．绝大多数生物的遗传物质是DNA，所以说DNA是主要的遗传物质。
2．S型细菌具有毒性，菌体有多糖类的荚膜，在培养基上形成的菌落表面光滑；R型细菌没有毒性，菌体没有多糖类的荚膜，在培养基上形成的菌落表面粗糙。
3．在噬菌体侵染细菌实验中，用 32P标记一组噬菌体的DNA，用35S标记另一组噬菌体的蛋白质。
【课堂练习】
1．格里菲思的肺炎双球菌转化实验证明了（ ）
A．DNA是遗传物质 B．RNA是遗传物质
C．蛋白质不是遗传物质 D．加热杀死的S型菌中含有“转化因子”
2．艾弗里及其同事研究肺炎双球菌的方法是（ ）
A．杂交实验法 B．同位素标记法
C．病毒侵染法 D．单独直接观察不同成分的作用
3．为研究噬菌体侵染细菌的详细过程，你认为如何选择同位素标记的方案（ ）
A．用14C或3H培养噬菌体，再去侵染细菌
B．用180或15N培养噬菌体，再去侵染细菌
C．将一组噬菌体用32P和35s标记
D．一组用32P标记DNA，另一组用35S标记蛋白质外壳
4．噬菌体侵染细菌的实验证明（ ）
A．RNA是遗传物质 B．DNA是遗传物质
C．蛋白质是遗传物质 D．多糖是遗传物质
5．噬菌体的各种性状能传递给后代是通过（ ）
A．噬菌体的DNA B．细菌的DNA C．噬菌体的蛋白质 D．细菌的核糖体
【课后练习】
1．关于病毒遗传物质的叙述，下列哪一项是正确的（ ）
A．都是脱氧核糖核酸 B．都是核糖核酸
C．同时存在脱氧核糖核酸和核糖核酸 D．有的是脱氧核糖核酸，有的是核糖核酸
2．噬菌体在增殖过程中利用的原料是（ ）
A．细菌的核苷酸和自己的氨基酸 B．自己的核苷酸和细菌的氨基酸
C．细菌的脱氧核苷酸和氨基酸 D．自己的氨基酸和细菌的核苷酸
3．用噬菌体去感染体内含有32P的细菌，在细菌解体后含32P的是（ ）
A．子代噬菌体DNA B．子代噬菌体蛋白质外壳
C．子代噬菌体所有部分 D．子代噬菌体不含32P
4．用甲种病毒的RNA与乙种病毒的蛋白质外壳组装成一种病毒丙，以病毒丙侵染宿主细胞，在宿主细胞中产生大量子代病毒，子代病毒具有的特征是（ ）
A．甲种病毒的特征 B．乙种病毒的特征
C．丙种病毒的特征 D．都不是
5．1944年，美国科学家艾弗里和他的同事，从S型活细菌中提取了DNA、蛋白质和多糖等物质，然后将他们分别加入培养R型细菌的培养基中，结果发现加入DNA的培养基中，R型细菌转化成了S型细菌，而加入蛋白质、多糖等物质的培养基中，R型细菌不能发生这种转化。这一现象说明：（ ）
①在转化过程中，S型细菌DNA进入到了R型细菌中 ②DNA是转化因子
③蛋白质和多糖在实验中正好起了对照作用 ④DNA是遗传物质
A．①③ B．②③ C．②③④ D．①②③④
6．某科学家做“噬菌体侵染细菌的实验”时，分别用放射性同位素做了如下标记，产生的100个子代噬菌体与亲代噬菌体的形状、大小完全一样。实验前的情况见下表：
噬菌体
细菌
核苷酸
标记32P
31P
氨基酸
32S
标记35S
（1）子代噬菌体的DNA应含有表中的_________和_________元素。
（2）子代噬菌体的蛋白质分子中都没有_________元素，由此说明_____________________。子代噬菌体的蛋白质分子中都有_________元素，这是因为___________________________。
（3）此实验证明了_____________________________________________________________。
知识拓展
在噬菌体侵染实验中，只有噬菌体DNA注入到细菌体内，而噬菌体蛋白质外壳则留在细菌之外。侵染到细菌体内的噬菌体，以自己的DNA为模板，以细菌体内的脱氧核苷酸为原料，复制出许多子代噬菌体DNA。在这些DNA的指导下以细菌体内的氨基酸为原料合成噬菌体的蛋白质外壳
