3.1 DNA是主要的遺傳物質（學案）

】3.1 DNA是主要的遺傳物質（學案）【教學目標】1．知識目標（1）知道肺炎雙球菌轉化實驗和「同位素標記法」是研究噬菌體侵染細菌所採用的方法，也是目前自然科學研究的主要方法。（2）分析證明DNA是主要的遺傳物質的實驗思路。2．能力目標（1）分析證明DNA是遺傳物質的實驗設計思路，提高邏輯思維的能力。（2）用「同位素標記法」來研究噬菌體侵染細菌的實驗，說明DNA是遺傳物質，蛋白質不是遺傳物質，訓練學生由特殊到一般的歸納思維的能力。3．情感目標學習科學家嚴謹細緻的工作作風和科學態度以及對真理不懈追求的科學精神，激發學生辯證唯物主義世界觀的樹立。【教學重點】（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。【教學難點】（1）肺炎雙球菌轉化實驗的原理和過程。（2）如何理解DNA是主要的遺傳物質【授課類型】：新授課【課時安排】：1課時【教具】：多媒體【教學過程】導入：第一章和第二章所涉及到的四位科學家：______→性狀由遺傳因子決定；______→提出遺傳因子位於染色體上的假說；______→把遺傳因子改為基因；______→證實基因位於染色體上。但是基因到底是什麼？通過第三章——基因的本質的學習，就可以解決這個問題。染色體在遺傳上有重要的作用，染色體主要由哪兩種物質組成呢？ 和 ，在這兩種物質中，究竟哪一種是遺傳物質呢？一、對遺傳物質的早期推測思考與討論：科學家要通過實驗來確定哪個是遺傳物質，要解決的第一個問題就是選材，選擇合適的實驗材料是實驗成敗的關鍵。無論是高等的、複雜的生物，還是低等的、簡單的生物，一般都含有核酸和蛋白質，你覺得選擇什麼樣的生物做實驗材料才比較合適呢？_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。二、肺炎雙球菌的轉化實驗（一）體內轉化實驗（1928年，英國，格里菲思）1. 實驗材料：肺炎雙球菌，小鼠菌落（光滑、粗糙）有無莢膜有無毒性S型細菌R型細菌2. 實驗過程：①無毒性的R型活細菌注射到鼠體內，現象是 。②有毒性的S型活細菌注射到鼠體內，現象是 。③加熱殺死的S型細菌注射到鼠體內，現象是 。④無毒性的R型活細菌與加熱殺死的S細菌混合後注射到小鼠體內，現象是 。思考：1、對比分析第一、二組說明什麼？_____________________________________________________________________________。2、在第三組中被加熱殺死的S型細菌還有沒有毒性？_______________________。3、對比分析第二、三組說明什麼？_____________________________________________________________________________。4、在第四組中是誰導致小鼠死亡? _______________________。5、第四組小鼠體內能分離出S型活細菌，它是開始注射進去的，還是混合後重新出現的？___________________________________。6、對比分析第三、四組又說明什麼？_____________________________________________________________________________。7、實驗先進行第一、二組，與第三、四組相比，起________作用。8、該實驗能否證明DNA是遺傳物質？該實驗的結論是什麼？_____________________________________________________________________________。這種轉化因子是什麼呢？（二）體外轉化實驗（1944年，美國，艾弗里）在肺炎雙球菌中有蛋白質、DNA、莢膜多糖等物質，你可以和其他同學共同討論尋找有效的方法，來證明哪一種成分是轉化因子。①實驗材料：________________________________________________________。②假　　設：________________________________________________________。③實驗方法：________________________________________________________。④預期效果：________________________________________________________。⑤實驗現象的觀察：__________________________________________________。⑥分析結論：________________________________________________________。實驗結論：　　　　是使R型細菌產生穩定的遺傳變化的物質，也就是說，　　　　　是遺傳物質。因為艾弗里實驗中提取出的DNA，純度最高時也還有0.02%的蛋白質。因此，仍有人對實驗結論表示懷疑。三、噬菌體侵染細菌的實驗（1952年，赫爾希和蔡斯）1. T2噬菌體的介紹：噬菌體是一種寄生在細菌體內的病毒，它的外殼是蛋白質，頭部內含有DNA，它侵染細菌後，就會在自身遺傳物質的作用下，利用細菌體內的物質來合成自身的組成成分，進行大量的增殖。2. 實驗方法：___________________________________________。3. 實驗過程：①用放射性同位素35S和32P分別標記一部分噬菌體；②被標記的噬菌體分別侵染細菌；③當噬菌體在細菌體內大量增殖時，對被標記物質進行放射性測試。思考與討論：①噬菌體有DNA和蛋白質兩種組分，用35S和32P分別標記噬菌體的哪一種組分？用14C和18O等同位素可行嗎，為什麼？______________________________________________________________________________。②實驗過程中攪拌的目的是什麼？離心的目的是什麼？_____________________________________________________________________________。③離心後沉澱物與上清液各有什麼成分？_____________________________________________________________________________。④結果親代噬菌體寄主細胞內子代噬菌體實驗結論32P標記DNA35S標記蛋白質由實驗結果可知，噬菌體在細菌內的增殖是在 的作用下完成的。思考：是不是所有生物都含有DNA？ 通過煙草花葉病毒感染煙草實例，說明RNA也是遺傳物質。結論：因為絕大多數生物的遺傳物質是DNA，所以說DNA是主要的遺傳物質。五、記憶節節清1．絕大多數生物的遺傳物質是DNA，所以說DNA是主要的遺傳物質。2．S型細菌具有毒性，菌體有多糖類的莢膜，在培養基上形成的菌落表面光滑；R型細菌沒有毒性，菌體沒有多糖類的莢膜，在培養基上形成的菌落表面粗糙。3．在噬菌體侵染細菌實驗中，用 32P標記一組噬菌體的DNA，用35S標記另一組噬菌體的蛋白質。【課堂練習】1．格里菲思的肺炎雙球菌轉化實驗證明了（ ）A．DNA是遺傳物質 B．RNA是遺傳物質C．蛋白質不是遺傳物質 D．加熱殺死的S型菌中含有「轉化因子」2．艾弗里及其同事研究肺炎雙球菌的方法是（ ）A．雜交實驗法 B．同位素標記法C．病毒侵染法 D．單獨直接觀察不同成分的作用3．為研究噬菌體侵染細菌的詳細過程，你認為如何選擇同位素標記的方案（ ）A．用14C或3H培養噬菌體，再去侵染細菌B．用180或15N培養噬菌體，再去侵染細菌C．將一組噬菌體用32P和35s標記D．一組用32P標記DNA，另一組用35S標記蛋白質外殼4．噬菌體侵染細菌的實驗證明（ ）A．RNA是遺傳物質 B．DNA是遺傳物質C．蛋白質是遺傳物質 D．多糖是遺傳物質5．噬菌體的各種性狀能傳遞給後代是通過（ ）A．噬菌體的DNA B．細菌的DNA C．噬菌體的蛋白質 D．細菌的核糖體【課後練習】1．關於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．同時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2．噬菌體在增殖過程中利用的原料是（ ）A．細菌的核苷酸和自己的氨基酸 B．自己的核苷酸和細菌的氨基酸C．細菌的脫氧核苷酸和氨基酸 D．自己的氨基酸和細菌的核苷酸3．用噬菌體去感染體內含有32P的細菌，在細菌解體後含32P的是（ ）A．子代噬菌體DNA B．子代噬菌體蛋白質外殼C．子代噬菌體所有部分 D．子代噬菌體不含32P4．用甲種病毒的RNA與乙種病毒的蛋白質外殼組裝成一種病毒丙，以病毒丙侵染宿主細胞，在宿主細胞中產生大量子代病毒，子代病毒具有的特徵是（ ）A．甲種病毒的特徵 B．乙種病毒的特徵C．丙種病毒的特徵 D．都不是5．1944年，美國科學家艾弗里和他的同事，從S型活細菌中提取了DNA、蛋白質和多糖等物質，然後將他們分別加入培養R型細菌的培養基中，結果發現加入DNA的培養基中，R型細菌轉化成了S型細菌，而加入蛋白質、多糖等物質的培養基中，R型細菌不能發生這種轉化。這一現象說明：（ ）①在轉化過程中，S型細菌DNA進入到了R型細菌中 ②DNA是轉化因子③蛋白質和多糖在實驗中正好起了對照作用 ④DNA是遺傳物質A．①③ B．②③ C．②③④ D．①②③④6．某科學家做「噬菌體侵染細菌的實驗」時，分別用放射性同位素做了如下標記，產生的100個子代噬菌體與親代噬菌體的形狀、大小完全一樣。實驗前的情況見下表：噬菌體細菌核苷酸標記32P31P氨基酸32S標記35S（1）子代噬菌體的DNA應含有表中的_________和_________元素。（2）子代噬菌體的蛋白質分子中都沒有_________元素，由此說明_____________________。子代噬菌體的蛋白質分子中都有_________元素，這是因為___________________________。（3）此實驗證明了_____________________________________________________________。知識拓展在噬菌體侵染實驗中，只有噬菌體DNA注入到細菌體內，而噬菌體蛋白質外殼則留在細菌之外。侵染到細菌體內的噬菌體，以自己的DNA為模板，以細菌體內的脫氧核苷酸為原料，複製出許多子代噬菌體DNA。在這些DNA的指導下以細菌體內的氨基酸為原料合成噬菌體的蛋白質外殼
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