導(dǎo)學(xué)案—DNA是主要的遺傳物質(zhì)（劉亞榮）

1、蘭州新區(qū)舟曲中學(xué) 高二生物必修2DNA是主要的遺傳物質(zhì)導(dǎo)學(xué)案 編制人：劉亞榮 DNA是主要的遺傳物質(zhì)【學(xué)習(xí)目標】1. 能簡述“DNA是主要的遺傳物質(zhì)”的探索過程及遺傳物質(zhì)的特點。2. 能說出“肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗”的實驗原理和結(jié)論，并能構(gòu)建出肺炎雙球菌“體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗”和“體外轉(zhuǎn)化實驗”的概念模型。3. 知道用放射性同位素標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”的實驗?zāi)Ｐ汀?. 知道煙草花葉病毒的遺傳物質(zhì)?！緦W(xué)習(xí)重點】1. “肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗”的實驗思路和結(jié)論。2. “噬菌體侵染大腸桿菌實驗”的實驗過程和結(jié)果分析?！緦W(xué)習(xí)難點】1. 細菌“轉(zhuǎn)化”的實質(zhì)。2. 噬菌體“侵染”細菌的

2、過程和結(jié)果?！緦W(xué)法指導(dǎo)】1. 結(jié)合導(dǎo)學(xué)案上的【知識鏈接】閱讀教材，完成自學(xué)內(nèi)容。2. 小組討論，完成合作探究問題?！菊n時安排】 2課時第1課時：DNA是主要的遺傳物質(zhì) 肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗【知識鏈接】1. 菌落 菌落是單個或少數(shù)細菌在固體培養(yǎng)基上大量繁殖時，形成的一種肉眼可見的、具有一定形態(tài)結(jié)構(gòu)的子細胞群。每種細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. 莢膜莢膜是細菌細胞壁外圍繞一層較厚的粘性、膠凍樣物質(zhì)。其化學(xué)成分隨細菌種類不同而有差異，多數(shù)細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。 莢膜與細菌的致病性有關(guān)，同時莢膜還能儲留水分能抗干燥，對保護細

3、菌有作用。莢膜本身無毒性，但在機體內(nèi)保護細菌抵抗吞噬細胞的吞噬及消化，并能抑制體內(nèi)殺菌物質(zhì)（如溶菌酶）的殺菌作用，使細菌易在體內(nèi)大量繁殖致病。細菌若失去莢膜，致病力也隨之減弱或消失。 3.“轉(zhuǎn)化” 轉(zhuǎn)化指某一受體細菌通過直接吸收來自另一供體細菌的含有特定基因的脫氧核糖核酸（DNA）片段，從而獲得了供體細菌的相應(yīng)遺傳性狀，這種現(xiàn)象稱為細菌轉(zhuǎn)化。例如：把肺炎雙球菌R型無毒株和加熱至60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型有毒株，使小鼠患病死亡。并且這種具莢膜的有毒株能世代相傳保持其特性。細菌轉(zhuǎn)化現(xiàn)象最初由英國細菌學(xué)家格里菲斯（FGriffith）于1928年發(fā)現(xiàn)，

4、直至1944年美國科學(xué)家埃弗里（OTAvery）等人才證實了轉(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。在轉(zhuǎn)化實驗中，加熱至60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)在許多細菌中均能發(fā)生轉(zhuǎn)化現(xiàn)象，后來發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)化實驗在動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。 【自學(xué)內(nèi)容】1. 遺傳物質(zhì)應(yīng)該具備的特點有哪些？2. 在20

5、世紀20年代，為什么多數(shù)科學(xué)家認為蛋白質(zhì)是遺傳物質(zhì)？3. 完成下表 菌落特點有無毒性S型菌R型菌4. 1928年，格里菲思的體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗（請同學(xué)自己整理，完成下面內(nèi)容）第一組：做法 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: 從第組實驗鼠體內(nèi)可分離出有毒性的S型活細菌說明了什么？ 51944年，艾弗里的體外轉(zhuǎn)化實驗（請同學(xué)自己整理，完成下面內(nèi)容）第一組 做法： 現(xiàn)象 第二組 做法： 現(xiàn)象 第三組 做法： 現(xiàn)象 艾弗里的結(jié)論： 才是使R型細菌產(chǎn)生穩(wěn)定遺傳變化的物質(zhì)思考: 如果用DNA酶分解從S型活細菌中提取的DNA， （填能否）使R型細菌發(fā)

6、生轉(zhuǎn)化？為什么？【合作探究】1. 艾弗里的實驗設(shè)計有何巧妙之處？2. 為什么艾弗里的實驗結(jié)果仍會有人質(zhì)疑？【隨堂檢測】1探索遺傳物質(zhì)的過程是漫長的，直到20世紀初期，人們?nèi)云毡檎J為蛋白質(zhì)是遺傳物質(zhì)。當(dāng)時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)化實驗如下： 將無毒的R型活細菌注入小鼠體內(nèi)，小鼠不死亡； 將有毒的S型活細菌注入小鼠體內(nèi)，小鼠患敗血癥死亡； 將加熱殺死的S型細菌注入小鼠體內(nèi)，小鼠不死亡； 將R型

7、活細菌與加熱殺死的S型細菌混合后，注入小鼠體內(nèi)，小鼠患敗血癥死亡。 根據(jù)上述實驗，下列說法正確的是( )。 A整個實驗證明了DNA是轉(zhuǎn)化因子B實驗、實驗可作為實驗的對照 C實驗中的死亡小鼠體內(nèi)S型活細菌毒性不能穩(wěn)定遺傳 D重復(fù)做實驗與，得到同樣的結(jié)果，說明S型活細菌由R型活細菌突變而來 【學(xué)習(xí)反思】 對照學(xué)習(xí)目標，你達到了哪些目標？還有哪些沒有達到？學(xué)完這節(jié)課你還有什么疑問？第2課時：DNA是主要的遺傳物質(zhì) 噬菌體侵染細菌的實驗【知識鏈接】1. 培養(yǎng)基（Medium）培養(yǎng)基（Medium）是供微生物、植物和動物組織生長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)、無機鹽（包括微量元

8、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。病毒因沒有細胞結(jié)構(gòu)，只能寄生在寄主細胞內(nèi)，所以不能用普通培養(yǎng)基培養(yǎng)病毒。2. 噬菌體“侵染”細菌噬菌體T2有一個蛋白質(zhì)的外殼，DNA裹在其中。當(dāng)噬菌體T2侵染大腸桿菌時，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，釋放出幾十個乃至幾百個與原來侵染細菌一樣的噬菌體T2。構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸中，甲硫氨酸和半胱氨酸含有硫，DNA中不含硫，所以硫只存在于T2噬菌體的蛋白質(zhì)。相反，磷主要存在于DNA中，至少占T2噬菌體含磷量的99%。用放射性同位素35S標記蛋白質(zhì)，32P標記DNA。宿主菌細胞分別放在含35S或

9、含32P的培養(yǎng)基中。宿主細胞在生長過程中就被35S或32P標記上了。然后用分別被35S或32P標記的細菌，并在這些細菌中復(fù)制增殖。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記上35S或32P。接著，用分別被35S，或32p標記的噬菌體去侵染沒有被放射性同位素標記的宿主菌，然后測定宿主菌細胞帶有的同位素。被35S標記的噬菌體所侵染的宿主菌細胞內(nèi)很少有35S，而大多數(shù)35S出現(xiàn)在宿主菌細胞的外面。也就是說，35S標記的噬菌體蛋白質(zhì)外殼在侵染宿主菌細胞后，并未進入宿主菌細胞內(nèi)部而是留在細胞外面。被32P標記的噬菌體侵染宿主菌細胞后，測定宿主菌的同位素，發(fā)現(xiàn)32P主要集中在宿主菌細胞內(nèi)。所以

10、噬菌體侵染宿主菌細胞時進入細胞內(nèi)的主要是DNA?！咀詫W(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，不能得到被標記的噬菌體，為什么？你認為該如何標記噬菌體？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，請回答：（1）實驗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？_、_。實驗結(jié)果：“噬菌體侵染細菌實驗”的實驗結(jié)論：_?！倦S堂檢測】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 B噬菌體的核苷酸和細菌的氨基酸 C細菌的核苷酸和氨基酸 D噬菌體的氨基酸和細菌的核苷酸 2噬菌體侵染細菌的實驗不能說明（ ）ADNA是遺傳物質(zhì) B. DNA能自我復(fù)制 C. DNA能控制性狀 D. DNA能產(chǎn)生可遺傳的變異 3如果用15N、32P、 35S標記噬菌體后，讓其侵染細菌，在產(chǎn)生的子代噬菌體的組成結(jié)構(gòu)成分中，能夠找到的放射性元素情形為（ ） A.可在外殼中找到15N和35S B.可在DNA中找到15N和32PC.可在外殼中找到15N D.可在DNA中找到15N、32P、35S4噬菌體侵染細菌的實驗中新噬菌體的蛋白質(zhì)外殼是（ ） .在細菌的指導(dǎo)下，用細菌的物質(zhì)合成 .在噬菌體