《探索遺傳物質(zhì)的過程》探究案

1、PAGE17第一節(jié)探索遺傳物質(zhì)的過程第1課時【高效導(dǎo)航】1學(xué)習(xí)目標(biāo)：（1）掌握證明DNA是遺傳物質(zhì)的兩個實驗的過程和原理。（2）從實驗中得出的結(jié)論（DNA是遺傳物質(zhì)），并嘗試提取DNA。（3）通過重演科學(xué)家發(fā)現(xiàn)DNA是主要遺傳物質(zhì)的過程，學(xué)會科學(xué)研究的方法和實驗設(shè)計的基本步驟。（4）概述人類對遺傳物質(zhì)的探索過程，認(rèn)同科學(xué)認(rèn)識是不斷深化、不斷完善的過程。2學(xué)習(xí)重點：（1）肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗的原理和過程。（2）噬菌體侵染細(xì)菌實驗的原理和過程。（3）DNA的粗提取。3學(xué)習(xí)難點：（1）肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗的原理和過程。（2）DNA的粗提取?！翱础敝R經(jīng)緯探索遺傳物質(zhì)的過程（1）“導(dǎo)”自主預(yù)習(xí)一、DNA是

2、主要的遺傳物質(zhì)（一）格里菲思的肺炎球菌體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗型菌的比較類型特征R型菌S型菌菌體毒性菌落2肺炎球菌體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗過程實驗方法現(xiàn)象結(jié)論1S型活菌注射2R型活菌注射3加熱殺死S型菌后注射4加熱殺死的S型菌R型菌3實驗結(jié)論：_。（二）艾弗里的肺炎球菌體外轉(zhuǎn)化實驗1肺炎球菌體外轉(zhuǎn)化實驗S型活菌多糖脂類蛋白質(zhì)RNADNADNADNA酶分別與R型活菌混合培養(yǎng)R2實驗結(jié)論：_。（三）赫爾希和蔡斯噬菌體侵染細(xì)菌的實驗噬菌體（1）T2噬菌體的基本結(jié)構(gòu)：T2噬菌體是一種專門寄生在大腸桿菌體內(nèi)的病毒，它的頭部和尾部的外殼都是由_構(gòu)成的，頭部內(nèi)含有DNA。（2）T2噬菌體侵染細(xì)菌的過程主要步驟：吸附注入-_-_-釋

3、放2噬菌體侵染大腸桿菌實驗（1）同位素標(biāo)記（2）標(biāo)記后的侵染大腸桿菌（3）放射性檢測（4）實驗結(jié)論親代噬菌體寄主細(xì)胞內(nèi)子代噬菌體實驗結(jié)論第一組實驗_標(biāo)記蛋白質(zhì)_32P標(biāo)記DNA_是遺傳物質(zhì)第二組實驗_標(biāo)記DNA_35S標(biāo)記蛋白質(zhì)（四）RNA是某些病毒的遺傳物質(zhì)1煙草花葉病毒侵染實驗（1）煙草花葉病毒：外殼是_，內(nèi)部只有_分子。（2）煙草花葉病毒感染煙草的實驗提取煙草花葉病毒的_去感染正常煙草，結(jié)果不能使煙草感染病毒；提取煙草花葉病毒的_去感染正常煙草，結(jié)果能使煙草感染病毒；結(jié)果分析：在煙草花葉病毒中，親代和子代的連續(xù)性物質(zhì)是_，而不是_。（3）結(jié)論：_是遺傳物質(zhì)。2煙草花葉病毒拆合重建實驗（五

4、）生物的遺傳物質(zhì)細(xì)胞生物（真核原核）非細(xì)胞生物（病毒）核酸遺傳物質(zhì)結(jié)論：一切生物的遺傳物質(zhì)都是_。因為絕大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是_，所以說_是主要的遺傳物質(zhì)。“學(xué)”互動探究探究一DNA是主要的遺傳物質(zhì)閱讀課本P53-P55相關(guān)內(nèi)容，并結(jié)合圖41和圖42，思考并小組討論下列問題：世紀(jì)末，科學(xué)家研究了生物生殖過程中細(xì)胞的有絲分裂、減數(shù)分裂和受精過程，了解到染色體的活動有一定的規(guī)律。據(jù)此，有人設(shè)想：莫非遺傳因子就是染色體，一條染色體就是一個遺傳因子提示：這不可能，因為生物的性狀很多，而染色體的數(shù)目有限。那么，一定是一個染色體上有許多個遺傳因子（基因）?；谶@樣的認(rèn)識，1903年薩頓和鮑維里提出遺傳因子

5、存在于染色體上的假說。后來事實證明了這一點。是遺傳物質(zhì)還是蛋白質(zhì)是遺傳物質(zhì)的實驗中最關(guān)鍵的設(shè)計思路是什么提示：必須將蛋白質(zhì)與DNA分開，單獨(dú)、直接地觀察它們的作用，才能確定究竟誰是遺傳物質(zhì)。型細(xì)菌的化學(xué)組成是什么提示：研究DNA和蛋白質(zhì)誰是遺傳物質(zhì)。DNA、蛋白質(zhì)、多糖等物質(zhì)。型活細(xì)菌外,還發(fā)現(xiàn)了少量有毒性的S型活細(xì)菌，這能說明什么提示：無毒性的R型活細(xì)菌與被加熱殺死的有毒性的S型細(xì)菌混合后，轉(zhuǎn)化為有毒性的S型活細(xì)菌。型細(xì)菌，這說明這種性狀的轉(zhuǎn)化可不可以遺傳提示：這種性狀的轉(zhuǎn)化是可以遺傳的。6格里菲思在實驗過程中找到起“轉(zhuǎn)化因子”作用的物質(zhì)了嗎你認(rèn)為他的失誤在哪兒提示：沒有。格里菲思沒有將S型

6、細(xì)菌體內(nèi)的蛋白質(zhì)、DNA等物質(zhì)分開，單獨(dú)、直接地觀察它們各自的作用。年艾弗里的實驗分析與結(jié)論是什么提示：DNA才是R型細(xì)菌產(chǎn)生穩(wěn)定遺傳變化的物質(zhì)。（DNA是遺傳物質(zhì)，蛋白質(zhì)等不是遺傳物質(zhì)）8當(dāng)時的技術(shù)是否對艾弗里的實驗有影響提示：艾弗里的試驗引起了人們的注意，但是，并不是所有的人都信服這一結(jié)果。因為，艾弗里的試驗中提取的DNA的純度最高時也還有%的蛋白質(zhì)。9艾弗里實驗的缺陷是什么提示：艾弗里的試驗引起了人們的注意，但是，并不是所有的人都信服這一結(jié)果。因為，艾弗里的試驗中提取的DNA的純度最高時也還有%的蛋白質(zhì)。10格里菲思的體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗與艾弗里的體外轉(zhuǎn)化實驗相比較在實驗設(shè)計上有什么不同提示：艾

7、弗里的體外轉(zhuǎn)化實驗在格里菲思實驗的基礎(chǔ)上，把S型有毒菌的化學(xué)成分提取并分離開來，單獨(dú)鑒別DNA、蛋白質(zhì)及其它物質(zhì)在遺傳上的作用?！窘?jīng)典回眸】探索遺傳物質(zhì)的過程是漫長的，直到20世紀(jì)初期，人們?nèi)云毡檎J(rèn)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)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【解析】早期人們認(rèn)為：不同生物的蛋白質(zhì)在結(jié)構(gòu)上存在一定的差異，這是不同生物差異的直接原因；蛋白質(zhì)是生命活動的體現(xiàn)者和承擔(dān)者，與生物性狀密切相關(guān)；蛋白質(zhì)的差異性主要體現(xiàn)在氨基酸的種類、數(shù)目、排列順序不同引

8、起了結(jié)構(gòu)的不同，因此不同氨基酸的排列組合可以貯存大量遺傳信息。后來發(fā)現(xiàn)，蛋白質(zhì)的熱穩(wěn)定性差，易變性失活，并且不能自我復(fù)制，而DNA比蛋白質(zhì)具有更高的熱穩(wěn)定性，并且能夠自我復(fù)制?！敬鸢浮緾【變式訓(xùn)練】1在肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗中，將R型活細(xì)菌與加熱殺死的S型細(xì)菌混合后，注射到小鼠體內(nèi)，下列能在死亡小鼠體內(nèi)出現(xiàn)的細(xì)菌類型有（）少數(shù)無毒R型多數(shù)無毒R型少數(shù)有毒S型多數(shù)有毒S型ABCD2用某種酶處理轉(zhuǎn)化因子后，R型細(xì)菌不能再轉(zhuǎn)化成S型細(xì)菌，這種酶是（）A分解多糖莢膜的酶蛋白酶酶探究二放射性同位素在探究遺傳物質(zhì)的實驗中的應(yīng)用閱讀課本P55積極思維的相關(guān)內(nèi)容，思考并小組討論下列問題：2噬菌體提示：一種專門寄生

9、在大腸桿菌體內(nèi)的病毒。年郝爾希和蔡斯噬菌體侵染細(xì)菌的實驗研究方法是什么具體是怎么做的這個實驗的呢提示：放射性同位素標(biāo)記法蛋白質(zhì)的組成元素：C、H、O、N、S（標(biāo)記35S）；DNA的組成元素：C、H、O、N、P（標(biāo)記32P）；標(biāo)記噬菌體方法：在分別含有放射性同位素32P和35S的培養(yǎng)基中培養(yǎng)細(xì)菌；分別用上述細(xì)菌培養(yǎng)T2噬菌體，制備含32P的噬菌體和含35S的噬菌體。實驗過程：（略）分別存在什么部位提示：噬菌體侵染細(xì)菌實驗中32P和35S的存在部位：還是蛋白質(zhì)遺傳的提示：子代噬菌體的各種性狀是通過親代的DNA遺傳的。（DNA才是真正的遺傳物質(zhì)）5將噬菌體用放射性元素做標(biāo)記的方法具體是什么提示：把宿

10、主細(xì)胞分別培養(yǎng)在含有35S和32P的培養(yǎng)基中，宿主細(xì)菌在生長過程中，就分別被35S和32P所標(biāo)記。然后，赫爾希等人用T2噬菌體分別去侵染被35S和32P標(biāo)記的細(xì)菌。噬菌體在細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)增殖，破裂后釋放出很多子代噬菌體，在這些子代噬菌體中，外殼被35S所標(biāo)記，DNA被32P所標(biāo)記。6一個典型的噬菌體的生活周期，可以分為幾個階段提示：可以分為3個階段：感染階段、增殖階段和成熟階段，這三個階段又可歸納為10個字，即吸附、注入、合成、組裝、釋放。7為什么說噬菌體實驗更有說服力提示：1952年赫爾希和蔡斯用放射性同位素35S、32P分別標(biāo)記T2噬菌體的蛋白質(zhì)和DNA，并用標(biāo)記的噬菌體侵染大腸桿菌?！窘?jīng)典回

11、眸】下面是噬菌體侵染細(xì)菌實驗的部分實驗步驟示意圖，對此實驗有關(guān)敘述正確的是（多選）（）的培養(yǎng)基中獲得的和蛋白質(zhì)分開再分別檢測其放射性說明噬菌體的遺傳物質(zhì)不是蛋白質(zhì)【解析】噬菌體是病毒，是營活在細(xì)胞中寄生的生物，不能直接在培養(yǎng)基上培養(yǎng)。該實驗攪拌是為了使細(xì)菌外吸附著的噬菌體外殼與細(xì)菌分離；離心是一種分離混合物的方法，在該實驗中，被感染的細(xì)菌（含有子代噬菌體的細(xì)菌）在下層的沉淀物中，噬菌體顆粒的質(zhì)量較小，在上層的上清液中。圖中實驗只能說明蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)，而不能說明DNA是遺傳物質(zhì)?！敬鸢浮緽D【變式訓(xùn)練】3在人類探究遺傳物質(zhì)的過程中，科學(xué)家以T2噬菌體作為實驗材料，利用放射性同位素標(biāo)記技術(shù)完成

12、了噬菌體侵染細(xì)菌的實驗，在此實驗中，用35S、32P分別標(biāo)記的是噬菌體的（）、蛋白質(zhì)B蛋白質(zhì)、蛋白質(zhì)、DNAD蛋白質(zhì)、DNA4下列四種病毒中，遺傳信息貯存在DNA分子中的是（）煙草花葉病毒噬菌體的病原體“思”課堂小結(jié)同學(xué)們，通過這節(jié)課學(xué)習(xí)，你有哪些收獲和體會，存在哪些疑問，請把它填在下面的表格中，以便及時總結(jié)、彌補(bǔ)知識缺漏，不吃夾生飯，不做欠賬人。收獲內(nèi)容疑點內(nèi)容“練”當(dāng)堂檢測1下列有關(guān)人類對遺傳物質(zhì)探索歷程的敘述，正確的是（）是遺傳物質(zhì)B艾弗里的體外轉(zhuǎn)化實驗采用了物質(zhì)提純、鑒定與細(xì)菌體外培養(yǎng)等技術(shù)是生物界中主要的遺傳物質(zhì)是遺傳物質(zhì)2下列有關(guān)肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗的說法，不正確的是（）是遺傳物質(zhì)B

13、艾弗里的肺炎雙球菌體外轉(zhuǎn)化實驗證明了蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)混合后注射到小鼠體內(nèi)，小鼠不會死亡和蛋白質(zhì)分開，分別觀察其遺傳作用3如圖是科學(xué)家為了弄清轉(zhuǎn)化因子的本質(zhì)而做的實驗，則三個實驗的培養(yǎng)皿中只存在一種菌落的是（）A實驗一B實驗二C實驗三D實驗一和三4某研究人員模擬赫爾希和蔡斯的噬菌體侵染細(xì)菌實驗，進(jìn)行了以下4個實驗：用未標(biāo)記的噬菌體侵染35S標(biāo)記的細(xì)菌；用32P標(biāo)記的噬菌體侵染未標(biāo)記的細(xì)菌；用未標(biāo)記的噬菌體侵染3H標(biāo)記的細(xì)菌；用15N標(biāo)記的噬菌體侵染未標(biāo)記的細(xì)菌，經(jīng)過一段時間后離心，檢測到以上4個實驗中放射性的主要位置依次是（）A沉淀物、沉淀物、沉淀物和上清液、沉淀物和上清液B沉淀物、上清液、沉淀物、沉淀物和上清液C上清液、上清液、沉淀物和上清液、上清液D沉淀物、沉淀物、沉淀物、沉淀物和上清液年，赫爾希和蔡斯利用同位素標(biāo)記法，完成了著名的噬菌體侵染大腸桿菌的實驗，下圖是實驗的部分過程：（1）寫出以上實驗的部分操作過程：第一步：用35S標(biāo)記噬菌體的蛋白質(zhì)外殼。如何實現(xiàn)對噬菌體的標(biāo)記請簡要說明實驗的設(shè)計方法。_。第二步：用被35S標(biāo)記的噬菌體與沒有標(biāo)記的大腸桿菌混合。第三步：一定時間后，在攪