《DNA是主要的遺傳物質(zhì)》教學(xué)

生物學(xué)

必修二

遺傳和進(jìn)化

第3章第1節(jié)DNA是主要的遺傳物質(zhì)學(xué)習(xí)目標(biāo)核心素養(yǎng)1.掌握肺炎鏈球菌體內(nèi)和體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)的過(guò)程和結(jié)論。2.闡述噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)的方法、過(guò)程。3.了解煙草花葉病毒感染煙草的實(shí)驗(yàn)。4.理解DNA是主要遺傳物質(zhì)的結(jié)論。1.生命觀念：初步形成遺傳物質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能相統(tǒng)一的觀點(diǎn)；理解DNA是主要的遺傳物質(zhì)，認(rèn)知生命的共性及差異。2.科學(xué)思維：認(rèn)同科學(xué)結(jié)論獲得的最基本的方法是實(shí)證，提升科學(xué)思維能力。3.科學(xué)探究：體驗(yàn)科學(xué)探究的思路和方法，運(yùn)用歸納和概括的方法，歸納出DNA是主要的遺傳物質(zhì)；感悟科學(xué)技術(shù)在生命科學(xué)探索過(guò)程中的作用。4.社會(huì)責(zé)任：認(rèn)同人類對(duì)遺傳物質(zhì)的認(rèn)識(shí)是不斷深化不斷完善的過(guò)程，培養(yǎng)責(zé)任心。作為遺傳物質(zhì)應(yīng)具備的特點(diǎn)：1、能夠自我復(fù)制，使前后代保持一定的（連續(xù)性）2、具有貯存大量遺傳信息的能力（多樣性）3、分子結(jié)構(gòu)具有相對(duì)的穩(wěn)定性（穩(wěn)定性）4、一旦結(jié)構(gòu)改變，能通過(guò)復(fù)制把變異傳給后代

（即可遺傳的變異性）5、能夠指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成從而控制生物的性狀和新陳代謝對(duì)遺傳物質(zhì)的早期推測(cè)1.20世紀(jì)20年代：蛋白質(zhì)是生物體的遺傳物質(zhì)（蛋白質(zhì)中氨基酸的排列順序多種多樣，可能蘊(yùn)含著遺傳信息）2.20世紀(jì)30年代：科學(xué)家本可以意識(shí)到DNA的重要性，（但由于DNA結(jié)構(gòu)不清晰。蛋白質(zhì)是遺傳物質(zhì)仍占主導(dǎo)地位）艾弗里赫爾?！颉暗鞍踪|(zhì)是遺傳物質(zhì)的觀點(diǎn)”提出挑戰(zhàn)格里菲思肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)粗糙（Rough)

無(wú)多糖莢膜

無(wú)毒性光滑（Smooth）

有多糖莢膜

有毒性多糖莢膜S型細(xì)菌R型細(xì)菌SR第一組第二組第三組第四組格里菲斯的體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)結(jié)論:S型死菌中含有一種“轉(zhuǎn)化因子”，能使R型菌轉(zhuǎn)化為S型菌使小鼠致死。肺炎雙球菌中含有DNA、蛋白質(zhì)、多糖等物質(zhì)，那么，究竟什么是轉(zhuǎn)化因子------遺傳物質(zhì)？R+S活R死S小鼠死亡S活S

S中的轉(zhuǎn)化因子艾弗里的體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)結(jié)論:

“轉(zhuǎn)化因子”是DNA，DNA才是使R型細(xì)菌產(chǎn)生穩(wěn)定遺傳變化的物質(zhì)。

即DNA是遺傳物質(zhì)，蛋白質(zhì)不是。疑問(wèn)：由于艾弗里的實(shí)驗(yàn)中提取的DNA，純度最高時(shí)也還有0.02%的蛋白質(zhì)，因此，仍有人表示懷疑。那么要怎樣設(shè)計(jì)才能讓人無(wú)可挑剔呢？設(shè)法把DNA和蛋白質(zhì)分開(kāi)，然后單獨(dú)、直接觀察DNA和蛋白質(zhì)的作用。實(shí)驗(yàn)中最關(guān)鍵的設(shè)計(jì)思路噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)（赫爾希和蔡斯）①是一種專門寄生在大腸桿菌體內(nèi)的病毒②頭部和尾部的外殼是由蛋白質(zhì)構(gòu)成，

頭部?jī)?nèi)含有DNA③在自身遺傳物質(zhì)的指導(dǎo)下進(jìn)行繁殖,

原料來(lái)自大腸桿菌④

子代噬菌體從宿主細(xì)胞裂解釋放。大腸桿菌噬菌體同位素標(biāo)記法C、H、O、N、PC、H、O、N、S（標(biāo)記32p）（標(biāo)記35S）1、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路：3、實(shí)驗(yàn)過(guò)程：把蛋白質(zhì)和DNA區(qū)分開(kāi)，直接地、單獨(dú)地觀察DNA和蛋白質(zhì)的作用(1)標(biāo)記細(xì)菌細(xì)菌+含35S的培養(yǎng)基細(xì)菌+含32P的培養(yǎng)基含35S的細(xì)菌含32P的細(xì)菌(2)標(biāo)記噬菌體噬菌體+含35S的細(xì)菌噬菌體+含32P的細(xì)菌含35S的噬菌體含32P的噬菌體(3)噬菌體侵染細(xì)菌含35S的噬菌體+細(xì)菌含32P的噬菌體+細(xì)菌:上清液放射性很高,沉淀物放射性很低:上清液放射性很低,沉淀物放射性很高2、實(shí)驗(yàn)方法：同位素標(biāo)記法噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)被35S標(biāo)記的噬菌體被32P標(biāo)記的噬菌體被35S標(biāo)記的噬菌體與細(xì)菌混合被32P標(biāo)記的噬菌體與細(xì)菌混合攪拌離心放射性很高放射性很低放射性很低放射性很高短時(shí)間保溫的目的?

攪拌的目的？

離心的目的？保證噬菌體的DNA進(jìn)入大腸桿菌；

同時(shí)避免大腸桿菌裂解釋放子代噬菌體使吸附在細(xì)菌上的噬菌體與細(xì)菌分離讓上清液中析出質(zhì)量較輕的T2噬菌體顆粒，而離心管的沉淀物中留下

被侵染的大腸桿菌。①用放射性同位素35S標(biāo)記噬菌體蛋白質(zhì)外殼子代噬菌體35S噬菌體侵染細(xì)菌時(shí)，蛋白質(zhì)外殼留在外面，沒(méi)有進(jìn)入到細(xì)菌中。實(shí)驗(yàn)表明無(wú)35S親代噬菌體想一想：這一結(jié)果說(shuō)明了什么?噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)的檢測(cè)結(jié)果分析用放射性同位素32P標(biāo)記噬菌體內(nèi)部DNA32P子代噬菌體實(shí)驗(yàn)表明噬菌體侵染細(xì)菌時(shí)，DNA進(jìn)入到細(xì)菌中。親代噬菌體有32P想一想：這一結(jié)果又說(shuō)明了什么?噬菌體比大腸桿菌輕上清液：沉淀物：噬菌體細(xì)菌(外殼)(被注入的DNA)35S標(biāo)記的實(shí)驗(yàn)32P標(biāo)記的實(shí)驗(yàn)標(biāo)記部位放射性情況上清液沉淀物蛋白質(zhì)DNA有放射性無(wú)無(wú)有放射性上清液“放射性很高”沉淀物“放射性很高”？沉淀物也有放射性上清液也有放射性——分離不完全(噬菌體蛋白質(zhì)外殼)——釋放出來(lái)的、未侵染的噬菌體很高很低很低很高親代噬菌體同位素的去向子代噬菌體實(shí)驗(yàn)結(jié)論32P標(biāo)記DNA35S標(biāo)記蛋白質(zhì)32P標(biāo)記的DNA進(jìn)入細(xì)菌體內(nèi)DNA有32P標(biāo)記35S標(biāo)記的蛋

白質(zhì)在上清液中（留在細(xì)菌外部）外殼蛋白質(zhì)無(wú)35S標(biāo)記DNA是遺傳物質(zhì)DNA是唯一的遺傳物質(zhì)嗎？煙草花葉病毒感染煙葉的實(shí)驗(yàn)RNA蛋白質(zhì)感染不感染RNA是遺傳物質(zhì)，

蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)。結(jié)論：【歸納】不同生物體內(nèi)遺傳物質(zhì)的區(qū)別生物類型核酸種類遺傳物質(zhì)實(shí)例有細(xì)胞結(jié)構(gòu)的生物真核生物DNA和RNADNA玉米、小麥、人原核生物乳酸菌、藍(lán)藻無(wú)細(xì)胞結(jié)構(gòu)的生物DNA病毒DNADNA噬菌體RNA病毒RNARNA煙草花葉病毒、HIV、SARS等1．注射后能使小白鼠因患敗血病而死亡的是（

）A．R型肺炎雙球菌B．加熱殺死后的R型肺炎雙球菌C．加熱殺死后的S型肺炎雙球菌D．加熱殺死后的S型肺炎雙球菌與R型細(xì)菌混合練習(xí)D2.肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)證明了（）A.DNA是主要的遺傳物質(zhì)B.染色體是遺傳物質(zhì)的載體C.DNA是遺傳物質(zhì)D.RNA是遺傳物質(zhì)C3.用15N、32P、35S標(biāo)記噬菌體后，讓其侵染細(xì)菌，在產(chǎn)生的子代噬菌體的組成結(jié)構(gòu)中，能夠找到的放射性元素是（）A.可以在外殼中找到15N、35SB.可以在DNA中