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第三章 基因的本質
第1節 DNA是主要的遺傳物質
（一）教學目標
1、闡明DNA是主要遺傳物質的探索歷程，體驗科學探索的艱辛過程。
2、 理解DNA是主要的遺傳物質,認同人類對遺傳物質的認識是不斷深化、不斷完善的過程。
3、通過艾弗里的實驗學習，說明自變量控制中的“加法原則”和“減法原則”
4、通過對肺炎鏈球菌的轉化實驗、噬菌體侵染細菌等實驗的學習,認同科學結論的獲得離不開嚴謹的推理和確鑿的實驗證據。
（二）教學重難點
1、教學重點
（1）肺炎鏈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。
（3）探討實驗技術在證明DNA是遺傳物質中的作用。
2、教學難點
（1）噬菌體侵染細菌實驗的原理和過程。
（2）探討實驗技術在證明DNA是遺傳物質中的作用。
（三）教學過程
一、由問題探討導入新課
20世紀中葉，科學家發現染色體主要是由蛋白質和DNA組成的。在這兩種物質中，究竟哪一種是遺傳物質呢
二、對遺傳物質的早期推測
20世紀20年代，人們已經認識到蛋白質是由多種氨基酸按照不同的順序排列的生物大分子，可能蘊含著遺傳信息，當時大多數科學家認為蛋白質是生物體的遺傳物質。到了20世紀30年代，人們才認識到DNA的化學組成，但由于對DNA結構的認識不清晰，認為蛋白質是遺傳物質的觀點仍占主導地位。
三、格里菲斯肺炎鏈球菌體內轉化實驗
1、學生自主閱讀，總結肺炎鏈球菌的種類及特征
2、認識肺炎鏈球菌
S型細菌：菌體有多糖類的莢膜，在培養基上形成的菌落表面光滑（Smooth）；S型細菌有致病性，可使人和小鼠患肺炎，同時小鼠并發敗血癥而死
R型細菌：菌體無多糖類的莢膜，在培養基上形成的菌落表面粗糙（rough），R型細菌無致病性，不會使人和小鼠患病。
3、格里菲斯肺炎鏈球菌體內轉化實驗
（1）第一組：給小鼠注射R型細菌——小鼠不死亡（R型細菌無毒性）
（2）第二組：給小鼠注射S型細菌——小鼠死亡（S型細菌有毒性）
（3）第三組：給小鼠注射加熱致死的S型細菌——小鼠不死亡（加熱致死的S型細菌無毒）
（4）第四組：將加熱致死的S型細菌和活的型細菌混合給小鼠注射——小鼠死亡——從死亡小鼠體內分離出活的S型細菌
結論：加熱致死的S型細菌，含有某種促使R型活細菌轉化為S型活細菌的活性物質——轉化因子
四、艾弗里肺炎鏈球菌體外轉化實驗中
1、這種轉化因子是什么呢？——由問題引入艾弗里的體外轉化實驗
（1）實驗過程及結果
第一組：S型細菌的細胞提取物與R型細菌混合培養——培養基上既有R型細菌又有S型細菌
第二組：S型細菌的細胞提取物加蛋白酶處理，再與R型細菌混合培養——培養基上既有R型細菌又有S型細菌
第三組：S型細菌的細胞提取物加RNA酶處理，再與R型細菌混合培養——培養基上既有R型細菌又有S型細菌
第四組：S型細菌的細胞提取物加酯酶處理，再與R型細菌混合培養——培養基上既有R型細菌又有S型細菌
第五組：S型細菌的細胞提取物加DNA酶處理，再與R型細菌混合培養——培養基上只有R型細菌
2、結論：DNA才是使R型細菌產生穩定遺傳變化的物質。
3、控制變量法中的減法原理：在對照實驗中，與常態比較，人為去除某種影響因素的稱為“減法原理”。在艾弗里的肺炎鏈球菌轉化實驗中，每個實驗組特異性地去除了一種物質，從而鑒定出DNA是遺傳物質這就是減法原則。
4、補充接受：加熱致死原理：蛋白質和核酸對于高溫的耐受力是不同的，在80-100℃的溫度范圍內，蛋白質失活，DNA雙鏈解開；當溫度將至55℃時，DNA雙鏈又可以重新恢復，但是蛋白質活性不能恢復了。
五、噬菌體侵染細菌的實驗
1、1952年美國遺傳學家赫爾希和蔡斯
2、實驗材料：T2噬菌體
3、實驗方法：放射性同位素標記法
4、選材原因
（1）T2噬菌體結構簡單：只含有DNA和蛋白質
（2）T2噬菌體是一種專門寄生在大腸桿菌體內的病毒
（3）繁殖時，僅將遺傳物質導入大腸桿菌，其余物質保留在體外
5、T2噬菌體侵染大腸桿菌的過程
吸附——注入——合成——組裝——釋放
6、實驗過程
（1）標記細菌
細菌接種到含35S的培養基中，培養一段時間后獲得含35S的細菌。
細菌接種到含32P的培養基中，培養一段時間后獲得含32P的細菌。
（2）標記噬菌體
噬菌體和含35S的細菌共培養得到含35S的噬菌體
噬菌體和含32P的細菌共培養得到含32P的噬菌體
（3）侵染細菌
4、實驗分析
（1）T2噬菌體侵染細菌時，DNA進入細菌的細胞中，而蛋白質外殼仍留在細胞外。
（2）子代T2噬菌體的各種性狀是通過親代的DNA遺傳的。
5、實驗結論：子代T2噬菌體的各種性狀是通過親代的DNA遺傳的，DNA才是噬菌體的遺傳物質。
六、RNA是遺傳物質
1、煙草花葉病毒不含DNA，只有蛋白質和RNA。
2、煙草花葉病毒侵染實驗
（1）煙草花葉病毒侵染正常煙草葉——煙草葉感染病毒——從染病煙草葉上分離出病毒
（2）煙草花葉病毒的蛋白質外殼侵染正常煙草葉——煙草葉不感染
（3）煙草花葉病毒的RNA侵染正常煙草葉——煙草葉感染——從染病煙草葉上分離出病毒
3、結論：煙草花葉病毒的遺傳物質是RNA，不是蛋白質
七、生物的遺傳物質
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。
（具有細胞結構的生物，不管是原核生物還是真核生物遺傳物質都是DNA。無細胞結構的生物病毒，如果病毒是DNA病毒，遺傳物質就是DNA,是RNA病毒遺傳物質就是RNA）

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