資源簡介

第三章
基因的本質
第1節
DNA是主要的遺傳物質
【教學目標】
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采用的方法，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。
3、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。
4、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。
5、學習科學家嚴謹細致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
【教學方法】
討論法、
演示法
【課時安排】
2課時
【教學過程】
第一課時
一、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；______→提出遺傳因子位于染色體上的假說；______→把遺傳因子改為基因；______→證實基因位于染色體上。但是基因到底是什么？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？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
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、復雜的生物，還是低等的、簡單的生物，一般都含有核酸和蛋白質，你覺得選擇什么樣的生物做實驗材料才比較合適呢？
（1）具有貯存大量遺傳信息的潛在能力；
（2）能夠指導蛋白質合成，從而控制生物的性狀和新陳代謝的過程；
（3）在細胞生長和繁殖的過程中能夠精確地復制自己，使得前后代具有一定的連續性；
（4）結構比較穩定，但在特殊情況下又能發生突變，而且突變以后還能繼續復制，并能遺傳給后代。
三、肺炎雙球菌的轉化實驗
學生活動:閱讀教材第2頁，了解肺炎雙球菌的兩種類型:R型和S型。
1、教師投影顯示格里菲思的如下實驗:
(1)活的無毒性的R型細菌老鼠→健康
(2)活的有毒性的S型細菌老鼠→死亡
(3)滅活的S型細菌老鼠→健康
(4)活的R型
+
死的S型老鼠→死亡
思考：
1、對比分析第一、二組說明什么？
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、三組說明什么？
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，還是混合后重新出現的？
6、對比分析第三、四組又說明什么？
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？該實驗的結論是什么？
師生從投影的四組實驗共同討論看出：在第四組實驗中，已經被加熱殺死的S型細菌中，定含有一種促使R型細菌轉化成S型細菌的活性物質，那么它到底是什么呢?
2、在1944年，美國科學家艾弗里和他的同事，做了如下實驗:
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。
把S型細菌的組成物質全部分離，并分別與R型細菌混合培養，得到如下結果:
學生通過上圖對比，得知是S型細菌的DNA使得R型轉化成S型細菌，并能傳遞給后代，說明DNA是遺傳物質。
四、課堂小結
1、格里菲思的體內轉化實驗只提出“S型細菌體內有轉化因子”，并沒有具體證明哪種物質是轉化因子。
2、艾弗里的實驗和噬菌體侵染細菌實驗可以證明DNA是遺傳物質，但是不能說明DNA是主要的遺傳物質。
五、課后反思
第1節
DNA是主要的遺傳物質
第二課時
一、導入
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。
二、噬菌體侵染細菌的實驗（1952年，赫爾希和蔡斯）
學生活動：閱讀教材P4，了解T2噬菌體的結構和化學組成。
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，它侵染細菌后，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。
設疑:
（1）科學家為什么把噬菌體作為研究DNA是遺傳物質的材料?
細菌和病毒作為實驗材料，具有的優點是：個體很小，結構簡單，容易看出因遺傳物質改變導致的結構和功能的變化。細菌是單細胞生物，病毒無細胞結構，只有核酸和蛋白質外殼。繁殖快。細菌20～30
min就可繁殖一代，病毒短時間內可大量繁殖。
（2）科學家是如何進行研究的?
2.
實驗方法：___________________________________________。
學生活動：閱讀教材P4頁并回答，由于T2噬菌體只有DNA和蛋白質兩種化學物質組成，而DNA是由C、H、O、N、P五種元素組成，蛋白質是由C、H、O、N，有的含有P和S元素組成的。所以科學家采用放射性同位素標記法進行研究。
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，為什么？
②實驗過程中攪拌的目的是什么？離心的目的是什么？③離心后沉淀物與上清液各有什么成分？
④結果
親代噬菌體
寄主細胞內
子代噬菌體
32p標記DNA
有32P標記DNA
DNA有32P標記
35S標記蛋白質
無35S標記蛋白質
外殼蛋白質無35S標記
學生討論總結得出結論:DNA分子具有連續性，是遺傳物質。
再設疑：遺傳物質是否只有DNA一種呢?
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。
拓展：
噬菌體侵染實驗結果誤差分析
用32P標記噬菌體侵染大腸桿菌，上清液中為何含少量放射性？
①保溫時間過短，一部分噬菌體還未侵入大腸桿菌
②保溫時間過長，噬菌體在大腸桿菌內增殖后已經裂解釋放子代噬菌體
用35S標記噬菌體侵染大腸桿菌，沉淀物中為何具有一定放射性？
可能攪拌不充分，有少量35S的噬菌體蛋白質外殼吸附在細菌表面，隨細菌離心到沉淀物中沉淀物出現放射性。
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。
三、DNA是主要的遺傳物質
學生閱讀教材第4頁可知:除了DNA外還有RNA，如煙草花葉病毒，它不含DNA，只含有蛋白質和RNA，在這兩種成分中，科學家研究證明RNA是遺傳物質。
歸納總結。從三個實驗的結論中，拓展出下列規律：
（1）非細胞結構的生物體內，只有一種核酸，只有一種遺傳物質，即DNA或RNA；
（2）在具有細胞結構的生物體內，有DNA和RNA兩種核酸，但DNA是主要的遺傳物質；
（3）染色體是DNA的主要載體；
（4）遺傳物質控制蛋白質的合成，并由蛋白質表達遺傳信息。
生物類型
核酸
遺傳物質
實例
細胞
真核生物
DNA和RNA
DNA
人
原核生物
藍藻
病毒
DNA病毒
DNA
DNA
噬菌體
RNA病毒
RNA
RNA
SARS,HIV
四、課堂小結
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。
五、課堂習題
1．噬菌體在增殖過程中利用的原料是（
C
）
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
2．用噬菌體去感染體內含有32P的細菌，在細菌解體后含32P的是（
A
）
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32P

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