資源簡介

3.1
DNA是主要的遺傳物質(zhì)
教案
一、教學(xué)目標
1.闡明DNA是主要的遺傳物質(zhì)的探索過程。
2.說明DNA是主要的遺傳物質(zhì)。
3.說明自變量控制中的加法原理和減法原理。
4.認同人類對遺傳物質(zhì)的認識是不斷深化、不斷完善的過程，認同實驗技術(shù)在證明DNA是遺傳物質(zhì)中的作用。
二、教學(xué)重難點
1.教學(xué)重點
肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實驗的原理和過程，噬菌體侵染細菌實驗的原理和過程。
2.教學(xué)難點
肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實驗的原理和過程，噬菌體侵染細菌實驗的原理和過程。
教學(xué)過程
【導(dǎo)入】：熒光鼠會發(fā)出與水母同樣的綠色熒光，是因為科學(xué)家將發(fā)光水母中與發(fā)出綠色熒光有關(guān)的遺傳物質(zhì)導(dǎo)入了鼠的細胞中。熒光鼠身上具有了水母的某些性狀表現(xiàn)，歸根結(jié)底離不開遺傳物質(zhì)對生物體性狀的控制。遺傳物質(zhì)到底是什么呢？
【遺傳物質(zhì)的探索】
孟德爾：提出“遺傳因子”，并總結(jié)遺傳規(guī)律
約翰遜：把“遺傳因子”命名為基因
薩
頓：提出基因在染色體上的假說
摩爾根：實驗證明基因位于染色體上
后來：科學(xué)家發(fā)現(xiàn)：染色體的主要組成成分是
DNA和蛋白質(zhì)
【一、對遺傳物質(zhì)的早期推測】
1．
20世紀20年代
（1）觀點：蛋白質(zhì)是生物體的遺傳物質(zhì)。
（2）理由：
①蛋白質(zhì)中氨基酸多種多樣的排列順序，可能蘊含著遺傳信息
②對DNA結(jié)構(gòu)認識的不足
2．
20世紀30年代
（1）認為：________是遺傳物質(zhì)的觀點仍占主導(dǎo)地位。
（2）對DNA分子的認識：
　①DNA分子是由許多___________聚合而成的生物大分子。
　②脫氧核苷酸有4種，化學(xué)組成包括________、堿基和__________。
【連接：】大多數(shù)科學(xué)家認為——蛋白質(zhì)是遺傳物質(zhì)
格里菲思、艾弗里、赫爾希、蔡斯他們說表示懷疑
【二、肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實驗（體內(nèi)）】
1928年，格里菲思用兩種不同類型的
肺炎鏈球菌
去感染小鼠。
S型細菌：光滑（Smooth）
有多糖莢膜
有毒性
R型細菌：粗糙（Rough)
無多糖莢膜
無毒性
思考討論：1、為什么加熱殺死的S型細菌還能使R型活細菌轉(zhuǎn)化為S型活細菌？
加熱殺死S型細菌是指破壞了細菌的結(jié)構(gòu)，蛋白質(zhì)等大分子失去活性，但是DNA分子沒有失活。
2、第四組的R型細菌全部轉(zhuǎn)化為了S型細菌嗎？
第四組實驗中也能分離出R型菌，轉(zhuǎn)化的只是部分，R型菌依然存在。
3、該實驗可得到什么結(jié)論？該實驗?zāi)芊褡C明DNA是遺傳物質(zhì)？
結(jié)論：已經(jīng)加熱致死的S型細菌，含有某種促使R型活細菌轉(zhuǎn)化為S型活細菌的活性物質(zhì)——轉(zhuǎn)化因子。
【連接】這種轉(zhuǎn)化因子究竟是什么物質(zhì)呢？
關(guān)鍵思路：把S型細菌的各種物質(zhì)分開，單獨的、直接的觀察它們的作用。
實驗過程歸納
結(jié)論：DNA才是使R型細菌產(chǎn)生穩(wěn)定遺傳變化的物質(zhì)；
注意：1.艾弗里的體外轉(zhuǎn)化實驗既證明了DNA是遺傳物質(zhì)，同時證明了蛋白質(zhì)等不是遺傳物質(zhì)；2.被轉(zhuǎn)化的R型菌只是少量，在培養(yǎng)后既有R型細菌又有S型細菌的培養(yǎng)基中，R型菌的菌落占多數(shù)；
【小結(jié)】格里菲斯的體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗表明：加熱殺死的S型細菌中含有轉(zhuǎn)化因子，能將R型細菌轉(zhuǎn)化為S型細菌。
艾弗里的體外轉(zhuǎn)化實驗表明：DNA是使R型細菌產(chǎn)生穩(wěn)定遺傳變化的物質(zhì)，DNA就是轉(zhuǎn)化因子。
【連接】弗里的實驗引起了人們的注意。但是，由于艾弗里實驗中無法真正提取出純DNA來進一步驗證遺傳物質(zhì)就是DNA，因此，仍有人對實驗結(jié)論表示懷疑
那么，有沒有比細菌更為簡單的實驗材料，還能夠把蛋白質(zhì)和DNA徹底分開？
1952年，赫爾希和蔡斯以T2噬菌體為實驗材料，利用放射性同位素標記技術(shù)，完成了另一個有說服力的實驗。
【三、噬菌體侵染細菌的實驗：1952年】
1.T2噬菌體
專門寄生在大腸桿菌體內(nèi)，由頭部（含DNA）和尾部組成
侵染大腸桿菌后，在自身遺傳物質(zhì)作用下，利用大腸桿菌體內(nèi)的物質(zhì)合成自身的組成成分，進行大量增殖。當(dāng)噬菌體增殖到一定數(shù)量后，大腸桿菌裂解，釋放出大量的噬菌體。
2.T2噬菌體侵染大腸桿菌的過程
研究方法：放射性同位素標記技術(shù)
思考：標記哪一種元素可以把DNA和蛋白質(zhì)分開？為什么？
資料：
在T2噬菌體的化學(xué)組分中，60%是蛋白質(zhì)，40%是DNA。對蛋白質(zhì)和DNA的進一步分析表明：S僅存在于蛋白質(zhì)分子中，P幾乎都存在于DNA分子中。
標記T2噬菌體方法：
1、先培養(yǎng)細菌：在分別含有放射性同位素32P
和35S的培養(yǎng)基中培養(yǎng)大腸桿菌
2、再培養(yǎng)噬菌體：分別用上述大腸桿菌培養(yǎng)T2噬菌體，制備含32P的噬菌體和含35S的噬菌體。
4、實驗步驟：（圖略）
（1）分別在含有放射性同位素35S和放射發(fā)現(xiàn)位素的32P的培養(yǎng)基上培養(yǎng)大腸桿菌。
（2）用上述大腸桿菌培養(yǎng)T2噬菌體，得到蛋白質(zhì)含有35S標記的噬菌體或DNA含有32P標記的噬菌體。
（3）分別用35S
或32P的T2噬菌體侵染未標記的大腸桿菌。
5、實驗結(jié)論：在噬菌體中，親代和子代之間具有連續(xù)性的物質(zhì)是DNA，而不是蛋白質(zhì)。也就是說，子代噬菌體的各種性狀是通過親代的DNA遺傳給后代的，DNA才是噬菌體的遺傳物質(zhì)。
【連接】DNA是所有生物的遺傳物質(zhì)嗎？
【四、RNA是遺傳物質(zhì)的實驗證據(jù)】
煙草花葉病毒(TMV)是由RNA和蛋白質(zhì)組成的，在感染煙草時，會出現(xiàn)致病斑。
少數(shù)病毒的遺傳物質(zhì)是RNA，如：流感病毒、SARS病毒、艾滋病病毒（HIV）、COVID--19、埃博拉病毒
絕大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是
DNA
，只有少數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是
RNA
。所以說DNA是主要的遺傳物質(zhì)。
【課堂小結(jié)】
【隨堂訓(xùn)練】：課后練習(xí)

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