1、蘭州新區舟曲中學 高二生物必修2DNA是主要的遺傳物質導學案 編制人：劉亞榮 DNA是主要的遺傳物質【學習目標】1. 能簡述“DNA是主要的遺傳物質”的探索過程及遺傳物質的特點。2. 能說出“肺炎雙球菌轉化實驗”的實驗原理和結論，并能構建出肺炎雙球菌“體內轉化實驗”和“體外轉化實驗”的概念模型。3. 知道用放射性同位素標記噬菌體外殼和核酸的原理，能構建出“噬菌體侵染大腸桿菌”的實驗模型。4. 知道煙草花葉病毒的遺傳物質。【學習重點】1. “肺炎雙球菌轉化實驗”的實驗思路和結論。2. “噬菌體侵染大腸桿菌實驗”的實驗過程和結果分析。【學習難點】1. 細菌“轉化”的實質。2. 噬菌體“侵染”細菌的

2、過程和結果。【學法指導】1. 結合導學案上的【知識鏈接】閱讀教材，完成自學內容。2. 小組討論，完成合作探究問題。【課時安排】 2課時第1課時：DNA是主要的遺傳物質 肺炎雙球菌轉化實驗【知識鏈接】1. 菌落 菌落是單個或少數細菌在固體培養基上大量繁殖時，形成的一種肉眼可見的、具有一定形態結構的子細胞群。每種細菌在一定條件下所形成的菌落，可以作為菌種鑒定的重要依據。2. 莢膜莢膜是細菌細胞壁外圍繞一層較厚的粘性、膠凍樣物質。其化學成分隨細菌種類不同而有差異，多數細菌的莢膜成分為多糖，如肺炎雙球菌。莢膜的形成受遺傳物質（基因）控制。 莢膜與細菌的致病性有關，同時莢膜還能儲留水分能抗干燥，對保護細

3、菌有作用。莢膜本身無毒性，但在機體內保護細菌抵抗吞噬細胞的吞噬及消化，并能抑制體內殺菌物質（如溶菌酶）的殺菌作用，使細菌易在體內大量繁殖致病。細菌若失去莢膜，致病力也隨之減弱或消失。 3.“轉化” 轉化指某一受體細菌通過直接吸收來自另一供體細菌的含有特定基因的脫氧核糖核酸（DNA）片段，從而獲得了供體細菌的相應遺傳性狀，這種現象稱為細菌轉化。例如：把肺炎雙球菌R型無毒株和加熱至60被殺死的S型有毒株，混合注射至小鼠體內，結果在小鼠體內出現了生活的S型有毒株，使小鼠患病死亡。并且這種具莢膜的有毒株能世代相傳保持其特性。細菌轉化現象最初由英國細菌學家格里菲斯（FGriffith）于1928年發現，

4、直至1944年美國科學家埃弗里（OTAvery）等人才證實了轉化因子是脫氧核糖核酸，從而為遺傳學的發展作出了重大貢獻。在轉化實驗中，加熱至60可殺死 S型菌，但菌內DNA未被破壞，其DNA中控制某些遺傳特性（如形成莢膜等）的基因片段通過轉化進入R型菌，從而使R型菌獲得了形成莢膜等的特性。已發現在許多細菌中均能發生轉化現象，后來發現轉化實驗在動物體外也能獲得成功。自然界的轉化現象，一般發生在同一物種或近緣物種中。細菌轉化方法已被引入其他生物，例如采用原生質體轉化法，可將外源DNA注入到不具攝取DNA能力的生物中，使其獲得某些新的特性。 【自學內容】1. 遺傳物質應該具備的特點有哪些？2. 在20

5、世紀20年代，為什么多數科學家認為蛋白質是遺傳物質？3. 完成下表 菌落特點有無毒性S型菌R型菌4. 1928年，格里菲思的體內轉化實驗（請同學自己整理，完成下面內容）第一組：做法 現象 第二組：做法 現象 第三組：做法 現象 第四組：做法 現象 格里菲思的結論：思考: 從第組實驗鼠體內可分離出有毒性的S型活細菌說明了什么？ 51944年，艾弗里的體外轉化實驗（請同學自己整理，完成下面內容）第一組 做法： 現象 第二組 做法： 現象 第三組 做法： 現象 艾弗里的結論： 才是使R型細菌產生穩定遺傳變化的物質思考: 如果用DNA酶分解從S型活細菌中提取的DNA， （填能否）使R型細菌發

6、生轉化？為什么？【合作探究】1. 艾弗里的實驗設計有何巧妙之處？2. 為什么艾弗里的實驗結果仍會有人質疑？【隨堂檢測】1探索遺傳物質的過程是漫長的，直到20世紀初期，人們仍普遍認為蛋白質是遺傳物質。當時人們作出判斷的理由不包括( ) A不同生物的蛋白質在結構上存在差異 B蛋白質與生物的性狀密切相關 C蛋白質比DNA具有更高的熱穩定性，并且能夠自我復制 D蛋白質中氨基酸的不同排列組合可以貯存大量遺傳信息 2. 格里菲思的肺炎雙球菌轉化實驗如下： 將無毒的R型活細菌注入小鼠體內，小鼠不死亡； 將有毒的S型活細菌注入小鼠體內，小鼠患敗血癥死亡； 將加熱殺死的S型細菌注入小鼠體內，小鼠不死亡； 將R型

7、活細菌與加熱殺死的S型細菌混合后，注入小鼠體內，小鼠患敗血癥死亡。 根據上述實驗，下列說法正確的是( )。 A整個實驗證明了DNA是轉化因子B實驗、實驗可作為實驗的對照 C實驗中的死亡小鼠體內S型活細菌毒性不能穩定遺傳 D重復做實驗與，得到同樣的結果，說明S型活細菌由R型活細菌突變而來 【學習反思】 對照學習目標，你達到了哪些目標？還有哪些沒有達到？學完這節課你還有什么疑問？第2課時：DNA是主要的遺傳物質 噬菌體侵染細菌的實驗【知識鏈接】1. 培養基（Medium）培養基（Medium）是供微生物、植物和動物組織生長和維持用的人工配制的養料，一般都含有碳水化合物、含氮物質、無機鹽（包括微量元

8、素）以及維生素和水等。有的培養基還含有抗菌素和色素，用于單種微生物培養和鑒定。病毒因沒有細胞結構，只能寄生在寄主細胞內，所以不能用普通培養基培養病毒。2. 噬菌體“侵染”細菌噬菌體T2有一個蛋白質的外殼，DNA裹在其中。當噬菌體T2侵染大腸桿菌時，它的尾部吸附在菌體上。然后，菌體內形成大量噬菌體，菌體裂解后，釋放出幾十個乃至幾百個與原來侵染細菌一樣的噬菌體T2。構成蛋白質的氨基酸中，甲硫氨酸和半胱氨酸含有硫，DNA中不含硫，所以硫只存在于T2噬菌體的蛋白質。相反，磷主要存在于DNA中，至少占T2噬菌體含磷量的99%。用放射性同位素35S標記蛋白質，32P標記DNA。宿主菌細胞分別放在含35S或

9、含32P的培養基中。宿主細胞在生長過程中就被35S或32P標記上了。然后用分別被35S或32P標記的細菌，并在這些細菌中復制增殖。宿主菌裂解釋放出很多子代噬菌體，這些子代噬菌體也被標記上35S或32P。接著，用分別被35S，或32p標記的噬菌體去侵染沒有被放射性同位素標記的宿主菌，然后測定宿主菌細胞帶有的同位素。被35S標記的噬菌體所侵染的宿主菌細胞內很少有35S，而大多數35S出現在宿主菌細胞的外面。也就是說，35S標記的噬菌體蛋白質外殼在侵染宿主菌細胞后，并未進入宿主菌細胞內部而是留在細胞外面。被32P標記的噬菌體侵染宿主菌細胞后，測定宿主菌的同位素，發現32P主要集中在宿主菌細胞內。所以

10、噬菌體侵染宿主菌細胞時進入細胞內的主要是DNA。【自學探究】1. 某同學用含有放射性同位素的普通培養基培養噬菌體，不能得到被標記的噬菌體，為什么？你認為該如何標記噬菌體？2. 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？ 3. 閱讀并觀察教材P45圖3-6，請回答：（1）實驗過程中攪拌的目的是什么？離心的目的是什么？_ （2）離心后沉淀物與上清液各有什么成分？_、_。實驗結果：“噬菌體侵染細菌實驗”的實驗結論：_。【隨堂檢測】1. 噬菌體在繁殖過程中利用的原料是 ( ) A噬菌體的核苷酸和氨基酸 B噬菌體的核苷酸和細菌的氨基酸 C細菌的核苷酸和氨基酸 D噬菌體的氨基酸和細菌的核苷酸 2噬菌體侵染細菌的實驗不能說明（ ）ADNA是遺傳物質 B. DNA能自我復制 C. DNA能控制性狀 D. DNA能產生可遺傳的變異 3如果用15N、32P、 35S標記噬菌體后，讓其侵染細菌，在產生的子代噬菌體的組成結構成分中，能夠找到的放射性元素情形為（ ） A.可在外殼中找到15N和35S B.可在DNA中找到15N和32PC.可在外殼中找到15N D.可在DNA中找到15N、32P、35S4噬菌體侵染細菌的實驗中新噬菌體的蛋白質外殼是（ ） .在細菌的指導下，用細菌的物質合成 .在噬菌體