《DNA是主要的遗传物质》学案2

3.1 DNA是主要的遗传物质

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【学习目标】 〖知识目标〗

（1）知道肺炎双球菌转化实验和“同位素标记法”是研究噬菌体侵染细菌所采用的方法，也是目前自然科学研究的主要方法。

（2）分析证明DNA是主要的遗传物质的实验思路。 〖能力目标〗

（1）分析证明DNA是遗传物质的实验设计思路，提高逻辑思维的能力。

（2）用“同位素标记法”来研究噬菌体侵染细菌的实验，说明DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质，训练由特殊到一般的归纳思维的能力。 〖情感目标〗

学习科学家严谨细致的工作作风和科学态度以及对真理不懈追求的科学精神，树立辩证唯物主义世界观。 【学习重点】

（1）肺炎双球菌转化实验的原理和过程。（2）噬菌体侵染细菌实验的原理和过程。 【学习难点】

（1）肺炎双球菌转化实验的原理和过程。（2）如何理解DNA是主要的遗传物质

【参考资料】1.课本第三章第1节。2.报纸第34期。3.《学案与测评》第三章第1节。 【自主学习】 导入：

第一章和第二章所涉及到的四位科学家：______→性状由遗传因子决定；______→提出遗传因子位于染色体上的假说；______→把遗传因子改为基因；______→证实基因位于染色体上。但是基因到底是什么？通过第三章——基因的本质的学习，就可以解决这个问题。 染色体在遗传上有重要的作用，染色体主要由哪两种物质组成呢？ 和 ，在这两种物质中，究竟哪一种是遗传物质呢？

一、对遗传物质的早期推测

思考与讨论：

科学家要通过实验来确定哪个是遗传物质，要解决的第一个问题就是选材，选择合适的实验材料是实验成败的关键。无论是高等的、复杂的生物，还是低等的、简单的生物，一般都含有核酸和蛋白质，你觉得选择什么样的生物做实验材料才比较合适呢？

_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 二、肺炎双球菌的转化实验

（一）体内转化实验（1928年，英国，格里菲思） 1. 实验材料：肺炎双球菌，小鼠

S型细菌 R型细菌 菌落（光滑、粗糙） 有无荚膜 有无毒性

2. 实验过程：

①无毒性的R型活细菌注射到鼠体内，现象是 。 ②有毒性的S型活细菌注射到鼠体内，现象是 。

③加热杀死的S型细菌注射到鼠体内，现象是 。

④无毒性的R型活细菌与加热杀死的S细菌混合后注射到小鼠体内，现象是 。 思考：

1、对比分析第一、二组说明什么？

_____________________________________________________________________________。 2、在第三组中被加热杀死的S型细菌还有没有毒性？_______________________。 3、对比分析第二、三组说明什么？

_____________________________________________________________________________。 4、在第四组中是谁导致小鼠死亡? _______________________。

5、第四组小鼠体内能分离出S型活细菌，它是开始注射进去的，还是混合后重新出现的？ ___________________________________。 6、对比分析第三、四组又说明什么？

_____________________________________________________________________________。 7、实验先进行第一、二组，与第三、四组相比，起________作用。 8、该实验能否证明DNA是遗传物质？该实验的结论是什么？

_____________________________________________________________________________。

这种转化因子是什么呢？

（二）体外转化实验（1944年，美国，艾弗里）

在肺炎双球菌中有蛋白质、DNA、荚膜多糖等物质，你可以和其他同学共同讨论寻找．．．．．．．．．有效的方法，来证明哪一种成分是转化因子。

①实验材料：________________________________________________________。 ②假 设：________________________________________________________。 ③实验方法：________________________________________________________。 ④预期效果：________________________________________________________。 ⑤实验现象的观察：__________________________________________________。 ⑥分析结论：________________________________________________________。

实验结论： 是使R型细菌产生稳定的遗传变化的物质，也就是说， 是遗传物质。

因为艾弗里实验中提取出的DNA，纯度最高时也还有0.02%的蛋白质。因此，仍有人对实验结论表示怀疑。

三、噬菌体侵染细菌的实验（1952年，赫尔希和蔡斯）

1. T2噬菌体的介绍：噬菌体是一种寄生在细菌体内的病毒，它的外壳是蛋白质，头部内含

有DNA，它侵染细菌后，就会在自身遗传物质的作用下，利用细菌体内的物质来合成自身的组成成分，进行大量的增殖。

2. 实验方法：___________________________________________。 3. 实验过程：

①用放射性同位素35S和32P分别标记一部分噬菌体；

②被标记的噬菌体分别侵染细菌；

③当噬菌体在细菌体内大量增殖时，对被标记物质进行放射性测试。

思考与讨论：

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①噬菌体有DNA和蛋白质两种组分，用S和P分别标记噬菌体的哪一种组分？用C和

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O等同位素可行吗，为什么？

______________________________________________________________________________。 ②实验过程中搅拌的目的是什么？离心的目的是什么？

_____________________________________________________________________________。 ③离心后沉淀物与上清液各有什么成分？

_____________________________________________________________________________。 ④结果

亲代噬菌体 3235寄主细胞内 子代噬菌体 实验结论 P标记DNA S标记蛋白质

由实验结果可知，噬菌体在细菌内的增殖是在 的作用下完成的。

思考：是不是所有生物都含有DNA？ 通过烟草花叶病毒感染烟草实例，说明RNA也是遗传物质。

结论：因为绝大多数生物的遗传物质是DNA，所以说DNA是主要的遗传物质。 记忆节节清：

1．绝大多数生物的遗传物质是DNA，少数是RNA，所以说DNA是主要的遗传物质。 2．S型细菌具有毒性，菌体有多糖类的荚膜，在培养基上形成的菌落表面光滑；R型细菌 没有毒性，菌体没有多糖类的荚膜，在培养基上形成的菌落表面粗糙。 32353．在噬菌体侵染细菌实验中，用P标记一组噬菌体的DNA，用S标记另一组噬菌体 的蛋白质。

【合作探究】

1.格里菲斯为什么不能确定“转化因子”是什么，而艾弗里和赫尔希、蔡斯却可以？探讨三者实验的区别，总结艾弗里和赫尔希、蔡斯实验的最关键的实验设计思路是什么？

2.用简洁的形式把赫尔希、蔡斯实验的过程表示出来（包括T2噬菌体的标记过程）。

3.赫尔希、蔡斯实验的结论是什么？

4.请分析子代噬菌体的蛋白质外壳的来源，猜想病毒的繁殖过程（建造病毒所需的“蓝图”、原料、能量、“工具”等）。（课本P46二、1.）

5.讨论哪些生物的遗传物质是DNA，哪些生物的遗传物质是RNA。

6. 赫尔希、蔡斯实验使用了同位素示踪法，回忆我们曾经学习过的应用这种技术进行生物学研究的内容，思考：在生物学研究中为什么常用这种技术对物质进行标记？

【习题巩固】

1．格里菲思的肺炎双球菌转化实验证明了（ ） A．DNA是遗传物质 B．RNA是遗传物质

C．蛋白质不是遗传物质 D．加热杀死的S型菌中含有“转化因子” 2．艾弗里及其同事研究肺炎双球菌的方法是（ ） A．杂交实验法 B．同位素标记法

C．病毒侵染法 D．单独直接观察不同成分的作用

3．为研究噬菌体侵染细菌的详细过程，你认为如何选择同位素标记的方案（ ） A．用C或H培养噬菌体，再去侵染细菌 B．用180或15N培养噬菌体，再去侵染细菌 C．将一组噬菌体用P和s标记

D．一组用P标记DNA，另一组用S标记蛋白质外壳 4．噬菌体侵染细菌的实验证明（ ）

A．RNA是遗传物质 B．DNA是遗传物质 C．蛋白质是遗传物质 D．多糖是遗传物质

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