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1、第1节DNA是主要的遗传物质教学目标1 .总结“DNA是主要的遗传物质”的探索过程。2 .知道肺炎双球菌转化实验和“同位素标记法”研究噬菌体侵染细菌所采用的方法，是目前自然科学研究的主要方法。3 .理解DNA是主要的遗传物质。教学重点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。教学难点1 .如何理解DNA是主要的遗传物质，RNA也是遗传物质。2 .探究科学发现过程来学习科学研究方法。教学过程课前准备学生预习，并收集有关遗传物质研究过程的资料。情境创设通过对孟德尔规律的学习以及细胞的有丝分裂、减数分裂和受精过程，我们已经知道生物的遗传和变异与细胞中的染色体有关,人
2、们认识到染色体在生物的传种接代中具有重要作用。染色体的主要成分是蛋白质和DNA。那么，这两种物质中，究竟哪一种是遗传物质呢？师生互动染色体在生物的传种接代中具有重要作用。染色体的主要成分是蛋白质和DNA。那么，这两种物质中，究竟哪一种是遗传物质呢？人们对遗传物质的认识和当时的科学研究水平是分不开的。问：20世纪二三十年代人们对蛋白质和DNA的认识水平如何？答：当时对蛋白质的认识水平是它是由多种氨基酸连接而成的。对DNA的认识水平是它是由许多个脱氧核昔酸聚合成的生物大分子。问：当时认为遗传物质是哪种物质？为什么会有这样的观点？答：当时认为蛋白质是遗传物质的观点占主导地位。原因是人们对DNA的了解
3、很少，而且构成DNA的脱氧核昔酸只有四种，把它和生物多样性很难联系在一起，反而构成蛋白质的氨基酸种类较多，和生物的多样性联系在一起看似容易理解。问：从这个事实你能得出什么启示？答：科学发展过程是一个不断纠正错误的过程。问：向蛋白质是遗传物质这个观点提出挑战的学者是谁？它凭何提出质疑？答：艾弗里。他在总结格里菲思实验的基础上提出遗传物质是DNA而不是蛋白质这一重要观点。（一）肺炎双球菌的转化实验大家先来学习格里菲思实验出示R型细菌和S型细菌的菌体和菌落图,让学生对图311指出何者是R型菌体？何者是S型菌体？菌落各是怎样？毒性呢？以加深学生对两种细菌的了解。学生阅读教材P43,边看书边看图解，回答
4、下列问题：问：肺炎双球菌的转化实验分哪几个步骤？各看到哪些现象？答：实验过程可分为四大步骤：注射无毒性的R型活细菌，小鼠正常；注射有毒性的S型活细菌，小鼠患败血症死亡；注射加热杀死了的S型细菌，小鼠正常；注射“R型活细菌+杀死的S型细菌”，小鼠患败血症死亡。问：你如何理解第三步骤中的加热杀“死”？答：加热的温度一般不超过60C。所谓的死只是它没有了独立的感染能力，并不代表转化因子的彻底破坏。问：第四组的实验结果说明了什么？答：第四组的实验结果表明，被加热杀死的S型细菌中，存在着使R型活细菌转变成S型细菌的“转化因子”。这一“转化因子”究竟是什么物质，当时的格里菲思并不知道。问：单凭格里菲思实验
5、能不能证明DNA就是遗传物质？答：不能。因为杀死的S型细菌中含有蛋白质、多糖以及DNA等物质，还不能说明是哪种物质起了“转化因子”的作用，还是共同起作用。艾弗里在格里菲思的基础上又进行了进一步的实验。问：艾弗里及其同事的设计思路是什么？答：把它们分开单独观察它们的作用，就可以证明何种物质为“转化因子”了。艾弗里和他的同事设法从S型活细菌中提取DNA、蛋白质、糖类及无机物，分别与R型细菌混合培养，其结果是，只有加入DNA的，R型才转化为S型细菌。这一结果表明：DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质。问：在艾弗里的实验的第（3）步中你得出什么结论？答：只有完整的DNA才能进行转化。脱氧核甘酸没有转化
6、作用。问：从艾弗里的研究成果你有何启示？答：现行科学研究要有科学的思路。艾弗里在这个实验中最关键的思路就是“DNA和蛋白质分开，单独地、直接地去观察DNA和蛋白质的作用”。另外还可以告诉人们科学研究就是在总结前人经验的基础上进行的。一个伟大的研究成果是许多科学家共同努力的结果。问：艾弗里的实验是否完美？答：不完美。因为他所提取的DNA仍含有少量的蛋白质，所以有人对实验结论仍有怀疑。（二）噬菌体侵染细菌的实验出示Tz噬菌体模式图：（图313）图31-3Tz噬菌体的模式图学习完各部分结构名称后，由学生归纳：它的头部和尾部都具蛋白质的外壳，头内部含有DNAo噬菌体是一种专门寄生在细菌体内的病毒。出示
7、T2噬菌体侵染细菌的实验过程图。学生阅读课本P44P45,然后回答问题：问：放射性同位素35S和放射性同位素32p用于标记噬菌体的何种成分？有什么目的？答：从元素组成来看，由于蛋白质分子中含S而不含P,DNA分子中含P而不含S。这样，就可让一部分噬菌体只标记蛋白质而不标记DNA,另一部分噬菌体只标记DNA而不标记蛋白质，从而分别观察这两种大分子物质的变化和作用。问：噬菌体在细菌体内的增殖是在何物质的作用下完成的？根据是什么？答：噬菌体在细菌体内的增殖是在噬菌体DNA的指导下完成的，因为对被标记物质进行测试，结果表明噬菌体的蛋白质并没有进入细菌内部，只有噬菌体的DNA才进入细菌体内。问：这个实验
8、的结果说明了什么？答：实验结果表明：DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质。问：简述噬菌体侵染细菌的过程。答：吸附,注入（DNA）一复制子代噬菌体的DNA和合成子代噬菌体的蛋白质一组装子代噬菌体。（三）DNA是主要的遗传物质（1）某些病毒的遗传物质是RNA。如烟草花叶病毒，不含有DNA,只含有蛋白质和RNA。对这些病毒来说，RNA就起着遗传物质的作用。（2）绝大多数生物的遗传物质是DNA。虽然少数病毒的遗传物质是RNA,但绝大多数生物的遗传物质是DNA,所以DNA是主要的遗传物质。教师精讲核酸是生物体的遗传物质，这一点已经不容怀疑。不同的生物所含遗传物质的种类有所不同，绝大多数的生物含有DNA和
9、RNA,这时起决定作用的是DNA。只有极少数的病毒只有RNA,只有在此时，RNA才作为遗传物质。评价反馈1.下列各项中，是遗传物质的是核糖核酸腺嗯吟噬菌体DNA脱氧核糖核酸核昔酸A.B.CD.解析：核糖核酸是某些病毒（如烟草花叶病毒）的遗传物质；腺噪吟只是核甘酸的一种原料，且核甘酸本身也不是遗传物质，只是遗传物质的基本组成单位；脱氧核糖核酸是所有具有细胞结构的生物和某些病毒的遗传物质。答案：D2.噬菌体的侵染实验中，起决定作用的是A.子代噬菌体的组装和释放B.利用细菌结构和原料，噬菌体DNA多次复制C.利用细菌结构和原料，合成噬菌体外壳蛋白质D.噬菌体的DNA注入活细菌内解析：在噬菌体中，DN
10、A是遗传物质，所以它能否复制决定其他过程能否进行。答案：B3.噬菌体侵染实验过程中，进行搅拌分离，上清液是A.蛋白质外壳B.完整的细菌C完整的噬菌体D.噬菌体和细菌的混合物解析:分离过程实际上就是根据物质的大小、质量来决定所处的位置;较大的处在下层，较小的处在上层。答案：A4 .下列各项中，肺炎双球菌转化实验的关键一步是A.区别S型细菌和R型细菌B.无荚膜菌不会使小白鼠死亡C.有荚膜菌可使无荚膜菌的后代长出荚膜D.灭活的有荚膜菌可使无荚膜菌的后代长出荚膜解析：能否转化是细菌转化实验的关键。答案：D5 .生物的遗传物质有细胞核遗传和细胞质遗传，细胞核遗传是主要的。控制细胞核遗传和细胞质遗传的物质
11、是A.DNA和RNAB.DNA11gRNAC.DNAD.RNA解析：具有细胞结构的生物都是以DNA为遗传物质的。细胞质中遗传物质主要存在于叶绿体和线粒体中。答案：C6 .用甲种病毒的RNA和乙种病毒的蛋白质外壳组成一种转基因的病毒丙，以病毒丙侵染宿主细胞，在宿主细胞中产生大量子代病毒，子代病毒具有的特征是A.甲种病毒的特征B.乙种病毒的特征C.丙种病毒的特征D.子代特有的特征解析：子代的特征只与其上代的遗传物质有关，上代的遗传物质是A。答案：A课堂小结（一）肺炎双球菌的转化实验一一证明DNA是遗传物质实验材料实验方法现象1粗糙型（R）肺炎双球菌感染老鼠老鼠健康2光滑型（三）肺炎双球菌感染老鼠老
12、鼠死亡3灭活（三）型肺炎双球菌感染老鼠老鼠健康4灭活（三）型肺炎双球菌+粗糙型（R）肺炎双球菌感染老鼠老鼠死亡5粗糙型（R）肺炎双球菌+分别加入S型肺炎双球菌分离成分多糖或蛋白质分别感染老鼠老鼠健康DNA+DNA诙老鼠健康DNA老鼠死亡结果：只有DNA能使R型肺炎双球菌转化为S型肺炎双球菌，并使老鼠死亡。转化作用的实质是外源DNA与受体细胞DNA之间的重组，使受体细胞获得了新的遗传信息。（一）菌体侵染细菌的实验一一证明DNA是遗传物质1 .T2噬菌体的结构及特点生活方式：寄生2 .过程：吸附一一注入一一合成一一组装一一释放噬菌体的形成是借助于细菌细胞的代谢机构及原料，由本身的核酸物质操纵的。（三）生物的遗传物质核酸（包括DNA和RNA）是生物的遗传物质；具有细胞的生物的遗传物质是DNA；病毒的遗传物质是DNA或RNA；所以每种生物的遗传物质只能是DNA或RNAo
