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人教版 (2019)必修2《遗传与进化》第1节 DNA是主要的遗传物质第2课时教学设计
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这是一份人教版 (2019)必修2《遗传与进化》第1节 DNA是主要的遗传物质第2课时教学设计，共4页。教案主要包含了教学目标，教学重难点，教学过程，科学方法等内容，欢迎下载使用。
【教学目标】
1、写出噬菌体的结构、特点及增殖的过程。
2、写出并掌握标记噬菌体的方法及原因。
3、图示并分析噬菌体侵染细菌的实验，掌握放射性分布不同的原因。
4、阐述不同生物的遗传物质。
【教学重难点】
图示并分析噬菌体侵染细菌的实验，掌握放射性分布不同的原因。
【教学过程】
一、噬菌体侵染细菌的实验
1952年，美国遗传学家赫尔希和他的助手蔡斯T2噬菌体为实验材料，利用放射性同位素标记技术，完成了另一个有说服力的实验。
1、实验材料—T2噬菌体
（1）结构
T2噬菌体是一种专门寄生在大肠杆菌体内的病毒，它的头部和尾部的外壳都是由蛋白质构成的，头部含有DNA。
（2）侵染过程：T2噬菌体侵染大肠杆菌后，就会在自身遗传物质的作用下，利用大肠杆菌体内的物质来合成自身的组成成分，进行大量增殖。当噬菌体增殖到一定数量后，大肠杆菌裂解，释放出大量的噬菌体。
【拓展】噬菌体是感染细菌、真菌、放线菌等微生物的病毒的总称，作为病毒的一种，噬菌体具有病毒的一些特性：个体微小；不具有完整的细胞结构；含有一种核酸。
（3）噬菌体的培养
实验中不能直接用含有放射性同位素的培养基来培养噬菌体。
噬菌体是营寄生生活的，不能直接用普通培养基培养，因此必须先用含有放射性物质的培养基培养细菌，再让噬菌体去侵染细菌。
2、实验方法：放射性同位素标记法
借助同位素原子具有的放射性来追踪某种物质运行和变化的过程。用35S标记一部分噬菌体的蛋白质，用32P标记另一部分噬菌体的DNA。
3、实验过程
第一步：标记大肠杆菌
（1）大肠杆菌＋含35S的培养基→含35S的大肠杆菌
（2）大肠杆菌＋含32P的培养基→含32P的大肠杆菌
第二步：标记T2噬菌体
（1）T2噬菌体＋含35S的大肠杆菌→含35S的T2噬菌体
（2）T2噬菌体＋含32P的大肠杆菌→含32P的T2噬菌体
第三步：用被标记的噬菌体侵染未被标记的细菌
（1）含35S的T2噬菌体＋未标记的大肠杆菌→短时间保温、搅拌、离心→检测上清液和沉淀的放射性。
搅拌的目的：使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离；
离心的目的；让上清液中析出重量较轻的噬菌体颗粒，离心管的沉淀物中留下被侵染的大肠杆菌。
结果：放射性主要分布在上清液中。
（2）含32P的T2噬菌体＋未标记的大肠杆菌→短时间保温、搅拌、离心→检测上清液和沉淀的放射性。
结果：放射性主要分布在离心管的沉淀物中。
第四步：进一步观察发现，在细菌裂解释放出的噬菌体中，可以检测到32P标记的DNA，但不能检测到35S标记的蛋白质。
4、实验结论：
赫尔希和蔡斯的实验表明：噬菌体侵染细菌时，DNA进人细菌的细胞中，而蛋白质外壳仍留在细胞外。因此，子代噬菌体的各种性状，是通过亲代的DNA遗传的。DNA才是噬菌体的遗传物质。
5、实验误差分析
（1）用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌，理论上上清液应该无放射性，但是实际情况是上清液中有少量放射性。其原因可能是：
①保温时间过短，部分噬菌体没有侵染到大肠杆菌细胞内，经离心后分布于上清液中，使上清液出现放射性；
②保温时间过长，噬菌体在大肠杆菌内增殖导致大肠杆菌裂解后释放子代噬菌体，经离心后分布于上清液中，使上清液的放射性含量升高。
③搅拌剧烈，使大肠杆菌破解，释放子代噬菌体。
（2）用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌，理论上沉淀中应该无放射性，实际上沉淀物中有少量放射性。其原因是：
由于搅拌不充分，有少量35S的噬菌体蛋白质外壳吸附在细菌表面，随细菌离心到沉淀物中，使沉淀物中出现少量的放射性。
二、RNA某些病毒的遗传物质
1、研究证明，遗传物质除DNA外，还有RNA。如：RNA病毒（不含有DNA，只含有蛋白质和RNA）
实例：从烟草花叶病毒（RNA病毒）中提取的蛋白质，不能使烟草感染病毒，但是，从这些病毒中提取的RNA，却能使烟草感染病毒。因此，在这些病毒中，RNA是遗传物质。
2、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。
【科学方法】自变量控制中的“加法原理”和“减法原理”
在对照实验中，控制自变量可以采用“加法原理”或“减法原理”。
（1）与常态比较，人为增加某种影响因素的称为“加法原理”。例如，在“比较过氧化氢在不同条件下的分解”的实验中，与对照组相比，实验组分别作加温、滴加FeCl,溶液、滴加肝脏研磨液的处理，就利用了“加法原理”。
（2）与常态比较，人为去除某种影响因素的称为“减法原理”。例如，在艾弗里的肺炎链球菌转化实验中，每个实验组特异性地去除了一种物质，从而鉴定出DNA是遗传物质，就利用了“减法原理”。
生物类型
所含核酸
遗传物质
举例
细胞生物
真核生物
DNA和RNA
DNA
酵母菌、玉米、人
原核生物
细菌、蓝细菌
非细胞生物
大多数病毒
仅有DNA
DNA
T2噬菌体
极少数病毒
仅有RNA
RNA
艾滋病病毒、SARS病毒
【教学目标】
1、写出噬菌体的结构、特点及增殖的过程。
2、写出并掌握标记噬菌体的方法及原因。
3、图示并分析噬菌体侵染细菌的实验，掌握放射性分布不同的原因。
4、阐述不同生物的遗传物质。
【教学重难点】
图示并分析噬菌体侵染细菌的实验，掌握放射性分布不同的原因。
【教学过程】
一、噬菌体侵染细菌的实验
1952年，美国遗传学家赫尔希和他的助手蔡斯T2噬菌体为实验材料，利用放射性同位素标记技术，完成了另一个有说服力的实验。
1、实验材料—T2噬菌体
（1）结构
T2噬菌体是一种专门寄生在大肠杆菌体内的病毒，它的头部和尾部的外壳都是由蛋白质构成的，头部含有DNA。
（2）侵染过程：T2噬菌体侵染大肠杆菌后，就会在自身遗传物质的作用下，利用大肠杆菌体内的物质来合成自身的组成成分，进行大量增殖。当噬菌体增殖到一定数量后，大肠杆菌裂解，释放出大量的噬菌体。
【拓展】噬菌体是感染细菌、真菌、放线菌等微生物的病毒的总称，作为病毒的一种，噬菌体具有病毒的一些特性：个体微小；不具有完整的细胞结构；含有一种核酸。
（3）噬菌体的培养
实验中不能直接用含有放射性同位素的培养基来培养噬菌体。
噬菌体是营寄生生活的，不能直接用普通培养基培养，因此必须先用含有放射性物质的培养基培养细菌，再让噬菌体去侵染细菌。
2、实验方法：放射性同位素标记法
借助同位素原子具有的放射性来追踪某种物质运行和变化的过程。用35S标记一部分噬菌体的蛋白质，用32P标记另一部分噬菌体的DNA。
3、实验过程
第一步：标记大肠杆菌
（1）大肠杆菌＋含35S的培养基→含35S的大肠杆菌
（2）大肠杆菌＋含32P的培养基→含32P的大肠杆菌
第二步：标记T2噬菌体
（1）T2噬菌体＋含35S的大肠杆菌→含35S的T2噬菌体
（2）T2噬菌体＋含32P的大肠杆菌→含32P的T2噬菌体
第三步：用被标记的噬菌体侵染未被标记的细菌
（1）含35S的T2噬菌体＋未标记的大肠杆菌→短时间保温、搅拌、离心→检测上清液和沉淀的放射性。
搅拌的目的：使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离；
离心的目的；让上清液中析出重量较轻的噬菌体颗粒，离心管的沉淀物中留下被侵染的大肠杆菌。
结果：放射性主要分布在上清液中。
（2）含32P的T2噬菌体＋未标记的大肠杆菌→短时间保温、搅拌、离心→检测上清液和沉淀的放射性。
结果：放射性主要分布在离心管的沉淀物中。
第四步：进一步观察发现，在细菌裂解释放出的噬菌体中，可以检测到32P标记的DNA，但不能检测到35S标记的蛋白质。
4、实验结论：
赫尔希和蔡斯的实验表明：噬菌体侵染细菌时，DNA进人细菌的细胞中，而蛋白质外壳仍留在细胞外。因此，子代噬菌体的各种性状，是通过亲代的DNA遗传的。DNA才是噬菌体的遗传物质。
5、实验误差分析
（1）用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌，理论上上清液应该无放射性，但是实际情况是上清液中有少量放射性。其原因可能是：
①保温时间过短，部分噬菌体没有侵染到大肠杆菌细胞内，经离心后分布于上清液中，使上清液出现放射性；
②保温时间过长，噬菌体在大肠杆菌内增殖导致大肠杆菌裂解后释放子代噬菌体，经离心后分布于上清液中，使上清液的放射性含量升高。
③搅拌剧烈，使大肠杆菌破解，释放子代噬菌体。
（2）用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌，理论上沉淀中应该无放射性，实际上沉淀物中有少量放射性。其原因是：
由于搅拌不充分，有少量35S的噬菌体蛋白质外壳吸附在细菌表面，随细菌离心到沉淀物中，使沉淀物中出现少量的放射性。
二、RNA某些病毒的遗传物质
1、研究证明，遗传物质除DNA外，还有RNA。如：RNA病毒（不含有DNA，只含有蛋白质和RNA）
实例：从烟草花叶病毒（RNA病毒）中提取的蛋白质，不能使烟草感染病毒，但是，从这些病毒中提取的RNA，却能使烟草感染病毒。因此，在这些病毒中，RNA是遗传物质。
2、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。
【科学方法】自变量控制中的“加法原理”和“减法原理”
在对照实验中，控制自变量可以采用“加法原理”或“减法原理”。
（1）与常态比较，人为增加某种影响因素的称为“加法原理”。例如，在“比较过氧化氢在不同条件下的分解”的实验中，与对照组相比，实验组分别作加温、滴加FeCl,溶液、滴加肝脏研磨液的处理，就利用了“加法原理”。
（2）与常态比较，人为去除某种影响因素的称为“减法原理”。例如，在艾弗里的肺炎链球菌转化实验中，每个实验组特异性地去除了一种物质，从而鉴定出DNA是遗传物质，就利用了“减法原理”。
生物类型
所含核酸
遗传物质
举例
细胞生物
真核生物
DNA和RNA
DNA
酵母菌、玉米、人
原核生物
细菌、蓝细菌
非细胞生物
大多数病毒
仅有DNA
DNA
T2噬菌体
极少数病毒
仅有RNA
RNA
艾滋病病毒、SARS病毒
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