高中生物人教版 (2019)必修2《遗传与进化》第3章 基因的本质第1节 DNA是主要的遗传物质获奖教案设计

这是一份高中生物人教版 (2019)必修2《遗传与进化》第3章 基因的本质第1节 DNA是主要的遗传物质获奖教案设计，共9页。教案主要包含了教学重点，教学难点等内容，欢迎下载使用。
1．认识肺炎双球菌转化实验的原理和过程。
2．认识噬菌体侵染细菌实验的原理和过程。
3．总结“DNA是主要的遗传物质”的探索过程。
4．分析证明DNA是主要的遗传物质的实验设计思路。
5．理解DNA是主要的遗传物质。
6．探讨实验技术在证明DNA是主要的遗传物质中的作用。
教学重难点
【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。
3．证明DNA是遗传物质的关键实验设计思路。
【教学难点】
1．肺炎链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。
3．证明DNA是遗传物质的关键实验设计思路。
教学准备
教师：多媒体课件。
学生：提前预习。
教学过程
新课导学
遗传学走上细胞水平历程
1854-1865年，奥地利生物学家孟德尔提出基因分离定律、基因自由组合定律。
1879 -1882年，德国生物学家弗来明发现染色体及细胞的有丝分裂过程。
1883年，比利时生物学家范贝尔登发现性细胞在分裂时染色体的数目减少一半，而在受精后又恢复正常。
1902年，美国生物学家沃尔特·萨顿和鲍维里发现细胞的减数分裂时染色体与基因具有明显的平行关系，推测基因位于染色体上。
1909-1911年，美国的生物学家与遗传学家摩尔根提出基因的连锁和交换定律。
谁是遗传物质
二十世纪中叶遗传学界出现关于谁是遗传物质的争论，科学家发现染色体主要组成成分：蛋白质和DNA。
思考：
1、遗传物质可能具有什么特点？
答：性质稳定、贮存遗传信息、精准复制、传给后代。
2、证明某一种物质是遗传物质的可行方法有哪些？
答：同位素标记法、同位素标记法。
新课教学
（1）对遗传物质的早期推测
20世纪20年代
观点
大多数科学家认为， 蛋白质 是生物体的遗传物质。
理由
①它是大约20种的 基本氨基酸 组成的。
②氨基酸有多种的 排列顺序 ，可能蕴含有 遗传物质 。
20世纪30年代
观点
由于对DNA的结构没有清晰的了解,认为 蛋白质 是遗传物质的观点占主导地位。
对DNA分子的认识
①DNA分子是由许多 脱氧核苷酸 聚合而成的生物大分子。
②脱氧核苷酸有四种，化学组成包括 磷酸 、碱基和 脱氧核糖 。
DNA基本单位——脱氧核苷酸的化学组成
（2）肺炎链球菌体的转化实验
不同类型的肺炎链球菌体
实验过程
思考：
1、第四组实验小鼠死亡的原因是什么？
答：实验小鼠体内出现S型活细菌。
2、对比三、四组实验，能得出什么结论？
答：加热S型死菌体内有一种活性物（转化因子）质能引起R型活菌转化产生S型活菌，格里菲斯称这一现象为转化作用。
实验结论
思考
1：S型细菌的主要组成成分是什么？其中能使R型细菌转化为S型细菌的物质（转化因子）是什么呢？

2：如何设计实验找出转化因子？
答：设法将S型菌的各成分分开，分别观察各种成分的作用。关键思路：将DNA与蛋白质等其他物质分开。
艾弗里证明DNA是遗传物质的实验
结论：
DNA是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质，DNA是转化因子。故DNA是遗传物质，而蛋白质等不是。
（3）噬菌体侵染细菌的实验
T2噬菌体DNA和蛋白质标记法
1952年，美国遗传学家赫尔希（，1908—1997）和他的助手蔡斯（ , 1927—2003）以T2噬菌体为实验材料研究发现，噬菌体DNA的化学组成中含有磷元素而没有硫元素，蛋白质恰好相反。
因此赫尔希和蔡斯利用了这点微小的差别，设法用两种不同的放射性同位素---- 32P和35S分别标记了噬菌体的DNA和蛋白质。他们这项研究分享1969年诺贝尔生理学或医学奖。
T2噬菌体
成分只有蛋白质和DNA。
成分只有蛋白质和DNA。
繁殖时，仅将遗传物质导入大肠杆菌，其他物质保留在体外。
T2噬菌体侵染细菌实验
由于T2噬菌体成分只有蛋白质和DNA，要想证明噬菌体里面蛋白质和DNA谁是遗传物质，只需证明：噬菌体要将谁导入细菌体内！
实验步骤
同位素标记法
同位素可用于追踪物质的运行和变化规律。用同位素标记的化合物，化学性质不会改变，科学家通过追踪同位素标记的化合物，可以弄清化学反应的详细过程。这种方法叫同位素标记法。
实验过程
在分别在含有放射性同位素32P和放射性同位素35S的培养基中培养大肠杆菌。再用上述大肠杆菌分别培养T2噬菌体，得到DNA含有32P标记和蛋白质含有35S标记的两种噬菌体。
进一步实验显示
在细菌裂解释放出的新的噬菌体中，可以检测到32P标记的DNA，但不能检测到35S标记的蛋白质。
（1）两组实验初代大肠杆菌内放射性的分布情况，说明：
蛋白质外壳未进入大肠杆菌中，DNA进入到细菌中。
（2）子代噬菌体有标记的DNA，却没有35P标记蛋白质，说明：
亲代噬菌体的DNA传递给了子代噬菌体，蛋白质则没有。
实验结论：
DNA是遗传物质。
实验误差分析
情况1： 在32P标记的实验组，为什么上清液中会含有较低的放射性？
答：在32P标记的实验组，由于保温时间过长或过短造成的。时间过短，噬菌体来不及侵入大肠杆菌，时间过长，噬菌体使细菌裂解，被释放出来了，均会使上清液放射性含量升高。
情况2：在35S标记的实验组，为什么沉淀物中会含有较低的放射性？
答：在35S标记的实验组，由于搅拌不充分或者离心时间短，噬菌体吸附在大肠杆菌表面没有分开，沉淀物中会含有较低的放射。
只有DNA是遗传物质吗?
在这些病毒中，没有DNA，仅有RNA和蛋白质等物质。
实验过程
结论：
烟草花叶病毒的遗传物质是RNA。
生物的主要遗传物质
除了RNA病毒外，其他生物的遗传物质是DNA，所以说DNA是主要的遗传物质。
课堂反馈
1．原核生物中DNA位于（ B ）
A、细胞核 B、细胞质
C、核糖体 D、组蛋白
2．下列有关噬菌体侵染细菌的实验的说法，不正确的是（ B ）
A．赫尔希和蔡斯的实验方法是同位素示踪法
B．用含32P的培养基直接培养噬菌体，即可将32P标记至噬菌体的DNA
C．用32P标记的噬菌体与细菌混合一段时间后离心，结果沉淀物的放射性很高
D．噬菌体侵染细菌实验能将DNA与蛋白质分开,单独观察它们各自的作用
3．噬菌体外壳的合成原料直接来自于（ A ）
A．细菌 B．噬菌体
C．原噬菌体外壳降解 D．环境
4．格里菲思和艾弗里所进行的肺炎双球菌的转化实验，证实了（ A ）
① DNA是遗传物质 ② RNA是遗传物质
③ DNA是主要的遗传物质 ④ 蛋白质不是遗传物质
⑤ 糖类不是遗传物质
A．①④⑤ B. ②④⑤
C．②③⑤ D. ③④⑤
5．烟草花叶病毒(TMV)和车前草病毒(HRV)都能感染烟叶，但二者致病斑不同，如图所示。下列说法中不正确的是（ D ）
A．a过程表示用TMV蛋白质外壳感染烟叶，结果说明TMV的蛋白质外壳没有侵染作用
B．b过程表示用HRV的 RNA单独接种烟叶，结果说明其有侵染作用
C．c、d过程表示用TMV外壳和HRV的RNA合成的“杂种病毒”接种烟叶，结果说明该“杂种病毒”有侵染作用，表现病症为感染车前草病毒症状，并能从中分离出车前草病毒
D．该实验证明只有车前草病毒的RNA是遗传物质，蛋白质外壳和烟草花叶病毒的RNA不是遗传物质
四、课堂总结
【教师】课堂小结，多媒体课件展示。
实验组
方法
现象
实验结论
1
注射R型活菌
活
R型活菌无毒
2
注射S型活菌
死
（体内有S型活细菌）
S型活菌有毒
3
注射被加热杀死 的S型菌
活
加热杀死的S型菌无毒
4
注射R型活菌+加热杀死S型菌
死
（体内有S型活细菌）
S型菌存在“转化因子”