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1、第三章 第一节DNA是主要的遗传物质【学习目标】1.知识目标：总结人类对遗传物质的探索过程及探索过程中所体现出的科学思想；理解DNA是主要的遗传物质，RNA也是遗传物质；掌握证明DNA是遗传物质的两个著名实验的过程和原理以及两个实验得到的结论。2.能力目标：通过重演科学家发现DNA是主要遗传物质的过程，学会科学研究的方法和实验设计的基本步骤。3.情感目标：概述人类对遗传物质的探索过程，认同科学认识是不断深化、不断完善的过程；通过学生自己设计验证性实验，培养分析问题、解决问题的能力，发展科学思维和创新的能力。【学习重点】肺炎双球菌转化实验的原理和过程；噬菌体侵染细菌实验的原理和过程。【学习难点】
2、肺炎双球菌转化实验的原理和过程；如何理解DNA是主要的遗传物质。【学习方法】重视与生活经验的联系，驱动知识的建构。从“问题探讨”入手，逐步深入地分析问题、解决问题，发展能力。【自主学习】（15分钟）请详细阅读教材，独立完成下列知识填空，并努力记住下列知识。一、肺炎双球菌的转化实验1.对遗传物质的早期推测各种氨基酸可以按照不同的方式排列，形成不同的蛋白质。这就使人们很自然的想到，氨基酸多种多样的排列顺序可能蕴含着_。因此，大多数科学家认为_是生物体的遗传物质。2.肺炎双球菌的转化实验（1）格里菲思实验实验材料：格里菲思用两种不同类型的肺炎双球菌去感染小鼠。一种细菌的菌体含有多糖类的荚膜，在培养基
3、上形成的菌落表面光滑，叫做_；另一种细菌的菌体没有多糖类的荚膜，在培养基上形成的菌落表面粗糙，叫做_。其中S型细菌具有_，_型细菌没有毒性。格里菲思推论：在第四组实验中，已经被加热杀死的S型细菌中，必然存在一种活性物质“转化因子”，它能将无毒性的_活细菌转化为有毒性的_活细菌。（2）艾弗里实验为了弄清楚转化因子究竟是什么物质，艾弗里及其同事对S型细菌中的物质进行了提取和鉴定。他们将从S型活细菌中提取到的DNA、蛋白质和多糖等物质分别加入到培养R型细菌的培养基中。结果只有加入_，R型细菌才能转化为S型细菌，并且DNA的纯度越高，转化越有效。如果用_分解从S型活细菌中提取的DNA，就不能使R型细菌
4、发生转化。如图：分析：S型细菌的DNA能促使R型细菌转化；S型细菌的其他物质不能促使R型细菌转化。结论：S型细菌的DNA是“转化因子”，即DNA是肺炎双球菌的遗传物质，而蛋白质不是。二、噬菌体侵染细菌的实验1.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，头部内含有DNA。T2噬菌体侵染大肠杆菌后，就会在自身_的作用下，利用_内的物质来合成自身的组成成分，进行增殖。具体过程如下：吸附（用尾部的末端吸附在细菌表面）注入（释放溶菌酶，向细菌内注入DNA，蛋白质外壳留在外面）复制、合成（以细菌体内的脱氧核苷酸为原料合成噬菌体DNA，以细菌细胞内的氨基酸为原料合
5、成噬菌体的蛋白质外壳）组装（一个蛋白质外壳装入一个DNA分子，组成一个新的噬菌体）释放（细菌细胞破裂，释放出几个甚至几十个子代噬菌体）。2.赫尔希和蔡斯采用了_法进行实验，用_标记噬菌体的DNA，用_标记噬菌体的蛋白质。这一实验证明了_。3.实验误差分析（1）用32P标记的噬菌体浸染大肠杆菌，理论上讲，含32P标记的DNA全部注入大肠杆菌内，上清液放射性为0；实际上，上清液中有少量的放射性，原因是：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；保温时间过长，噬菌体在大肠杆菌内增殖后释放子代噬菌体，经离心后分布于上清液，也会使上清液出现放射性。（2
6、）用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌，理论上讲，含35S标记的蛋白质均不能进入大肠杆菌，离心后全存在于上清液；实际上，沉淀物中也有少量放射性，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。三、DNA是主要的遗传物质后来的研究证明，遗传物质除了DNA以外，还有_。有些病毒不含有DNA，只有蛋白质和RNA，如烟草花叶病毒。从这种病毒中提取的RNA能使烟草感染病毒，而蛋白质却不能，说明RNA是遗传物质。但因为绝大多数生物的遗传物质是DNA，所以说DNA是_的遗传物质。【合作探究】（10分钟）1.在证明DNA是遗传物质还是蛋白质是
7、遗传物质的实验中最关键的设计思路是什么？2.作为遗传物质应具备哪些条件？3.为什么第四组实验将R型活细菌和加热杀死后的S型细菌混合后注射到小鼠体内，导致小鼠死亡？格里菲思实验的结论是什么?4.为什么说：“DNA是主要的遗传物质，染色体是遗传物质的主要载体？”5.艾弗里的实验虽然得到了大多数科学家的认可，但仍然有人提出了异议。你能分析一下这个实验存在哪些不足吗？应该怎样改进呢？【延伸拓展】（15分钟）例1.探索遗传物质的过程是漫长的.直到20世纪初期，人们仍普遍认为蛋白质是遣传物质。当时人们作出判断的理由不包括（ ）A.不同生物的蛋白质在结构上存在差异B.蛋白质与生物的性状密切相关C.蛋白质比D
8、NA具有更高的热稳定性，并且能够自我复制D.蛋白质中氨基酸的不同排列组台可以贮存大量遗传信息规律总结（1）一切生物的遗传物质是核酸（DNA或RNA）（2）凡细胞生物（不论是真核生物还是原核生物），其遗传物质都是DNA，其细胞中的RNA只是遗传信息表达的媒介，但其上可携带遗传信息。（3）DNA病毒如噬菌体的遗传物质是DNA，只有极少数RNA病毒的遗传物质是RNA。即绝大多数生物的遗传物质是DNA，DNA是主要遗传物质。例2.35S标记的噬菌体侵染细菌时，离心后的沉淀物中有少量放射性的原因是（ ）A.35S标记的噬菌体的蛋白质外壳进入细菌中B.少量35S标记的噬菌体的蛋白质外壳吸附在细菌表面没有分
9、离C.35S标记的噬菌体的蛋白质离心后沉淀在下部D.35S标记的噬菌体的蛋白质外壳和DNA一同进入细菌中规律总结（1）本实验上清液中存在噬菌体外壳与未侵染的噬菌体，沉淀物中有被侵染的细菌。（2）子代噬菌体DNA包括亲代噬菌体DNA和新合成的DNA，而蛋白质外壳全部是利用细菌提供的原料合成的。例3.烟草花叶病毒（TMV）和车前草病毒（HRV）都能感染烟叶，但二者致病病斑不同，如图所示。下列说法中不正确的是（ ）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不是遗传物质规律总结（1）探究DNA或RNA是否是遗传物质，要将DNA（或RNA）与其他物质分开，单独地观察DNA或RNA的作用，实验要设置对照。（2）噬菌体侵染细菌实验选取了理想的实验方法同位素示踪法，即分别用35S和32P标记噬菌体的蛋白质外壳和DNA，将DNA和蛋白质彻底分开（实质是分开研究）了。
