2023-2024学年 人教版 必修二 DNA是主要的遗传物质 学案.docx

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1、第3章基因的本质第1节DNA是主要的遗传物质课标内容要求核心素养对接概述多数生物的基因是DNA分子的功能片段，有些病毒的基因在RNA分子上。1 .运用结构与功能观，理解DNA作为遗传物质的原因。2 .运用归纳与概括等方法，理解肺炎链球菌的转化实验和噬菌体侵染细菌的实验的异同。3 .分析肺炎链球菌的转化实验，学会自变量控制中的加法原理和减法原理。4 .基于病毒的特点，认同健康的生活方式。必备知识自主预习储备一、对遗传物质的早期推测（20世纪20年代）氨基酸多种多样的排列顺序，可能蕴含着遗传信息；没有发现可能蕴含遗传信息的其他生物大分子（20世纪30年代）DNA是由许多脱氧核甘酸聚合而成的生物大分

2、子,并且组成DNA的脱班核甘酸有4种,每一种有一个特定的碱基;对DNA的结构没有清晰的了解蛋白质是生物体的遗传物质意识到DNA的质要性,但蛋门凝遗传物质的观点仍占主导地位二、肺炎链球菌的转化实验1 .肺炎链球菌的类型项目S型细菌R型细菌菌落表面光滑表面粗糙菌体*有多糖类的荚膜没有多糖类的荚膜有无致病性无2 .格里菲思的实验过程及现象小鼠不死亡第一组小鼠不死亡第三组将R型活细菌与加热致死的S型细疗菌混合后注射小鼠死亡,从小鼠体内分离出S型活细菌第四组结论已经加热致死的S型细菌，含有某种促使R型活细菌转化为S型活细菌的活性物质转化因子。微思考】为什么加热杀死的S型细菌还能使R型活细菌转化为S型活细

3、菌？提示：加热杀死S型细菌是指破坏了细菌的结构，蛋白质等大分子失去活性，但是DNA分子没有失活。3 .艾弗里的实验(1)过程及现象R细的养有型菌培基物菌细提物S细的胞取DNA酶细细取型的提S菌胞物型的基R菌养有细培实验结果分析第二至第四组结果表明：分别用蛋白酶、RNA酶或酯酶处理后，细胞提取物仍然具有转化活性。第五组结果表明：用DNA酶处理后，细胞提取物就失去了转化活性。进一步实验分析了细胞提取物的理化特性，发现这些特性都与DNA的极为相似。(4)结论：皿1才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。微思考:尝试分析艾弗里实验的基本思路。提示：在每个实验组中特异性地去除一种物质，然后去观察没有这种物

4、质的情况下，实验结果有什么变化。三、噬菌体侵染细菌的实验1 .T2噬菌体的结构与代谢结构代谢T2噬菌体是一种专门寄生在大肠杆菌体内的病毒。2 .T2噬菌体的增殖合成T2噬菌体的DNA的模板:进入大肠杆菌体内的T2噬菌体的遗传物质。合成T2噬菌体的DNA的原料：大肠杆菌提供的四独脱氧核苴酸。(3)合成T2噬菌体的蛋白质的原料：大肠杆菌的氨基酸，场所：大肠杆菌的核糖体。3 .实验过程标记噬菌体含3%的细菌培养基培养含学的t一大肠杆菌含W的细菌培养基埼卷含学的大肠杆菌厨搔生学标记的噬菌体国购1型标记的噬菌体侵染细菌Y命记的噬菌体+未标记的细菌+P标记的噬菌体混合培养j1i上清液的放射性很高搅拌、离心

5、沉淀物的放射性很低混合培养什J上清液的放射性很低搅拌、离忘川果I沉淀物的放射性很高4 .实验结果分析噬菌体侵染细菌时，处值JS入细菌的细胞中，而蛋白质外壳仍留在细胞外。子代噬菌体的各种性状，是通过亲代的DNA遗传的。5 .结论：处应才是噬菌体的遗传物质。微思考】在T2噬菌体侵染细菌的实验过程中，搅拌和离心的目的分别是什么？提示：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：让上清液中析出质量较轻的T2噬菌体颗粒，而离心管的沉淀物中留下被侵染的大肠杆菌。四、DNA是主要的遗传物质1. RNA是遗传物质的实验证据烟草花叶病毒的组成烟草花叶病毒I望成RNA（核酸）T蛋白质（外壳）侵染实验

6、烟草花分离叶碣一T烟草不感染病毒T烟草感染病毒分别注入烟草蛋白质一RNA结论：烟草花叶病毒的遗传物质是丝退。2. DNA是主要的遗传物质生物类型与遗传物质的种类（连线）I生物类型II代表生物II遗传物质原核生物、/噬菌体J.DNAb.烟草花叶病力SW多Z其核生物X丹大肠杆的杨树/毒彳e.金丝猴/DRNA判一判因为绝大多数生物的遗传物质是DNA,所以说OVa是主要的遗传物质。【（正确的打“,错误的打“X”）1 .高温处理过的S型细菌的蛋白质因变性而不能与双缩服试剂发生紫色反应。（）2 .格里菲思和艾弗里分别用不同的方法证明ONA是遗传物质。（）3 .艾弗里实验中制成的细胞提取物直接加入K型细菌的

7、培养基上，最后生存的细菌绝大多数是S型细菌。（）4 .T2噬菌体由蛋白质和OVa组成，P存在于ONA中，S几乎全部存在于蛋白质中。（）5 .烟草花叶病毒感染烟草实验说明所有病毒的遗传物质都是KMU（）6 .艾弗里的实验过程中利用了“减法原理”。（）提示：1.X蛋白质高温变性的原因是空间结构遭到破坏，肽键依然存在，而双缩腺试剂与蛋白质发生紫色反应的实质是与肽键反应。2. X格里菲思没有证明。NA是遗传物质，只证明了加热杀死的S型细菌中含有某种转化因子。3. X艾弗里实验中制成的细胞提取物直接加入R型细菌的培养基上，最后生存的细菌不都是S型细菌，大多数仍为K型细菌。4. 5. X烟草花叶病毒感染烟

8、草实验只能说明烟草花叶病毒的遗传物质是RNA9而不能说明所有病毒的遗传物质都是RNA9有些病毒的遗传物质是ONA。6. 关键能力重难探究达成然3Q肺炎链球菌的转化实验合作探究20世纪40年代，艾弗里通过肺炎链球菌的体外转化实验对当时的主流观点提出了挑战。表格所示是艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验的基本过程。实验处理形成菌落类型有R型细菌的培养基+S型细菌的细胞提取物R+S有R型细菌的培养基+蛋白酶处理过的S型细菌的细胞提取物R+S有R型细菌的培养基+RM4酶处理过的S型细菌的细胞提取物R+S有R型细菌的培养基+酯酶处理过的S型细菌的细胞提取物R+S有R型细菌的培养基+OM1酶处理过的S型细菌的细

9、胞提取物?1 .将S型细菌的细胞提取物直接加入K型活细菌的培养基中，培养基中出现光滑型菌落和粗糙型菌落，这能得出什么结论？提示:S型细菌的细胞提取物中含有某种物质可以使R型细菌转化为S型细菌。2 .分别用蛋白酶、RNA酶或酯酶处理细胞提取物，利用了酶的什么特性？艾弗里的实验设计利用了自变量控制中的什么原理？实验用DNA酶处理细胞提取物，目的是什么？提示：专一性；减法原理；目的是探究K型细菌转化为S型细菌是否是因为S型细菌中的DNA。3 .实验的“？”处菌落类型是什么？通过肺炎链球菌的体外转化实验，艾弗里得出的结论是什么？提示：R;OM1是使K型细菌产生稳定遗传变化的物质。1.肺炎链球菌两个转化

10、实验的比较项目体内转化实验体外转化实验培养细菌在小鼠体内体外培养基实验对照R型细菌与S型细菌的致病性对照S型细菌各组成成分的作用进行对照巧妙构思用加热致死的S型细菌注射到小鼠体内作为对照实验来说明确实发生了转化用“酶解法”将细胞提取物中的某一物质分解、去掉，直接、单独地观察该种物质在实验中是否起作用实验结论S型细菌体内有“转化因子”S型细菌的DNA是遗传物质联系所用材料相同；体内转化实验是体外转化实验的基础，体外转化实验是体内转化实验的延伸；两个实验都遵循对照原则、单一变量原则2.自变量控制的方法(1)“加法原理”：与常态比较，人为增加某种影响因素。例如，在“比较过氧化氢在不同条件下的分解”的

11、实验中，与对照组相比，实验组分别作加温、滴加户eC/3溶液、滴加肝脏研磨液的处理，就利用了“加法原理”o(2)“减法原理”：与常态比较，人为去除某种影响因素。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OVA是遗传物质，就利用了“减法原理”。对点练习1.关于艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验，一些科学家认为“OVA可能只是在细胞表面起化学作用，形成荚膜，而不是起遗传作用”o同时代的生物学家哈赤基斯从S型肺炎链球菌中分离出了一种抗青霉素的突变型（抗一S,产生分解青霉素的酶），提取它的。NA,将ONA与对青霉素敏感的A型细菌（非抗一R）共同培养。结果发现，某些非抗

12、一K型细菌被转化为抗一S型细菌并能稳定遗传，从而否定了一些科学家的错误认识。关于哈赤基斯实验的叙述，不正确的是（）4.缺乏对照实验，所以不能支持艾弗里的结论B.能证明。NA是遗传物质C.实验巧妙地选用了抗青霉素这一性状作为观察指标D.证明细菌中一些与荚膜形成无关的性状也能发生转化A将抗一S型细菌的DNA与对青霉素敏感的R型细菌共同培养。结果发现,某些非抗一R型细菌被转化为抗一S型细菌并能稳定遗传,表明艾弗里所得DNA是遗传物质的结论是正确的，A错误，B正确；含有能分解青霉素的酶的肺炎链球菌可以在含有青霉素的培养基中生存，也是明显的观察指标，本实验巧妙地选用了抗青霉素这一性状作为观察指标，证明D

13、NA不只在细胞表面起化学作用，C正确；抗一R型细菌能产生分解青霉素的酶，说明DNA不仅只是在细胞表面起化学作用，与英膜形成无关的性状（抗青霉素）也能发生转化，D正确。2.为研究肺炎链球菌中的R型细菌转化为S型细菌时是否需要二者直接接触，研究人员利用如图所示装置进行实验。将两类菌株分别加入U形管左、右两臂内，U形管中间隔有微孔滤板。在U形管右臂端口对培养液缓慢吸压，让两菌株共享培养液。已知吸压过程会导致两臂内少量菌体破裂。一段时间后取U形管两臂菌液分别培养，观察菌落形态。下列说法错误的是（）A.装置中的微孔滤板应允许DNA分子通过而不允许肺炎链球菌通过B.若左臂菌液培养后产生一种菌落、右臂菌液培

14、养后产生两种菌落则证明R型细菌转化为S型细菌时不需要二者直接接触C.R型细菌没有多糖类的荚膜导致其形成的菌落比S型细菌形成的菌落粗糙D.S型细菌的DNA能诱导R型细菌发生基因突变从而使R型细菌转化为S型细菌D为了研究转化是否需要S型细菌和R型细菌的直接接触，则微孔滤板不允许肺炎链球菌通过，允许DNA分子通过，A正确；一段时间后取U形管两臂菌液涂布培养，左臂菌液只出现S型菌落，右臂菌液同时出现S型、R型两种类型菌落，则证明R型细菌转化为S型细菌时不需要二者直接接触，B正确；R型细菌没有多糖类的英膜，在培养基上形成的菌落粗糙，C正确；S型细菌中的DNA不能诱导R型细菌发生基因突变，但能使R型细菌发生基因重组，使其转化为S型细菌，D错误。歌错提醒厘清格里菲思实验和艾弗里实验(1)格里菲思实验利用小鼠进行的体内转化实验，通过观察小鼠是否存活，提出了“转化因子”的假设。艾弗里则通过体外转化实验，通过观察培养基中群落类型推出转化因子很可能是DNA,并且最终证明DNA就是转化因子。超3心噬菌体侵染细菌的实验合作探究1952年“噬菌体小组”的赫尔希和蔡斯研究了T2噬菌体的蛋白质和DNA在侵染过程中的功能。用标记的T2噬菌体侵染未标记的大肠杆菌，一段时间后，用搅拌器搅拌，然后离心得到上清液和沉淀物。检测上清液中的放