第一节 探索遗传物质的过程

第一节探索遗传物质的过程知识梳理一、DNA是主要的遗传物质1.生物学家通过对细胞的有丝分裂、减数分裂和受精作用过程的研究，认识到染色体在生物的遗传中有重要作用。

2.肺炎双球菌体内转化实验：R型菌落粗糙，无荚膜,无毒；S型菌落光滑，有荚膜，有毒；R型小鼠不死亡S型小鼠死亡加热杀死S型小鼠不死亡R型+加热杀死S型小鼠死亡无毒R型与加热杀死有毒S型球菌混合后，转化为有毒的S型，并且这种性状的转化是可遗传的。

3.肺炎双球菌体外转化实验：艾弗里发现使R型球菌转化为S型球菌并不需要S型球菌的完整细胞,而是化合物DNA使球菌的致病性状发生转化。

这种能携带遗传信息，控制生物体特定性状，并通过细胞增殖过程将遗传信息传递给后代的物质，称为遗传物质。

4.噬菌体侵染细菌实验：用放射性同位素32P和35S分别标记噬菌体的DNA和蛋白质,然后用被标记的噬菌体侵染大肠杆菌。

现象：标记蛋白质的噬菌体侵染、离心后放射性物质存在于大肠杆菌外,标记DNA的噬菌体侵染、离心后放射性物质存在于大肠杆菌内。

5.烟草花叶病毒感染烟草实验：从病毒中提取的物质中，只有RNA能使烟草感染花叶病，说明烟草花叶病毒的遗传物质是RNA,除此之外，流感病毒、HIV病毒的遗传物质也是RNA,但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。

二、提取DNA1.原理：DNA在氯化钠溶液中的溶解度是随着氯化钠的浓度的变化而改变的。

当氯化钠的物质的量浓度为0.14 mol/L时，DNA的溶解度最低。

利用这一原理，可以使溶解在氯化钠溶液中的DNA析出。

DNA不溶于酒精溶液，但是细胞中的某些物质可以溶于酒精溶液。

利用这一原理，可以进一步提取出含杂质较少的DNA。

2.方法步骤：制备鸡血细胞液时要加入柠檬酸钠，以防止血液凝固，然后向盛有鸡血细胞液的烧杯中加入蒸馏水20 mL，同时快速搅拌，使血细胞加速破裂。

然后过滤，取其滤液；在获得的滤液中加入物质的量浓度为2 mol/L的氯化钠溶液40 mL，混合均匀，使DNA充分溶解；之后沿烧杯内壁缓缓加入蒸馏水，同时用玻璃棒搅拌，这时烧杯中出现白色的丝状物。

探索遗传物质的过程（教案）鹿邑县第二高级中学杨明灯第四章遗传的分子基础第一节探索遗传物质的过程（第一课时）教学目标：1分析肺炎球菌转化实验的过程原理和结论。

2 说出噬菌体的结构特点。

3分析噬菌体侵染细菌实验的过程和结论4通过分析图文资料，尝试信息的处理。

模仿科学家通过分析、比较、推理、归纳去解决实际的问题。

教学重点：肺炎球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验的原理和过程。

教学难点：肺炎球菌转化实验的原理和过程。

教学方法：实验过程分析，小组讨论，教师引导启发，与学生观察探索相结合。

教学过程：引课：俗话说“种瓜得瓜，种豆得豆”“龙生龙，凤生凤，老鼠生的儿子会打洞”。

这些俗话说的就是生物的遗传现象，这些现象是怎样发生的？生物体内的哪种物质控制了这些遗传现象哪?也就是说谁是生物体内的遗传物质哪？经过科学家们长期的大量实验探索，最终证明DNA是生物的主要遗传物质。

本节课就让我们沿着科学家们的探索足迹，去探索谁是生物的遗传物质。

（板书本节的探索课题）新课研学：遗传和变异现象是通过生殖过程发生的，生物科学家们对自然界中有性生殖过程进行了研究。

请同学们思考一下，通过有性生殖过程产生一个多细胞的生物体要经过哪些生理过程？生：减数分裂、受精作用和有丝分裂三个生理过程。

请同学们仔细分析一下这三个生理过程，看那些物质或结构在生物体前后代之间具有一定的连续性和稳定性。

生：染色体。

由此，生物学家们认为染色体与生物的遗传有着密切的关系。

请思考，染色体的化学组成主要是那些？生：染色体的主要成分是DNA和蛋白质。

这两种化合物究竟谁是生物体的遗传物质哪？对于这个问题，世界上的生物学家们开展了大量的实验。

最终证明，DNA是生物的遗传物质。

其中，证明DNA是遗传物质的最直接、最有力的证据是肺炎球菌的转化实验和噬菌体侵染细菌的实验。

下面我们重点来探究这两个实验。

一肺炎球菌的转化实验1 请同学们思考一下，作为遗传物质应至少具备哪些条件？请学生回答后，教师总结。

第四章第一节探索遗传物质的过程（一）一、学习目标总结遗传物质的探索历程；分析证明DNA是主要的遗传物质的实验设计思路。

二、学习重点和难点重点和难点：通过对肺炎球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验的探究，归纳出实验结论。

三、学习过程(一) 格里菲思的肺炎球菌体内转化实验1. 肺炎球菌R型菌和S型菌的比较2. 肺炎球菌体内转化实验过程3. 实验结论：________________________________________________________________。

4. 进一步思考：格里菲思是否确定了哪种物质是转化因子？(二) 艾弗里的肺炎球菌体外转化实验1. 如何设计实验证明转化因子是DNA而不是S型细菌的其他成分呢？（提示：实验设计的关键应当设法把DNA与蛋白质分开，单独地、直接地去观察DNA或蛋白质等其他成分的作用。

）2. 肺炎球菌体外转化实验3. 实验结论：________________________________________________________________。

(三) 赫尔希和蔡斯噬菌体侵染细菌的实验1．T2噬菌体(1) T2噬菌体的基本结构：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___________构成的，头部内含有DNA。

(2) T2噬菌体侵染细菌的过程主要步骤：吸附—注入--________--________--释放注：噬菌体侵染大肠杆菌后，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。

2．赫尔希和蔡斯的T2噬菌体侵染大肠杆菌实验(1) 同位素标记T2噬菌体思考：为什么用35S和32P分别标记T2噬菌体的蛋白质外壳和DNA？如何标记T2噬菌体？(2) 标记后的T2噬菌体侵染大肠杆菌(3) 放射性检测思考：搅拌和离心的目的是什么？以35S标记噬菌体侵染细菌时，上清液的放射性很高，而沉淀物的放射性很低，为什么？以32P标记噬菌体侵染细菌时，上清液的放射性很低，而沉淀物的放射性很高，为什么？(4) 实验结论(四) RNA是某些病毒的遗传物质1．烟草花叶病毒侵染实验(1)烟草花叶病毒：外壳是____________，内部只有__________分子。

高中生物苏教版必修2 第四章第一节探索遗传物质的过程（第1课定边四中高二年级生物学科教学案主备人：陈燕妮审核人：李国梅时间：2021 年8 月19 日本学期总第 1课时必修2 第四章：遗传的分子基础第一节：探索遗传物质的过程（第1课时）一、课题：DNA是主要的遗传物质课标要求：总结人类对遗传物质的探索过程学习目标：1．能说出肺炎双球菌转化实验的方法、过程和结论； 2．能写出噬菌体侵染细菌实验的方法、过程和结论；二、教学目标： 1.知识目标：（1）总结人类对遗传物质的探索过程（2）理解DNA是主要的遗传物质； 2.能力目标：（1）分析证明DNA是遗传物质的实验设计思路，提高逻辑思维的能力。

（2）用“同位素标记法”来研究噬菌体侵染细菌的实验，说明DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质，训练学生由特殊到一般的归纳思维的能力。

3.情感态度与价值观：（1）学习科学家严谨细致的工作作风和科学态度以及对真理不懈追求的科学精神，进一步激发学生辩证唯物主义世界观的树立。

(2)认同人类对遗传物质的认识是不断深化不断完善的过程。

三、教材分析：“探索遗传物质的过程”一节是苏教版“遗传与进化”第四章第一节的内容，本节在内容上与教材中前后章节知识联系密切，是学好第四章的基础；在结构体系上体现了人们对科学理论的认识过程和方法，让学生重走科学家的探究之路，以掌握科学探究的实验思路与一般方法；四、重点难点：（1）噬菌体侵染细菌实验的原理和过程。

（2）放射性同位素标记法及标记噬菌体的方法五、教学过程：1个人空间教学反思师：我们知道在自然界亲代与子代都有很多相同或者相似的性状。

比如猫生的是猫老虎生的是老虎，老鼠的儿子不仅像老鼠的模样还具有打洞的本领。

亲子代为什么在性状上相似呢？这主要是由于亲代将控制生物性状的遗传物质传给了子代的缘故。

那么什么是遗传物质呢？这就是我们今天要学习的内容。

第一节“探索遗传物质的过程” 遗传物质究竟是什么?原来谁也不知道，通过许多科学家的不懈努力，才揭开了真相――DNA是主要的遗传物质。

中心法则1. 探索遗传物质的过程实验材料——肺炎双球菌、小鼠过程 R 菌S 菌 加热的S 菌R 菌+加热的S 菌 结论——S 型死菌中存在转化因子，使R 型菌转化为S 型菌过程 S 菌 +R 菌结论——转化因子是DNA ，DNA 是遗传物质DNA RNA 蛋白质脂质 糖类 DNA+DNA 酶S 菌+R 菌 R 菌 R 菌 R 菌 R 菌 R 菌实验材料——噬菌体侵染过程实验过程——标记--侵染—离心—检测实验结论——DNA 是遗传物质病毒：DNA 或RNA生物非病毒常考的遗传物质是RNA 的病毒——烟草花叶病毒、SARS 病毒、HIV 病毒、流感病毒2.DNA 的结构双螺旋由两条反向互补平行的脱氧核苷酸链构成 外侧（骨架）——“磷酸-脱氧核糖-磷酸”内侧——碱基根据碱基互补配对原则，通过氢键形成碱基对多样性——碱基对（脱氧核苷酸）排列顺序千差万别特异性——不同DNA分子具有各自特定的碱基对序列稳定性——骨架+内侧碱基对A-T;C-G在DNA双链中：A=T、C=G ; A+G=T+C ; A+G/T+C=1 ; A+T/C+G=m在DNA的一条链中（a链）：A+G/T+C=n ; A+T/C+G=m在DNA的另一条链中（b链）：A+G/T+C=1/n ; A+T/C+G=m3.DNA的复制细胞分裂间期细胞核（主要）模板——DNA双链原料——4种游离的脱氧核苷酸ATP酶——解旋酶、DNA聚合酶解旋——利用能量，在解旋酶作用下，DNA双链解开合成子链——以每一条母链为模板，以4种游离的脱氧核苷酸为原料，遵循碱基互补配对原则，在DNA聚合酶作用下，各自合成与母链互补的子链形成子代DNA——每一条子链与其对应的模板盘旋成双螺旋结构，形成2个与亲代DNA完全相同的子代DNA边解旋，边复制；半保留复制复制n次后：含15N的DNA分子有2个含14N的DNA分子有2n个只含15N的DNA分子有0个只含14N的DNA分子有2n-2个含15N的链有2条含14N的链有2n+1-2条4．DNA的粗提取与鉴定：①制备鸡血细胞②提取鸡血细胞的细胞核物质③溶解细胞核内的DNA④析出含DNA的粘稠物⑤滤取含DNA的粘稠物⑥将DNA的粘稠物再溶解、过滤含DNA的氯化钠溶液⑦提取含有杂质较少的DNA⑧DNA的鉴定5.转录、线粒体、叶绿体模板——DNA 单链；原料——4种游离的核糖核苷酸；ATP ；酶——解旋酶、RNA 聚合酶6.翻译mRNA 通过核孔由细胞核进入细胞质 一个mRNA 与多个核糖体结合 核糖体在mRNA 上移动移动方向（看肽链长短） 每个核糖体上合成的肽链相同 几个核糖体就是几条肽链核糖体模板——mRNA ；原料——20种游离的氨基酸；tRNA ；ATP ；酶64个密码子=61+3（终止密码子）——20种氨基酸1个密码子—1个氨基酸—n个密码子61个tRNA（反密码子）1个tRNA（反密码子）—1个氨基酸—n个tRNA（反密码子）7.复制、转录、翻译的比较8.染色体、DNA、基因、脱氧核苷酸的关系1个染色体上含1个或2个DNADNA+蛋白质=染色体染色体是基因的载体基因在染色体上呈线性排列1个DNA含n个基因基因是具有遗传效应的DNA片段1个基因含成百上千个脱氧核苷酸。