2017-2018学年高一生物苏教版必修二教学案：第四章 第一节 探索遗传物质的过程 Word版含答案

学习目标：1.格里菲思的肺炎双球菌体内、体外转化实验的过程及结论2．噬菌体侵染大肠杆菌实验的方法、过程及结论3．证明DNA是遗传物质实验的设计思路4．生物类型与遗传物质类型的关系5．DNA粗提取的原理和过程[教材梳理]一、格里菲思肺炎双球菌转化实验1．肺炎双球菌2.格里菲思实验(1)实验过程及现象：(2)结论：无毒性的R型活球菌和被加热杀死的有毒性的S型球菌混合后，有部分无毒性的R型球菌转化为有毒性的S型活球菌，且这种转化是可以遗传的。

3．艾弗里的体外转化实验(1)实验材料：S型和R型肺炎双球菌。

(2)设计思路：设法将DNA和蛋白质、多糖等物质分开，单独地、直接地去观察它们的作用。

(3)过程：(4)结论：DNA是使R型球菌产生稳定遗传变化的物质。

二、噬菌体侵染细菌的实验1．实验材料及方法(1)T2噬菌体的结构及代谢特点：(2)实验方法：放射性同位素标记法。

2．实验过程及结论(1)实验过程：(2)实验结论：DNA是噬菌体的遗传物质。

三、DNA 是主要的遗传物质1．RNA 是某些病毒的遗传物质的相关实验 (1)烟草花叶病毒(TMV)的实验：①烟草花叶病毒结构：②实验过程：烟草花叶病毒水、苯酚――→震荡分离⎩⎪⎨⎪⎧RNA ――→感染烟草烟草叶发病蛋白质――→感染烟草烟草叶不发病③结论：控制烟草花叶病毒性状的物质是RNA ，不是蛋白质。

(2)TMV(烟草花叶病毒)与HRV(车前草病毒)的病毒重建实验： ①实验过程：⎭⎪⎬⎪⎫TMV 的蛋白质HRV 的RNA →重建病毒――→感染烟草→HRV 的病斑――→后代的类型HRV⎭⎪⎬⎪⎫TMV 的RNA HRV 的蛋白质→重建病毒――→感染烟草→TMV 的病斑――→后代的类型TMV ②结论：控制TMV 、HRV 性状的物质是RNA 而不是蛋白质。

2.人类的探索结论DNA 是主要的遗传物质，因为实验证明绝大多数生物的遗传物质是DNA ，只有少部分生物的遗传物质是RNA 。

四、DNA 的粗提取与鉴定 1．提取DNA(1)DNA 在NaCl 溶液中的溶解度，随着NaCl 浓度的变化而改变。

当NaCl 的物质的量浓度为0.14_mol/L 时，DNA 的溶解度最低。

通过改变NaCl 溶液的浓度，可以使溶解在NaCl 溶液中的DNA 析出。

(2)DNA 不溶于酒精，细胞中的某些物质可以溶于酒精，据此可进一步提取出含杂质较少的DNA 。

2．实验设计(1)材料的选取：选用DNA 含量相对较高的生物组织，如鸡血、菜花、洋葱等。

(2)破碎细胞(以鸡血为例)：鸡血细胞，加蒸馏水，用玻璃棒搅拌，用纱布过滤，收集滤液。

(3)去除杂质：利用DNA在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同，通过控制NaCl溶液的浓度去除杂质。

(4)DNA析出：将处理后的溶液过滤，加入与滤液体积相等的、冷却的酒精溶液(体积分数为95%)使DNA析出。

3．DNA的鉴定DNA溶解在0.015 mol/L的NaCl溶液中，加入4 mL二苯胺试剂，沸水浴中加热5 min，溶液变成蓝色。

[牛刀小试]一、肺炎双球菌的转化实验1．仔细观察并分析肺炎双球菌的转化实验，讨论交流下列问题：(1)格里菲思的转化实验中有无设计对照实验？若有，则对照组和实验组分别是第几组？怎样设计的？提示：有对照设计。

对照组是第一至三组，分别向健康小鼠体内注射R型活球菌、S 型活球菌、加热杀死的S型球菌。

实验组是第四组，向健康小鼠体内注射R型活细菌和加热杀死的S型球菌的混合液。

(2)在肺炎双球菌转化实验中，能够证明DNA是遗传物质的最关键的实验设计思路是什么？提示：将DNA与蛋白质、多糖等其他物质分开，单独地、直接地观察每种物质的作用。

(3)将S型球菌的DNA、蛋白质和多糖等物质分别与R型球菌混合培养，能得到R型活球菌的是哪些组？能得到S型活球菌的是哪些组？提示：三组均能得到R型活球菌。

加入DNA的一组不仅能得到R型活球菌，还能得到少数S型活球菌。

(4)倘若再增加一组实验：DNA＋DNA水解酶＋R型活球菌，培养基中能否得到S型活球菌？为什么？提示：不能。

因为只有DNA才能使球菌的致病性发生转化，加入DNA水解酶，导致DNA被水解破坏，此时R型球菌将不能转化为S型活球菌。

2．判断正误(1)格里菲思和艾弗里分别用不同的方法证明DNA是遗传物质。

(×)(2)肺炎双球菌转化实验证明DNA是主要的遗传物质，蛋白质不是遗传物质。

(×)二、T2噬菌体侵染细菌的实验1．仔细观察教材P62图4－4，探讨下列有关问题：(1)实验中为什么选择35S和32P这两种同位素分别对蛋白质和DNA进行标记？能利用14C和15N同位素进行标记吗？试说明理由。

提示：①因为S仅存在于T2噬菌体的蛋白质中，而P主要存在于DNA中，故用35S和32P分别标记蛋白质和DNA。

②不能。

因为T2噬菌体的蛋白质和DNA中均含有这两种元素，无法将DNA和蛋白质区分开。

(2)请根据噬菌体的代谢特点，分析能否直接利用分别含放射性同位素35S和32P的培养基培养噬菌体。

提示：不能。

因为病毒无细胞结构，其体内缺少完整的独立生活的酶系统，专营活细胞内寄生生活，病毒在普通培养基上无法生存。

(3)噬菌体侵染大肠杆菌实验，除证明DNA是遗传物质外，还能得出哪些结论？提示：本实验还能间接证明DNA是遗传物质的两个特点：①DNA使前后代保持一定的连续性(即DNA复制)。

②DNA能够指导蛋白质的合成，从而控制生物的新陈代谢过程和性状。

2．判断正误(1)用32P标记的T2噬菌体侵染大肠杆菌，若实验中搅拌不充分，会造成上清液中有很高的放射性。

(×)(2)噬菌体侵入大肠杆菌后，进行DNA复制和蛋白质合成的原料来自自身携带的物质。

(×)(3)用含32P的普通培养基培养T2噬菌体，可标记噬菌体的DNA。

(×)三、生物的遗传物质(连线)[重难突破]一、肺炎双球菌转化实验二、噬菌体侵染细菌实验 1．实验过程分析2.实验结果中放射性分布的分析(1)用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌，上清液中含有放射性的原因：①保温时间过短，有一部分噬菌体未侵入到大肠杆菌细胞内，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后释放子代，经离心后分布于上清液中，也会使上清液的放射性升高。

(2)用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌，理论上沉淀物中不含放射性，但可能由于搅拌不充分，有少量35S的噬菌体外壳仍吸附在细菌表面，随细菌离心到沉淀物中，使沉淀物中出现少量的放射性。

三、生物的遗传物质归纳[实验探究]DNA的粗提取与鉴定1．实验原理(1)DNA 在不同浓度氯化钠溶液中的溶解度不同，其变化曲线如图：(2)DNA 不溶于酒精溶液，但细胞中的其他某些物质可以溶于酒精溶液，据此可提取含杂质较少的DNA 。

(3)DNA ＋二苯胺――→沸水浴蓝色(用于DNA 的鉴定)。

2．实验材料凡含细胞核的材料均可用于提取DNA(哺乳动物成熟红细胞无细胞核，不适宜作本实验材料)，鸡的红细胞含较多DNA ，适宜作本实验材料。

3．实验流程4．实验归纳(1)加入抗凝剂的目的：制备鸡血细胞液时要在取新鲜鸡血的同时加入抗凝剂防止血液凝固。

(2)三种NaCl溶液浓度：0.14 mol/L NaCl溶液用于析出DNA；2 mol/L NaCl溶液用于溶解DNA；0.015 mol/L NaCl溶液用于鉴定DNA。

(3)两次用到蒸馏水：第一次加蒸馏水，目的是让血细胞发生渗透吸水涨破而释放DNA；第二次加蒸馏水，目的是降低NaCl溶液的浓度，析出DNA。

(4)两种颜色变化：析出的DNA是白色丝状物；DNA中加入二苯胺试剂，加热后呈蓝色。

(5)三次过滤：第一次和第三次要用其滤液，使用的纱布为1～2层，第二次要用其滤出的黏稠物，使用纱布为多层。

[考向聚焦][例1](广东高考)艾弗里和同事用R 型和S 型肺炎双球菌进行实验，结果如下表。

从表可知()A．①不能证明S 型菌的蛋白质不是转化因子B．②说明S 型菌的荚膜多糖有酶活性C．③和④说明S 型菌的DNA 是转化因子D．①～④说明DNA 是主要的遗传物质[解析]由①、②、③组相比较可知DNA是S型细菌的转化因子，再通过④组可进一步证明DNA是S型细菌的转化因子，蛋白质、多糖以及DNA水解产物都不是S型细菌的转化因子，A错误、C正确；从表中不能得出B项的结论；表中信息不能说明DNA是S型细菌的主要遗传物质，D错误。

[答案] C[例2]结合遗传物质的相关实验，请据图回答问题：(1)该图为艾弗里及其同事进行肺炎双球菌转化实验的一部分图解，如看到________(答特征)的菌落，说明R型细菌转变成了S型细菌。

(2)为了充分证明DNA是遗传物质，艾弗里还在培养R型细菌的培养基中加入________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________，进一步验证实验结果。

(3)后来，赫尔希和蔡斯利用32P标记的噬菌体侵染未被标记的细菌，在子代噬菌体中检测到被32P标记的DNA，表明DNA具有__________________性，说明DNA是遗传物质。

(4)艾弗里的细菌体外转化实验和赫尔希、蔡斯的噬菌体侵染细菌的实验的共同设计思路都是把________________________________________________________________________，直接地、单独地观察它们的作用。

[解析](1)S型细菌有荚膜，所以形成的菌落表面光滑。

(2)艾弗里利用酶的专一性，将S型细菌的DNA和DNA酶混合，可以进一步确认DNA是否是遗传物质。

(3)作为遗传物质的条件之一是在亲子代之间是否具有连续性。

(4)细菌体外转化及噬菌体侵染细菌的实验的共同设计思路是把DNA和蛋白质分开，直接地、单独地观察它们所起的作用。

[答案] (1)表面光滑(2)S型细菌的DNA和DNA酶(3)连续(4)DNA和蛋白质分开——————————————[课堂归纳]———————————————网络构建]填充：①肺炎双球菌转化②噬菌体侵染细菌③RNA④主要的遗传物质⑤DNA的溶解度随NaCl浓度的变化而改变⑥二苯胺⑦蓝色关键语句]1．S型肺炎双球菌有荚膜，有毒；R型肺炎双球菌无荚膜，无毒。