下载文档原格式
第三章基因的本质第一节DNA是主要的遗传物质一、知识结构二、教材分析1.本小节教材主要讲述DNA是遗传物质的直接证据---“肺炎双球菌的转化实验”和“噬菌体侵染细菌的实验”。
本小节的引言部分，首先联系前面所学知识，指出DNA和蛋白质都是染色体的重要组成成分。
然后，引导学生思考一个曾经在科学界争议了很长时间的问题：“DNA与蛋白质究竟谁是遗传物质?”这样既点出了本小节要研究的主题，又可以引起学生探究这一问题的兴趣。
在讲述DNA是遗传物质的实验证据时，为了加强学生科学思维方法的培养，教材采用了先交代科学家对实验的设计思想，即把DNA和蛋白质分开，单独地、直接地去观察DNA的作用；然后再讲述实验过程的方法。
为了使学生更全面地理解DNA是真正的遗传物质这一结论。
与原教材相比，本教材在教学内容上增加了肺炎双球菌转化实验内容。
在讲述噬菌体侵染细菌的实验时，也改变了旧教材中直接说明“噬菌体将DNA注入细菌”的叙述方法，而是用研究时采用的“同位素标记法”来说明。
这样讲述符合科学研究的过程，可以很自然地导出DNA是遗传物质的结论，使学生容易接受，并且能使学生受到科学方法教育。
2.本小节教材的最后安排了“DNA的粗提取与鉴定”实验。
通过这一实验，不仅要使学生学会DNA粗提取和鉴定的方法，更重要的是培养学生的动手能力和学会进行科学实验的一些基本技能。
3.本小节内容与其他章节的联系：①染色体和DNA的关系，与第一章《组成生物体的化合物》中核酸知识有关；②DNA是遗传物质还与《细胞增殖》有关；③DNA是遗传物质与《生物的生殖和发育》紧密联系。
三、教学目标1.知识目标DNA是主要的遗传物质(C:理解)2.能力目标(1)从生殖过程、染色体化学组成以及遗传物质存在部位划分来分析染色体是遗传物质的主要载体，训练学生逻辑思维的能力。
(2)以噬菌体侵染细菌的实验说明DNA是遗传物质，训练学生由特殊到一般的归纳思维的能力。
四、重点·难点和解决方法1.重点(1)肺炎双球菌的转化实验的原理和过程。
高一生物《DNA是主要的遗传物质》知识点总结一、对遗传物质的早期推测1. 20世纪20年代，大多数科学家认为蛋白质是生物体的遗传物质。
蛋白质是由氨基酸连接而成的生物大分子。
各种氨基酸按照不同的方式排列，形成不同的蛋白质，氨基酸多种多样的排列顺序，可能蕴藏着遗传信息。
2. 20世纪30年代，人们意识到 DNA具有重要作用，但蛋白质是遗传物质的观点占主导地位。
DNA是由许多脱氧核苷酸聚合而成的生物大分子，脱氧核苷酸的化学组成包括磷酸、碱基和脱氧核糖。
组成DNA的脱氧核苷酸有四种，每一种有一个特定的碱基。
二、肺炎双球菌转化实验1. 1928年，格里菲斯以小鼠为实验材料，研究肺炎双球菌是如何使人患肺炎的。
他用两种不同类型的肺炎双球菌去感染小鼠。
S型细菌：有多糖类荚膜，在培养基上形成的菌落表面光滑，可以使人患肺炎或使小鼠患败血症，有毒性。
R型细菌：没有多糖类荚膜，在培养基上形成的菌落表面粗糙，无毒性。
2. 格里菲斯的推论：在第四组实验中，必然含有某种促成这一转化的活性物质——“转化因子”，这种转化因子将无毒性的R型活细菌转化成为有毒性的S型活细菌。
3. 为了弄清楚转化因子，艾弗里及其同事对S型细菌中的物质进行了提纯和鉴定。
他们将提纯的DNA、蛋白质和多糖物质分别加入到培养了R型细菌的培养基中，结果发现：只有加入DNA，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DNA酶分解从S型活细菌中提取的DNA，就不能是R型细菌发生转化。
4 艾弗里的实验结论：DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。
三、噬菌体侵染细菌的实验1. 1952年，赫尔希和蔡斯以T2噬菌体为实验材料，利用放射性同位素标记技术，完成了另一个更有说服力的实验。
2. 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。
第13课时DNA是主要的遗传物质(Ⅰ)1．蛋白质是生命活动的主要承担者，蛋白质具有多样性的直接原因有：构成蛋白质的氨基酸的数目、种类和排列顺序不同；多肽链的盘曲、折叠方式及其形成的空间结构不同。
2．染色体是由蛋白质和DNA组成的，在真核生物的遗传中起关键作用。
3．核酸是生物体内的一种大分子化合物，其单体是核苷酸。
一个核苷酸是由一分子含氮碱基、一分子五碳糖和一分子磷酸组成的。
根据五碳糖的不同，可以将核苷酸分为脱氧核糖核苷酸和核糖核苷酸。
4．肺炎双球菌：肺炎双球菌(如图)是一种可以引起人类肺炎和小鼠败血症的病原微生物。
已知的肺炎双球菌包括很多不同类型的菌株，但只有光滑型(S型)菌株能引起疾病。
S型菌株的细胞外表面有一层胶状的多糖类物质——荚膜，它们通常不能被宿主的正常防御机制所破坏，因而导致宿主感染。
粗糙型(R型)菌株的细胞没有荚膜包被，对宿主无毒性。
光滑型菌株在培养基上形成明亮的光滑菌落，因而得名；粗糙型菌株无荚膜，菌落表面无光泽，显得粗糙。
探究点一对遗传物质的早期推测人们发现生物的遗传与染色体密切相关，染色体是由DNA和蛋白质组成的，究竟哪种成分最可能是遗传物质呢？请结合下列内容分析：1．20世纪20年代，大多数科学家认为蛋白质是生物体的遗传物质，这是因为蛋白质中氨基酸的排列顺序多种多样，可能蕴含着遗传信息。
2．完成DNA和蛋白质的比较表：3.(1)在细胞生长和繁殖的过程中能够精确地复制，使得前后代具有一定的连续性。
(2)能够指导蛋白质合成，从而控制生物体的性状和新陈代谢的过程。
(3)具有多样性，能储存大量的遗传信息。
(4)结构稳定，在细胞中的含量相对稳定，保证物种的遗传稳定性。
结合前面遗传物质应具备的条件判断：DNA更可能是遗传物质。
归纳提炼1．对遗传物质的早期推测主导观点——蛋白质是生物体的遗传物质。
2．对DNA的认识：生物大分子——由许多脱氧核苷酸组成；基本组成单位——脱氧核苷酸(4种)；推测：脱氧核苷酸的排列顺序可能蕴含着遗传信息。
活学活用1．人类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遗传物质。
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DNA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合可以储存大量遗传信息探究点二肺炎双球菌的转化实验为了证明DNA和蛋白质在遗传中的作用，格里菲思和艾弗里以肺炎双球菌为实验对象，分别做了体内和体外转化实验，请分析实验过程，归纳实验结论。
1．肺炎双球菌的特点2.(1)格里菲思的推论：加热杀死的S型细菌体内含有某种“转化因子”，能将无毒性的R型活细菌转化为有毒性的S型活细菌。
(2)已知在80～100 ℃温度范围内，蛋白质将失去活性，DNA的结构也会被破坏，但当温度降低到55 ℃左右时，DNA的结构会恢复，但蛋白质却不能恢复。
由此我们可以推断：加热杀死的S型细菌中的“转化因子”可能是DNA，而不是蛋白质。
3．艾弗里的体外转化实验(1)设计思路：将提纯的S型细菌的DNA、蛋白质和荚膜多糖等物质分别加入到培养了R型细菌的培养基中，单独研究它们各自的功能。
(2)实验过程及结果：(3)甲、乙、丙三组实验对照说明：DNA是转化因子，蛋白质等其他物质不是转化因子。
(4)丁组实验的目的是什么？答案证实DNA的分解产物不是转化因子，从反面证实了DNA是遗传物质。
归纳提炼比较格里菲思和艾弗里的实验菌转化为S型细菌为S型细菌实验结论S型细菌体内有“转化因子”DNA是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质两个实验的联系(1)所用材料相同，都是肺炎双球菌：R型和S型。
(2)体内转化实验是基础，仅说明S型细菌体内有“转化因子”，体外转化实验进一步证明“转化因子”是DNA。
(3)两实验都遵循对照原则、单一变量原则。
(4)转化的实质是由于S型细菌的DNA整合到了R型细菌的DNA中，实现了基因的重新组合2．某研究人员模拟肺炎双球菌的转化实验，进行了以下4个实验：①S型细菌的DNA＋DNA酶→加入R型细菌→注射入小鼠②R型细菌的DNA＋DNA酶→加入S型细菌→注射入小鼠③R型细菌＋DNA酶→高温加热后冷却→加入S型细菌的DNA→注射入小鼠④S型细菌＋DNA酶→高温加热后冷却→加入R型细菌的DNA→注射入小鼠(1)以上四个实验小鼠的存活情况依次是________、______、________、________。
(2)将加热杀死的S型细菌与R型细菌相混合后，注射到小鼠体内，小鼠死亡，则小鼠体内S型、R型细菌含量变化情况最可能是下图中的哪个选项( )1．艾弗里细菌转化实验中，为了弄明白什么是遗传物质，他设计了有关实验，下列选项所列的实验过程中，培养基中有光滑菌落产生的是( )A．S型菌的蛋白质＋R型菌B．S型菌的多糖＋R型菌C．S型菌的DNA＋R型菌D．S型菌的多糖＋S型菌的蛋白质＋R型菌2．1944年，科学家从S型活细菌中提取出DNA、蛋白质和多糖等物质，将S型细菌的DNA 加入到培养R型细菌的培养基中，结果发现其中的部分R型细菌转化成了S型细菌；而加入蛋白质、多糖等物质的培养基中，R型细菌不能发生这种变化。
这一现象不能说明的是( ) A．S型细菌的性状是由其DNA决定的B．在转化过程中，S型细菌的DNA可能进入到R型细菌细胞中C．DNA是主要的遗传物质D．DNA是遗传物质3．S型肺炎双球菌具有多糖类的荚膜，R型则不具有。
下列叙述错误的是( )A．培养R型活细菌时加入S型细菌的多糖类物质，能产生一些具有荚膜的细菌B．培养R型活细菌时加入S型细菌的DNA的完全水解产物，不能产生具有荚膜的细菌C．培养R型活细菌时加入S型细菌的DNA，能产生具有荚膜的细菌D．培养R型活细菌时加入S型细菌的蛋白质，不能产生具有荚膜的细菌4．在肺炎双球菌的转化实验中，在培养有R型细菌的1、2、3、4四支试管中，依次分别加入从S型活细菌中提取的DNA、DNA和DNA酶、蛋白质、多糖，经过培养，检查结果发现试管内出现S型活细菌的是( )A．3和4 B．1、3和4C．2、3和4 D．15．格里菲思肺炎双球菌的转化实验是科学家研究确定遗传物质的经典实验。
请回答下列问题。
(1)实验中涉及的S型细菌和R型细菌可以通过观察培养基上的菌落来区分，区分的依据是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(2)格里菲思根据实验得出的结论是__________________________________________________________________________________________________________________。
(3)该实验能否证明DNA是转化因子？为什么？ _______________________________________________________________________________________________________。
(4)将加热杀死的S型细菌与R型活细菌混合后，注射到小鼠体内，两种细菌含量变化如图所示。
从免疫学角度解释：曲线ab段下降的原因是_____________________________；曲线bc段上升的原因是___________________________________________________。
基础过关知识点一对遗传物质的早期推测1．作为遗传物质，DNA和蛋白质相比的优势不包括( )A．分子量大B．能精确地复制自己C．结构稳定，一定条件下可变D．对生物体的性状和新陈代谢过程有决定作用2．下列哪一组物质的基本组成单位是相同的( )A．动物和植物的遗传物质B．动物的肝糖原和抗原C．人的胰岛素和性激素D．植物的纤维素和维生素知识点二肺炎双球菌的转化实验3. 肺炎双球菌转化实验中，发现无毒R型和被加热杀死的有毒S型细菌混合后，在小鼠体内找到了下列哪些类型的细菌( )①有毒R型②无毒R型③有毒S型④无毒S型A．①② B．③④ C．②③ D．②④4．加热杀死的S型细菌能促成R型细菌发生转化。
这个事实能证明( )A．S型细菌的蛋白质和DNA的结构都很稳定B．S型细菌的蛋白质的结构特别稳定C．S型细菌的DNA结构比蛋白质的结构稳定D．任何条件都不能破坏S型细菌DNA的结构5．格里菲思用肺炎双球菌在小鼠身上进行了著名的转化实验，关于此实验的结论不正确的是( )A．说明了肺炎双球菌的遗传物质是DNAB．说明了R型活细菌在一定条件下能够转化为S型细菌C．说明了R型活细菌是无毒性的D．说明了加热杀死的S型细菌是无毒的6．艾弗里等人为了弄清转化因子的本质，进行了一系列的实验，如图是他们所做的一组实验，则三个实验的培养皿中只存在一种菌落的为( )A．实验一 B．实验二C．实验三 D．实验一和三7．在艾弗里证明DNA是遗传物质的实验中，用DNA酶处理从S型活细菌中提取的DNA并与R型细菌混合培养，结果发现培养基上仅有R型细菌生长。
设置本实验步骤的目的是( ) A．证明R型细菌的生长并不需要S型活细菌的DNAB．用以补充R型细菌生长过程中所需要的营养物质C．直接证明S型细菌的DNA不是促进R型细菌转化为S型细菌的因素D．与以S型活细菌的DNA与R型细菌混合培养的实验形成对照8．下列哪项是艾弗里及其同事研究肺炎双球菌的方法或实验设计思路( )A．杂交实验法B．放射性同位素标记法C．病毒侵染法D．单独直接地观察不同成分的作用能力提升9．格里菲思和艾弗里所进行的肺炎双球菌转化实验，证实了( )①DNA是遗传物质②RNA是遗传物质③DNA是主要的遗传物质④蛋白质不是遗传物质⑤荚膜多糖不是遗传物质⑥DNA能产生可遗传的变异A．①④⑤⑥ B．②④⑤⑥C．②③⑤⑥ D．③④⑤⑥10．在科学史上许多科学家分别用科学的思想方法取得了重大科技成就，在下列生物领域的发现中，科学家与其使用的技术或方法对应完全一致的一组是( )11A．注射R型细菌后，小鼠不死亡B．注射S型细菌后，小鼠死亡，从小鼠体内能分离出活的S型细菌C．注射R型细菌及热处理的S型细菌后，小鼠死亡，从小鼠体内只能分离出活的S型细菌D．注射S型细菌及热处理的R型细菌后，小鼠死亡，从小鼠体内只能分离出活的S型细菌12．证明DNA是遗传物质的第一个实验证据是肺炎双球菌的转化实验，肺炎双球菌有两种类型，无荚膜(R型)细菌不能使小鼠发病；有荚膜(S型)细菌使小鼠得败血症而死亡。
