《3-DNA是主要的遗传物质》-导学案5.doc

第三章：基因的本质
【知识网络】

第一节 DNA是主要的遗传物质
【自主学习，明确目标】
1．总结 DNA是主要遗传物质的探索过程。
2．分析证明DNA是主要遗传物质的实验设计思路。
3．探讨实验技术在证明DNA是主要的遗传物质中的作用
学法指导：
本节的学习重点是理解和掌握证明DNA是遗传物质的两个经典的实验。知道科学家是怎样发现问题，设计实验，探究科学真理的科学思维和科学方法。特别是艾弗里在前人的基础上进一步探究“转化因子”的实验方法，将细菌各成分分离提纯后分别进行实验，最终证明了DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质。噬菌体侵染细菌的实验中，要明确同位素标记的实验方法，该实验仅证明DNA是遗传物质，并没有证明蛋白质不是遗传物质。学习时要理解“DNA是主要的遗传物质”的原因。通过对两个实验过程的分析，体会一下科学家的科学思维，科学的实验方法，培养自己分析问题、解决问题的能力，以及发散思维能力。
【研讨互动，问题生成】
一、 格里菲斯的转化实验
实验材料： 型和 型肺炎双球菌、小鼠
实验原理： 型的细菌使人或者小鼠患败血症
实验过程：①R型的活细菌注射小鼠结果：
②S型的活细菌注射小鼠结果：
③S型的死细菌注射小鼠结果：
④R型活细菌+S型死细菌注射小鼠结果：
实验设计遵循 原则
实验结论：加热杀死的S型细菌中，含有某种促使R型细菌转化为S型细菌的“ ” 。
二、 艾弗里的转化实验
实验思路：
实验过程：
①S型-DNA+R型活细菌+R型菌的培养基，结果：
②蛋白质+R型活细菌+R型菌的培养基，结果：
③多糖+R型活细菌+R型菌的培养基 ，结果：
④S型-DNA水解物+R型活细菌+R型菌的培养基，结果：
实验结论： 才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质 。
三、 噬菌体侵染大肠杆菌的实验
实验材料：T2噬菌体、大肠杆菌
实验过程：1、标记 ①细菌+含 的培养基，结果出现了含35S的细菌
细菌 ②细菌+含 的培养基，结果出现了含32P的细菌
2、标记 ①噬菌体+ 的细菌结果出现含35S 的噬菌体
噬菌体 ②噬菌体+ 的细菌结果出现含32P 的噬菌体
3、噬菌体 ①含35S的噬菌体+细菌结果 ： 没有35S
侵染细菌 35S主要分布在 外
②含32P的噬菌体+细菌结果： 外几乎没有32P
32P主要分布在 内
实验结论： 才是真正的遗传物质

预习思考：通过对课文的预习总结一下：为什么说DNA是主要的遗传物质？

预习检测：
1、判断
染色体是生物体的遗传物质，DNA也是生物体的遗传物质。（ ）
真核生物细胞中的遗传物质都是DNA，病毒中的遗传物质都是RNA。（ ）
2、在原核生物中，DNA位于（ ）
A、细胞核 B、核糖体 C、细胞质 D、蛋白质
3、赫尔希和蔡斯的工作表明（ ）
A、病毒中有DNA，但是没有有蛋白质 B、细菌中有DNA，但是没有蛋白质
C、遗传物质包括蛋白质和DNA D、遗传物质是DNA
问题生成：

【合作探究，问题解决】
探究一、1、艾弗里和赫尔希等人的实验选用了结构十分简单的生物—细菌或病毒。以细菌或病毒作为实验材料具有哪些有点？

2、虽然艾弗里与赫尔希等人的实验方法不同，但是实验的设计思路却有共同之处。思考一下他们最关键的实验设计思路是什么？

3、艾弗里和赫尔希等人都分别用了哪些技术手段来实现他们的实验设计？这对于你认识科学与技术之间的相互关系有什么启示？

探究二、在噬菌体侵染大肠杆菌的实验中，为什么选用35S和32P这两种同位素分别对蛋白质和DNA标记？用14C和18O同位素标记可行吗？

探究三、能否用含有机物的培养基直接来培养噬菌体？在噬菌体侵染大肠杆菌的实验中上清液和沉淀中为何都有放射性？

探究四、作为生物的遗传物质应该具备哪些条件？不同生物的遗传物质是否相同？

【点睛示例，巩固提高】
例1：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
以上4个实验中小鼠存活的情况依次是
A.存活，存活，存活，死亡 B.存活，死亡，存活，死亡
C.死亡，死亡，存活，存活 D.存活，死亡，存活，存活
例2、1952年，赫尔希和蔡斯利用同位素标记法，完成了著名的噬菌体侵染细菌的实验。
（1）下图中锥形瓶内的培养液是用来培养________。

（2）如果让放射性同位素主要分布在图中离心管的上清液中，则获得该实验中的噬菌体的培养方法是_________。
A.用含35S的培养基直接培养噬菌体
B.用含32P的培养基直接培养噬菌体
C.用含35S的培养基培养细菌，再用此细菌培养噬菌体
D.用含32P培养基培养细菌，再用此细菌培养噬菌体
（3）用被32P标记的噬菌体去侵染未被标记的大肠杆菌，离心后，发现上清液中有少量放射性物质存在，这些放射性物质的来源可能是____________。
【要点归纳，反思总结】
①格里菲思实验结论：推测细菌内有一种“转化因子”。
②艾弗里实验结论：DNA是遗传物质。
③总结噬菌体侵染细菌的实验结论：证明DNA是遗传物质。
④说明DNA是主要的遗传物质。
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。
【拓展训练】
1．所有病毒的遗传物质是 （ ）
A．都是DNA B.都是RNA C. 是DNA和RNA D. 是DNA或RNA
2．噬菌体侵染细菌的实验不能说明 （ ）
A．DNA是遗传物质 B. DNA能自我复制
C. DNA能控制性状 D. DNA能产生可遗传的变异
3．如果用15N、32P、 35S标记噬菌体后，让其侵染细菌，在产生的子代噬菌体的组成结构成分中，能够找到的放射性元素情形为 （ ）
A.可在外壳中找到15N和35S B.可在DNA中找到15N和32P
C.可在外壳中找到15N D.可在DNA中找到15N、32P、35S
4 科学家艾弗里从S型活细菌中提取出DNA．蛋白质、多糖、脂质等物质，分别加入培养R型细菌的培养基中，实验结果证明了细菌的转化因子是DNA，为使实验结论更加严密，他设计了一个对照实验：在S型细菌提取出的DNA中加入某种酶处理后，再加入培养R型细菌的培养基中，加入的酶和实验结果分别是 ( )
A．DNA限制性内切酶 转化 B．DNA连接酶 转化
C．转录酶 不转化 D．DNA酶 不转化
5．在肺炎双球菌转化实验中，将R型活细菌与加热杀死的S型细菌混合后，注射到小鼠体内，下列能在死亡小鼠体内出现的细菌类型有 ( )
①少无毒R型 ②多无毒R型 ③少有毒S型 ④多有毒S型
A．①④ B．②③ C．③ D．①③
6．噬菌体在繁殖过程中利用的原料是 ( )
A．噬菌体的核苷酸和氨基酸 B．噬菌体的核苷酸和细菌的氨基酸
C．细菌的核苷酸和氨基酸 D．噬菌体的氨基酸和细菌的核苷酸
答案：C
7．噬菌体侵染细菌的实验，不仅证明了ＤＮＡ是遗传物质，同时还能证明（ ）
Ａ. 蛋白质也是遗传物质　　　　　Ｂ. ＤＮＡ能够指导蛋白质的合成
Ｃ. ＲＮＡ也是遗传物质　　　　　Ｄ. ＤＮＡ能引起可遗传的变异
8． 噬菌体侵染细菌的实验中新噬菌体的蛋白质外壳是（ ）
Ａ.在细菌的ＤＮＡ指导下，用细菌的物质合成
Ｂ.在噬菌体的ＤＮＡ指导下，用噬菌体的物质合成
Ｃ.在细菌的ＤＮＡ指导下，用噬菌体的物质合成
Ｄ.在噬菌体的ＤＮＡ指导下，用细菌的物质合成
9．下列说法正确的是（ ）
　　A．一切生物的遗传物质都是DNA　　B．一切生物的遗传物质都是RNA
　　C．一切生物的遗传物质是核酸　　 D．一切生物的遗传物质是蛋白质
10、对细胞中某些物质的组成进行分析，可以作为鉴别真核生物不同个体是否为同一种物种的辅助手段，一般不采用的是（ ）
A．蛋白质 B．DNA C．RNA D．核苷酸
11、用噬菌体去感染体内含有大量3H的细菌，待细菌解体后3H （ ）
A.随细菌的解体而消失　　　　 Ｂ.发现于噬菌体的外壳及ＤＮＡ中
Ｃ.仅发现于噬菌体的ＤＮＡ中　 Ｄ.仅发现于噬菌体的外壳中
12．将有荚膜的S型肺炎链球菌注入到小白鼠体内会导致小白鼠因而死亡，而无荚膜的R型细菌________，但如果将R型细菌与加热杀死后的S型细菌混合再注入到小白鼠体内则________，此实验说明S型细菌体内存在着能使R型细菌转化成S型细菌的________，经实验证明这种物质是______。
13．生物体中的DNA大部分存在于______上，还有少部分存在于细胞质中的_______和______中，因此说_______是遗传物质的______。
14．做噬菌体侵染细菌实验时，用放射性同位素标记某个噬菌体和细菌的有关物质如下表。产生的100个子代噬菌体与亲代噬菌体的形状、大小完全一样。试回答：

噬菌体
细菌
核苷酸
32P标记
31P
氨基酸
34S
35S标记
（1）子代噬菌体中，只含有32P的有 个，只含有31P的有 个，同时含有32P 和31P的有 个。
（2）子代噬菌体的蛋白质分子中，都没有 元素，由此说明
；子代噬菌体的蛋白质分子都含有 元素，这是因为 ；子代噬菌体的蛋白质合成的场所是 。
（3）该实验能够说明：（ ）
A．噬菌体比细菌高等 B．DNA是主要的遗传物质
C．细菌的遗传物质是DNA D．DNA能控制蛋白质的合成
（4）实验中用放射性同位素标记噬菌体时，为何选取35S和32P，这两种同位素分别标记蛋白质和DNA？可否用14C和18O标记？说明理由：

。
15. 赫尔希和蔡斯为了证明噬菌体侵染细菌时，进入细菌的是噬菌体DNA，而不是它的蛋白质外壳，用两种不同的放射性同位素分别标记噬菌体的蛋白质外壳和噬菌体的DNA。然后再让这两种不同标记的噬菌体分别去侵染未被标记的细菌，从而对此做出实验论证。据分析，噬菌体的蛋白质外壳含有甲硫氨酸、半胱氨酸等多种氨基酸。现请你完成以下关键性的实验设计：
①实验室已制备好分别含3H、14C．15N、18O、32P、35S等6种放射性同位素的微生物培养基。你将选择哪两种培养基分别用于噬菌体蛋白质外壳和噬菌体DNA的标记：_____________________________________________________________________________________________。
②你用这两种培养基怎样去实现对噬菌体的标记？请简要说明实验的设计方法和这样设计的理由。_____________________________________________________________
____________________________________________________________________________________。
③为什么不同时标记同一个噬菌体的蛋白质外壳和DNA___________________________
___________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
④用上述32P和35S标记的噬菌体分别去侵染未标记的大肠杆菌，子代噬菌体的DNA分子中含有_______________(31P、32P)，原因是_______________________________；子代噬菌体的蛋白质中含有____________(32S、35S)，原因是______________________。此实验结果证明了__________________________________________________________。

自我评价
同伴评价
学科长评价
教师评价
评价

签字