2019-2020學(xué)年新教材高中生物 第3章 基因的本質(zhì) 第1節(jié) DNA是主要的遺傳物質(zhì)教學(xué)案 新人教版必修第二冊

《2019-2020學(xué)年新教材高中生物 第3章 基因的本質(zhì) 第1節(jié) DNA是主要的遺傳物質(zhì)教學(xué)案 新人教版必修第二冊》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2019-2020學(xué)年新教材高中生物 第3章 基因的本質(zhì) 第1節(jié) DNA是主要的遺傳物質(zhì)教學(xué)案 新人教版必修第二冊（11頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、第1節(jié)　DNA是主要的遺傳物質(zhì) 學(xué) 習 目 標 核 心 素 養(yǎng) 1.掌握肺炎鏈球菌體內(nèi)和體外轉(zhuǎn)化實驗的過程和結(jié)論。(重、難點) 2.掌握噬菌體侵染細菌實驗的方法、過程及結(jié)論。(重、難點) 3.理解DNA是主要遺傳物質(zhì)的結(jié)論。 1.分析比較本節(jié)三大實驗的實驗方法和實驗結(jié)論，體驗探究生物遺傳物質(zhì)的實驗思路。 2.查閱相關(guān)資料，深入理解“煙草花葉病毒的感染實驗”。 3.感悟科學(xué)技術(shù)在生命科學(xué)探索過程中的作用。 一、對遺傳物質(zhì)的早期推測 二、肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實驗 1．肺炎鏈球菌的類型[連線] 2．肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實驗的兩個階段 (1)格里菲思的體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗 (2

2、)艾弗里的體外轉(zhuǎn)化實驗 三、噬菌體侵染細菌的實驗 1．T2噬菌體的結(jié)構(gòu)與代謝 2．實驗方法：放射性同位素標記技術(shù)。 3．實驗過程 － ↓ － ↓ － 4．實驗結(jié)果及結(jié)論 親代噬菌體 寄主細胞內(nèi) 子代噬菌體 實驗結(jié)論 32P標記DNA 有 有 DNA是遺傳物質(zhì) 35S標記蛋白質(zhì) 無 無 四、DNA是主要的遺傳物質(zhì) 1．RNA是遺傳物質(zhì)的實驗證據(jù) (1)煙草花葉病毒的組成 組成 (2)侵染實驗 (3)結(jié)論：煙草花葉病毒的遺傳物質(zhì)是RNA。 2．DNA是主要的遺傳物質(zhì) (1)連線生物類型與遺傳物質(zhì)的種類 (2)因為絕大多

3、數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是DNA，因此DNA是主要的遺傳物質(zhì)。 判斷對錯(正確的打“√”，錯誤的打“×”) 1．高溫處理過的S型細菌的蛋白質(zhì)因變性而不能與雙縮脲試劑發(fā)生紫色反應(yīng)。(　　) 2．格里菲思和艾弗里分別用不同的方法證明DNA是遺傳物質(zhì)。(　　) 3．艾弗里實驗中加熱致死的S型菌的提取物加入R型菌的培養(yǎng)基上，最后生存的細菌都是S型菌。 (　　) 4．T2噬菌體由蛋白質(zhì)和DNA組成，P存在于DNA中，S幾乎全部存在于蛋白質(zhì)中。(　　) 5．煙草花葉病毒感染煙草實驗說明所有病毒的遺傳物質(zhì)都是RNA。(　　) 提示：1.×　蛋白質(zhì)高溫變性的原因是空間結(jié)構(gòu)遭到破壞，肽鍵依然存在，而雙

4、縮脲試劑與蛋白質(zhì)發(fā)生紫色反應(yīng)的實質(zhì)是與肽鍵反應(yīng)。 2．×　格里菲思沒有證明DNA是遺傳物質(zhì)，只證明了加熱殺死的S型菌中含有某種轉(zhuǎn)化因子。 3．×　艾弗里實驗中加熱致死的S型菌的提取物加入R型菌的培養(yǎng)基上生存的細菌不都是S型菌，大多數(shù)仍為R型菌。 4．√ 5．×　煙草花葉病毒感染煙草實驗只能說明煙草花葉病毒的遺傳物質(zhì)是RNA，而不能說明所有病毒的遺傳物質(zhì)都是RNA，有些病毒的遺傳物質(zhì)是DNA。 肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實驗 [問題探究] 1．格里菲思的肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實驗中，R型活細菌與加熱后殺死的S型細菌混合注射到小鼠體內(nèi)后，從死亡小鼠 中是否只分離出S型活細菌？ 提示：不是，

5、分離出S型活細菌和R型活細菌，且R型活細菌數(shù)量較多。 2．R型菌轉(zhuǎn)化為S型菌的實質(zhì)是什么？ 提示：轉(zhuǎn)化的實質(zhì)是基因重組。 1．肺炎鏈球菌體內(nèi)與體外轉(zhuǎn)化實驗的比較 項目 體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗 體外轉(zhuǎn)化實驗 實驗者 格里菲思 艾弗里及其同事 細菌培養(yǎng) 在小鼠體內(nèi) 體外培養(yǎng)基 實驗原則 R型細菌與S型細菌的毒性對照 加熱S型細菌提取物及其經(jīng)酶處理后的作用對照 實驗結(jié)果 加熱殺死的S型細菌能使R型細菌轉(zhuǎn)化為S型細菌 S型細菌的DNA能使R型細菌轉(zhuǎn)化為S型細菌 實驗結(jié)論 S型細菌體內(nèi)有“轉(zhuǎn)化因子” S型細菌的DNA是遺傳物質(zhì) 巧妙構(gòu)思 用加熱殺死的S型細菌注射到

6、小鼠體內(nèi)作為對照實驗來說明確實發(fā)生了轉(zhuǎn)化 將物質(zhì)提取和經(jīng)酶處理后，直接地、單獨地觀察某種物質(zhì)在實驗中所起的作用 聯(lián)系 ①所用材料相同；②體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗是體外轉(zhuǎn)化實驗的基礎(chǔ)，體外轉(zhuǎn)化實驗是體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗的延伸；③兩實驗都遵循對照原則、單一變量原則 2.實驗拓展分析 (1)在加熱殺死S型細菌的過程中，其蛋白質(zhì)變性失活，但是其內(nèi)部的DNA在加熱結(jié)束后隨溫度的降低又逐漸恢復(fù)活性。 (2)轉(zhuǎn)化后形成的S型細菌的性狀可以遺傳下去，說明S型細菌的DNA是遺傳物質(zhì)。 1．在肺炎鏈球菌感染小鼠的實驗中，下列實驗結(jié)果不正確的是(　　) A．注射R型菌后，小鼠不死亡 B．注射S型菌后，小鼠死亡

7、，從小鼠體內(nèi)能分離出活的S型菌 C．注射R型菌及熱處理的S型菌后，小鼠死亡，從小鼠體內(nèi)只能分離出活的S型菌 D．注射S型菌及熱處理的R型菌后，小鼠死亡，從小鼠體內(nèi)能分離出活的S型菌 C　[注射R型菌及熱處理的S型菌，S型菌的DNA使無毒的R型菌轉(zhuǎn)化為有毒的S型菌，使小鼠死亡，從小鼠體內(nèi)既能分離出S型菌，又能分離出R型菌。] 2．艾弗里等人為了弄清轉(zhuǎn)化因子的本質(zhì)，進行了一系列的實驗，如圖是他們所做的一組實驗，則三個實驗的培養(yǎng)皿中只存在一種菌落的為(　　) A．實驗一　 B．實驗二 C．實驗三 D．實驗一和三 B　[實驗二中加入的DNA酶能分解S型細菌的DNA，R型細菌不能轉(zhuǎn)

8、化，所以只有R型細菌一種菌落，而實驗一和實驗三中均可產(chǎn)生R型細菌和S型細菌兩種菌落。] 噬菌體侵染細菌的實驗 [問題探究] 1．為什么不能直接用含35S和32P的普通培養(yǎng)基來培養(yǎng)T2噬菌體？ 提示：因為噬菌體營寄生生活，故應(yīng)先培養(yǎng)細菌，再用細菌培養(yǎng)噬菌體，而不能直接用培養(yǎng)基培養(yǎng)噬菌體。 2．如果用 15N、32P、35S同時標記噬菌體后讓其侵染細菌，在產(chǎn)生的子代噬菌體中，能夠找到的放射性元素及其存在的部位分別在哪里？ 提示：15N、32P，DNA。 1．實驗思路 S是蛋白質(zhì)特有的元素，P幾乎都存在于噬菌體DNA分子中，用放射性同位素 32P和 35S分別標記噬菌體的DN

9、A和蛋白質(zhì)，直接地、單獨地觀察它們各自的作用。 2．實驗結(jié)果分析 (1)由放射性的分布說明：35S標記的蛋白質(zhì)外殼并未進入宿主細胞內(nèi)，32P標記的DNA進入了宿主細胞內(nèi)。 (2)由細菌裂解釋放出的噬菌體，可以檢測到32P標記的DNA，不能檢測到35S標記的蛋白質(zhì)，說明：子代噬菌體的各種性狀是通過親代的DNA遺傳的。 3．實驗結(jié)論 (1)直接證明：DNA是噬菌體的遺傳物質(zhì)。 (2)間接證明：①DNA能夠自我復(fù)制，使生物體前后代保持一定的連續(xù)性，維持遺傳性狀的穩(wěn)定性； ②DNA能控制蛋白質(zhì)的生物合成，從而控制生物體的新陳代謝和性狀。 (3)不能證明：①DNA是主要的遺傳物質(zhì)；②蛋白

10、質(zhì)不是遺傳物質(zhì)。 4．噬菌體侵染細菌實驗中上清液和沉淀物放射性分析 (1)用 32P標記的噬菌體侵染大腸桿菌，上清液中含放射性的原因： ①保溫時間過短，有一部分噬菌體還沒有侵染到大腸桿菌細胞內(nèi)，經(jīng)離心后分布于上清液中，上清液中出現(xiàn)放射性。 ②保溫時間過長，噬菌體在大腸桿菌內(nèi)增殖后子代釋放出來，經(jīng)離心后分布于上清液，也會使上清液中出現(xiàn)放射性。 (2)用 35S標記的噬菌體侵染大腸桿菌，沉淀物中有放射性的原因：由于攪拌不充分，有少量含 35S的噬菌體蛋白質(zhì)外殼吸附在細菌表面，隨細菌離心到沉淀物中。 1．(2017·全國卷Ⅱ改編)在證明DNA是遺傳物質(zhì)的過程中，T2噬菌體侵染大腸

11、桿菌的實驗發(fā)揮了重要作用。下列與該噬菌體相關(guān)的敘述，正確的是(　　) A．T2噬菌體也可以在肺炎鏈球菌中復(fù)制和增殖 B．T2噬菌體病毒顆粒內(nèi)可以合成蛋白質(zhì) C．培養(yǎng)基中的32P經(jīng)宿主攝取后可出現(xiàn)在T2噬菌體的核酸中 D．人體免疫缺陷病毒與T2噬菌體的核酸類型相同 C　[T2噬菌體只能侵染大腸桿菌，不能侵染肺炎鏈球菌，A錯誤；病毒沒有細胞結(jié)構(gòu)，不能獨立生活，T2噬菌體病毒顆粒內(nèi)不可以合成蛋白質(zhì)，B錯誤；T2噬菌體侵染大腸桿菌時，其DNA進入大腸桿菌，以大腸桿菌的核苷酸為原料，合成子代噬菌體的DNA，而核苷酸中含有P，則培養(yǎng)基中的32 P經(jīng)宿主攝取后可出現(xiàn)在T2噬菌體的核酸中，C正確；人

12、體免疫缺陷病毒為RNA病毒，T2噬菌體為DNA病毒，二者所含核酸類型不同，D錯誤。] 2．某校生物研究性學(xué)習小組模擬赫爾希和蔡斯做了噬菌體侵染細菌的實驗，實驗過程如圖所示，下列有關(guān)分析正確的是(　　) A．理論上，b和c中不應(yīng)具有放射性 B．實驗中b含少量放射性與①過程中培養(yǎng)時間過長或過短有關(guān) C．實驗中c含有放射性與④過程中攪拌不充分有關(guān) D．該實驗證明了DNA是遺傳物質(zhì)，蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì) A　[35S標記的是T2噬菌體的蛋白質(zhì)外殼，32P標記的是T2噬菌體的DNA，所以離心后，理論上，b和c中不應(yīng)具有放射性，A正確；35S標記的是T2噬菌體的蛋白質(zhì)外殼，T2噬菌體侵染

13、細菌時，蛋白質(zhì)外殼留在外面，經(jīng)攪拌后與細菌分開，所以若b中含有放射性，說明攪拌不充分，B錯誤；實驗中c含有放射性與④過程中培養(yǎng)時間過長或過短有關(guān)，C錯誤；該實驗只證明了DNA是遺傳物質(zhì)，沒有證明蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)，D錯誤。] DNA是主要的遺傳物質(zhì) [問題探究] 1．只有DNA是遺傳物質(zhì)嗎？ 提示：不是，絕大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是DNA，少部分病毒的遺傳物質(zhì)是RNA。 2．若要證明只含有RNA和蛋白質(zhì)的某病毒的遺傳物質(zhì)是RNA，其基本實驗思路是什么？ 提示：設(shè)法將其RNA和蛋白質(zhì)分離開，然后單獨地直接地觀察各自的作用。 1．RNA是遺傳物質(zhì)的證據(jù)——煙草花葉病毒侵染煙草實驗

14、 (1)實驗分析如下表所示： 注射物 注射對象 癥狀 完整的TMV(煙草花葉病毒) 煙草 TMV的病斑 TMV的蛋白質(zhì) 煙草 正常，無病斑 TMV的RNA 煙草 TMV的病斑 完整的HRV(車前草花葉病毒) 煙草 HRV的病斑 HRV的蛋白質(zhì) 煙草 正常，無病斑 HRV的RNA 煙草 HRV的病斑 HRV的蛋白質(zhì)＋TMV的RNA 煙草 TMV的病斑 TMV的蛋白質(zhì)＋HRV的RNA 煙草 HRV的病斑 (2)實驗結(jié)論：在沒有DNA的生物體內(nèi)，RNA是遺傳物質(zhì)，蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)。 2．生物體內(nèi)核酸的種類及遺傳物質(zhì)的辨別 生物類型 所

15、含核酸 遺傳物質(zhì) 舉例 細胞生物 真核生物 DNA和RNA DNA 酵母菌、玉米、人 原核生物 細菌、藍細菌 非細胞生物 大多數(shù)病毒 僅有DNA DNA T2噬菌體 極少數(shù)病毒 僅有RNA RNA HIV、SARS病毒 通過上述表格可以看出： (1)生物的遺傳物質(zhì)是核酸，即DNA或RNA。 (2)既含有DNA又含有RNA的生物和只含有DNA的生物，其遺傳物質(zhì)是DNA。 (3)只含RNA的病毒中，RNA才作為遺傳物質(zhì)。 (4)由于絕大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是DNA，所以DNA是主要的遺傳物質(zhì)。 誤區(qū)警示： 一種生物只能有一種遺傳物質(zhì)，因此在同一種

16、生物體內(nèi)，不存在“主要遺傳物質(zhì)”和“次要遺傳物質(zhì)”之分。 1．下圖所示為某種高等植物的病原體的遺傳過程實驗，實驗表明這種病原體(　　) A．寄生于細胞內(nèi)，通過RNA遺傳 B．可單獨生存，通過蛋白質(zhì)遺傳 C．寄生于細胞內(nèi)，通過蛋白質(zhì)遺傳 D．可單獨生存，通過RNA遺傳 A　[由圖可知，該病原體只由蛋白質(zhì)外殼和RNA組成，所以是RNA病毒，遺傳物質(zhì)是RNA，病毒只能寄生在活細胞中，A正確。] 2．下列關(guān)于生物遺傳物質(zhì)的說法正確的是(　　) A．同時含有DNA和RNA的生物的遺傳物質(zhì)是DNA B．DNA是主要的遺傳物質(zhì)是指一種生物的遺傳物質(zhì)主要是DNA C．真核生物的遺傳

17、物質(zhì)都是DNA，病毒的遺傳物質(zhì)都是RNA D．肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實驗和噬菌體侵染細菌實驗證明了DNA是主要的遺傳物質(zhì) A　[同時含有DNA和RNA的生物的遺傳物質(zhì)是DNA，A項正確；DNA是主要的遺傳物質(zhì)是指絕大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是DNA，B項錯誤；真核生物的遺傳物質(zhì)都是DNA，RNA病毒的遺傳物質(zhì)是RNA，而DNA病毒的遺傳物質(zhì)是DNA，C項錯誤；肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實驗和噬菌體侵染細菌實驗證明了DNA是遺傳物質(zhì)，但沒有證明DNA是主要的遺傳物質(zhì)，D項錯誤。] [課堂小結(jié)] 知 識 網(wǎng) 絡(luò) 構(gòu) 建 核 心 語 句 歸 納 1.S型肺炎鏈球菌有莢膜，有致病性；R型肺炎鏈球菌無莢膜，無致病

18、性。 2.在肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實驗中，DNA才是使R型活細菌產(chǎn)生穩(wěn)定遺傳變化的物質(zhì)。 3.T2噬菌體由蛋白質(zhì)和DNA組成，S存在于蛋白質(zhì)中，P幾乎全部存在于DNA中。 4.肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實驗和噬菌體侵染細菌的實驗都證明了DNA是遺傳物質(zhì)。 5.煙草花葉病毒的遺傳物質(zhì)是RNA。 6.由于絕大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是DNA，因此說DNA是主要的遺傳物質(zhì)。 1．下列有關(guān)遺傳物質(zhì)的敘述，正確的是(　　) A．DNA是所有生物的遺傳物質(zhì) B．酵母菌的遺傳物質(zhì)主要是DNA C．艾滋病病毒的遺傳物質(zhì)是DNA或RNA D．病毒的遺傳物質(zhì)是DNA或RNA D　[具有細胞結(jié)構(gòu)的生物的遺傳物質(zhì)是

19、DNA，不具有細胞結(jié)構(gòu)的病毒的遺傳物質(zhì)是DNA或RNA，一種生物體內(nèi)的核酸可能有兩種，但遺傳物質(zhì)只有一種。] 2．肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實驗證明了(　　) A．基因位于染色體上 B．染色體是遺傳物質(zhì)的主要載體 C．DNA是遺傳物質(zhì) D．在不含DNA的生物體內(nèi)，RNA是遺傳物質(zhì) [答案]　C 3．噬菌體侵染細菌的實驗中，子代噬菌體的蛋白質(zhì)外殼是(　　) A．在噬菌體DNA的指導(dǎo)下，用細菌的物質(zhì)合成的 B．在細菌DNA的指導(dǎo)下，用細菌的物質(zhì)合成的 C．在噬菌體DNA的指導(dǎo)下，用噬菌體的物質(zhì)合成的 D．在細菌DNA的指導(dǎo)下，用噬菌體的物質(zhì)合成的 A　[噬菌體侵染細菌時只將自己的DNA

20、注入細菌中，其蛋白質(zhì)外殼留在細菌外，而在細菌中合成出子代噬菌體的蛋白質(zhì)外殼和DNA，子代噬菌體的蛋白質(zhì)外殼是在噬菌體DNA的指導(dǎo)下，利用細菌的物質(zhì)合成的。] 4．某研究人員模擬赫爾希和蔡斯的T2噬菌體侵染大腸桿菌實驗，進行了如下實驗： ①用32P標記的噬菌體侵染未標記的大腸桿菌； ②用未標記的噬菌體侵染35S標記的大腸桿菌； ③用3H標記的噬菌體侵染未標記的大腸桿菌。 一段時間后進行離心，檢測到放射性存在的主要部位依次是(　　) A．沉淀物、上清液、沉淀物和上清液 B．沉淀物、沉淀物、沉淀物和上清液 C．沉淀物、上清液、沉淀物 D．上清液、上清液、沉淀物和上清液 B　[在該

21、實驗中，沉淀物的主要成分是細菌，上清液的主要成分為噬菌體外殼。①用32P只能標記噬菌體的DNA，在該實驗中，噬菌體的DNA會進入細菌體內(nèi)，放射性主要出現(xiàn)在沉淀物中；②直接標記細菌，放射性主要出現(xiàn)在沉淀物中；③用3H可以標記噬菌體的蛋白質(zhì)外殼和DNA，在該實驗中，噬菌體的蛋白質(zhì)外殼不會進入細菌體內(nèi)，而DNA進入細菌體內(nèi)，故放射性會出現(xiàn)在上清液和沉淀物中。] 5．下列是關(guān)于DNA是遺傳物質(zhì)的相關(guān)實驗，請回答下列相關(guān)問題： (1)過程①和②表明，將S型細菌的________和________與R型活細菌混合培養(yǎng)，其后代為________型細菌。 (2)過程③表明，將S型細菌的_______

22、_與R型活細菌混合培養(yǎng)，________型細菌轉(zhuǎn)化成________型細菌。 (3)過程④表明，轉(zhuǎn)化成的_______型細菌的后代也是有_______性的________型細菌。 (4)通過上述實驗________(填“能”或“不能”)證明DNA是主要的遺傳物質(zhì)。 [解析]　(1)過程①和②表明，將S型細菌的多糖和蛋白質(zhì)與R型活細菌混合培養(yǎng)，其后代都為R型細菌，沒有發(fā)生轉(zhuǎn)化現(xiàn)象。(2)過程③表明，將S型細菌的DNA與R型活細菌混合培養(yǎng)，其后代有R型細菌和S型細菌，說明有部分R型細菌轉(zhuǎn)化為S型細菌。(3)過程④表明，由R型細菌轉(zhuǎn)化成的S型細菌的后代也是有毒性的S型細菌。(4)上述實驗證明了

23、DNA是遺傳物質(zhì)，蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)，但不能得出DNA是主要的遺傳物質(zhì)。 [答案]　(1)多糖　蛋白質(zhì)　R　(2)DNA　部分R　S　(3)S　毒　S　(4)不能 教材課后練習與應(yīng)用 教材P47 一、概念檢測 1．D　2.A 二、拓展應(yīng)用 1．提示：噬菌體在感染大腸桿菌時，進入大腸桿菌細胞內(nèi)的是DNA，而蛋白質(zhì)外殼卻留在大腸桿菌的外面。因此，大腸桿菌裂解后，釋放出的子代噬菌體是利用親代噬菌體的遺傳信息，以大腸桿菌中的氨基酸為原料來合成蛋白質(zhì)外殼的。 2．提示：肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實驗和噬菌體侵染細菌的實驗證明，作為遺傳物質(zhì)至少要具備以下幾個條件：能夠準確地復(fù)制自己；能夠指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成，從而控制生物的性狀和新陳代謝；具有儲存遺傳信息的能力，結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定等。 - 11 -