新人教版高中生物必修2第1節(jié)《DNA是主要的遺傳物質(zhì)》教案
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1、 2019 最新新人教版高中生物必修 2 第 1 節(jié)《 DNA 是主要的 遺傳物質(zhì)》教案 教學(xué)目標(biāo): 1. 總結(jié)“ DNA是主要的遺傳物質(zhì)”的探索過程。 2. 分析證明 DNA是主要的遺傳物質(zhì)的實驗設(shè)計思路。 3. 探討實驗技術(shù)在證明 DNA是主要遺傳物質(zhì)中的作用。 教學(xué)重難點: 1. 教學(xué)重點 ( 1)肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗的原理和過程。 ( 2)噬菌體侵染細(xì)菌實驗的原理和過程。 2. 教學(xué)難點 肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗的原理和過程 溫故知新: 果蠅的紅眼( w
2、)對白眼( w )是顯性。長翅( B)對殘翅( b )是顯性?,F(xiàn)有紅眼長 翅雌果蠅和紅眼長翅雄果蠅雜交。子代的雄果蠅中 ,紅眼長翅:紅眼殘翅:白眼長翅:白眼 殘翅 =3∶ l∶ 3∶1。雌果蠅中紅眼長翅:紅眼殘翅 =3∶ l 。 ( 1)親本的基因型是 ________________________ 。 (2)雄性親本的一個精原細(xì)胞產(chǎn)生精細(xì)胞的基因型是 ____________________________ 。 ( 3)若對雌性親本測交。所得子代雌雄個體的數(shù)量比為 ___________________,子代雌性個 體中與雌性親本表現(xiàn)型相同的個體占
3、子代總數(shù)的 _______________ 。 ( 4)果蠅的直毛和非直毛是一對相對性狀,基因位于 x 染色體上。從自然界中獲得有繁殖能力的直毛雌、雄果蠅各一只 ,非直毛雌、雄果蠅各一只 ,現(xiàn)任意取兩只不同性狀的雌、雄果蠅進行一次雜交 ,請你根據(jù)后代的表現(xiàn)型及比例 ,確定雌雄親本中的顯性性狀。(用文字表述) 自主學(xué)習(xí)與要點講解 : 一、對遺傳物質(zhì)的早期推測 思考與討論: 科學(xué)家要通過實驗來確定哪個是遺傳物質(zhì) ,要解決的第一個問題就是選材 ,選擇合適的實 驗材料是實驗成敗的關(guān)鍵。無論是高等的、復(fù)雜的生物 ,還是低等的、簡單的生物 ,一般都含 有核酸和
4、蛋白質(zhì) ,你覺得選擇什么樣的生物做實驗材料才比較合適呢? _______________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________ 。 二、肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實驗 (一)體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗( 1928 年 ,英國 ,格里菲思) 1. 實驗材料:肺炎雙球菌 ,小鼠 菌落(光滑、粗 有無莢膜 有無毒性
5、 糙) S型細(xì)菌 R 型細(xì)菌 1 / 7 ,對被標(biāo)記物質(zhì)進行放射性測試。 2. 實驗過程: ①無毒性的 R 型活細(xì)菌注射到鼠體內(nèi) ,現(xiàn)象是 。 ②有毒性的 S 型活細(xì)菌注射到鼠體內(nèi) ,現(xiàn)象是 。 ③加熱殺死的 S 型細(xì)菌注射到鼠體內(nèi) ,現(xiàn)象是 。 ④無毒性的 R 型活細(xì)菌與加熱殺死的 S 細(xì)菌混合后注射到小鼠體內(nèi) ,現(xiàn)象是 。 思考: 1、對比分析第一、二組說明什么? ____________________________________
6、_________________________________________ 。 2、在第三組中被加熱殺死的 S 型細(xì)菌還有沒有毒性? _______________________ 。 3、對比分析第二、三組說明什么? _______________________________________ 。 4、在第四組中是誰導(dǎo)致小鼠死亡 ? _______________________ 。 5、第四組小鼠體內(nèi)能分離出 S 型活細(xì)菌 ,它是開始注射進去的 ,還是混合后重新出現(xiàn)的? ___________________________________ 。
7、 6、對比分析第三、四組又說明什么? __________________________________________________ 。 7、實驗先進行第一、二組 ,與第三、四組相比 ,起________作用。 8、該實驗?zāi)芊褡C明 DNA 是遺傳物質(zhì)?該實驗的結(jié)論是什么? _____________________________________________________________________________ (二)體外轉(zhuǎn)化實驗( 1944 年 ,美國 ,艾弗里) 在肺炎雙球菌中有蛋白質(zhì)、 DNA 、莢膜多糖等物質(zhì) ,你可以和其他同學(xué)共
8、同討論尋找有效的方法 ,來證明哪一種成分是轉(zhuǎn)化因子。 ①實驗材料: ________________________________________________________ 。 ②假 設(shè): ________________________________________________________ 。 ③實驗方法: ________________________________________________________ 。 ④預(yù)期效果: ________________________________________________________
9、。 ⑤實驗現(xiàn)象的觀察: __________________________________________________ 。 ⑥分析結(jié)論: ________________________________________________________ 。 實驗結(jié)論: 是使 R 型細(xì)菌產(chǎn)生穩(wěn)定的遺傳變化的物質(zhì) ,也就是說 , 是遺 傳物質(zhì)。 三、噬菌體侵染細(xì)菌的實驗( 1952 年 ,赫爾希和蔡斯) ,它的外殼是蛋白質(zhì) ,頭部內(nèi)含有 1. T 2 噬菌體的介紹: 噬菌體是一種寄生在細(xì)菌體內(nèi)的病毒 DNA, 它
10、侵染細(xì)菌后 ,就會在自身遺傳物質(zhì)的作用下 ,利用細(xì)菌體內(nèi)的物質(zhì)來合成自身的組成 成分 ,進行大量的增殖。 2. 實驗方法: ___________________________________________ 。 3. 實驗過程: ①用放射性同位素 35S 和 32P 分別標(biāo)記一部分噬菌體; ②被標(biāo)記的噬菌體分別侵染細(xì)菌;③當(dāng)噬菌體在細(xì)菌體內(nèi)大量增殖時 思考與討論: ①噬菌體有 DNA 和蛋白質(zhì)兩種組分 ,用 35 S 和 32 14 P 分別標(biāo)記噬菌體的哪一種組分?用 C 和 18O 等同位素可行
11、嗎 ,為什么? ______________________________________________________________________________ 。 ②實驗過程中攪拌的目的是什么?離心的目的是什么? _____________________________________________________________________________ 。 ③離心后沉淀物與上清液各有什么成分? 2 / 7 ________________________________________
12、_____________________________________ 。 ④結(jié)果 親代噬菌體 寄主細(xì)胞內(nèi) 子代噬菌體 實驗結(jié)論 32P 標(biāo)記 DNA 35 S 標(biāo)記蛋白質(zhì) 由實驗結(jié)果可知 ,噬菌體在細(xì)菌內(nèi)的增殖是在 的作用下完成的。 思考: 是不是所有生物都含有 DNA ? 通過煙草花葉病毒感染煙草實例 ,說明 RNA 也是遺傳物質(zhì)。 例:上 圖為煙草花葉病毒( TMA )和車前草病毒( HRV )的結(jié)構(gòu) ,如圖
13、 A 和 B,侵染作物的癥狀如圖 C 和 D。 ( 1)用 E 去侵染葉片 F 時 ,葉片 F 患病的癥狀與 相同。 ( 2) F 上的病毒蛋白質(zhì)外殼是以 為模板 ,以 為場所 ,由 提供原料合成的。 ( 3) E 的子代病毒的各項的特征是由 決定的。 ( 4)本實驗證明了 。 總結(jié):因為絕大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是 DNA, 只有少數(shù)病毒的遺傳物質(zhì)是 RNA, 因此說 DNA 是主要的遺傳物質(zhì)。 課堂檢測: 1.格里菲思的肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗證明了( ) A .DNA 是遺傳物質(zhì) B . RNA 是遺傳物質(zhì) C.蛋白質(zhì)不
14、是遺傳物質(zhì) D .加熱殺死的 S 型菌中含有“轉(zhuǎn)化因子” 2.艾弗里及其同事研究肺炎雙球菌的方法是( ) A .雜交實驗法 B .同位素標(biāo)記法 C.病毒侵染法 D .單獨直接觀察不同成分的作用 3.為研究噬菌體侵染細(xì)菌的詳細(xì)過程 , 你認(rèn)為如何選擇同位素標(biāo)記的方案( ) A .用 14 C或 3H 培養(yǎng)噬菌體 , 再去侵染細(xì)菌 3 / 7 B .用 18 0 或 15N 培養(yǎng)噬菌體 , 再去侵染細(xì)菌 C.將一組噬菌體用 32P 和 35s 標(biāo)記 32 DNA,另一組用 35 D .一組用
15、 P 標(biāo)記 S 標(biāo)記蛋白質(zhì)外殼 4.噬菌體侵染細(xì)菌的實驗證明( ) A .RNA 是遺傳物質(zhì) B . DNA 是遺傳物質(zhì) C.蛋白質(zhì)是遺傳物質(zhì) D.多糖是遺傳物質(zhì) 5.噬菌體的各種性狀能傳遞給后代是通過( ) A .噬菌體的 DNA B .細(xì)菌的 DNA C .噬菌體的蛋白質(zhì) D.細(xì)菌的核糖體 6.關(guān)于病毒遺傳物質(zhì)的敘述 ,下列哪一項是正確的( ) A .都是脫氧核糖核酸 B .都是核糖核酸 C.同時存在脫氧核糖核酸和核糖核酸 D .有的是脫氧核糖核酸 ,有的是核糖核酸 7.噬菌體在增殖過程中利用的原料是( ) A .細(xì)
16、菌的核苷酸和自己的氨基酸 B .自己的核苷酸和細(xì)菌的氨基酸 C.細(xì)菌的脫氧核苷酸和氨基酸 D.自己的氨基酸和細(xì)菌的核苷酸8.用噬菌體去感染體內(nèi)含有 32P 的細(xì)菌 ,在細(xì)菌解體后含 32P 的是( ) A .子代噬菌體 DNA B .子代噬菌體蛋白質(zhì)外殼 C.子代噬菌體所有部分 32 D .子代噬菌體不含 P 9.用甲種病毒的 RNA 與乙種病毒的蛋白質(zhì)外殼組裝成一種病毒丙 ,以病毒丙侵染宿主細(xì)胞 , 在宿主細(xì)胞中產(chǎn)生大量子代病毒 ,子代病毒具有的特征是( ) A .甲種病毒的特征 B.乙種病毒的特征
17、 C.丙種病毒的特征 D .都不是 10. 1944 年 ,美國科學(xué)家艾弗里和他的同事 ,從 S 型活細(xì)菌中提取了 DNA 、蛋白質(zhì)和多糖等 物質(zhì) ,然后將他們分別加入培養(yǎng) R 型細(xì)菌的培養(yǎng)基中 ,結(jié)果發(fā)現(xiàn)加入 DNA 的培養(yǎng)基中 ,R 型細(xì) 菌轉(zhuǎn)化成了 S 型細(xì)菌 ,而加入蛋白質(zhì)、多糖等物質(zhì)的培養(yǎng)基中 ,R 型細(xì)菌不能發(fā)生這種轉(zhuǎn)化。 這一現(xiàn)象說明:( ) ①在轉(zhuǎn)化過程中 ,S 型細(xì)菌 DNA 進入到了 R 型細(xì)菌中 ② DNA 是轉(zhuǎn)化因子 ③蛋白質(zhì)和多糖在實驗中正好起了對照作用 ④ DNA 是遺傳
18、物質(zhì) A .①③ B .②③ C.②③④ D .①②③④ 答案 溫故知新: ( 1) BbXwXW BbXwY ( 2) BXw 、 bY 或 bX w、 BY ( 3) 1∶ l 1/ 4 4 / 7 (4)①若子代果蠅只出現(xiàn)一種性狀 ,則親本中雌果蠅代表的性狀為顯性性狀; ②若子代雌、雄果蠅都含有兩種不同的性狀 ,但比例各為 1∶ 1,則親本中雌果蠅代表的性狀是顯性性狀; ③若子代雌、雄果蠅分別只有一種性狀 ,則親本中雄果蠅代
19、表的性狀為顯性性狀。 (①②可合并說明 ,4 分) 一、 自主學(xué)習(xí)與要點講解: 選擇低等簡單的生物。 二、(一) 1. 菌落(光滑、粗 有無莢膜 有無毒性 糙) S型細(xì)菌 粗糙 無 無 R 型細(xì)菌 光滑 有 有 2. ①小鼠存活;②小鼠死亡;③小鼠存活;④小鼠死亡 ,并從尸體中分離出 S 型活細(xì)菌 思考: 1、加熱殺死的 S 型細(xì)菌沒有毒性 2、 S 型活細(xì)菌 3、重新出現(xiàn)的 ,說明加熱殺死的 S 型細(xì)菌中存在某種轉(zhuǎn)化因子 3. 說明加熱殺死的 S 型細(xì)菌中存在某種轉(zhuǎn)化因子
20、 (二)① S、 R 型肺炎雙球菌;② DNA 可以使 R 型活細(xì)菌轉(zhuǎn)變?yōu)? S 型活細(xì)菌(或者蛋白質(zhì) 可以使 R 型活細(xì)菌轉(zhuǎn)變?yōu)? S 型活細(xì)菌);③分離出 S 型活細(xì)菌的各種成分:多糖、 DNA蛋 白質(zhì);④ DNA 可以使 R 型活細(xì)菌轉(zhuǎn)變?yōu)? S 型活細(xì)菌(或者蛋白質(zhì)可以使 R 型活細(xì)菌轉(zhuǎn)變?yōu)? S 型活細(xì)菌);⑤ DNA 可以使 R 型活細(xì)菌轉(zhuǎn)變?yōu)? S 型活細(xì)菌;⑥ DNA 是使 R 型細(xì)菌產(chǎn)生 穩(wěn)定的遺傳變化的物質(zhì) ,DNA 是遺傳物質(zhì)。實驗結(jié)論: DNA ; DNA 三、 2.同位素標(biāo)記法 3. ① 3
21、5S 標(biāo)記蛋白質(zhì) ,32P 標(biāo)記 DNA 。不能用 14C 和 18O 標(biāo)記 ,因為這兩種元素在蛋白質(zhì)和 DNA 都存在 ,不能區(qū)分。②攪拌是為了將大腸桿菌和噬菌體的蛋白質(zhì)外殼分離 ,離心是為了使菌液 分層 ,第一組中上清液中放射性高 ,主要是噬菌體外殼;沉淀物放射性低 ,主要是大腸桿菌和 噬菌體的 DAN ;第二組中上清液中放射性低 ,主要是噬菌體外殼;沉淀物放射性高 ,主要是 大腸桿菌和噬菌體的 DNA 。 ④ 親代噬菌體 寄主細(xì)胞內(nèi) 子代噬菌體
22、 實驗結(jié)論 32P 標(biāo)記 DNA 有 有 DNA是遺傳物質(zhì) 35 S 標(biāo)記蛋白質(zhì) 無 無 噬菌體 DNA 例題: D B 的 RNA 作物細(xì)胞的核糖體 作物細(xì)胞 B 的 RNA RNA 病毒的遺傳物質(zhì)是 RNA 課堂檢測 1-5: D D D B A 6-10:D C A A D (一)問題探討 1. 提示:遺傳物質(zhì)必須穩(wěn)定 , 要能貯存大量的遺傳信息 , 可以準(zhǔn)確地復(fù)制出拷貝 , 傳遞給下一代等。 2. 提示:這是一道開
23、放性的題 , 答案并不惟一 , 只要提出正確的思路即可。 (二)旁欄思考題 因為硫僅存在于 2 噬菌體的蛋白質(zhì)組分中 , 而磷則主要存在于 DNA 的組分中。用 14 C T 和 18O等元素是不可行的 , 因為 T 2 噬菌體的蛋白質(zhì)和 DNA分子的組分中都含有這兩種元素。 (三)思考與討論 1. 提示:細(xì)菌和病毒作為實驗材料, 具有的優(yōu)點是:( 1)個體很小 , 結(jié)構(gòu)簡單 , 容易看 出因遺傳物質(zhì)改變導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)和功能的變化。細(xì)菌是單細(xì)胞生物, 病毒無細(xì)胞結(jié)構(gòu) , 只有核 5 / 7
24、 酸和蛋白質(zhì)外殼。( 2)繁殖快。細(xì)菌 20~ 30 min 就可繁殖一代 , 病毒短時間內(nèi)可大量繁殖。 2. 最關(guān)鍵的實驗設(shè)計思路是設(shè)法把 DNA與蛋白質(zhì)分開 , 單獨地、直接地去觀察 DNA或蛋白質(zhì)的作用。 3. 艾弗里采用的主要技術(shù)手段有細(xì)菌的培養(yǎng)技術(shù)、物質(zhì)的提純和鑒定技術(shù)等。赫爾希 采用的主要技術(shù)手段有噬菌體的培養(yǎng)技術(shù)、同位素標(biāo)記技術(shù) , 以及物質(zhì)的提取和分離技術(shù)等 (學(xué)生可能回答出其他的技術(shù) , 但只要回答出上述主要技術(shù)就可以)。 科學(xué)成果的取得必須有技術(shù)手段做保證 , 技術(shù)的發(fā)展需要以科學(xué)原理為基礎(chǔ) , 因此 , 科 學(xué)
25、與技術(shù)是相互支持、相互促進的。 (四)練習(xí) 基礎(chǔ)題 1. ( 1)() ;(2) ()。 2.C 。 3.D 。 拓展題 1. 提示:實驗表明 , 噬菌體在感染大腸桿菌時 , 進入大腸桿菌內(nèi)的主要是 DNA,而大多數(shù) 蛋白質(zhì)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 , 以大腸桿菌的氨基酸為原料來合成蛋白質(zhì)外殼的。 2. 提示:肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗和噬菌體感染大腸桿菌的實驗證明 , 作為遺傳物質(zhì)至少 要具備以下幾個條件:能夠精確地復(fù)制自己;能夠指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成 , 從而控
26、制生物的性狀和 新陳代謝;具有貯存遺傳信息的能力;結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定等。 1. 作為遺傳物質(zhì)所必須具備的條件 作為遺傳物質(zhì)至少要具備以下 4 個條件: (1)在細(xì)胞生長和繁殖的過程中能夠精確地復(fù)制自己 , 使得前后代具有一定的連續(xù) 性; ( 2)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的過程; ( 3)具有貯存大量遺傳信息的潛在能力; ( 4)結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定 , 但在特殊情況下又能發(fā)生突變 , 而且突變以后還能繼續(xù)復(fù)制 , 并能遺傳給后代。 ****************
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