2.1 DNA是主要的遗传物质（4） 教学设计-高一生物必修二同步教学（苏教版）

第二章 遗传的分子基础 第一节 DNA是主要的遗传物质 第1课时 DNA是主要的遗传物质 学习目标 （1）结合教材图文，阐明肺炎双球菌的体内转化实验的过程及结论。 （2）结合所给材料，阐明肺炎双球菌的体外转化实验的过程及结论。 （3）结合教材图文和相关材料，阐明噬菌体侵染细菌的实验，进一步加强对同位素标记技术的理解。 [重难点击]　 （4）肺炎双球菌的转化实验的过程及结论。 （5）T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验过程及误差分析。 前课梳理 1．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。 2．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。 3．病毒无(有、无)细胞结构，营寄生生活，只有在宿主细胞内才能增殖。 学习探究 探究点一　肺炎双球菌的转化实验 1．肺炎双球菌的特点 菌落 菌体 毒性(有、无) S型细菌 表面光滑 有荚膜 有 R型细菌 表面粗糙 无荚膜 无 2.格里菲思的体内转化实验 (1)a组和b组对比能说明什么？b和c对比呢？ 答案　a组中小鼠不死亡，b组中小鼠死亡，这两组对比可以说明S型细菌具有毒性。b组和c组对比说明，加热后杀死的S型细菌失去毒性。 (2)四组实验中哪一组细菌发生了转化？该组与哪一组对比可以说明S型细菌提供了遗传物质？ 答案　d组实验中细菌发生了转化，从小鼠体内分离出S型活细菌，说明R型活细菌转化成了S型活细菌。与a组实验对比，该组实验加入了加热后杀死的S型细菌，说明S型细菌提供了遗传物质。 (3)R型活细菌与加热杀死的S型细菌混合注射到小鼠体内后，从死亡小鼠中是否只分离出S型活细菌？ 答案　还有R型活细菌。 (4)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。由此我们可以判断：加热杀死的S型细菌中的“遗传物质”可能是DNA，而不是蛋白质。 3．艾弗里的体外转化实验 (1)甲、乙、丙三组实验对照说明：DNA是遗传物质，蛋白质等其他物质不是遗传物质。 (2)丁组实验的目的是什么？ 答案　DNA酶将DNA水解为脱氧核苷酸，水解后的产物不能使R型细菌转化为S型细菌，说明DNA必须保持完整性才能完成其功能。同时，也从反面证明了DNA是遗传物质。 (3)分析比较格里菲思的肺炎双球菌转化实验和艾弗里转化实验的关系。 答案　格里菲思的实验证明了S型细菌体内含有某种遗传物质，但遗传物质是哪种物质并没有说明；而艾弗里体外转化实验证明DNA是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。 探究点二　噬菌体侵染细菌的实验 为了进一步研究生物的遗传物质，赫尔希和蔡斯做了利用放射性同位素标记的噬菌体侵染细菌的实验。阅读教材，结合材料完成下面的思考。 1．实验材料 (1)T2噬菌体 ①结构(如图1)：由头部和尾部组成，头部和尾部的外壳都是由蛋白质构成的，头部内含有DNA。 ②特点：一种专门寄生在大肠杆菌体内的病毒，在宿主细胞外没有(有、没有)独立代谢能力。 ③生活史(如图2)：T2噬菌体侵染大肠杆菌后，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。当噬菌体增殖到一定数量后，大肠杆菌裂解，释放出子代的噬菌体。 (2)大肠杆菌：单细胞原核生物。 2．实验方法：放射性同位素标记法，用35S标记一部分噬菌体的蛋白质，用32P标记另一部分噬菌体的DNA。 3.实验分析 (1)实验中能否直接用含有放射性同位素的培养基来培养噬菌体呢？ 答案　不能。噬菌体是营寄生生活的，不能直接用普通培养基培养，因此必须先用含有放射性物质的培养基培养细菌，再让噬菌体去侵染细菌。 (2)实验中离心前搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离；离心的目的是让上清液中析出重量较轻的噬菌体颗粒，离心管的沉淀物中留下被侵染的大肠杆菌。 (3)实验中需用35S标记蛋白质，用32P标记DNA，而不用其他元素的原因是蛋白质的组成元素是C、H、O、N，大部分含有S，DNA的组成元素为C、H、O、N、P，只有标记这两种元素才能够分别标记蛋白质和DNA。 4．实验结论：噬菌体的遗传物质是DNA。 真题回眸 例1．某研究人员模拟肺炎双球菌的