第3章 第1节 核酸是遗传物质(Word教参)-【新课程学案】新教材2023-2024学年高中生物必修2 遗传与进化（浙科版2019）

培养学习志向·勇担社会责任 就生命而言，自我复制和长生不老哪个更重要？ [永葆青春的梦想] 在每个人的心灵深处或许都埋藏着一个永葆青春的梦想。有的科幻电影或科幻小说里面就假想出有一天人类掌握了永生技术，随之而来的是丧失了繁殖能力，同一批人就这么一直活下去。 [生命之问的答案] 繁殖是自我复制的通俗说法，不再繁殖但能够长生不老不是更好吗？还真不是。对于生命来说，繁殖，也就是自我复制，比长生不老更重要。 [长生不老的缺陷] 假设地球上出现了长生不老的生命，这样的生命形态会有两个非常重大的缺陷。第一个缺陷，就是抵抗意外的能力非常弱，在意外打击之下会灭亡。第二个，也是最致命的缺陷，地球环境不是永恒不变的，而人类对环境的变化适应是相对的。如果把时间尺度放大一点，放大到生命演化的尺度，我们就能发现，地球环境的变化，远比沧海桑田更加剧烈。 [科学事实的论证] 举一个大气中氧气的例子，人体对氧气含量的适应区间是非常狭窄的。在青藏高原，氧气浓度会下降到正常水平的一半，人体就会出现缺氧的症状；相反，如果呼吸的氧气浓度过大，人体也会出现所谓的“氧中毒”，结果就是神经系统、肺和眼球都会受到严重的损伤。在地球历史上，大气层中氧气的含量最高曾经达到过百分之三十几，也就是所谓的大氧化事件，大量出现的氧气导致了生物大灭绝。 [逻辑悖论的出现] 而氧气仅仅是一个例子，在几十亿年的地球生命史中，几乎所有环境指标都发生过剧烈的变化。温度、气压、太阳光强度、大气组成、土壤的化学成分、水的成分、食物、天敌等等。而这些环境变化，也曾经至少五次大规模地扫荡了地球生物圈。既然生命抵抗意外的能力很弱，地球环境又不断变化，一个显而易见的悖论出现了：地球生命是怎样延续到今天的？ [自我复制的优势] 自我复制能产生大量后代，而它们又不完全相同。即便其中一些个体因为意外打击死去，或者环境改变导致部分死亡，也能保证有足够的个体存活下来。从物种的长期生存来看，自我复制的意义远远大于长生不老。 那么，自我复制又是怎么发生的呢？这一章我们将进入DNA和基因的神秘世界。 第一节　核酸是遗传物质 1.说出生物遗传的物质基础。 2．概述DNA作为遗传物质的证据。 3．通过噬菌体侵染细菌的实验分析，尝试寻找证据解释现象，学会运用证据解释现象的科学思维方法。 [主干知识梳理] 一、DNA是遗传物质 (一)肺炎链球菌的转化实验 1．S型菌和R型菌 2．格里菲思的活体肺炎链球菌转化实验 过程与 结果 结论 S型菌中的“转化因子”进入R型菌体内，引起R型菌稳定的遗传变异 3．艾弗里的离体细菌转化实验 (1)设计思路：从活的S型菌中抽提DNA、蛋白质和荚膜物质，用离心的方法将它们分别分离，再分别与活的R型菌混合，放入培养液中进行悬浮培养。 (2)实验过程 (3)实验结论：只有DNA组分能够把R型菌转化为S型菌，并且DNA纯度越高，转化效率就越高。 (二)噬菌体侵染细菌的实验分析 1．实验材料：T2噬菌体是一种专门寄生在细菌体内的病毒，它的头部和尾部的外壳是由蛋白质构成的，在头部内含有一个DNA分子。 2．实验方法：同位素标记法和离心法。 3．实验过程 (3)标记的噬菌体侵染未标记的细菌 ①代表混合培养：目的是让标记的噬菌体侵染细菌。 ②代表搅拌：目的是使细菌外的噬菌体与细菌分离。 ③代表离心：目的是检测悬浮液和沉淀中的放射性同位素。 4．实验结论：DNA分子在亲子代之间具有连续性，是遗传物质。 二、有些病毒的遗传物质是RNA 1．烟草花叶病毒(TMV)：呈螺旋形杆状。由一条RNA链和蛋白质外壳组成。 2．烟草花叶病毒的感染和重建实验(填图) 3．实验结论 (1)实验证明了在只有RNA而没有DNA的病毒中，RNA是遗传物质。除烟草花叶病毒外，还有冠状病毒、小儿麻痹病毒、脑炎病毒和流感病毒等，它们的遗传物质都是RNA。 (2)大部分生物的遗传物质是DNA，而没有DNA只有RNA的生物，其遗传物质是RNA。 [预习效果自评] 1．判断下列叙述的正误 (1)格里菲思进行的活体肺炎链球菌转化实验，分离出S型菌的某些物质再与R型菌混合培养，以观察这些物质的作用。(×) 提示：格里菲思没分离物质，只是判断含有某种“转化因子”。 (2)艾弗里等人进行的离体细菌转化实验表明，只有其中的DNA组分能把R型菌转化为S型菌。(√) (3)用含32P的培养基培养T2噬菌体，可获得DNA被标记的噬菌体。(×) 提示：噬菌体不能在培养基上直接培养。 (4)噬菌体侵染细菌的实验中，悬浮液中放射性高的组是35S标记的噬菌体。(√) (5)烟草花叶病毒的感染和重建实验证明病毒的遗传物质是RNA。(×) 提示：烟草花叶病毒的感染和重建实验证明没有DNA的病毒的遗传物质是RNA，而不是所有病毒的遗传物质是DNA。 2．下列四