2.1DNA 是主要的遗传物质导学案-2024-2025学年高一下学期生物苏教版必修2

2.1DNA 是主要的遗传物质

学习目标

1.能够准确描述肺炎链球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验的过程、现象及结论，理解 DNA 是多数生物遗传物质的科学依据。

2.清晰阐述烟草花叶病毒感染和重建实验过程，明确 RNA 是某些病毒的遗传物质，归纳总结出 “DNA 是主要的遗传物质” 的结论。

3.通过分析实验案例，提升逻辑推理、实验分析与科学探究能力，培养严谨的科学思维和探索精神。

教学重难点

重点：

肺炎链球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验的原理、过程及结论。

理解 DNA 作为主要遗传物质的原因及相关证据。

难点：噬菌体侵染细菌实验中放射性同位素标记法的运用及结果分析；对 “DNA 是主要的遗传物质” 这一概念的深度理解 。

预习新知

知识点一：DNA 是多数生物的遗传物质

1.肺炎链球菌转化实验

体内转化实验（格里菲思实验）

实验材料：S 型细菌具有______的菌落，菌体有______，有致病性；R 型细菌的菌落粗糙，菌体无荚膜，无致病性。

实验过程：

将 R 型活细菌注入小鼠体内，小鼠______。

将 S 型活细菌注入小鼠体内，小鼠______。

将加热致死的 S 型细菌注入小鼠体内，小鼠______。

将加热致死的 S 型细菌与 R 型活细菌混合后注入小鼠体内，小鼠______，并且从死亡小鼠体内分离出______型活细菌。

实验结论：加热致死的 S 型细菌中含有促使 R 型活细菌转化为 S 型活细菌的活性物质 ——“______” 。

体外转化实验（艾弗里及其同事的实验）

实验设计思路：将 S 型细菌的______、蛋白质和多糖等物质分离，分别观察它们对 R 型活细菌转化的作用。

实验过程：将 S 型细菌的 DNA、蛋白质、多糖等物质分别与 R 型活细菌混合培养，只有加入______时，R 型细菌才能转化为 S 型细菌，且 DNA 纯度越高，转化越有效；若用______分解 S 型细菌的 DNA，R 型细菌则不能发生转化。

实验结论：______是使 R 型细菌产生稳定遗传变化的物质，即______是遗传物质，蛋白质等其他物质不是遗传物质。

2.噬菌体侵染细菌实验（赫尔希和蔡斯实验）

实验材料：T₂噬菌体是专门寄生在______体内的病毒，由______和______组成，其中仅蛋白质分子含硫，磷几乎都存在于______分子中。

实验方法：标记法，用 ³⁵S 标记噬菌体的，³²P 标记噬菌体的______。

实验过程

标记噬菌体：在含放射性同位素 ³⁵S 和 ³²P 的培养基中分别培养______，再用其培养 T₂噬菌体，获得 DNA 含 ³²P 标记或蛋白质含 ³⁵S 标记的噬菌体。

噬菌体侵染细菌：用被 ³⁵S 标记的噬菌体侵染未标记的细菌，搅拌、离心后，放射性同位素主要分布在______中；用被 ³²P 标记的噬菌体侵染未标记的细菌，搅拌、离心后，放射性同位素主要分布在______中。

实验结果：新形成的噬菌体中未检测到 ³⁵S，检测到了 ³²P。

实验结论：______是噬菌体的遗传物质，______等其他物质不是遗传物质。

知识点二：RNA 是某些病毒的遗传物质

1.烟草花叶病毒的感染和重建实验

实验材料：烟草花叶病毒由______和______组成。

实验过程

用烟草花叶病毒的______感染烟草，烟草不出现病斑；用烟草花叶病毒的______感染烟草，烟草出现病斑。

将烟草花叶病毒的 RNA 和蛋白质分离，分别感染烟草，发现只有______能使烟草患病，且能从患病烟草中分离出新的烟草花叶病毒。

将不同病毒的 RNA 和蛋白质重新组合成 “杂种病毒”，用其感染烟草，烟草表现出的症状与______的病毒相同。

实验结论：在 RNA 病毒中，______是遗传物质。

2.DNA 是主要的遗传物质：由于绝大多数生物的遗传物质是______，只有少数病毒（如烟草花叶病毒、HIV 等）的遗传物质是______，所以说 DNA 是______的遗传物质。

知识点一答案

1.光滑；荚膜；存活；死亡；存活；死亡；S；转化因子；DNA；DNA；DNA 酶；DNA；DNA

2.大肠杆菌；DNA；蛋白质；DNA；放射性同位素；蛋白质；DNA；大肠杆菌；上清液；沉淀物；DNA；蛋白质

知识点二答案

1.RNA；蛋白质；蛋白质；RNA；RNA；提供 RNA；RNA

2.DNA；RNA；主要

易错提示

1.实验结论误判：混淆格里菲思实验和艾弗里实验的结论，格里菲思实验仅证明了加热致死的 S 型细菌中存在 “转化因子”，而艾弗里实验才证明 DNA 是遗传物质；错误认为噬菌体侵染细菌实验中，上清液和沉淀物都有放射性就无法确定遗传物质 。

2.遗传物质概念不清：误以为所有生物的遗传物质都是 DNA，忽略部分病毒以 RNA 作为遗传物质；不理解 “DNA 是主要的遗传物质” 中 “主要” 是基于生物种类数量统计得出的结论 。

3.实验方法误解：对噬菌体侵染细菌实验中放射性同位素标记法的原理不清晰，不明白为何选择 ³⁵S 和 ³²P 分别标记蛋白质和 DNA，以及搅拌、离心操作对实验结果的影响 。

深化探究

问题 1：在噬菌体侵染细菌实验中，为什么选择大肠杆菌作为培养噬菌体的宿主细胞？

参考答案：选择大肠杆菌作为培养噬菌体的宿主细胞，原因主要有以下几点。首先，大肠杆菌是原核生物，具有结构简单、繁殖速度快的特点，能够在短时间内大量增殖，为噬菌体提供充足的宿主资源，便于在短时间内获得大量噬菌体用于实验 。其次，