3.1.2DNA是主要的遗传物质课件-2024-2025学年高一下学期生物人教版必修2

《 3.1DNA 是主要的遗传物质》课程 高效课堂“6+1” 1 导 议 检 课堂起点 约3分钟 合作学习 约7分钟 点评精讲 约10分钟 巩固迁移 学以致用 自读深思 约13分钟 激情展示 约9分钟 检测反馈 约3分钟 思 展 评 用 太原市恒中中学校 高效课堂“6+1” 课堂起点 3分钟 导 高效课堂“6+1” 3 要求规范 导 1.上课前，同学们准备好上课学习必需用品，包括课本、多色笔、草稿纸等，并回顾上节所学内容。 2.老师发出指令后，小组长将导学案快速发到小组每个同学手中。 3.上课铃响后，老师会用简洁明快的语言从上节所学内容导入本节内容，同学们要明确本节内容与上节内容是否存在联系，若有联系．上节内容哪些知识需要再现，记不起来则在“思”中及时查阅课本。 4.学生拿到导学案之后，老师会对导学案中“思”的内容进行适当的说明和指导，并提出学习要求，同学们此时要聚精会神听老师指导，防止走弯路。 高效课堂“6+1” 4 项目 肺炎链球菌体内转化实验 肺炎链球菌体外转化实验 科学家 培养细菌 体内培养 体外培养 巧妙构思 用加热杀死的 和 活细菌混合注入小鼠体内，与用加热杀死的S型细菌注射到小鼠体内作为对照实验，说明确实发生了转化 每个实验组用 特异性地去除S型细菌细胞提取物中的一种物质，然后培养R型活菌，看能否发生转化 观察指标 实验结论 已经被加热杀死的S型细菌体内含有某种促使R型活菌转化为S型活菌的活性物质——“ ” 是S型细菌的遗传物质 蛋白质等其他物质不是遗传物质 联系 ①所用材料相同，都是 ； ②体内转化实验是体外转化实验的基础，仅说明加热后杀死的S型细菌体内含有 ，体外转化实验进一步说明 ； ③实验设计都遵循 原则 小鼠 培养基 转化因子 DNA 某种“转化因子” “转化因子”是DNA R型和S型肺炎双球菌 对照原则、单一变量 S型细菌 R型 酶解法 小鼠是否死亡及体内是否有活的S菌 培养基中菌落类型 格里菲思 艾弗里 比较两个肺炎链球菌转化实验 这是两个肺炎链球菌转化实验的比较。 注意。 5 1 2 噬菌体侵染细菌的实验 烟草花叶病毒的实验 有没有更好的材料、更好的方法能将DNA和蛋白质完全分开，单独去观察它们作用呢？ 艾弗里的实验引起了人们的注意。但是，由于艾弗里实验中无法真正提取出纯DNA来进一步验证遗传物质就是DNA。 因此，仍有人对实验结论表示怀疑。 主要质疑：转化因子究竟是DNA还是与DNA混在一起的少量蛋白质。这确实是一个客观存在的情况，那怎么才能把蛋白质和DNA彻底分开呢？ 实际艾弗里实验中无法真正去除蛋白质，纯度最高时仍存在0.02%蛋白质和DNA混在一起 研读深思 自主学习 13分钟 思 高效课堂“6+1” 8 要求规范 思 1.“思”环节学生学习活动的一般顺序为:自读教材文本相关内容→自读导学案所列学习目标及其他→边读课本边看导学案→完成该环节学习任务→发现未知 2.同学们按照导学案上的路径图全神贯注快速浏览阅读课本，深入思考导学案中提出的问题，发现疑惑记下来。 3.不交流、不提问，埋头、动笔勾画圈点。 4.统筹好时间，防止前紧后松，就像在考场上一样，把导学案中要求解决的问题，在规定的时间内全部解决掉，不要在一个问题上恋战，对不能及时解决的问题用红笔圈起来，以备讨论、展示环节提出求解。 高效课堂“6+1” 9 小组讨论 合作互学 7分钟 议 高效课堂“6+1” 10 要求规范 议 1.进入“议”环节，迅速起立，前排转身面向后排同学。 2.先和对面同学合作学习，一问一答或我说你记、我背(书）你听。 3.开始讨论后，要按照组长的安排，或分层讨论或全组一起讨论。讨论过程中，①主动提出自主学习中不懂的问题和有疑问的地方，请求组内同学帮助;②积极参与、善于倾听;③自己有结果的问题要及时和大家交流，获得正确答案;④掌握的内容及时讲给提出困惑的同学。 4.组长要把控讨论进度，科学安排讨论时间，防止前松后紧。一旦遇到难以理解的共性问题，在讨论无进展情况下，要果断放弃，记录困惑，等待“展”和“评”中寻求答案。 5.讨论过程中其他同学的新思路、新思维和技巧等闪光点要及时记录下来。 高效课堂“6+1” 11 证明DNA是遗传物质的实验 1．艾弗里与赫尔希等人选细菌或病毒作实验材料，以细菌或病毒作实验材料有哪些优点？ 2．从控制自变量角度，艾弗里实验基本思路是？实际操作过程中最大困难是？ 如何彻底去除细胞中含有的某种物质。 3．艾弗里和赫尔希等人都分别采用了哪些技术手段来实现他们的实验设计？对认识科学与技术之间的相互关系有什么启示？ 议 高效课堂“6+1” 激情踊跃 展示所学 9分钟 展 高效课堂“6+1” 积极 踊跃 快速 13 要求规范 展 1.听到老师发出指令，迅速坐回原位，浏览大屏幕上的展示题目，理清思路做好发言准备。 2.展示开始，要按照既定的规则或站立口头表述，或走上讲台板演、或通过投影仪展示解题思路。展示过程要遵守以下规范:①展示要用专业术语，简练而准确表达。②展示时声音要洪亮，吐字清晰、语速适当。前排同学发言要侧身面向大家，要让全班同学都能听得见，发言完毕自行坐下。③黑板上展示，书写认真规范，速度快，不写连笔字;讲解时侧身面向全体同学，声音洪亮，落落大方。 3.学生展示规范用语:“我提问”、“我回答”、“我表述”“我质疑”“我补充”。 4.别人展示时，要注意认真倾听，尤其是同学展示与老师讲解存在一定差别的时候，更需要吸取精华，挑出错误。 5.展示同学出现问题或停顿超过3秒钟，其他同学应立即起立大胆质疑挑战，勇于纠错补充。 积极 踊跃 快速 高效课堂“6+1” 14 证明DNA是遗传物质的实验 1．艾弗里与赫尔希等人选细菌或病毒作实验材料，以细菌或病毒作实验材料有哪些优点？ 2．从控制自变量角度，艾弗里实验基本思路是？实际操作过程中最大困难是？ 如何彻底去除细胞中含有的某种物质。 3．艾弗里和赫尔希等人都分别采用了哪些技术手段来实现他们的实验设计？对认识科学与技术之间的相互关系有什么启示？ 展 高效课堂“6+1” 点评精讲 归纳概括 10分钟 评 高效课堂“6+1” 16 要求规范 评 1.进入“评”环节，主要是老师进行讲解，讲解内容侧重规律的总结和方法的归纳，同时还有易混点的辨析，笔记形式可以是能够勾起回忆的关键词语、符号、图形等。 2.老师讲解过程中的每一句话都很重要，应集中注意力，认真听讲．做好笔记，要用自己能懂的、能够勾起回忆的文字或符号快速记录下来。 高效课堂“6+1” 17 1952年美国遗传学家赫尔希和他的助手蔡斯，以大肠杆菌和T2噬菌体为实验材料，利用放射性同位素标记技术，完成另一个更具有说服力的实验。 他们因此获得了诺贝尔奖！ 赫尔希 蔡斯 评 高效课堂“6+1” ① 实验材料： 大肠杆菌、T2噬菌体✮ 蛋白质 DNA 尾部 头部 T2噬菌体 （1）一种专门寄生在大肠杆菌体内的细菌病毒 选用T2噬菌体做实验材料优点P45： ①结构简单： 无细胞结构，只有核酸（DNA）和蛋白质外壳 ②繁殖快： 病毒短时间内可大量繁殖 ③严格寄生生物： 专门寄生在大肠杆菌体内 1、噬菌体侵染细菌的实验 （2）增殖特点： 在自身遗传物质作用下，利用大肠杆菌体内物质来合成自身组成成分，进行大量增殖。当噬菌体增殖到一定数量后，大肠杆菌裂解，释放出大量噬菌体。 （3）与大肠杆菌的关系： 寄生 DNA 蛋白质 ① 实验材料： 大肠杆菌、T2噬菌体✮ 评 高效课堂“6+1” (4)噬菌体的复制与增殖 ① 实验材料： 大肠杆菌、T2噬菌体✮ （T2噬菌体如何侵染大肠杆菌？） 评 高效课堂“6+1” (4)噬菌体的复制与增殖 增殖需要的条件 内　容 模板 ________的DNA 合成噬菌体DNA原料 __________提供的四种脱氧核苷酸 合成噬菌 体蛋白质 原料 _____________________ 场所 大肠杆菌的 . 噬菌体　 大肠杆菌　 大肠杆菌的氨基酸　 核糖体 ① 实验材料： 大肠杆菌、T2噬菌体✮ （T2噬菌体如何侵染大肠杆菌？） 评 高效课堂“6+1” (4)噬菌体的复制与增殖 ① 实验材料： 大肠杆菌、T2噬菌体✮ 进入大肠杆菌的遗传物质有几种可能？ 蛋白质外壳； DNA； DNA和蛋白质外壳都进入 DNA和蛋白质无法看到，用什么方法判断哪种物质进入了？ 做标记 评 高效课堂“6+1” C、H、O、N、P C、H、O、N、S （标记32P） （标记35S） 蛋白质 DNA 尾部 头部 T2噬菌体 ②实验方法： 放射性同位素标记法 思考: 如何标记T2噬菌体的DNA和蛋白质？ 评 高效课堂“6+1” 主要组成元素 C、H、O、N、P 主要组成元素 C、H、O、N、S 用35S标记噬菌体的蛋白质，用32P标记噬菌体的DNA。 ②实验方法： 放射性同位素标记法 能否用14C和3H标记噬菌体? 评 高效课堂“6+1” ②实验方法： 35S 32P 　 如何获得同位素标记的噬菌体？ 35S标记的 噬菌体 32P标记的 噬菌体 问题： 1、能用培养基单独培养噬菌体？ 2、培养噬菌体前先培养什么？怎么培养？ 不能。噬菌体是病毒，其生命活动离不开活细胞，无法单独在培养基上存活 评 高效课堂“6+1” 1 标记大肠杆菌 2 标记T2噬菌体 ③实验过程： 大肠杆菌+含35S的培养基---含35S的大肠杆菌 大肠杆菌+含32P的培养基---含32P的大肠杆菌 T2噬菌体+含35S的大肠杆菌---含35S的T2噬菌体 T2噬菌体+含32P的大肠杆菌---含32P的T2噬菌体 如何获得同位素标记的噬菌体？ 制备 评 高效课堂“6+1” 制备 ③实验过程： 培养大肠杆菌 培养T2噬菌体 32P 35S 培养大肠杆菌 培养T2噬菌体 大肠杆菌（32P） 大肠杆菌（35S） 噬菌体-蛋白质（35S） 噬菌体-DNA（32P） 评 高效课堂“6+1” 3 已标记噬菌体侵染未标记的大肠杆菌 含35S的噬菌体+细菌---混合，保温 含32P的噬菌体+细菌---混合，保温 35S 32P 　 35S标记的 噬菌体 32P标记的 噬菌体 ③实验过程： 混合 (4）此步骤大肠杆菌培养液与前一步大肠杆菌培养液有何不同？ 前一步大肠杆菌含35S、32P标记，此步骤大肠杆菌为未标记的细菌； 保证后续检测的放射性完全来自噬菌体中的放射性物质。 评 高效课堂“6+1” 35S 32P 　 35S标记的 噬菌体 32P标记的 噬菌体 ③实验过程： 搅拌离心 （6）搅拌的目的是？ （7）离心目的？ 搅拌后离心 使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离 让上清液中析出质量较轻的T2噬菌体颗粒，而离心管的沉淀物中留下被侵染的大肠杆菌。 短时间保温后搅拌机搅拌离心 （5）混合后短时间保温？ “短时间”：促使噬菌体充分侵染细菌；同时避免大肠杆菌裂解释放子代噬菌体 “保温”：为噬菌体培养提供适宜恒定的温度，以保证酶活性 1、噬菌体侵染细菌的实验 ③实验过程： 检测 （8）检测结果是什么？说明什么？ 不具有亲代提供的、由35S参与组成的物质。 子代噬菌体具有亲代提供的、由32P参与组成的物质； 35S 32P 　 35S标记的 噬菌体 32P标记的 噬菌体 搅拌后离心 上清液放射性很高 沉淀物放射性很低 上清液放射性很低 沉淀物放射性很高 1、噬菌体侵染细菌的实验 搅拌不充分 理论上 上清液 沉淀物 其中一个 大肠杆菌 实际上 保温时间长 实际上 部分噬菌体未侵染 大肠杆菌 理论上 上清液 沉淀物 部分噬菌体释放出来 释放 实际上 保温时间短 ③实验过程： 检测 注意事项： 评 高效课堂“6+1” 搅拌不充分 搅拌过于剧烈 时间过短 时间过长 少量噬菌体外壳仍吸附在大肠杆菌表面，使35S组的沉淀物带有放射性 使大肠杆菌破裂，子代噬菌体释放，使32P组的上清液带有放射性 部分噬菌体未侵入大肠杆菌内，离心后，使32P组的上清液带有放射性 部分噬菌体在细菌内大量繁殖，裂解大肠杆菌，子代噬菌体释放，使32P组的上清液带有放射性 （1）搅拌 （2）保温时间 注意事项： ③实验过程： 检测 评 高效课堂“6+1” 组别 实验结果 子代放射性情况 第1组35S标记蛋白质 主要分布在上清液中 第2组32P标记DNA 主要分布在沉淀物中 32P 35S ▲放射性分布情况表明： ▲子代噬菌体标记情况表明： 噬菌体侵染细菌时，DNA进入细菌，蛋白质外壳仍留在细胞外。 子代噬菌体各种性状，是通过亲代的DNA遗传的。 无放射性 有放射性 ③实验过程： 检测 子代噬菌体 没有检测到35S 检测到32P 1、噬菌体侵染细菌的实验 32P 35S ③实验过程： 检测 35S标记的实验 32P标记的实验 标记部位 放射性情况 上清液 沉淀物 有无放射性原因 子代噬菌体 蛋白质 很高 DNA 很低 蛋白质未进入细菌中 DNA进入细菌中 很高 很低 有32P标记的DNA 无35S标记的蛋白质 ◇蛋白质没有进入细菌细胞 ◇DNA进入到细菌的细胞中 评 高效课堂“6+1” ④实验结论： 赫尔希和蔡斯的实验表明： 噬菌体侵染细菌时，DNA进入细菌的细胞中，而蛋白质外壳仍留在细胞外。因此，子代噬菌体的各种性状，是通过亲代的DNA遗传的。 DNA才是噬菌体的遗传物质。 Q2：噬菌体侵染细菌实验能证明DNA是遗传物质，而蛋白质不是遗传物质吗？ 不能，因为噬菌体的蛋白质外壳未注入细菌细胞质内,无法判断 Q1：同时还是分别用32P和35S标记噬菌体？为什么? 分别标记。若DNA和蛋白质同时被标记，离心后上清液和沉淀物中均会有放射性，无法判断噬菌体遗传物质的成分 评 高效课堂“6+1” 吸附 注入 合成 组装 释放 37 证明DNA是遗传物质的实验 1．艾弗里与赫尔希等人选细菌或病毒作实验材料，以细菌或病毒作实验材料有哪些优点？ (1)个体小，结构简单，易于观察因遗传物质改变导致的结构和功能的变化； (2)繁殖快，便于进行遗传相关的研究。 2．从控制自变量角度，艾弗里实验基本思路是？实际操作过程中最大困难是？ 在每个实验组中特异性地去除了一种物质，然后观察在没有这种物质情况下，实验结果会有什么变化; 如何彻底去除细胞中含有的某种物质。 思考讨论 证明DNA是遗传物质的实验 艾弗里： 细菌培养技术 物质提纯和鉴定技术等。 赫尔希： 噬菌体培养技术 同位素标记技术 物质提取和分离技术等。 3．艾弗里和赫尔希等人都分别采用了哪些技术手段来实现他们的实验设计？这对认识科学与技术之间的相互关系有什么启示？ 科学成果的取得必须有技术手段作保证，技术的发展需要以科学原理为基础，因此，科学与技术相互支持、相互促进。 思考讨论 比较肺炎链球菌体外转化实验和噬菌体侵染细菌实验 归纳小结 项目 肺炎链球菌体外转化实验 噬菌体侵染细菌实验 设计思路 处理方法 检测方式 结论 酶解法 放射性同位素标记法 观察菌落类型 检测放射性存在位置 设法将DNA与其他物质分开，单独、直接地研究它们各自不同的遗传功能 DNA是遗传物质 DNA是遗传物质 DNA是生物界唯一的遗传物质吗？ 41 冠状病毒因其形态在电镜下观察类似“王冠” 而得名。 2019新型冠状病毒(2019-nCoV)和2003年非典期间致病的冠状病毒(SARS-CoV)以及2012年中东沙特发现的中东呼吸综合征(MERS)致病的冠状病毒(MERS-CoV)均属于冠状病毒。 冠状病毒遗传物质是RNA，此外小儿麻痹病毒、脑炎病毒、流感病毒和艾滋病病毒等遗传物质都是RNA。 科学家发现许多病毒中只含有蛋白质和RNA，没有DNA SARS病毒 艾滋病病毒 流感病毒 埃博拉病毒 烟草花叶病毒(TMV) 科学家发现许多病毒中只含有蛋白质和RNA，没有DNA 烟草花叶病毒 RNA 蛋白质 被感染烟叶 正常烟叶 如何证明烟草花叶病毒的遗传物质是RNA？说说你的实验思路。 为弄清这种病毒遗传物质是蛋白质还是RNA，科学家进行了烟草花叶病毒的感染实验 评 高效课堂“6+1” 出现病斑 不出现病斑 蛋白质 RNA 得到全新病毒 分离出RNA和蛋白质 分别侵染健康烟草植株 不能得到 病毒 1956年，康拉特烟草花叶病毒侵染烟草实验 评 高效课堂“6+1” 烟草花叶病毒 蛋白质 RNA 感染烟草叶子 感染烟草叶子 无病斑、正常 有病斑，且分离 出烟草花叶病毒 感染烟草叶子 感染烟草叶子 整个病毒 RNA+RNA酶 有病斑，且分离 出烟草花叶病毒 无病斑、正常 评 高效课堂“6+1” 烟草花叶病毒重建实验 烟草花叶 病毒A 烟草花叶 病毒B 产生A型后代 产生B型后代 实验结论： （1）烟草花叶病毒的RNA是遗传物质，蛋白质不是。 （2）RNA需保持结构完整，才能行使遗传功能。 评 高效课堂“6+1” 生物的遗传物质 生物类型 所含核酸 遗传物质 举例 细胞生物 真核生物 DNA和RNA 原核生物 非细胞生物 DNA病毒 仅有DNA RNA病毒 仅有RNA DNA DNA DNA RNA 动物、植物、真菌 细菌 T2噬菌体、乙肝病毒 烟草花叶病毒、HIV病毒 绝大多数生物的遗传物质是DNA，也就是DNA是主要的遗传物质（针对的是全球所有生物）。 注意：对某些生物体，遗传物质只能是DNA或RNA，不能加“主要”二字 知识梳理 知识梳理 1．T2噬菌体侵染大肠杆菌时，只有噬菌体的DNA进入细菌细胞中，噬菌体蛋白质外壳留在胞外。大肠杆菌裂解后，释放的大量噬菌体却同原来噬菌体一样具有蛋白质外壳。请分析子代噬菌体的蛋白质外壳的来源。 释放出子代噬菌体是利用亲代噬菌体的遗传信息，以大肠杆菌的氨基酸为原料来合成蛋白质外壳的。 二、拓展应用 2．结合肺炎链球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验，分析DNA作为遗传物质所具备特点。 作为遗传物质至少要具备以下几个特点： 能够精确的自我复制； 能够指导蛋白合成，从而控制生物的性状和新陈代谢的过程； 具有储存遗传信息的能力； 结构比较稳定，等 练习与应用 检测反馈 内化所学 3分钟 检 高效课堂“6+1” 52 要求规范 检 1.进入“检”环节，老师会要求同学用少许时间，对当堂所学知识点、方法和规律，进行整体回顾梳理，反刍内化，梳理加工，构建起当堂所学的“知识树”。同学应按照老师的提示，精力高度集中地进行回顾复习。 2.老师会通过投影或口头提出问题，学生应积极应答。如果不能解答，说明此处存在问题，课后需及时补救。 高效课堂“6+1” 53 1．枯草杆菌具有不同类型，其中一种类型能合成组氨酸。将从这种菌中提取的某种物质，加入培养基中，培养不能合成组氨酸的枯草杆菌，结果获得了活的能合成组氨酸的枯草杆菌。这种物质可能是 （ ） A．多肽 B．多糖 C．组氨酸 D．DNA D 2．赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌的实验表明 （ ） A．DNA是遗传物质 B．遗传物质包括蛋白质和DNA C．病毒中有DNA，但没有蛋白质 D．细菌中有DNA，但没有蛋白质 A 一、概念检测 检 高效课堂“6+1” 1、动物和人体的遗传物质是什么？ DNA 2、烟草的遗传物质是什么？ DNA 3、烟草花叶病毒的遗传物质是什么？ RNA 4、细菌的遗传物质是什么？ DNA 5、一切生物的遗传物质是什么？ 核酸 6.S型细菌的DNA可使小鼠死亡。( ) 7.格里菲思的实验结果没有具体证明哪一种物质是遗传物质( ) 8.将S型细菌的DNA与R型活细菌混合培养，一段时间后培养基中会有两种菌落。（ ） 9.艾弗里的实验结论是DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质（ ） 10.加热杀死后的S型细菌的DNA已经全部断裂，失去活性。（ ） 11.如果把S型细菌DNA提取出来直接注射小鼠体内，也能从小鼠体内分离到S型细菌。（ ） × √ √ √ × × 检 高效课堂“6+1” 热烈祝贺你们，遗传交流会取得圆满成功！同学们，你们都是成为科学家的好苗子！希望同学们沉下心来安心学习，打好基础，培养对科学的兴趣， 做一个有梦想，有定力，有益于社会的人！ 孟德尔 约翰逊 +1 萨顿 +1 生物学大神交流群（500） 艾弗里 +1 摩尔根 +1 格里菲思 +1 生物学大神交流群（500） Thanks You! $$