3.1DNA是主要的遗传物质导学案-2024-2025学年高一下学期生物学人教版必修2

第三章 基因的本质 第1节 DNA是主要的遗传物质 导学案 班级： 姓名： 学号： __ 【一、学习目标】 知识与技能： 1.总结“DNA是遗传物质”的探索过程。 2.分析肺炎链球菌体内转化实验和体外转化实验的原理和过程。 3.简述噬菌体侵染细菌实验的方法和过程。 4.理解DNA是主要的遗传物质。 过程与方法： 1.通过分析经典实验，学习科学研究的方法，体验科学探索的艰辛与曲折。 2.通过比较不同实验的设计思路，提升实验设计和分析能力。 情感态度与价值观： 1.认同人类对遗传物质的认识是不断深化、不断完善的过程。 2.感受科学家在探索过程中表现出来的严谨、求实的科学态度。 【二、学习重难点】 重点：肺炎链球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验的原理和过程。 难点：噬菌体侵染细菌实验的原理和过程；如何理解DNA是主要的遗传物质。 【三、课前预习·自主探究】 一、问题探讨（阅读课本P42“问题探讨”） 你认为遗传物质可能具有什么特点？________________________________________________________________________________。 二、基础梳理 1.对遗传物质的早期推测 （1）20世纪20年代，人们认识到蛋白质是由多种________连接而成，而DNA是由________种脱氧核苷酸构成，因此认为________是生物体的遗传物质。 （2）20世纪30年代，人们认识到DNA分子的________和_______的稳定性，足以满足遗传物质的要求。 2.肺炎链球菌的转化实验 （1）体内转化实验（格里菲斯） ①实验材料：两种肺炎链球菌。S型菌：有________，菌落________，致病性。R型菌：无，菌落________，________致病性。 ②实验过程与现象： a. R型活细菌 → 注射小鼠 → 小鼠________。 b. S型活细菌 → 注射小鼠 → 小鼠________。 c. 加热致死的S型细菌 → 注射小鼠 → 小鼠________。 d. 加热致死的S型细菌 + R型活细菌 → 注射小鼠 → 小鼠________，并能分离出________。 ③实验结论：加热致死的S型细菌中，含有某种促使R型活细菌转化为________的“________因子”。 （2）体外转化实验（艾弗里及其同事） ①设计思路：将S型细菌的________、________、________等物质提纯，分别与R型活细菌混合培养，观察哪种物质能使R型细菌发生。 ②实验过程与现象：只有加入________，R型细菌才能够转化为S型细菌。 ③暗实验结论：________才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质，即________是遗传物质。 3.噬菌体侵染细菌的实验（赫尔希和蔡斯） （1）实验材料：T2噬菌体（一种专门________在大肠杆菌体内的病毒）、大肠杆菌。 （2）T2噬菌体的结构：和（主要成分是________）构成外壳，________在内部。 （3）实验方法：________。 （4）实验过程与结论： ①用35S标记________ → 侵染细菌 → 搅拌、离心 → 放射性主要出现在________ → 说明________。 ②用32P标记________ → 侵染细菌 → 搅拌、离心 → 放射性主要出现在________ → 说明________。 ③实验结论：________是遗传物质。 4.DNA是主要的遗传物质 （1）有些病毒（如烟草花叶病毒、HIV、SARS病毒等）不含有DNA，只含有________和________。对这些病毒而言，________是遗传物质。 （2）因为绝大多数生物的遗传物质是________，所以说________是主要的遗传物质。 【四、课堂探究·合作学习】 探究一：肺炎链球菌转化实验的分析 1.格里菲斯实验分析： （1）第④组实验中，小鼠死亡，说明了什么？________________________________________________________________________________________________________________________________________ （2）格里菲斯是否已经证明了DNA是遗传物质？__________。为什么？________________________________________________________________________________________________________________ 2.艾弗里实验分析： （1）艾弗里实验的关键设计思路是什么？____________________________________________________________________________________________________________________________________________ （2）该实验的结论是什么？________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ （3）当时有人对艾弗里的实验结论表示怀疑，可能的原因是什么？______________________________________________________________________________________________________________________ 探究二：噬菌体侵染细菌实验的分析 1.实验方法：为什么选择32P和35S这两种放射性同位素分别标记DNA和蛋白质？_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 2.实验过程分析： （1）用32P标记的噬菌体侵染细菌，离心后放射性主要出现在沉淀物中，这说明了什么？__________________________________________________________________________________________________ （2）用35S标记的噬菌体侵染细菌，离心后放射性主要出现在上清液中，这说明了什么？__________________________________________________________________________________________________ （3）实验中“搅拌”和“离心”的目的是什么？___________________________________________________________________________________________________________________________________________ （4）实验结论：该实验的结论是什么？______________________________________________________________________________________________________________________________________________ 探究三：DNA是主要的遗传物质 1.请举例说明，除了DNA，还有哪种物质也可以是遗传物质？___________________________________________________________________________________________________________________________ 2.为什么说“DNA是主要的遗传物质”，而不是“DNA是遗传物质”？_______________________________________________________________________________________________________________________ 【五、课堂小结·知识体系】 （请用流程图或概念图的形式，构建本节的知识体系，核心应包括：对遗传物质的早期推测、三个经典实验的过程与结论、DNA是主要的遗传物质） 【六、当堂检测·巩固提升】 一、选择题 1.在证明DNA是遗传物质的过程中，T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验发挥了重要作用。下列与该噬菌体相关的叙述，正确的是（ ） A. T2噬菌体也可以在肺炎链球菌中复制和增殖 B. T2噬菌体病毒颗粒内可以合成mRNA和蛋白质 C. 培养基中的32P经宿主摄取后可出现在T2噬菌体的核酸中 D. 人体免疫缺陷病毒与T2噬菌体的核酸类型和增殖过程相同 2.下列关于“DNA是主要的遗传物质”的叙述，正确的是（ ） A. 细胞核遗传的遗传物质是DNA，细胞质遗传的遗传物质是RNA B. “DNA是主要的遗传物质”是大多数生物的遗传物质是DNA C. 肺炎链球菌的体内转化实验证明了DNA是遗传物质 D. 真核生物、原核生物和部分病毒的遗传物质是DNA，少数病毒的遗传物质是RNA 二、填空题 1.艾弗里及其同事进行的肺炎链球菌体外转化实验，证明了________是遗传物质。 2.赫尔希和蔡斯利用________法，通过________实验，证明了DNA是遗传物质。 三、简答题 1952年赫尔希和蔡斯完成了著名的噬菌体侵染大肠杆菌实验，下图1是噬菌体结构模式图；图2是他们所做实验中的一组。请回答下列问题： （1）图1中，噬菌体的核酸位于______（填图中字母）中。 （2）在图2实验过程中，搅拌的目的是______，离心的目的是______。 （3）噬菌体利用来自______的氨基酸合成蛋白质外壳，合成的场所是______。 （4）图2实验利用了同位素标记法，由实验结果可知，此次实验标记的元素是______，根据该组实验结果可以说明______进入了细菌。 （5）上述实验中，______（填“能”或“不能”）用15N来标记噬菌体的DNA，理由是______。该实验的结论是______。 【七、课后反思】 1.本节学习的几个经典实验设计中，最巧妙的设计是____________________________________________________________________________________________________________________________________。 2.我对“DNA是主要的遗传物质”中“主要”二字的理解是：______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 参考答案 【三、课前预习·自主探究】 一、（参考答案）能够精确地自我复制；能够控制生物性状；结构稳定；能够产生可遗传的变异。 二、1.氨基酸；4；蛋白质；脱氧核苷酸；碱基；多样性 2.荚膜；光滑；有；荚膜；粗糙；无；不死亡；死亡；不死亡；死亡；S型活细菌；S型细菌；转化；DNA；蛋白质；多糖；转化；DNA；DNA；DNA 3.寄生；蛋白质；DNA；DNA；放射性同位素标记法；蛋白质外壳；上清液；侵染时蛋白质外壳没有进入细菌内部；DNA；沉淀物（细菌内部）；侵染时DNA进入了细菌内部；DNA 4.RNA；蛋白质；RNA；DNA；DNA 【四、课堂探究·合作学习】 探究一：1.（1）说明加热致死的S型细菌中含有某种“转化因子”，能将无毒的R型活细菌转化为有毒的S型细菌。 （2）没有；他并没有证明这种“转化因子”具体是什么物质。 2.（1）将S型细菌的各种物质分离，单独观察它们的作用。 （2）DNA是遗传物质。 （3）认为DNA的纯度不够，可能混有少量的蛋白质等其他物质。 探究二：1.因为DNA含有P元素，不含S元素；蛋白质含有S元素，一般不含P元素。因此可以用³²P特异性标记DNA，用³⁵S特异性标记蛋白质。 2.①说明噬菌体的DNA进入了细菌内部。 ②说明噬菌体的蛋白质外壳没有进入细菌内部，留在了外面。 ③搅拌：使吸附在细菌表面的噬菌体（主要是蛋白质外壳）与细菌分离。离心：让上清液（质量较轻的噬菌体颗粒及蛋白质外壳）与沉淀物（被感染的细菌）分层。 3.DNA是遗传物质。 探究三：1.RNA。例如，烟草花叶病毒、HIV、SARS病毒等，它们的遗传物质是RNA。 2.因为绝大多数生物（具有细胞结构的生物和部分病毒）的遗传物质是DNA，只有少数病毒的遗传物质是RNA。因此，从整个生物界来看，DNA是主要的遗传物质。 【六、当堂检测·巩固提升】 一、1.C 2.D 二、1.DNA 2.放射性同位素标记；噬菌体侵染细菌 三、（1）A （2）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噬菌体颗粒，而离心管的沉淀物中留下被侵染的大肠杆菌 （3）大肠杆菌；大肠杆菌的核糖体 （4）32p；噬菌体DNA （5）不能；蛋白质和DNA中都含有N；DNA是遗传物质 第 1 页 共 7 页 学科网（北京）股份有限公司 $