【教學(xué)目標(biāo)】
1、了解人類(lèi)對(duì)遺傳物質(zhì)的早期推測(cè)。
2、寫(xiě)出R、S型細(xì)菌的特點(diǎn)。
3、寫(xiě)出掌握肺炎雙球菌體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)的過(guò)程及結(jié)論。
4、寫(xiě)出肺炎雙球菌體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)思路、過(guò)程及實(shí)驗(yàn)結(jié)論
【教學(xué)重難點(diǎn)】
1、肺炎雙球菌體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)的過(guò)程及分析。
2、肺炎雙球菌體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)思路、過(guò)程及實(shí)驗(yàn)分析。
【教學(xué)過(guò)程】
早在公元前3世紀(jì)，《呂氏春秋》中就記載著“夫種麥而得麥，種稷而得稷，人不怪也?！币簿褪俏覀兂Ｕf(shuō)的“種瓜得瓜，種豆得豆?！鄙锏倪z傳特性，使生物界的物種能夠保持相對(duì)穩(wěn)定。那么生物之間的這種相似性是由什么物質(zhì)起作用，而在親子代之間連續(xù)傳遞的呢？本節(jié)我們就一起學(xué)習(xí)生物的遺傳物質(zhì)。
【學(xué)習(xí)探究】
一、遺傳物質(zhì)應(yīng)具備的特點(diǎn)
（1）能夠精確地復(fù)制
（2）可傳遞給子代細(xì)胞、個(gè)體。
（3）能夠指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成，從而控制生物體的性狀和新陳代謝的過(guò)程。
（4）具有多樣性，能儲(chǔ)存大量的遺傳信息。
（5）穩(wěn)定性，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、含量相對(duì)穩(wěn)定，保證物種遺傳性狀的穩(wěn)定性。
二、對(duì)遺傳物質(zhì)的早期推測(cè)
資料1 20世紀(jì)20年代，人們認(rèn)識(shí)到蛋白質(zhì)是由多種氨基酸連接而成的生物大分子。各種氨基酸可以按照不同的順序排列，形成不同的蛋白質(zhì)。蛋白質(zhì)中氨基酸的排列順序多種多樣，可能蘊(yùn)含著遺傳信息。
20世紀(jì)20年代：大多數(shù)科學(xué)家認(rèn)為蛋白質(zhì)是生物體的遺傳物質(zhì)。
資料2 到了20世紀(jì)30年代，人們才認(rèn)識(shí)到DNA是由許多脫氧核苷酸聚合而成的生物大分子，脫氧核苷酸的化學(xué)組成包括磷酸、堿基和脫氧核糖。組成DNA的脫氧核苷酸有4種，每一種有一個(gè)特定的堿基。這一認(rèn)識(shí)本可以使人們意識(shí)到DNA的重要性，但是，由于對(duì)DNA的結(jié)構(gòu)沒(méi)有清晰的了解，認(rèn)為蛋白質(zhì)是遺傳物質(zhì)的觀點(diǎn)仍占主導(dǎo)地位。
20世紀(jì)30年代：蛋白質(zhì)是遺傳物質(zhì)的觀點(diǎn)仍占主導(dǎo)地位。但是意識(shí)到了DNA。
爭(zhēng)論的焦點(diǎn)：DNA和蛋白質(zhì)，誰(shuí)是遺傳物質(zhì)？
DNA和蛋白質(zhì)的比較表：
三、肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)
向傳統(tǒng)觀點(diǎn)提出挑戰(zhàn)的首先是艾弗里，而其實(shí)驗(yàn)建立在格里菲思的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上。
1、肺炎雙球菌
S型細(xì)菌：菌體有多糖類(lèi)的莢膜，在培養(yǎng)基上形成的菌落表面光滑(smth)。S型細(xì)菌有致病性，可使人和小鼠患肺炎，小鼠并發(fā)敗血癥死亡。
R型細(xì)菌：菌體沒(méi)有多糖類(lèi)的莢膜，在培養(yǎng)基上形成的菌落表面粗(rugh)。
R型細(xì)菌不會(huì)使人或小鼠患病，因此無(wú)致病性。
【注意】S型細(xì)菌有毒性是因?yàn)樗鼈兺ǔ２荒鼙凰拗鞯恼７烙鶛C(jī)制所破壞，因而導(dǎo)致宿主感染。莢膜是某些細(xì)菌的細(xì)胞壁外面包圍的一層膠狀物質(zhì)。無(wú)莢膜的肺炎鏈球菌，感柒人體或動(dòng)物體后，容易被吞噬細(xì)胞吞噬并殺滅。有英膜的肺炎鏈球菌可抵抗吞噬紐胞的吞噬，有利于細(xì)菌在宿主體內(nèi)生活并繁殖。
2、格里菲思的體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)
格里菲思的推斷：加熱殺死的S型細(xì)菌體內(nèi)含有某種“轉(zhuǎn)化因子”，能將無(wú)毒性的R型活細(xì)菌轉(zhuǎn)化為有毒性的S型活細(xì)菌。
3、艾弗里的體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)
（1）過(guò)程
艾弗里和他的同事將加熱致死的S型細(xì)菌破碎后，設(shè)法去除絕大部分糖類(lèi)、蛋白質(zhì)和脂質(zhì)，制成細(xì)胞提取物。在體外進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：
第一組：將細(xì)胞提取物+R型活細(xì)菌→S型活細(xì)菌、R型活細(xì)菌
第二組：（將細(xì)胞提取物+蛋白酶）+R型活細(xì)菌→S型活細(xì)菌、R型活細(xì)菌
第三組：（將細(xì)胞提取物+RNA酶）+R型活細(xì)菌→S型活細(xì)菌、R型活細(xì)菌
第四組：（將細(xì)胞提取物+酯酶）+R型活細(xì)菌→S型活細(xì)菌、R型活細(xì)菌
第五組：（將細(xì)胞提取物+DNA酶）+R型活細(xì)菌→R型活細(xì)菌
用DNA酶處理后，細(xì)胞提取物就失去了轉(zhuǎn)化活性（第五組)。
進(jìn)一步分析了細(xì)胞提取物的理化性質(zhì)，發(fā)現(xiàn)這些特性都與DNA的極為相似。
2、艾弗里的結(jié)論：DNA才是使R型細(xì)菌產(chǎn)生穩(wěn)定遺傳變化的物質(zhì)。
【拓展】
肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化的實(shí)質(zhì)：是由于S型細(xì)菌的DNA整合到了R型細(xì)菌的DNA中，實(shí)現(xiàn)了基因的重新組合。
DNA具有熱穩(wěn)定性。加熱使蛋白質(zhì)變性失去活性，DNA的結(jié)構(gòu)也會(huì)被破壞，但當(dāng)溫度降低到55 ℃左右時(shí)，DNA的結(jié)構(gòu)會(huì)恢復(fù)，但蛋白質(zhì)卻不能恢復(fù)。
項(xiàng)目
DNA
蛋白質(zhì)
組成元素
C、H、O、N、P
C、H、O、N等
基本單位
四種脫氧核苷酸
20種氨基酸
細(xì)胞中的含量
含量較少
含量最多的有機(jī)物
結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性
較穩(wěn)定
易變性
是否有多樣性
有
有
細(xì)胞分裂時(shí)能否自我復(fù)制
能
不能
名稱(chēng)
有無(wú)莢膜
菌體
菌落特點(diǎn)
有無(wú)毒性
S型細(xì)菌
有
光滑
有
R型細(xì)菌
無(wú)
粗糙
無(wú)

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第1節(jié) DNA是主要的遺傳物質(zhì)

版本： 人教版 (2019)

年級(jí)： 必修2《遺傳與進(jìn)化》

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