掌握肺炎鏈球菌體內(nèi)和體外轉(zhuǎn)化實驗的過程和結(jié)論；體驗探究生物遺傳物質(zhì)的實驗思路；分析比較本節(jié)三大實驗的實驗方法和實驗結(jié)論。（科學(xué)思維、科學(xué)探究）
認同人類對遺傳物質(zhì)的認識是不斷深化、不斷完善的過程，認同實驗技術(shù)在證明DNA是遺傳物質(zhì)中的作用。（社會責(zé)任）
通過肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實驗和噬菌體侵染等實驗認同DNA是主要的遺傳物質(zhì)。（生命觀念）
①加熱殺死的S型細菌含有某種促成R型活細菌轉(zhuǎn)化成S型活細菌的轉(zhuǎn)化因子。②這種性狀的轉(zhuǎn)化是可以遺傳的。
溫故知新：肺炎鏈球菌體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗
實驗結(jié)論：（1）DNA才是使R型細菌產(chǎn)生穩(wěn)定遺傳變化的物質(zhì)。（2）蛋白質(zhì)等其他物質(zhì)不是遺傳物質(zhì)。
溫故知新：肺炎鏈球菌體外轉(zhuǎn)化實驗
艾弗里的實驗引起了人們的注意。但是，由于艾弗里實驗中無法真正提取出純DNA來進一步驗證遺傳物質(zhì)就是DNA。因此，仍有人對實驗結(jié)論表示懷疑。
有沒有更好的材料、更好的方法能夠?qū)NA和蛋白質(zhì)分開，單獨去觀察它們的作用呢?
1952年，赫爾希和蔡斯 噬菌體侵染細菌實驗
噬菌體侵染細菌實驗所用實驗材料是什么？有哪些優(yōu)點？
通過閱讀教材文字及示意圖，歸納概括噬菌體侵染細菌的實驗步驟。
歸納赫爾希和蔡斯的實驗運用的科學(xué)實驗方法。
嘗試分析35S標記組、32P標記組放射性主要出現(xiàn)放射性在離心管中的位置。
合作探究一：請同學(xué)們自主閱讀教材P44-46，小組合作思考討論完成問題。
一、噬菌體侵染細菌實驗
利用放射性同位素標記技術(shù)，另一個有說服力的實驗
頭部和尾部的外殼是由蛋白質(zhì)構(gòu)成，頭部內(nèi)含有DNA。
在自身遺傳物質(zhì)的指導(dǎo)下進行繁殖,原料來自大腸桿菌
子代噬菌體從宿主細胞裂解釋放。
T2噬菌體增殖過程（視頻）
問題1：T2噬菌體哪一種物質(zhì)進入了大腸桿菌體內(nèi)？（是DNA還是蛋白質(zhì)）
DNA和蛋白質(zhì)哪一種物質(zhì)進入了大腸桿菌體內(nèi)？
DNA和蛋白質(zhì)不能直接看到，怎么辦？
放射性分別標記DNA和蛋白質(zhì)
選擇什么元素進行放射性標記
（C、H、O、N、S）
（C、H、O、N、P）
問題2：能不能標記C、H、O、N？
T2噬菌體侵染大腸桿菌實驗過程（視頻）
問題3：怎樣標記噬菌體呢？能否在含放射性同位素的培養(yǎng)基中標記噬菌體？
不可以，噬菌體是病毒，無法單獨在培養(yǎng)基上存活，應(yīng)用含被標記的大腸桿菌培養(yǎng)基培養(yǎng)噬菌體。
第一步：培養(yǎng)帶標記的噬菌體：
含放射性同位素35S培養(yǎng)基
T2噬菌體（含35S）
含放射性同位素32P培養(yǎng)基
T2噬菌體（含32P）
第二步：標記的噬菌體侵染細菌：
用35S標記的噬菌體與普通大腸桿菌混合
經(jīng)短時間保溫后用攪拌器攪拌
離心檢測上清液和沉淀物中的放射性物質(zhì)
細菌裂解后檢測子代噬菌體的放射性
使吸附在細菌上的噬菌體與細菌分離
使噬菌體的蛋白質(zhì)外殼與大腸桿菌分層
說明T2噬菌體中的蛋白質(zhì)沒有進入大腸桿菌
不能證明蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)。
用32P標記的噬菌體與普通大腸桿菌混合
說明T2噬菌體中的DNA進入了大腸桿菌。
培養(yǎng)（保溫）時間過短，部分噬菌體還未侵染細菌；
培養(yǎng)（保溫）時間過長，部分子代噬菌體已經(jīng)釋放。
說明DNA是真正的遺傳物質(zhì)
◇蛋白質(zhì)沒有進入細菌細胞
◇DNA進入到細菌的細胞中
◇DNA才是噬菌體的遺傳物質(zhì)
不能證明蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)
合作探究二：通過以上學(xué)習(xí)，請小組合作思考討論完成問題。
1.艾弗里與赫爾希等人選用細菌或病毒作為實驗材料，以細菌或病毒作為實驗材料具有哪些優(yōu)點？2.從控制自變量的角度，艾弗里實驗的基本思路是什么？在實際操作過程中最大的困難是什么？3.艾弗里和赫爾希等人都分別采用了哪些技術(shù)手段來實現(xiàn)他們的實驗設(shè)計？這對于你認識科學(xué)與技術(shù)之間的相互關(guān)系有什么啟示？
問題1：艾弗里與赫爾希等人選用細菌或病毒作為實驗材料，以細菌或病毒作為實驗材料具有哪些優(yōu)點？
個體小，結(jié)構(gòu)簡單，細菌是單細胞生物，病毒無細胞結(jié)構(gòu)，只有核酸和蛋白質(zhì)外殼，易于觀察因遺傳物質(zhì)改變導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)和功能的變化。繁殖快，細菌20-30min就可繁殖一代，病毒短時間內(nèi)可大量繁殖。
問題2：從控制自變量的角度，艾弗里實驗的基本思路是什么？在實際操作過程中最大的困難是什么？
艾弗里在每個實驗組中特異性地去除了一種物質(zhì)，然后觀察在沒有這種物質(zhì)的情況下，實驗結(jié)果會有什么變化。最大的困難是，如何徹底去除細胞中含有的某種物質(zhì)（如糖類、脂質(zhì)、蛋白質(zhì)等）
問題3：艾弗里和赫爾希等人都分別采用了哪些技術(shù)手段來實現(xiàn)他們的實驗設(shè)計？這對于你認識科學(xué)與技術(shù)之間的相互關(guān)系有什么啟示？
（1）艾弗里采用的主要技術(shù)手段：細菌的培養(yǎng)技術(shù)、物質(zhì)的提純和鑒定技術(shù)等。（2）赫爾希采用的主要技術(shù)手段：噬菌體培養(yǎng)技術(shù)、同位素標記技術(shù)、物質(zhì)的提純和分離技術(shù)等。（3）啟示：科學(xué)成果的取得必須有技術(shù)手段作保證，技術(shù)的發(fā)展需要以科學(xué)原理為基礎(chǔ)，因此，科學(xué)與技術(shù)是相互支持、相互促進的。
設(shè)法將DNA與蛋白質(zhì)等分開，單獨地研究它們遺傳功能。
證明DNA是遺傳物質(zhì)，蛋白質(zhì)不是。
酶解法:分別加入到R型菌中
同位素標記法：標記DNA和蛋白質(zhì)
DNA是遺傳物質(zhì),但不能證明蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)
加熱殺死的S型菌體內(nèi)有“轉(zhuǎn)化因子”
1. 赫爾希和蔡斯的噬菌體侵染細菌的實驗表明（ ）
A. DNA是遺傳物質(zhì)
C. 病毒中有DNA，但沒有蛋白質(zhì)
B. 遺傳物質(zhì)包括蛋白質(zhì)和DNA
D. 細菌中有DNA，但沒有蛋白質(zhì)
2.一個噬菌體內(nèi)的S用35S標記，P用32P標記，用該噬菌體去侵染細菌后，產(chǎn)生了許多子代噬菌體，那么在子代噬菌體中35S和32P的分布規(guī)律是(細菌體內(nèi)含有32S和31P兩種元素)（ ）A.蛋白質(zhì)外殼含有35S和32S，DNA中只含有32PB.蛋白質(zhì)外殼只含有32S，DNA中只含有32PC.蛋白質(zhì)外殼含有35S和32S，DNA中含有32P和31PD.蛋白質(zhì)外殼只含有32S，DNA中含有32P和31P
3.如圖為“噬菌體侵染大腸桿菌實驗”的實驗流程，第一組實驗用的是35S標記的噬菌體，第二組實驗用的是32P標記的大腸桿菌。則下列關(guān)于該實驗的描述，理論上正確的是(　　) A.第一組實驗的上清液中放射性強，沉淀物中無放射性 B.第二組實驗的上清液和沉淀物中均無放射性 C.實驗中噬菌體是用35S直接標記的 D.35S標記的是噬菌體的DNA，32P 標記的是大腸桿菌的蛋白質(zhì)
4.下圖是T2噬菌體侵染大腸桿菌實驗的部分步驟示意圖，下列對此實驗的有關(guān)敘述，正確的是(　　) A．本實驗使用的被標記的噬菌體是接種在含有35S的培養(yǎng)基中獲得的 B．本實驗選用噬菌體作實驗材料的原因之一是其結(jié)構(gòu)組成只有蛋白質(zhì)和DNA C．實驗中采用攪拌和離心等操作是為了把DNA和蛋白質(zhì)分開再分別檢測其放射性 D．在新形成的噬菌體中沒有檢測到35S，說明噬菌體的遺傳物質(zhì)是DNA，不是蛋白質(zhì)
目前，已有充分的科學(xué)研究資料證明，絕大多數(shù)生物都是以DNA作為遺傳物質(zhì)的。
思考： 只有DNA是遺傳物質(zhì)嗎？下面這些生物的遺傳物質(zhì)是什？
二、RNA是遺傳物質(zhì)的證明實驗
結(jié)論：RNA是煙草花葉病毒的遺傳物質(zhì)
煙草花葉病毒重建實驗示意圖
煙草花葉病毒的遺傳物質(zhì)是RNA
5.病毒甲、乙為兩種不同的植物病毒，經(jīng)重建形成雜種病毒丙(如圖所示)，用病毒丙去感染植物細胞，在植物細胞內(nèi)增殖后產(chǎn)生的新一代病毒是
6.下圖是對某種高等植物的病原體的遺傳過程實驗,實驗表明這種病原體(　　) A.寄生于細胞內(nèi),通過RNA遺傳 B.寄生于細胞之間,通過蛋白質(zhì)遺傳 C.寄生于細胞內(nèi),通過蛋白質(zhì)遺傳 D.寄生于細胞之間,通過RNA遺傳
絕大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是 ，只有少數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是 。所以說DNA是主要的遺傳物質(zhì)。
真核生物、原核生物及病毒的核酸類型
DNA是肺炎鏈球菌、T2噬菌體的遺傳物質(zhì)
RNA是TMV的遺傳物質(zhì)
DNA是細胞結(jié)構(gòu)的生物和DNA病毒的遺傳物質(zhì)
RNA是RNA病毒的遺傳物質(zhì)
DNA是主要的遺傳物質(zhì)
加熱殺死的S型細菌中含有轉(zhuǎn)化因子
T2噬菌體侵染大腸桿菌實驗
格里菲斯的體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗
7.1952年，赫爾希和蔡斯完成了著名的T2噬菌體侵染大腸桿菌實驗，有關(guān)該實驗的說法正確的是(　　)A．35S標記的噬菌體侵染實驗中，若攪拌不充分，上清液中的放射性會降低B．35S標記的噬菌體侵染實驗中，若離心時間短或轉(zhuǎn)速過慢，沉淀物中的放射性會降低C．32P標記的噬菌體侵染實驗中，攪拌時間過長或過短都會降低沉淀物中的放射性D．32P標記的噬菌體侵染實驗中，保溫時間過長或過短都會降低上清液的放射性
8.某同學(xué)模擬赫爾希和蔡斯做了如圖所示的實驗，下列有關(guān)分析正確的是(　　)
A.35S標記的是DNAB.圖示實驗過程并不能證明DNA是遺傳物質(zhì)C.上清液a中放射性很低，沉淀物b中放射性很高D.沉淀物b中含放射性的高低，與②過程中的攪拌程度無關(guān)
9.下列有關(guān)人類對遺傳物質(zhì)探索歷程的敘述正確的是(　 　) A.格里菲思的體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗證明了DNA是遺傳物質(zhì) B.艾弗里的體外轉(zhuǎn)化實驗采用了物質(zhì)提純、鑒定與細菌體外培養(yǎng)等技術(shù) C.赫爾希和蔡斯的實驗證明了DNA是生物界中主要的遺傳物質(zhì) D.煙草花葉病毒侵染煙草的實驗證明了蛋白質(zhì)和RNA是遺傳物質(zhì)
10.關(guān)于遺傳物質(zhì)的敘述，正確的是(　　) A．遺傳物質(zhì)是染色體的組成成分，但不是染色質(zhì)的組成成分 B．沒有DNA的生物，也就沒有遺傳物質(zhì) C．原核生物的遺傳物質(zhì)是RNA D．凡有細胞結(jié)構(gòu)的生物，其遺傳物質(zhì)都是DNA
11.在肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實驗中，在培養(yǎng)有R型細菌的1、2、3、4四個試管中，依次分別加入從S型活細菌中提取的DNA、DNA和DNA酶、蛋白質(zhì)、多糖，經(jīng)過培養(yǎng)，檢查結(jié)果發(fā)現(xiàn)試管內(nèi)仍然有R型細菌的是(　　)　　　　　　　　　　　　　　　　　　 A．3和4 B．1、3和4 C．2、3和4 D．1、2、3和4

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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： 必修2《遺傳與進化》

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