新人教版高中生物必修2第1節(jié)《DNA是主要的遺傳物質(zhì)》教案

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1、 2019 最新新人教版高中生物必修 2 第 1 節(jié)《 DNA 是主要的 遺傳物質(zhì)》教案 教學目標： 1. 總結“ DNA是主要的遺傳物質(zhì)”的探索過程。 2. 分析證明 DNA是主要的遺傳物質(zhì)的實驗設計思路。 3. 探討實驗技術在證明 DNA是主要遺傳物質(zhì)中的作用。 教學重難點： 1. 教學重點 （ 1）肺炎雙球菌轉化實驗的原理和過程。 （ 2）噬菌體侵染細菌實驗的原理和過程。 2. 教學難點 肺炎雙球菌轉化實驗的原理和過程 溫故知新： 果蠅的紅眼（ w

2、）對白眼（ w ）是顯性。長翅（ B）對殘翅（ b ）是顯性。現(xiàn)有紅眼長 翅雌果蠅和紅眼長翅雄果蠅雜交。子代的雄果蠅中 ,紅眼長翅：紅眼殘翅：白眼長翅：白眼 殘翅 =3∶ l∶ 3∶1。雌果蠅中紅眼長翅：紅眼殘翅 =3∶ l 。 （ 1）親本的基因型是 ________________________ 。 （2）雄性親本的一個精原細胞產(chǎn)生精細胞的基因型是 ____________________________ 。 （ 3）若對雌性親本測交。所得子代雌雄個體的數(shù)量比為 ___________________,子代雌性個 體中與雌性親本表現(xiàn)型相同的個體占

3、子代總數(shù)的 _______________ 。 （ 4）果蠅的直毛和非直毛是一對相對性狀,基因位于 x 染色體上。從自然界中獲得有繁殖能力的直毛雌、雄果蠅各一只 ,非直毛雌、雄果蠅各一只 ,現(xiàn)任意取兩只不同性狀的雌、雄果蠅進行一次雜交 ,請你根據(jù)后代的表現(xiàn)型及比例 ,確定雌雄親本中的顯性性狀。（用文字表述） 自主學習與要點講解 ： 一、對遺傳物質(zhì)的早期推測 思考與討論： 科學家要通過實驗來確定哪個是遺傳物質(zhì) ,要解決的第一個問題就是選材 ,選擇合適的實 驗材料是實驗成敗的關鍵。無論是高等的、復雜的生物 ,還是低等的、簡單的生物 ,一般都含 有核酸和

4、蛋白質(zhì) ,你覺得選擇什么樣的生物做實驗材料才比較合適呢？ _______________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________ 。 二、肺炎雙球菌的轉化實驗 （一）體內(nèi)轉化實驗（ 1928 年 ,英國 ,格里菲思） 1. 實驗材料：肺炎雙球菌 ,小鼠 菌落（光滑、粗 有無莢膜 有無毒性

5、 糙） S型細菌 R 型細菌 1 / 7 ,對被標記物質(zhì)進行放射性測試。 2. 實驗過程： ①無毒性的 R 型活細菌注射到鼠體內(nèi) ,現(xiàn)象是 。 ②有毒性的 S 型活細菌注射到鼠體內(nèi) ,現(xiàn)象是 。 ③加熱殺死的 S 型細菌注射到鼠體內(nèi) ,現(xiàn)象是 。 ④無毒性的 R 型活細菌與加熱殺死的 S 細菌混合后注射到小鼠體內(nèi) ,現(xiàn)象是 。 思考： 1、對比分析第一、二組說明什么？ ____________________________________

6、_________________________________________ 。 2、在第三組中被加熱殺死的 S 型細菌還有沒有毒性？ _______________________ 。 3、對比分析第二、三組說明什么？ _______________________________________ 。 4、在第四組中是誰導致小鼠死亡 ? _______________________ 。 5、第四組小鼠體內(nèi)能分離出 S 型活細菌 ,它是開始注射進去的 ,還是混合后重新出現(xiàn)的？ ___________________________________ 。

7、 6、對比分析第三、四組又說明什么？ __________________________________________________ 。 7、實驗先進行第一、二組 ,與第三、四組相比 ,起________作用。 8、該實驗能否證明 DNA 是遺傳物質(zhì)？該實驗的結論是什么？ _____________________________________________________________________________ （二）體外轉化實驗（ 1944 年 ,美國 ,艾弗里） 在肺炎雙球菌中有蛋白質(zhì)、 DNA 、莢膜多糖等物質(zhì) ,你可以和其他同學共

8、同討論尋找有效的方法 ,來證明哪一種成分是轉化因子。 ①實驗材料： ________________________________________________________ 。 ②假 設： ________________________________________________________ 。 ③實驗方法： ________________________________________________________ 。 ④預期效果： ________________________________________________________

9、。 ⑤實驗現(xiàn)象的觀察： __________________________________________________ 。 ⑥分析結論： ________________________________________________________ 。 實驗結論： 是使 R 型細菌產(chǎn)生穩(wěn)定的遺傳變化的物質(zhì) ,也就是說 , 是遺 傳物質(zhì)。 三、噬菌體侵染細菌的實驗（ 1952 年 ,赫爾希和蔡斯） ,它的外殼是蛋白質(zhì) ,頭部內(nèi)含有 1. T 2 噬菌體的介紹： 噬菌體是一種寄生在細菌體內(nèi)的病毒 DNA, 它

10、侵染細菌后 ,就會在自身遺傳物質(zhì)的作用下 ,利用細菌體內(nèi)的物質(zhì)來合成自身的組成 成分 ,進行大量的增殖。 2. 實驗方法： ___________________________________________ 。 3. 實驗過程： ①用放射性同位素 35S 和 32P 分別標記一部分噬菌體； ②被標記的噬菌體分別侵染細菌；③當噬菌體在細菌體內(nèi)大量增殖時 思考與討論： ①噬菌體有 DNA 和蛋白質(zhì)兩種組分 ,用 35 S 和 32 14 P 分別標記噬菌體的哪一種組分？用 C 和 18O 等同位素可行

11、嗎 ,為什么？ ______________________________________________________________________________ 。 ②實驗過程中攪拌的目的是什么？離心的目的是什么？ _____________________________________________________________________________ 。 ③離心后沉淀物與上清液各有什么成分？ 2 / 7 ________________________________________

12、_____________________________________ 。 ④結果 親代噬菌體 寄主細胞內(nèi) 子代噬菌體 實驗結論 32P 標記 DNA 35 S 標記蛋白質(zhì) 由實驗結果可知 ,噬菌體在細菌內(nèi)的增殖是在 的作用下完成的。 思考： 是不是所有生物都含有 DNA ？ 通過煙草花葉病毒感染煙草實例 ,說明 RNA 也是遺傳物質(zhì)。 例：上 圖為煙草花葉病毒（ TMA ）和車前草病毒（ HRV ）的結構 ,如圖

13、 A 和 B,侵染作物的癥狀如圖 C 和 D。 （ 1）用 E 去侵染葉片 F 時 ,葉片 F 患病的癥狀與 相同。 （ 2） F 上的病毒蛋白質(zhì)外殼是以 為模板 ,以 為場所 ,由 提供原料合成的。 （ 3） E 的子代病毒的各項的特征是由 決定的。 （ 4）本實驗證明了 。 總結：因為絕大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是 DNA, 只有少數(shù)病毒的遺傳物質(zhì)是 RNA, 因此說 DNA 是主要的遺傳物質(zhì)。 課堂檢測： 1．格里菲思的肺炎雙球菌轉化實驗證明了（ ） A ．DNA 是遺傳物質(zhì) B ． RNA 是遺傳物質(zhì) C．蛋白質(zhì)不

14、是遺傳物質(zhì) D ．加熱殺死的 S 型菌中含有“轉化因子” 2．艾弗里及其同事研究肺炎雙球菌的方法是（ ） A ．雜交實驗法 B ．同位素標記法 C．病毒侵染法 D ．單獨直接觀察不同成分的作用 3．為研究噬菌體侵染細菌的詳細過程 , 你認為如何選擇同位素標記的方案（ ） A ．用 14 C或 3H 培養(yǎng)噬菌體 , 再去侵染細菌 3 / 7 B ．用 18 0 或 15N 培養(yǎng)噬菌體 , 再去侵染細菌 C．將一組噬菌體用 32P 和 35s 標記 32 DNA,另一組用 35 D ．一組用

15、 P 標記 S 標記蛋白質(zhì)外殼 4．噬菌體侵染細菌的實驗證明（ ） A ．RNA 是遺傳物質(zhì) B ． DNA 是遺傳物質(zhì) C．蛋白質(zhì)是遺傳物質(zhì) D．多糖是遺傳物質(zhì) 5．噬菌體的各種性狀能傳遞給后代是通過（ ） A ．噬菌體的 DNA B ．細菌的 DNA C ．噬菌體的蛋白質(zhì) D．細菌的核糖體 6．關于病毒遺傳物質(zhì)的敘述 ,下列哪一項是正確的（ ） A ．都是脫氧核糖核酸 B ．都是核糖核酸 C．同時存在脫氧核糖核酸和核糖核酸 D ．有的是脫氧核糖核酸 ,有的是核糖核酸 7．噬菌體在增殖過程中利用的原料是（ ） A ．細

16、菌的核苷酸和自己的氨基酸 B ．自己的核苷酸和細菌的氨基酸 C．細菌的脫氧核苷酸和氨基酸 D．自己的氨基酸和細菌的核苷酸8．用噬菌體去感染體內(nèi)含有 32P 的細菌 ,在細菌解體后含 32P 的是（ ） A ．子代噬菌體 DNA B ．子代噬菌體蛋白質(zhì)外殼 C．子代噬菌體所有部分 32 D ．子代噬菌體不含 P 9．用甲種病毒的 RNA 與乙種病毒的蛋白質(zhì)外殼組裝成一種病毒丙 ,以病毒丙侵染宿主細胞 , 在宿主細胞中產(chǎn)生大量子代病毒 ,子代病毒具有的特征是（ ） A ．甲種病毒的特征 B．乙種病毒的特征

17、 C．丙種病毒的特征 D ．都不是 10． 1944 年 ,美國科學家艾弗里和他的同事 ,從 S 型活細菌中提取了 DNA 、蛋白質(zhì)和多糖等 物質(zhì) ,然后將他們分別加入培養(yǎng) R 型細菌的培養(yǎng)基中 ,結果發(fā)現(xiàn)加入 DNA 的培養(yǎng)基中 ,R 型細 菌轉化成了 S 型細菌 ,而加入蛋白質(zhì)、多糖等物質(zhì)的培養(yǎng)基中 ,R 型細菌不能發(fā)生這種轉化。 這一現(xiàn)象說明：（ ） ①在轉化過程中 ,S 型細菌 DNA 進入到了 R 型細菌中 ② DNA 是轉化因子 ③蛋白質(zhì)和多糖在實驗中正好起了對照作用 ④ DNA 是遺傳

18、物質(zhì) A ．①③ B ．②③ C．②③④ D ．①②③④ 答案 溫故知新： （ 1） BbXwXW BbXwY （ 2） BXw 、 bY 或 bX w、 BY （ 3） 1∶ l 1／ 4 4 / 7 （4）①若子代果蠅只出現(xiàn)一種性狀 ,則親本中雌果蠅代表的性狀為顯性性狀； ②若子代雌、雄果蠅都含有兩種不同的性狀 ,但比例各為 1∶ 1,則親本中雌果蠅代表的性狀是顯性性狀； ③若子代雌、雄果蠅分別只有一種性狀 ,則親本中雄果蠅代

19、表的性狀為顯性性狀。 （①②可合并說明 ,4 分） 一、 自主學習與要點講解： 選擇低等簡單的生物。 二、（一） 1. 菌落（光滑、粗 有無莢膜 有無毒性 糙） S型細菌 粗糙 無 無 R 型細菌 光滑 有 有 2. ①小鼠存活；②小鼠死亡；③小鼠存活；④小鼠死亡 ,并從尸體中分離出 S 型活細菌 思考： 1、加熱殺死的 S 型細菌沒有毒性 2、 S 型活細菌 3、重新出現(xiàn)的 ,說明加熱殺死的 S 型細菌中存在某種轉化因子 3. 說明加熱殺死的 S 型細菌中存在某種轉化因子

20、 （二）① S、 R 型肺炎雙球菌；② DNA 可以使 R 型活細菌轉變?yōu)? S 型活細菌（或者蛋白質(zhì) 可以使 R 型活細菌轉變?yōu)? S 型活細菌）；③分離出 S 型活細菌的各種成分：多糖、 DNA蛋 白質(zhì)；④ DNA 可以使 R 型活細菌轉變?yōu)? S 型活細菌（或者蛋白質(zhì)可以使 R 型活細菌轉變?yōu)? S 型活細菌）；⑤ DNA 可以使 R 型活細菌轉變?yōu)? S 型活細菌；⑥ DNA 是使 R 型細菌產(chǎn)生 穩(wěn)定的遺傳變化的物質(zhì) ,DNA 是遺傳物質(zhì)。實驗結論： DNA ； DNA 三、 2.同位素標記法 3. ① 3

21、5S 標記蛋白質(zhì) ,32P 標記 DNA 。不能用 14C 和 18O 標記 ,因為這兩種元素在蛋白質(zhì)和 DNA 都存在 ,不能區(qū)分。②攪拌是為了將大腸桿菌和噬菌體的蛋白質(zhì)外殼分離 ,離心是為了使菌液 分層 ,第一組中上清液中放射性高 ,主要是噬菌體外殼；沉淀物放射性低 ,主要是大腸桿菌和 噬菌體的 DAN ；第二組中上清液中放射性低 ,主要是噬菌體外殼；沉淀物放射性高 ,主要是 大腸桿菌和噬菌體的 DNA 。 ④ 親代噬菌體 寄主細胞內(nèi) 子代噬菌體

22、 實驗結論 32P 標記 DNA 有 有 DNA是遺傳物質(zhì) 35 S 標記蛋白質(zhì) 無 無 噬菌體 DNA 例題： D B 的 RNA 作物細胞的核糖體 作物細胞 B 的 RNA RNA 病毒的遺傳物質(zhì)是 RNA 課堂檢測 1-5: D D D B A 6-10:D C A A D （一）問題探討 1. 提示：遺傳物質(zhì)必須穩(wěn)定 , 要能貯存大量的遺傳信息 , 可以準確地復制出拷貝 , 傳遞給下一代等。 2. 提示：這是一道開

23、放性的題 , 答案并不惟一 , 只要提出正確的思路即可。 （二）旁欄思考題 因為硫僅存在于 2 噬菌體的蛋白質(zhì)組分中 , 而磷則主要存在于 DNA 的組分中。用 14 C T 和 18O等元素是不可行的 , 因為 T 2 噬菌體的蛋白質(zhì)和 DNA分子的組分中都含有這兩種元素。 （三）思考與討論 1. 提示：細菌和病毒作為實驗材料, 具有的優(yōu)點是：（ 1）個體很小 , 結構簡單 , 容易看 出因遺傳物質(zhì)改變導致的結構和功能的變化。細菌是單細胞生物, 病毒無細胞結構 , 只有核 5 / 7

24、 酸和蛋白質(zhì)外殼。（ 2）繁殖快。細菌 20～ 30 min 就可繁殖一代 , 病毒短時間內(nèi)可大量繁殖。 2. 最關鍵的實驗設計思路是設法把 DNA與蛋白質(zhì)分開 , 單獨地、直接地去觀察 DNA或蛋白質(zhì)的作用。 3. 艾弗里采用的主要技術手段有細菌的培養(yǎng)技術、物質(zhì)的提純和鑒定技術等。赫爾希 采用的主要技術手段有噬菌體的培養(yǎng)技術、同位素標記技術 , 以及物質(zhì)的提取和分離技術等 （學生可能回答出其他的技術 , 但只要回答出上述主要技術就可以）。 科學成果的取得必須有技術手段做保證 , 技術的發(fā)展需要以科學原理為基礎 , 因此 , 科 學

25、與技術是相互支持、相互促進的。 （四）練習 基礎題 1. （ 1）（） ;(2) （）。 2.C 。 3.D 。 拓展題 1. 提示：實驗表明 , 噬菌體在感染大腸桿菌時 , 進入大腸桿菌內(nèi)的主要是 DNA,而大多數(shù) 蛋白質(zhì)卻留在大腸桿菌的外面。因此 , 大腸桿菌裂解后 , 釋放出的子代噬菌體是利用親代噬菌體的遺傳信息 , 以大腸桿菌的氨基酸為原料來合成蛋白質(zhì)外殼的。 2. 提示：肺炎雙球菌轉化實驗和噬菌體感染大腸桿菌的實驗證明 , 作為遺傳物質(zhì)至少 要具備以下幾個條件：能夠精確地復制自己；能夠指導蛋白質(zhì)合成 , 從而控

26、制生物的性狀和 新陳代謝；具有貯存遺傳信息的能力；結構比較穩(wěn)定等。 1. 作為遺傳物質(zhì)所必須具備的條件 作為遺傳物質(zhì)至少要具備以下 4 個條件： （1）在細胞生長和繁殖的過程中能夠精確地復制自己 , 使得前后代具有一定的連續(xù) 性； （ 2）能夠指導蛋白質(zhì)合成 , 從而控制生物的性狀和新陳代謝的過程； （ 3）具有貯存大量遺傳信息的潛在能力； （ 4）結構比較穩(wěn)定 , 但在特殊情況下又能發(fā)生突變 , 而且突變以后還能繼續(xù)復制 , 并能遺傳給后代。 ****************

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