高中生物《核酸是遗传物质的证据》教案1 浙教版必修2Word下载.docx
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三、核酸（核酸、RNA）是遗传物质的实验证据
证据一：
肺炎双球菌的转化实验——核酸是遗传物质
（一）格里菲思细菌转化实验
1、两种菌落的比较
菌落
荚膜
毒性
R型细菌菌落
粗糙
无荚膜
无毒
S型细菌菌落
光滑
有荚膜
有毒
2、实验过程
3、小结
步骤
方
法
现象
结
论
1
R菌活菌注射
小白鼠正常
R菌无毒性
2
S菌活菌注射
小白鼠死亡
S菌能使小白鼠致病
3
S菌高温灭活
加热杀死的S菌不使小白鼠致死
4
高温灭活：
S菌+R菌
死亡的S菌中可能有使R菌转化因子
5
提取4实验死鼠
发现S活菌
死亡的S菌能使R菌转化为S菌
为什么第四组实验将R型活细菌和加热杀死后的S型细菌混合后注射到小鼠体内，导致小鼠死亡？
（因为R型细菌转化成了S型细菌，使小鼠患败血症而死亡.）
格里菲思实验的结论是什么?
实验结论：
已经被加热杀死的S型细菌中，必然含有某种促成这一转化的活性物质（转化因子）。
（二）艾弗里核酸转化实验（图解）
艾弗里的思路
1．实验材料：
选用肺炎双球菌。
2．假 设：
核酸是遗传物质。
3．实验操作：
将S型细菌中的多糖、蛋白质、脂类和核酸等提取出来，分别与R型细菌进行混合。
4．预期结果：
只有核酸与R型细菌进行混合，才能使R型细菌转化成S型细菌。
5．实验结果：
与预期结果吻合。
6．分析结论：
由此可见，科学家是设法把核酸与蛋白质分开，从而单独地、直接地去观察核酸的作用。
但是，艾弗里转化实验所使用的核酸中仍然含有极少量的蛋白质。
因此人们认为不能完全排除蛋白质的作用。
那么，还有没有更具有说服力的方法来证明核酸是遗传物质呢？
证据二：
噬菌体侵染细菌的实验——核酸是遗传物质
实验过程及结果：
亲代噬菌体
寄主细胞内
子代噬菌体
实验结论
第一组实验
32P标记核酸
有32P标记核酸
核酸有32P标记
核酸分子具有连续性，是遗传物质
第二组实验
35S标记蛋白质
无35S标记蛋白质
外壳蛋白质无35S
：
某些不含有核酸的病毒，其遗传物质又是什么呢？
证据三：
烟草花叶病毒侵染烟草的实验——RNA也是遗传物质
结论：
RNA也是遗传物质，蛋白质不是遗传物质。
四、“千淘万漉虽辛苦，吹尽黄沙始到金”：
结论
想一想：
为什么说：
“核酸是主要的遗传物质，染色体是遗传物质的主要载体？
”
核酸（一切生物的遗传物质）
核酸（脱氧核糖核酸）
RNA（核糖核酸）
五、“欲穷千里目，更上一层楼”（超越科学家）：
自主探究
艾弗里的实验虽然得到了大多数科学家的认可，但仍然有人提出了异议。
你能分析一下这个实验存在哪些不足吗？
应该怎样改进呢？
六、“黄沙百战穿金甲,不破楼兰终不还”：
例题解析
【例1】将分离后的S型有荚膜肺炎双球菌的蛋白质外壳与R型无荚膜的肺炎双球菌混合注入小白鼠体内，小白鼠不死亡，从其体内分离出来的仍是R型肺炎双球菌。
将分离后的S型肺炎双球菌的核酸与R型肺炎双球菌混合注入小白鼠体内，则小白鼠死亡，并从体内分离出来了S型有荚膜的肺炎双球菌。
以上实验说明（
）
A、R型和S型肺炎双球菌可以互相转化
B、S型的蛋白质外壳可诱导R型转化为S型
C、S型的核酸可诱导R型转化为S型，说明了核酸是遗传物质
D、R型的核酸可使小鼠致死
【答案】C
【解析】将分离后的S型有荚膜肺炎双球菌的蛋白质外壳与R型无荚膜的肺炎双球菌混合注入小白鼠体内，小白鼠不死亡，说明S型有荚膜肺炎双球菌的蛋白质不能控制产生出能致死的S型的肺炎双球菌。
将分离后的S型肺炎双球菌的核酸与R型肺炎双球菌混合注入小白鼠体内则小白鼠死亡，并从体内分离出来了S型有荚膜的肺炎双球菌，说明S型肺炎双球菌的核酸能控制形成新的S型有荚膜肺炎双球菌，使生物致死。
说明核酸是遗传物质。
【例2】用核酸酶处理过的S型细菌不能使R型细菌发生转化。
下列关于这一实验的叙述，不正确的是（
A、这个实验是为了证实核酸的分解产物不是遗传物质。
B、这个实验是为了从反面证明核酸是遗传物质。
C、这个实验证实核酸的分解产物不是“转化因子”。
D、这个实验是艾弗里关于遗传物质研究的重要工作之一。
【答案】A
【解析】这是艾弗里在证明核酸是遗传物质的过程中，为了进一步从反面证明核酸是遗传物质而做的一个实验，它是关于遗传物质研究的一个重要组成部分，其主要目的在于从反面证明核酸是遗传物质，而不是为了证明核酸的分解产物是不是遗传物质。
【例3】噬菌体侵染细菌的实验中，子代噬菌体的蛋白质外壳是（
A、在噬菌体核酸的指导下，用细菌的物质合成的
B、在细菌核酸的指导下，用细菌的物质合成的
C、在噬菌体核酸的指导下，用噬菌体的物质合成的
D、在细菌核酸的指导下，用噬菌体的物质合成的
【解析】当噬菌体侵染细菌时，注入到细菌细胞内的只有噬菌体核酸，子代噬菌体的蛋白质外壳和核酸都是在噬菌体核酸的指导下，用细菌的氨基酸和脱氧核苷酸合成的。
【例4】下列能通过噬菌体侵染细菌实验过程证实的是（
A、核酸能产生可遗传的变异
B、核酸是遗传物质
C、核酸能自我复制
D、核酸能控制蛋白质合成
【答案】B、C、D
【解析】此实验产生的子代噬菌体与亲代噬菌体相似，无可遗传变异产生。
因亲代噬菌体的核酸进入细菌体内，蛋白质外壳留在外面，所以完成核酸复制、指导子代噬菌体蛋白质外壳的形成等过程都是亲代噬菌体核酸分子的作用，同时证明了核酸是遗传物质。
噬菌体成分
细菌成分
核苷酸标记
32P
31P
氨基酸标记
32S
35S
【例5】某科学家做“噬菌体侵染细菌实验”时，分别用同位素32P和35S做了标记（见下表）：
此实验所得结果是子噬菌体和母噬菌体的外形及侵染
细菌的特性均相同。
请分析：
（1）子噬菌体的核酸分子中含有的上述元素是；
（2）子噬菌体的蛋白质分子中含有的上述元素是；
（3）此实验说明了
。
【答案】
（1）32P、31P；
（2）35S；
（3）核酸是遗传物质。
【解析】在噬菌体侵染细菌的实验中，噬菌体的核酸被注入细菌细胞内，并在细菌内以细菌的核苷酸为原料，以噬菌体的核酸分子为模板合成许多和亲代噬菌体一样的核酸。
这样在细菌内新形成的子代噬菌体的核酸既有以细菌内的核苷酸为原料新合成的核酸链，又有原来注入到细菌体内的亲代噬菌体核酸链。
所以子噬菌体的核酸分子中含有的上述元素是31P与32P。
在噬菌体侵染细菌的过程中，在噬菌体核酸注入细菌内时，噬菌体的蛋白质外壳留在细菌细胞外面。
而子代噬菌体的蛋白质外壳则是以细菌内的氨基酸为原料合成的。
所以子噬菌体的蛋白质外壳含35S元素。
从上述分析得知子代噬菌体的核酸含亲代噬菌体核酸中核苷酸的32P，说明亲代噬菌体的核酸传递到了子代，保持了遗传物质的连续性，因此核酸是遗传物质。
同样分析能说明蛋白质不是遗传物质。
【例6】下图中，烟草花叶病毒（TMV）与车前草病毒（HRV）的结构如A、B，侵染作物叶片的症状如C、D。
（1）用E去侵染叶片F时，叶片F患病的病状与
相同。
（2）F上的病毒的蛋白质外壳是以
为模板，以
为场所合成的，所需的氨基酸来自
（3）E的子代病毒的各项特性都是由
决定的。
（4）本实验证明
【答案】
（1）车前草病毒致病症状；
（2）HRV的RNA；
作物叶片F细胞的核糖体；
作物叶片F细胞内的氨基酸；
（3）HRV的RNA；
（4）RNA是遗传物质。
【解析】TMV与HRV两种病毒都是由RNA和蛋白质外壳组成，当以HRV的RNA和TMV的蛋白质组成新的病毒，侵染烟草后，烟草表现为HRV的患病症状，说明遗传物质是RNA而不是蛋白质。
七、“纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行”：
课后练习
（一）选择题
1、下列①、②、③、④均是遗传物质应具有的特点。
噬菌体侵染细菌实验能够直接证实核酸作为遗传物质具有的特点是（
①分子结构具有相对的稳定性
②能够自我复制，保持前后代的连续性
③能通过指导蛋白质合成，控制生物性状
④能产生可遗传的变异
A．①②
B．③④
C．①④
D．②③
2、下列只含一种核酸的生物是（
A．病毒
B．酵母菌
C．小麦
D．变形虫
3、（1997年上海高考试题）关于病毒遗传物质的叙述中，正确的是（
A、都是脱氧核糖核酸
B、都是核糖核酸
C、同时存在脱氧核糖核酸和核糖核酸
D、有的是脱氧核糖核酸，有的是核糖核酸
4、染色体和核酸的关系是（
（1）核酸位于染色体上，
（2）染色体就是核酸，
（3）核酸是染色体的主要成分，
（4）染色体和核酸都是遗传物质，
（5）每条染色体上含有一个核酸分子
A、
（1）（3）（5）
B、
（1）
（2）（3）
C、
（2）（3）（4）
D、（3）（4）（5）
5、噬菌体侵染细菌过程中合成的核酸属于（
A、细菌的
B、噬菌体的
C、细菌或噬菌体的
D、细菌和噬菌体的
6、生物界形形色色、丰富多彩的根本原因在于（
A、蛋白质的多种多样
B、核酸分子的复杂多样
C、自然环境的多种多样
D、非同源染色体组合形式多样
7、用噬菌体去感染体内含32P的细菌，在细菌解体后含32P的是（
A、子代噬菌体核酸
B、子代噬菌体蛋白质外壳
C、子代噬菌体所有部分
D、子代噬菌体不含32P
8、注射后能使小白鼠因患败血病而死亡的是（
A、R型肺炎双球菌
B、加热杀死后的R型肺炎双球菌
C、加热杀死后的S型肺炎双球菌
D、加热杀死后的S型肺炎双球菌与R型细菌混合
9、蛋白质不是遗传物质的原因之一是（
）
A、它的含量很少
B、它不能自我复制
C、它与新陈代谢无关
D、它的种类很多
10、肺炎双球菌转化实验中,发现无毒R型和被加热杀死的有毒S型细菌混合后,在小鼠体内找到了下列类型的细菌（
A、无毒R型、有毒S型
B、有毒R型、无毒S型
C、有毒R型、有毒S型
D、无毒R型、无毒S型
二、填空题
1、通过对生殖过程中，细胞的
、
和
过程进行研究，发现
在此过程中具有一定
性和
性。
2、作为遗传物质必须具备哪些特点：
①
；
②
③
④
3、通过哪些实验能证明核酸是遗传物质？
4.将有荚膜的S型肺炎链球菌注入到小白鼠体内会导致小白鼠因
而死亡，而无荚膜的R型细菌_____，但如果将R型细菌与加热杀死后的S型细菌混合再注入到小白鼠体内则________，此实验说明S型细菌体内存在着能使R型细菌转化成S型细菌的________，经实验证明这种物质是______。
5、科学家做了如下实验：
先用含放射性同位素35S的培养基培养细菌，使寄生在其体内的
噬菌体被标记，然后用被标记的噬菌体去感染细菌，结果是在细菌和子代噬菌体内均未找到35S；
又用放射性同位素32P标记噬菌体并让它去感染细菌，结果发现，少数子代噬菌体中带有32P。
（1）这个实验证明了噬菌体感染细菌时，进入细菌中的物质是_________，而不是________。
（2）这个实验说明起遗传作用的物质是__________。
6、分析噬菌体侵染细菌的示意图（见左图），回答下列问题：
（1）图C表明噬菌体侵染细菌时，留在细菌体外的物质是
，注入细菌体内的物质是
（2）合成D、E、F中子代噬菌体的蛋白质外壳的原料是由
提供的，其合成场所是
（3）图中的噬菌体在形态、大小等方面都完全相同。
这说明噬菌体的性状是由
传给后代的，也证明
是遗传物质。
（4）图A→B→C表示细菌体内的“?
?
”（即核酸）逐渐消失，这是因为
练习题参考答案：
一、选择题
1、D
2、A
3、D
4、A
5、B
6、B
7、A
8、D
9、B
10、A
1、有丝分裂；
减数分裂；
受精作用；
染色体；
稳定性；
连续性
2、略
3、略
4、患败血病；
小鼠正常；
小鼠死亡；
转化因子；
核酸
5、
（1）核酸；
蛋白质
（2）核酸
6、
（1）蛋白质；
（2）细菌；
细菌的核糖体
（3）核酸；
DAN
（4）核酸复制是半保留复制
2019-2020年高中生物《核酸是遗传物质的证据》教案2浙教版必修2
一、教学目标
1.知识目标
（1）概述噬菌体侵染细菌的实验
（2）概述肺炎双球菌的转化实验
（3）简述烟草花叶病毒的感染和重建实验
2．能力目标
（1）分析证明DNA是遗传物质的实验设计思路，提高逻辑思维的能力。
（2）用“同位素标记法”来研究噬菌体浸染细菌的实验，说明DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质，训练学生由特殊到一般的归纳思维的能力。
3．情感目标
学习科学家严谨细致的工作作风和科学态度以及对真理不懈追求的科学精神，进一步激发学生辩证唯物主义世界观的树立。
二、重点和难点
教学重点
（1）肺炎双球菌转化实验的原理和过程。
（2）噬菌体侵染细菌实验的原理和过程。
教学难点
（2）如何理解DNA是主要的遗传物质。
三、教学程序
教学
环节
教师
活动
学生
设计
意图
创设情境，导入新课
【展示资料】
资料一：
19世纪中期，孟德尔通过豌豆实验证明了生物的形状是由遗传因子（基因）所控制的
资料二：
20世纪初期，摩尔根通过果蝇实验证明了基因位于染色体上
资料三：
20世纪中期，科学家发现，染色体主要由蛋白质和DNA成分
【Q】在染色体上行驶遗传因子功能的到底是哪一成分呢？
【过渡】让我们跟着科学家的脚步一起来探究一下生物体内的遗传物质【展示与实验有关科学家的照片】
根据资料所创设的情境，学生进行讨论。
可能的回答：
蛋白质、DNA?
染色体、DNA和蛋白质这些名称在日常的生活中经常听到。
这些物质对现在的我们来说既熟悉又陌生。
因为在现实生活中无法亲眼看到，所以结合学生前两章的遗传学知识来导入本课。
通过创设情境的方式，激发学生的求知欲。
引导探索
一、肺炎双球菌实验
1、介绍肺炎双球菌
【展示肺炎双球菌图片】
S：
它的菌落光滑（smooth）,菌体有多糖类的胶状荚膜，是有毒性的球型菌，能使人患肺炎或使小鼠患败血症。
通常不能被宿主的正常防御机构破坏，因而影响宿主感染。
R：
它的菌落粗糙（rough），菌体无荚膜，是无毒性的细菌。
【播放实验动画】
A组：
给小鼠注射R型活菌到体内，小鼠不死亡
B组：
将有毒性的S型活菌注射到小鼠体内，小鼠死亡
C组：
将加热杀死后的S型活菌注射到小鼠体内，小鼠不死亡
【Q】将加热杀死后的S型活菌和R型活菌混合注射到小鼠体内，将会出现什么情况呢？
D组：
将加热杀死后的S型活菌和R型活菌混合注射到小鼠体内，小鼠死亡
3、实验分析
①对比A、B组实验现象，说明了什么？
S型活菌使小鼠死亡
②D组小鼠为什么会死亡？
由于体内活的S型细菌的作用
③活的S型菌是如何出现的呢？
活的R型菌转变为活的S型菌
④是什么物质导致活R型菌转变为S型菌的？
加热杀死的S型细菌中的某些物质，使R型菌变成了S型菌。
⑤如果你是当时的格里菲斯，你将会对实验做出怎么样的推断呢？
已经被加热杀死的S型细菌汇总，必然含有某种“转化因子”，能讲无毒的R型细菌转化为有毒性的S型细菌
二、寻找转化因子
1、【实验设计】
如果你是当时的科学家，你应该会设计怎么样的实验来证明：
转化因子是什么物质呢？
质样究二个__________________________________________________________________________________________________________________________？
【Q】你觉得要找出转化因子，最关键的设计思路是什么？
提示：
①性状是由染色体上的基因控制的
②那转化因子到底是组成染色体的蛋白质还是DNA？
把各种化合物分开，单独观察，确定唯一变量
【Q】针对这个实验，你的设计方法将是怎么样的呢？
把由S型细菌中分离、提取出的各种成分，单独作用于R型细菌。
提出问题：
S型菌种什么是转化因子？
实验材料：
两种类型的肺炎双球菌
作出假设：
设计实验
预期结果
2、【艾弗里实验】
S型活菌的DNA+R型菌→R型+S型
S型活菌的蛋白质\多糖荚膜+R型菌→R型
S型活菌的DNA+DNA酶+R型菌→R型
【Q】对比各组发现只有混合了S型菌DNA的组才能使R型菌发生转化，这说明了什么呢？
DNA才是转化因子
同时在实验过程中，如果提取的DNA越纯的话，那么其转化效率也就会越高。
但是艾弗里提取的DNA纯度最高时，还混有0.02%的蛋白质，于是有人怀疑有没有可能是这0.02%的蛋白质为转化因子呢？
三、噬菌体侵染细菌实验：
1、实验材料
T2噬菌体是一种专门寄生在大肠杆菌体内的病毒。
T2噬菌体侵染细菌后，就会在自身遗传物质的作用下，利用细菌的物质进行大量的繁殖。
T2噬菌体分为蛋白质的外壳以及DNA
2.实验方法和步骤
【Q】他们采取当时的一种新技术，放射性同位素标记法。
那标记在那种元素上，才能将蛋白质和DNA区分开来呢？
T2噬菌体DNA的组成元素：
C、H、O、N、P（标记32p）
T2噬菌体蛋白质的组成元素：
C、H、O、N、S（标记35s）
3.实验过程
用带35S的噬菌体侵染细菌，产生的新的噬菌体都不带标记。
用带35P的T2噬菌体侵染细菌，产生的新的噬菌体带标记。
用35P标记蛋白质的噬菌体侵染后，细菌体内无放射性，即表明噬菌体的蛋白质没有进入细菌内部；
而用32P标记DNA的噬菌体侵染细菌后，细菌体内有放射性，即表明噬菌体的DNA进入了细菌体内。
【Q】噬菌体在细菌体内的增殖是在哪种物质的作用下完成的？
子代噬菌体的蛋白质和DNA分别是怎样形成的？
噬菌体是在自身DNA的作用下在细菌体内完成增殖的。
DNA是自我复制形成的，蛋白质是在DNA指导下合成的。
【小结】证明了DNA能自我复制，具有连续性；
能指导蛋白质的合成。
DNA是遗传物质，蛋白质不是。
四、烟草花叶病病毒感染烟草的实验
教师提供给学生烟草花叶病病毒相关知识，引导学生设计实验方案证明RNA也是遗传物质
学生对实验结果进行猜测
。
学生结合肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌的实验进行分组讨论、设计实验方案，进行实验探究；
然后汇报交流实验方案和实验现象、分析原因。
通过实验激发学生的求知欲，使其非常想知道实验结果，可以达到活跃课堂气氛的目的
培养学生探究问题与设计实验的能力及创新意识。
归纳
总结
大多数生物以DNA为遗传物质，少数生物以RNA为遗传物质，所以核酸是一切生物的遗传物质，DNA是主要的遗传物质。
蛋白质不是遗传物质。
学生分析、讨论：
DNA是主要的遗传物质
培养学生分析、总结的能力。
培养学生自主学习的能力。
拓展
升华
如果你是科学家，请利用下列材料设计实验探究烟草花叶病毒的遗传物质。
材料：
两种类型的烟草花叶病毒（A型和B型）、RNA酶和蛋白酶，其他材料可以任取
已知烟草花叶病毒主要成分为RNA和蛋白质，A型花
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