3.1 dna是主要遺傳物質(zhì)（第1課時）（教學(xué)課件）-2023-2024學(xué)年人教版高一下生物

第3章

基因的本質(zhì)第1節(jié)DNA是主要的遺傳物質(zhì)（第1課時）自主學(xué)習(xí)科學(xué)史一：對遺傳物質(zhì)的早期推測蛋白質(zhì)DNA基本單位：常見的21種氨基酸基本單位：4種脫氧核苷酸20世紀20年代支持率很高20世紀30年代,少數(shù)支持各種氨基酸多種多樣的排列順序，可能蘊含著遺傳信息。遺憾：對DNA分子的結(jié)構(gòu)沒有清晰的了解提出質(zhì)疑尋找證據(jù)——實驗二：肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實驗（一）格里菲思肺炎鏈球菌體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗小鼠、肺炎鏈球菌?任務(wù)一：閱讀課本43頁，填寫兩種肺炎鏈球菌的特點：1.實驗材料：何為菌落？何為莢膜？有何作用？細菌等微生物在固體培養(yǎng)基中形成的肉眼可見的子細胞群體莢膜是某些細菌的細胞壁外面包圍膠狀物質(zhì)，成分為多糖對細菌起保護作用

類型

菌體表面特點致病性菌落表面特點S型細菌R型細菌有致病性人患肺炎小鼠患肺炎，并發(fā)敗血癥無致病性提出質(zhì)疑尋找證據(jù)——實驗提出質(zhì)疑尋找證據(jù)——實驗2：實驗過程任務(wù)一：閱讀教材43頁內(nèi)容，分析肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實驗不死亡注射R型活細菌死亡注射S型活細菌不死亡注射加熱致死的S型細菌死亡說明？問題1：格里菲思實驗自變量是什么?因變量是什么？自變量：給小鼠注射的細菌種類及是否有活性；因變量：小鼠是否能存活及體內(nèi)是否有活的S菌。問題2：1.2組實驗對照，說明了什么？R型細菌無致病性，無毒。S型細菌有致病性，能使小鼠死亡。

問題3：2.3組的實驗，說明了什么？問題4：推測導(dǎo)致小鼠死亡的S型活菌是怎么產(chǎn)生的？加熱殺死的S型細菌無致病性。S型細菌死而復(fù)生？提出質(zhì)疑尋找證據(jù)——實驗問題5：第4組中的小鼠為什么死亡了？由于體內(nèi)有活的S型細菌的作用問題6：第4組活的S型細菌如何出現(xiàn)？活的R型細菌轉(zhuǎn)變成了活的S型細菌。問題7：推測什么使活R型細菌轉(zhuǎn)變成活的S型細菌？加熱殺死S型細菌使活R型細菌發(fā)生了轉(zhuǎn)化。R型活菌S型活菌轉(zhuǎn)化格里菲斯推斷：加熱殺死的S型菌含有某種促使R型活細菌轉(zhuǎn)化為S型活細菌的活性物質(zhì)——“轉(zhuǎn)化因子”提出質(zhì)疑尋找證據(jù)——實驗任務(wù)二：尋找轉(zhuǎn)化因子構(gòu)成S型細菌的主要物質(zhì)有蛋白質(zhì)、DNA、脂質(zhì)、莢膜多糖等減法原理加法原理含義：與常態(tài)比較，人為增加某種影響因素的稱為“加法原理”。含義：與常態(tài)比較，人為去除某種影響因素的稱為“減法原理”。實驗組對照組實驗組實驗組提出質(zhì)疑尋找證據(jù)——實驗1.設(shè)計實驗探究S型細菌中哪種物質(zhì)是轉(zhuǎn)化因子，從加法原理和減法原理兩個方面說出實驗思路（先獨立思考，之后小組討論）思路1：將加熱致死S型菌各種物質(zhì)分離提純后與R型混合，觀察能否將R型菌轉(zhuǎn)化。思路2：用酶解法分別去除細胞提取液中各種成分后，觀察能否將R型菌轉(zhuǎn)化。活動二：尋找轉(zhuǎn)化因子任務(wù)二：尋找轉(zhuǎn)化因子提出質(zhì)疑尋找證據(jù)——實驗組別S型細菌細胞提取物的處理方法實驗結(jié)果第一組第二組第三組第四組第五組不作處理蛋白酶RNA酶脂酶DNA酶加人有R型活細菌的培養(yǎng)基中S型細菌細胞提取物R型細菌S型細菌R型細菌任務(wù)三：閱讀教材44頁第一二段，完成以下內(nèi)容（二）艾弗里肺炎鏈球菌體外轉(zhuǎn)化實驗提出質(zhì)疑尋找證據(jù)——實驗問題1：分析實驗變量？自變量：是否加入酶及酶的種類；因變量：培養(yǎng)基中是否有活得S菌。問題2：對照實驗如何進行的？第一組為空白對照組。第二至五組為實驗組。每組特異性的去除一種物質(zhì)，觀察S菌的活性。問題3：其巧妙之處是什么?運用“減法原理”，人為去除某個影響因素后，觀察實驗結(jié)果的變化。問題4：實驗結(jié)論是什么?DNA才是使R型細菌產(chǎn)生穩(wěn)定遺傳變化的物質(zhì)。提出質(zhì)疑尋找證據(jù)——實驗

RNA脂質(zhì)多糖S型細菌組分圖將DNA與蛋白質(zhì)等其他物質(zhì)分開，單獨、直接地觀察它們的作用。DNA蛋白質(zhì)關(guān)鍵思路：思考：探究“轉(zhuǎn)化因子”的設(shè)計思路，關(guān)鍵是什么？提出質(zhì)疑尋找證據(jù)——實驗任務(wù)四：對比體內(nèi)和體外轉(zhuǎn)化實驗，完成以下表格項目體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗體外轉(zhuǎn)化實驗培養(yǎng)細菌實驗對照巧妙構(gòu)思實驗結(jié)論聯(lián)系項目體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗體外轉(zhuǎn)化實驗培養(yǎng)細菌在小鼠體內(nèi)體外培養(yǎng)基實驗對照R型細菌與S型細菌的致病性對照S型細菌各組成成分的作用進行對照巧妙構(gòu)思用加熱殺死的S型細菌和R型活細菌混合注入小鼠體內(nèi)，與用加熱殺死的S型細菌注射到小鼠體內(nèi)作為對照實驗，說明確實發(fā)生了轉(zhuǎn)化每個實驗組用酶解法特異性地去除了一種物質(zhì)，從而鑒定出DNA是遺傳物質(zhì)實驗結(jié)論S型細菌體內(nèi)有“轉(zhuǎn)化因子”S型細菌的DNA是遺傳物質(zhì)聯(lián)系①所用材料相同②體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗是體外轉(zhuǎn)化實驗的基礎(chǔ)，體外轉(zhuǎn)化實驗是體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗的延伸③兩實驗都遵循對照原則、單一變量原則肺炎鏈球菌體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗和體外轉(zhuǎn)化實驗的比較1234提出“遺傳因子”，并總結(jié)遺傳規(guī)律孟德爾把“遺傳因子”命名為基因約翰遜提出基因在染色體上的假說薩頓實驗證明基因位于染色體上摩爾根科學(xué)家發(fā)現(xiàn)：染色體的主要組成成分是DNA和蛋白質(zhì)520世紀中葉通過對科學(xué)家揭示DNA是遺傳物質(zhì)過程的分析，你對科學(xué)發(fā)現(xiàn)的過程和方法有哪些領(lǐng)悟？通過對科學(xué)家揭示DNA是遺傳物質(zhì)過程的分析，你對科學(xué)發(fā)現(xiàn)的過程和方法有哪些領(lǐng)悟？科學(xué)精神

科學(xué)技術(shù)水平的發(fā)展課后習(xí)題·概念檢測1.枯草桿菌具有不同類型，其中一種類型能合成組氨酸。將從這種菌中提取的某種物質(zhì),加入培養(yǎng)基中，培養(yǎng)不能合成組氨酸的枯草桿菌,結(jié)果獲得了活的能合成組氨酸的枯草桿菌。這種物質(zhì)可能是()A.多肽B.多糖C.組氨酸D.DNAD

復(fù)習(xí)舊知引新課有沒有更好的材料、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？

艾弗里的實驗引起了人們的注意。既證明了DNA是遺傳物質(zhì)，同時證明了蛋白質(zhì)等不是遺傳物質(zhì)；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1952年，赫爾希和蔡斯以T2噬菌體為實驗材料，利用放射性同位素標(biāo)記的新技術(shù)，完成了另一個更具有說服力的實驗。三：噬菌體侵染細菌的實驗一種專門寄生在大腸桿菌體內(nèi)的病毒

特性：T2噬菌體侵染細菌時，DNA進入細菌細胞，蛋白質(zhì)外殼留在外面回歸課本探新知任務(wù)一：閱讀課本45頁第一段，回答以下問題：專門寄生于__________內(nèi)的病毒。

大腸桿菌DNA蛋白質(zhì)外殼(2)噬菌體的成分：噬菌體和大腸桿菌(1)生活方式：1.實驗材料：2.實驗方法：放射性同位素標(biāo)記法35S32PC、H、O、N、PC、H、O、N、S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(biāo)記DNA和蛋白質(zhì)選擇什么元素進行放射性標(biāo)記回歸課本探新知3.實驗過程：任務(wù)二：閱讀課本45頁第二段、46頁，回答以下問題：（1）標(biāo)記T2噬菌體：（以流程圖形式表示標(biāo)記過程）①.標(biāo)記思路：②.標(biāo)記過程：先標(biāo)記細菌→再用標(biāo)記后的大腸桿菌培養(yǎng)T2噬菌體→進而標(biāo)記T2噬菌體含35S的噬菌體含32P的噬菌體大腸桿菌含35S細菌培養(yǎng)基→含32P細菌培養(yǎng)基→含35S的細菌（大腸桿菌）含32P的細菌（大腸桿菌）培養(yǎng)培養(yǎng)T2噬菌體得到得到思考：能否用含35S、32P的培養(yǎng)基直接培養(yǎng)噬菌體的蛋白質(zhì)和DNA？若不能，請寫出培養(yǎng)的思路？回歸課本探新知35S標(biāo)記的噬菌體用35S標(biāo)記的噬菌體與大腸桿菌混合經(jīng)短時間保溫后用攪拌器攪拌離心檢測放射性細菌裂解后檢測子代放射性①用35S標(biāo)記的噬菌體侵染大腸桿菌（2）再用已標(biāo)記的含35S、32P的噬菌體分別侵染細菌：問題1：短時間保溫的目的？問題2：攪拌的目的?問題3：離心的目的？問題4：離心后的上清液中是什么？沉淀中是什么？問題5：預(yù)期放射性如何分布？實際實驗結(jié)果？很高上清液放射性很高無沉淀物放射性很低“短時間”：促使噬菌體充分侵染細菌；同時避免大腸桿菌裂解釋放子代噬菌體“保溫”：為噬菌體培養(yǎng)提供適宜的恒定的溫度，以保證酶的活性

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問題1：短時間保溫的目的？問題2：攪拌的目的?問題3：離心的目的？問題4：離心后的上清液中是什么？沉淀中是什么？問題5：預(yù)期放射性如何分布？實際實驗結(jié)果？（小組討論兩者結(jié)果差異）讓上清液中析出重量較輕的T2噬菌體顆粒，而離心管的沉淀物中留下被感染的大腸桿菌上清液放射性很高說明？T2噬菌體中的蛋白質(zhì)沒有進入大腸桿菌。沉淀物出現(xiàn)放射性原因？攪拌不充分，有少量含35S的噬菌體蛋白質(zhì)外殼吸附在細菌表面。（2）再用已標(biāo)記的含35S、32P的噬菌體分別侵染細菌：②

32P標(biāo)記的噬菌體侵染細菌：32P標(biāo)記的噬菌體經(jīng)短時間保溫后用攪拌器攪拌離心檢測放射性細菌裂解后檢測子代放射性用32P標(biāo)記的噬菌體與大腸桿菌混合問題：預(yù)期放射性如何分布？實際實驗結(jié)果？（小組討論兩者結(jié)果差異）保溫時間過短，部分噬菌體還未侵染細菌保溫時間過長，部分子代噬菌體已經(jīng)釋放無上清液放射性很低很高沉淀物放射性很高標(biāo)記部位35S標(biāo)記的蛋白質(zhì)32P標(biāo)記的DNA放射性情況上清液很高很低沉淀物很低很高子代噬菌體沒有檢測到35S檢測到32PDNA是T2噬菌體的遺傳物質(zhì)問題1：兩組實驗大腸桿菌內(nèi)放射性的分布情況說明？親代噬菌體的DNA傳遞給了子代噬菌體，蛋白質(zhì)則沒有蛋白質(zhì)外殼未進入大腸桿菌中，DNA進入到大腸桿菌中問題2：子代噬菌體有標(biāo)記的DNA，卻沒有標(biāo)記的蛋白質(zhì)。說明？4.實驗結(jié)果、結(jié)論：任務(wù)三：分析實驗結(jié)果，回答以下問題：任務(wù)三：分析所學(xué)三個實驗，回答以下問題：回歸課本探新知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？①個體小、結(jié)構(gòu)簡單（細菌是單細胞，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②繁殖快(細菌20-30分鐘就可繁殖一代，病毒短時間內(nèi)可大量繁殖)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？在每個實驗組中用酶解法特異性地去除S型細菌細胞提取物中的一種物質(zhì)，然后培養(yǎng)R型活菌，觀察在沒有這種物質(zhì)的情況下看能否發(fā)生轉(zhuǎn)化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）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？細菌的培養(yǎng)技術(shù)、物質(zhì)的提純和鑒定技術(shù)等噬菌體培養(yǎng)技術(shù)、同位素標(biāo)記技術(shù)、物質(zhì)的提純和分離技術(shù)等科學(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

再思考：有些病毒不含有DNA比如下圖所示病毒，只含有蛋白質(zhì)和RNA，它們的遺傳物質(zhì)是什么呢？煙草花葉病毒HIV病毒新型冠狀病毒回歸課本探新知煙草花葉病毒TMV是由RNA和蛋白質(zhì)組成的，在感染煙草時，會出現(xiàn)如圖致病斑。任務(wù)四：如果你和同學(xué)是科學(xué)家，請你們根據(jù)所學(xué)知識設(shè)計實驗證明煙草花葉病毒的遺傳物質(zhì)是什么？應(yīng)用所學(xué)探新知蛋白質(zhì)RNA分別侵染健康煙草植株患病不患病得到全新病毒不能得到病毒煙草花葉病毒組分單獨侵染煙草實驗(1)實驗過程及現(xiàn)象RNA蛋白質(zhì)(2)實驗結(jié)論：

是煙草花葉病毒的遺傳物質(zhì)，RNA應(yīng)用所學(xué)探新知四、煙草花葉病毒侵染煙草葉片實驗1.艾弗里等人的肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗和赫爾希與蔡斯的噬菌體侵染細菌實驗都證明了DNA是遺傳物質(zhì)。下列關(guān)于這兩個實驗的敘述正確的是A．二者都應(yīng)用同位素示蹤技術(shù)B．二者的設(shè)計思路都是設(shè)法把DNA與蛋白質(zhì)分開，研究各自的效應(yīng)C．艾弗里的實驗設(shè)置了對照，赫爾希與蔡斯的實驗沒有對照D．二者都誘發(fā)了DNA突變√評鞏固