北师大版必修2 第2章第5课时　DNA贮存遗传信息(Ⅰ) 学案.docx

第5课时dna贮存遗传信息()目标导读1.结合教材图文，概述肺炎双球菌转化实验的过程。2.分析教材图223，理解噬菌体侵染细菌的实验过程。3.结合教材图文，了解烟草花叶病毒的重建实验，认识到rna也是遗传物质。重难点击三组经典实验的原理及实验分析。一肺炎双球菌的转化实验为了证明dna和蛋白质在遗传中的作用，格里菲斯和艾弗里以肺炎双球菌为实验对象，分别做了体内和体外转化实验，请分析实验过程，归纳实验结论：1肺炎双球菌的特点名称有无荚膜菌体菌落特点有无毒性s型细菌有大而光滑有r型细菌无小而粗糙无2格里菲斯的体内转化实验(1)a组实验结果说明s型细菌有(有、无)毒性；b组实验说明r型细菌无毒性；c组实验说明加热杀死的s型细菌无毒性。(2)d组实验中小鼠死亡，从死亡的小鼠体内分离出了s型细菌，它是怎样产生的？答案s型细菌中的某种物质把r型活细菌转化为了s型活细菌。(3)格里菲斯的推论：加热杀死的s型细菌体内含有某种“转化因子”，能使r型细菌转化为s型细菌。(4)格里菲斯实验能否证明具体哪种物质是转化因子？答案格里菲斯实验表明：s型细菌含有能让r型细菌发生转化的“转化因子”，但该种转化因子是何种物质还不明确。3肺炎双球菌的体外转化实验(1)设计思路：将提纯的s型活细菌的dna、蛋白质和多糖等物质分别加入到含有r型细菌的培养基中，单独研究它们各自的功能。(2)实验过程及结果甲、乙、丁三组实验对照说明：dna是转化因子，蛋白质等其他物质不是转化因子。丙组实验的目的是什么？答案证实dna的分解产物不是转化因子，从反面证实了dna是遗传物质。小贴士现代研究表明，转化的实质是s型细菌的dna片段整合到了r型细菌的dna中，即实现了基因的重新组合，使r型细菌表达出荚膜的性状，变成了s型细菌。归纳提炼比较格里菲斯和艾弗里的实验项目体内转化实验体外转化实验实验者格里菲斯艾弗里及同事培养细菌用小鼠(体内)用培养基(体外)实验原则r型细菌与s型细菌的毒性对照s型细菌各成分作用的相互对照实验结果加热杀死的s型细菌能使r型细菌转化为s型细菌s型细菌的dna使r型细菌转化为s型细菌实验结论s型细菌体内有“转化因子”dna是使r型细菌产生稳定遗传变化的物质两个实验的联系(1)所用材料相同，都是肺炎双球菌：r型和s型；(2)体内转化实验是基础，仅说明s型细菌体内有“转化因子”，体外转化实验进一步证明“转化因子”是dna；(3)两实验都遵循对照原则、单一变量原则；(4)转化的实质是由于s型细菌的dna整合到了r型细菌的dna中，实现了基因的重新组合活学活用1某研究人员模拟肺炎双球菌的转化实验，进行了以下4个实验：s型细菌的dnadna酶加入r型细菌注射入小鼠r型细菌的dnadna酶加入s型细菌注射入小鼠r型细菌dna酶高温加热后冷却加入s型细菌的dna注射入小鼠s型细菌dna酶高温加热后冷却加入r型细菌的dna注射入小鼠(1)以上四个实验小鼠的存活情况依次是_、_、_、_。(2)将加热杀死的s型细菌与r型细菌相混合后，注射到小鼠体内，小鼠死亡，则小鼠体内s型、r型细菌含量变化情况最可能是下图中的哪个选项()问题导析(1)中加入了dna酶，s型细菌的dna被水解，加入r型活细菌后不能转化出s型活细菌，小鼠存活；中直接加入了s型活细菌，小鼠死亡；中没有(有、没有)活细菌，不会(会、不会)转化出s型活细菌；与相同，没有活细菌。(2)一开始，小鼠的免疫系统会杀死大多数的r型细菌，有一部分r型细菌转化为s型细菌，随着s型细菌的出现，小鼠的免疫系统逐渐被破坏，r型细菌、s型细菌数量都增加。答案(1)存活死亡存活存活(2)b解析将加热杀死的s型细菌与r型细菌相混合后，注射到小鼠体内，随着r型细菌转化成s型细菌，s型细菌的数量增加。r型细菌在小鼠体内开始时大部分会被免疫系统消灭，随着s型细菌增多，小鼠免疫系统被破坏，r型细菌数量又开始增加。二t2噬菌体侵染细菌的实验为了进一步研究生物的遗传物质，赫尔希和蔡思以t2噬菌体作为实验材料，做了利用放射性同位素标记的噬菌体侵染细菌的实验。阅读教材p21p22内容，完成下面的思考：1实验材料：t2噬菌体，如图1(1)结构：由头部和尾部组成，头部和尾部的外壳都是由蛋白质构成的，头部内含有dna。(2)特点：一种专门寄生在细菌细胞内的病毒，在宿主细胞外没有(有、没有)独立代谢能力，只能营寄生生活。2实验原理：如图2t2噬菌体侵染大肠杆菌后，会在自身遗传物质的作用下，利用大肠杆菌体内的物质来合成自身的组成成分，进行大量增殖。当噬菌体增殖到一定数量后，大肠杆菌裂解，释放出子代的噬菌体。3实验方法：放射性同位素标记法，用35s标记一部分噬菌体的蛋白质，用32p标记另一部分噬菌体的dna。小贴士标记元素分析,因噬菌体蛋白质含有硫元素而dna没有此元素，所以用35s标记蛋白质；dna含有磷元素而蛋白质没有此元素，所以用32p标记dna；因dna和蛋白质都含有c、h、o、n元素，所以此实验不能标记c、h、o、n元素。4实验过程第一步：标记细菌细菌含35s的培养基含35s的细菌；细菌含32p的培养基含32p的细菌第二步：标记噬菌体噬菌体含35s的细菌含35s的噬菌体；噬菌体含32p的细菌含32p的噬菌体第三步：噬菌体侵染细菌含35s的噬菌体细菌上清液放射性高，沉淀中放射性很低；含32p的噬菌体细菌清液放射性低，沉淀中放射性很高5.实验分析(1)实验中能否直接用含有放射性同位素的培养基来培养噬菌体呢？答案不能。噬菌体是营寄生生活的，不能直接用普通培养基培养，因此必须先用含有放射性物质的培养基培养细菌，再让噬菌体去侵染细菌。(2)实验中搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离；离心的目的是让上清液中析出重量较轻的蛋白质外壳，离心管的沉淀物中留下被感染的大肠杆菌。(3)结合实验结果分析6实验结论：噬菌体的遗传物质是dna。归纳提炼实验误差分析(1)用32p标记的噬菌体侵染大肠杆菌，上清液中有少量放射性的原因保温时间过短，部分噬菌体没有侵染到大肠杆菌细胞内，经离心后分布于上清液中，使上清液出现放射性；保温时间过长，噬菌体在大肠杆菌内增殖后释放子代，经离心后分布于上清液，也会使上清液的放射性含量升高。(2)用35s标记的噬菌体侵染大肠杆菌，沉淀物中也有少量放射性的原因：由于搅拌不充分，有少量35s的噬菌体蛋白质外壳吸附在细菌表面，随细菌离心到沉淀物中，使沉淀物中出现少量的放射性。活学活用21952年，赫尔希和蔡思利用同位素标记法完成了著名的噬菌体侵染细菌的实验。(1)下图中锥形瓶内的培养液是用来培养_的。(2)如果让放射性同位素主要分布在图中离心管的上清液中，则获得该实验中的噬菌体的培养方法是_。a用含35s的培养基直接培养噬菌体b用含32p的培养基直接培养噬菌体c用含35s的培养基培养细菌，再用此细菌培养噬菌体d用含32p的培养基培养细菌，再用此细菌培养噬菌体(3)用被32p标记的噬菌体去侵染未被标记的大肠杆菌，离心后，发现上清液中有放射性物质存在，这些放射性物质的来源可能是_。问题导析(1)噬菌体寄生在大肠杆菌体内，要标记噬菌体需要首先培养作标记的大肠杆菌。(2)离心后上清液中主要含有噬菌体的蛋白质外壳，下层沉淀物中主要含有被噬菌体dna侵染的大肠杆菌。要让放射性主要分布在图中上清液中，则需要噬菌体的蛋白质外壳被标记。(3)用被32p标记的噬菌体去侵染未被标记的大肠杆菌，放射性主要分布在沉淀物中，但如果实验中保温时间过短，部分噬菌体没有侵染大肠杆菌，或者保温时间过长大肠杆菌裂解，部分噬菌体被释放出来，则上清液中也可检测到部分放射性。答案(1)大肠杆菌(2)c(3)没有侵入大肠杆菌的噬菌体或侵入大肠杆菌的噬菌体经增殖后释放出的子代噬菌体解析(1)若要标记噬菌体，必须先标记大肠杆菌，再用噬菌体去侵染大肠杆菌，因为噬菌体只能寄生在活细胞中，不能用培养液直接培养噬菌体。(2)若在上清液中放射性较高，说明用35s标记了蛋白质外壳，若在沉淀物中放射性较高，则说明用32p标记了dna。(3)用32p标记噬菌体后，沉淀物中放射性较高。若上清液中也有少量放射性物质，可能的原因是：存在没有侵入大肠杆菌的噬菌体或侵入大肠杆菌的噬菌体经增殖后释放出的子代噬菌体。三rna也是遗传物质1证明rna是遗传物质的实验1957年科学家富兰克林科瑞特做了烟草花叶病毒的重建实验，过程如图：(1)烟草花叶病毒含有的核酸只有rna，没有dna。(2)如果只用烟草花叶病毒的蛋白质去感染烟草，烟草不会(会、不会)出现病斑，如果用烟草花叶病毒的rna去感染烟草，烟草会(会、不会)出现病斑。(3)利用不同种类的蛋白质和核酸进行重建的杂种病毒去感染烟草，烟草出现的病斑类型总是和提供rna的病毒一致。(4)此实验说明：生物体中的核酸只有rna时，rna是遗传物质。2综合肺炎双球菌转化实验、t2噬菌体侵染细菌的实验和烟草花叶病毒的重建实验，我们可以得出，绝大多数生物的遗传物质是dna，只含有rna和蛋白质的病毒的遗传物质是rna，所以说dna是主要的遗传物质。3遗传物质的特点(1)分子结构具有相对的稳定性。(2)能够自我复制，保持亲子代遗传信息的连续性。(3)决定生物体的性状，控制生命的新陈代谢过程。(4)能够产生可遗传的变异。归纳提炼生物体内核酸的种类及遗传物质的判别生物类型所含核酸遗传物质举例细胞生物真核生物dna和rnadna酵母菌、玉米、人原核生物细菌、蓝细菌非细胞生物大多数病毒仅有dnadnat2噬菌体极少数病毒仅有rnarna艾滋病病毒、sars病毒活学活用3回答下列有关遗传物质的问题：(1)人、噬菌体、烟草花叶病毒及根瘤菌的遗传物质分别是_、_、_、_。(2)下列有关遗传物质的叙述，正确的是()adna是所有生物的遗传物质b真核生物的dna都以染色体为载体c遗传物质在亲代与子代之间传递性状d核酸是一切生物的遗传物质(3)下列哪项不是蚕豆细胞内遗传物质的载体()a染色体 b叶绿体c线粒体 d核糖体问题导析(1)生物体内dna和rna都有或只有dna时，遗传物质为dna；只有rna时，遗传物质为rna。(2)真核生物细胞核中的dna都以染色体为载体，细胞质中dna的载体为线粒体和叶绿体；遗传物质在亲代与子代之间传递遗传信息，遗传信息控制生物体的性状。(3)蚕豆细胞为真核细胞，遗传物质的载体可以为染色体、叶绿体、线粒体；核糖体中的rna不能(能、不能)作为遗传物质。答案(1)dnadnarnadna(2)d(3)d解析遗传物质在亲代与子代之间传递遗传信息；真核生物中dna的主要载体是染色体，另外线粒体和叶绿体也是dna的载体。当堂检测1下列关于探索dna是遗传物质实验的相关叙述，正确的是()a格里菲斯实验中肺炎双球菌r型转化为s型是基因突变的结果b格里菲斯实验证明了dna是肺炎双球菌的遗传物质c赫尔希和蔡思实验中t2噬菌体的dna是用32p直接标记的d赫尔希和蔡思实验证明了dna是t2噬菌体的遗传物质答案d解析格里菲斯实验中肺炎双球菌r型转化为s型是基因重组的结果，a错误；格里菲斯实验证明了s型细菌中存在一种转化因子，使r型细菌转化为s型细菌，b错误；t2噬菌体属于病毒，营寄生生活，需先标记细菌，再标记噬菌体，c错误；赫尔希和蔡思的t2噬菌体侵染细菌实验证明了dna是t2噬菌体的遗传物质，d正确。2在探索遗传物质的过程中，赫尔希和蔡思做了t2噬菌体侵染细菌的实验。下列有关叙述正确的是()a用32p、35s标记同一组t2噬菌体的dna和蛋白质b该实验的步骤是标记、培养、搅拌、离心、检测c用含有充足有机物的完全培养基培养t2噬菌体d该实验证明了dna是主要的遗传物质答案b解析32p、35s分别标记不同组t2噬菌体的dna和蛋白质，a错误；该实验先标记噬菌体，然后用标记的噬菌体侵染大肠杆菌培养噬菌体，之后进行搅拌和离心，最后检测上清液和沉淀物的放射性，b正确；t2噬菌体只能用活的细胞培养，不能用培养基培养，c错误；该实验证明了dna是遗传物质，而不能证明dna是主要的遗传物质。3在肺炎双球菌的转化实验中，在培养有r型细菌的1、2、3、4四支试管中，依次分别加入从s型活细菌中提取的dna、dna和dna酶、蛋白质、多糖，经过培养，检查结果发现试管内出现s型活细菌的是()a3和4 b1、3和4c2、3和4 d1答案d解析3、4两支试管内的r型细菌因为没有s型细菌的dna，所以都不会发生转化；2号试管虽然有dna，但被dna酶分解，所以也不会发生转化；1号试管内有s型细菌的dna，所以会使r型细菌转化成s型活细菌。4下列有关生物体遗传物质的叙述，正确的是()a豌豆的遗传物质主要是dnab酵母菌的遗传物质主要分布在染色体上ct2噬菌体的遗传物质含有硫元素dhiv的遗传物质水解产生4种脱氧核糖核苷酸答案b解析a项错误：豌豆的遗传物质只有dna；b项正确：中酵母菌的遗传物质dna主要分布在染色体上，细胞质中也有；c项错误：t2噬菌体的遗传物质是dna，不含s元素；d项错误：hiv的遗传物质是rna，水解后产生4种核糖核苷酸。5在噬菌体侵染大肠杆菌的