《遗传信息》导学案

《遗传信息》导学案学习目标：1、阅读DNA是遗传物质的实验证据，认识核酸是遗传物质的事实，感受科学探究的过程，感悟科学家在探究过程中勇于探索的精神以及严谨的科学态度。2、理解DNA分子的化学组成、碱基配对原则。3、理解DNA分子的双螺旋结构。4、知道DNA与基因的关系，懂得遗传物质和遗传信息的重要价值。学习重点：1.DNA是遗传物质的实验证明（噬菌体侵染大肠杆菌实验）（发现之路中的肺炎双球菌转化实验）2.DNA分子的结构特点,尤其是其双螺旋结构（包括碱基配对原则）3.基因的实质（基因的脱氧核苷酸序列不同，所携带的遗传信息就不同）学习难点：1、DNA的双螺旋结构2、DNA和基因的关系,基因的实质（基因的脱氧核苷酸序列不同，所携带的遗传信息就不同）知识精要：1、DNA具备作为遗传物质的条件：(1)分子结构具有相对的稳定性，并储有大量遗传信息；(2)能够自我复制，使前后代保持一定的连续性；(3)能够指导蛋白质的合成，从而控制新陈代谢过程和性状；(4)能够产生可遗传的变异。这可以通过两个经典实验来证明：（1）噬菌体侵染细菌的实验；（2）肺炎双球菌转化实验。蛋白质虽然结构复杂，但不能自我复制，分子结构也不稳定，所以蛋白质不可能是遗传物质。2、DNA是由脱氧核苷酸聚合而成的大分子化合物,每两个脱氧核苷酸之间以磷酸与脱氧核糖连接,形成多核苷酸链.两条多核苷酸链之间通过碱基配对相连接,互相平行的多核苷酸链形成双螺旋结构.DNA是绝大多数生物的遗传物质,在某些不含DNA的病毒中，遗传物质是RNA。3、基因是携带遗传信息，并具有遗传效应的DNA片段。每个基因由成百上千对脱氧核苷酸组成。基因的脱氧核苷酸序列不同，所携带的遗传信息就不同。生物体的形态、生理和行为等生物性状由蛋白质决定，而蛋白质的合成是由基因指导和控制的。学习过程指导：遗传物质DNA：在学习新课时，先复习旧知识（DNA在哪里？染色体的化学成分是和。）再思考问题：遗传物质究竟是DNA还是蛋白质，为什么？（用实验事实证明）：噬菌体侵染细菌的实验：1952年赫尔希和沙斯设计了一个巧妙实验。实验步骤如下表：实验过程结果标记侵染搅拌第一组用35S标记了一部分噬菌体用被标记的两种噬菌体分别去侵染未被标记细菌上清液的放射性很高沉淀物的放射性很低细菌内新形成的噬菌体中没有检测到35S第二组用32P标记了另一部分噬菌体上清液的放射性很低沉淀物的放射性很高细菌内新形成的噬菌体中检测到32P注：上清液为重量较轻的噬菌体；沉淀物为被感染的大肠杆菌。（1）该实验用了什么方法？在什么探究中还用过此方法？（2）用35S、32P标记物质的理论基础是什么？能否用14C和18（3）如果实验用上述方法进行，测试的结果如何？表明了什么？（4）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？（5）此实验的指导思想是什么？（6）此实验证明DNA具备遗传物质的哪些特性？实验的结论是什么？肺炎双球菌转化实验：1928年，英国科学家格里菲思用肺炎双球菌在小鼠身上进行转化实验。实验步骤如下表：实验过程结果第一步无毒性的R型活细菌注射到鼠体内鼠不死亡第二步有毒性的S型活细菌注射到鼠体内鼠死亡第三步加热杀死的S型细菌注射到鼠体内鼠不死亡第四步无毒性的R型活细菌与加热杀死的S细菌混合后注射到鼠体内鼠死亡，并且从鼠体内分离出有毒性的S型活细菌，其后代也有毒性。（1）实验先进行第一、二步的目的是什么？可否直接进行第四步？（2）用“条件──结果”分析法，分析第一、二步说明什么？第二、三步说明什么？第三、四步说明什么？（3）该实验有无证明DNA是遗传物质？该实验的结论是什么？1944年，美国的科学家艾弗里和他的同事进行了确定转化因子的实验，并获得了成功。实验步骤如下图：（1）实验过程中①②③④步说明了什么？⑤⑥⑦步说明了什么？（2）艾弗里等人发现，通过1～7的实验步骤并不严密，仍不足以完全说明DNA是转化因子即是遗传物质，为此他们又设计了⑧，用DNA酶处理DNA，使其水解，结果在培养R型活细菌的培养基中没有发现S型细菌。这组实验的必要性是什么？（3）实验最关键的设计思路是什么？（4）通过上述实验，能证明DNA是主要的遗传物质而蛋白质不是遗传物质吗？S型肺炎球菌菌落特点是；而R型肺炎球菌菌落特点是；肺炎双球菌转化实验可以说明：是遗传物质；巩固性练习：（课堂完成，检测课堂学习效果）1、关于格里菲思肺炎双球菌在小鼠身上进行转化实验叙述正确的是（D）A、R型细菌有荚膜，因此它无毒性B、S型细菌无荚膜，因此它无毒性C、加热杀死的S型细菌注射到鼠体内，鼠死亡D、无毒性的R型活细菌与加热杀死的S型细菌混合后，可转化成有毒性的S型活细菌。2、在肺炎双球菌的转化实验中转化因子是（D）A、荚膜B、蛋白质C、R型细菌的RNAD、S型细菌的DNA3、用DNA酶处理从S型细菌中提取的DNA，使其水解，就不能使R型活细菌发生转化。下列实验叙述不正确的是（A）A、该实验是格里菲思转化实验的主要环节B、该实验反面证实了DNA是遗传物质C、该实验证实DNA分解产物不是遗传物质D、该实验证实DNA分解产物不是转化因子4、噬菌体在繁殖的过程中所利用的原料是（C）A、自身的核苷酸和氨基酸B、自身的核苷酸和细菌的氨基酸C、细菌的核苷酸和氨基酸D、自身的氨基酸和细菌的核苷酸5、下列关于噬菌体叙述正确的是（B）A、有细胞结构B、是一种寄生于细菌体内的病毒C、是一种专门寄生于动物体内的病毒D、是一种细菌6、用同位素35S和32P分别标记噬菌体的蛋白质和DNA，然后用被标记的两种噬菌体分别去侵染大肠杆菌，()进入细菌体内的成分有（B）A、35SB、32PC、35S和32PD、不含35S和32P2、知识拓展：1病毒的重新构建和侵染的实验──证明RNA是遗传物质1957年，格勒（Girer）和施拉姆（Schramm）的实验。烟草花叶病毒（简称TMV），它的基本成分就是蛋白质和RNA。格勒和施拉姆作了如下实验：①用石炭酸处理这种病毒，把蛋白质去掉，只留下RNA，再将RNA接种到正常的烟草上，结果发生了花叶病；②如果用蛋白质部分侵染正常烟草，则不发生花叶病。此实验的结论是什么？此实验的结论是RNA起着遗传物质的作用，而蛋白质不是遗传物质。以后有人将车前草病毒（HRV）与烟草花叶病毒(TMV)的RNA、蛋白质分离、组合，分别进行实验，进一步明确RNA也是遗传物质。实验步骤如下：①用车前草病毒（HRV）与烟草花叶病毒（TMV）分别感染烟草叶片出现两种不同病斑，如示意图（a）、(b)。②用烟草花叶病毒（TMV）的蛋白质外壳去侵染烟草叶片。③用车前草病毒（HRV）的RNA去侵染烟草叶片。④将车前草病毒（HRV）的RNA与烟草花叶病毒的蛋白质结合在一起，形成一个类似“杂种”的新品系，用它进行侵染实验。（1）根据所学知识分析实验过程②③④步的结果是什么？画示意图。过程2的结果是蛋白质不是遗传物质，用其单独侵染不会使烟草叶片致病，如示意图(c)；过程3的结果是用车前草病毒（HRV）的RNA去侵染烟草叶片，则RNA会在寄主细胞中复制并产生大量车前草病毒（HRV），使烟草叶片致病，病斑如示意图(d)；过程4的结果是用“杂种”病毒侵染烟草叶片致病，病斑如示意图(e)。（2）上述“杂种”病毒繁殖的后代是那种病毒？画一个该病毒的示意图。“杂种”病毒繁殖的后代是车前草病毒（HRV）