2022年高中生物《核酸是遺傳物質的證據(jù)》教案1 浙教版必修2

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1、2022年高中生物《核酸是遺傳物質的證據(jù)》教案1 浙教版必修2 教學目標 （一）知識目標 掌握證明核酸是遺傳物質的兩個實驗的過程和原理，以及從實驗中得出的結論（核酸是遺傳物質）。 （二）能力目標 通過重演科學家發(fā)現(xiàn)核酸是主要遺傳物質的過程，學會科學研究的方法和實驗設計的基本步驟。 （三）情感目標 1、概述人類對遺傳物質的探索過程，認同科學認識是不斷深化、不斷完善的過程。 2、通過學生自己設計驗證性實驗，培養(yǎng)分析問題、解決問題的能力，發(fā)展科學思維和創(chuàng)新的能力。 （四）重點難點 1、重點：肺炎雙球菌轉化實驗和噬菌體侵染細菌實驗的原理和過程。 2、難點：肺炎雙球菌轉化實驗的原理

2、和過程。 課時說明 本節(jié)內(nèi)容1課時，授課過程（包括與學生的互動）大約用時30 min，例題解析以隨堂練習的方式完成，課后練習可作為作業(yè)。對于例題解析和課后練習可根據(jù)時間情況靈活選用。 ?導入：有趣的生物遺傳現(xiàn)象 1、種瓜得瓜，種豆得豆。 2、龍生龍，鳳生鳳，老鼠的兒子會打洞。 另外，“老子英雄兒好漢”“將門生虎子”也在一定程度上說明了遺傳的作用（這兩句俗語還要考慮家庭教養(yǎng)環(huán)境的影響，與本文無關，不再贅述）。 概括：生物親代與子代之間，在形態(tài)、結構和生理功能上常常相似，這就是遺傳現(xiàn)象。 一、人類對遺傳本質的探究 19世紀中葉，孟德爾通過植物的雜交實驗提出生物的每一個性狀都是通過

3、遺傳因子（后稱基因）來傳遞的。遺傳因子在體細胞中成對存在，在減數(shù)分裂形成的配子中成單存在，配子結合（受精作用）后，遺傳因子又恢復到成對狀態(tài)。 19世紀末，科學家研究了生物生殖過程中細胞的有絲分裂、減數(shù)分裂和受精過程，了解到染色體的活動有一定的規(guī)律：體細胞（2N）；配子（N）；受精卵（2N）。 據(jù)此，有人設想：莫非遺傳因子就是染色體，一條染色體就是一個遺傳因子？這不可能，因為生物的性狀很多，而染色體的數(shù)目有限。那么，一定是一個染色體上有許多個遺傳因子（基因）?；谶@樣的認識，1903年薩頓和鮑維里提出遺傳因子存在于染色體上的假說。后來事實證明了這一點。 仲老師語錄： 在人類前行的文明史上

4、，每一個偉大的假設都跟隨著一個偉大的發(fā)現(xiàn)。?? ：） 在證明核酸是遺傳物質還是蛋白質是遺傳物質的實驗中最關鍵的設計思路是什么？ （必須將蛋白質與核酸分開，單獨、直接地觀察它們的作用，才能確定究竟誰是遺傳物質。） 二、核酸作為遺傳物質具備的條件 1、分子結構具有相對的穩(wěn)定性，但在特殊情況下又能產(chǎn)生可遺傳的變異； 2、能自我復制，前后代保持一定的（連續(xù)性）； 3、能指導蛋白質的合成，從而控制生物的新陳代謝和性狀； 4、具有存儲巨大數(shù)量遺傳信息的能力。 ?什么結構或物質具備這些條件呢？ ? ? 三、核酸（核酸、RNA）是遺傳物質的實驗證據(jù) 證據(jù)一：肺炎雙球菌的轉化實驗——核酸

5、是遺傳物質 （一） 格里菲思細菌轉化實驗 1、兩種菌落的比較 ? 菌落 莢膜 毒性 R型細菌菌落 粗糙 無莢膜 無毒 S型細菌菌落 光滑 有莢膜 有毒 2、實驗過程 3、小結 步驟 方? 法 現(xiàn) 象 結????????? 論 1 R菌活菌注射 小白鼠正常 R菌無毒性 2 S菌活菌注射 小白鼠死亡 S菌能使小白鼠致病 3 S菌高溫滅活 小白鼠正常 加熱殺死的S菌不使小白鼠致死 4 高溫滅活：S菌+R菌 小白鼠死亡 死亡的S菌中可能有使R菌轉化因子 5 提取4實驗死鼠 發(fā)現(xiàn)S活菌 死亡的S菌能使R菌轉化為S菌 ?

6、 為什么第四組實驗將R型活細菌和加熱殺死后的S型細菌混合后注射到小鼠體內(nèi)，導致小鼠死亡？(因為R型細菌轉化成了S型細菌，使小鼠患敗血癥而死亡.) 格里菲思實驗的結論是什么? 實驗結論：已經(jīng)被加熱殺死的S型細菌中，必然含有某種促成這一轉化的活性物質（轉化因子）。 （二）艾弗里核酸轉化實驗(圖解) 艾弗里的思路 1．實驗材料：選用肺炎雙球菌。 2．假　　設：核酸是遺傳物質。 3．實驗操作：將S型細菌中的多糖、 蛋白質、脂類和核酸等提取出來，分別與R 型細菌進行混合。 4．預期結果：只有核酸與R型細菌進行混合，才能使R型細菌轉化成S型細菌。 5．實驗結果：與預期結果吻合。

7、6．分析結論：核酸是遺傳物質。 由此可見，科學家是設法把核酸與蛋白質分開，從而單獨地、直接地去觀察核酸的作用。 但是，艾弗里轉化實驗所使用的核酸中仍然含有極少量的蛋白質。因此人們認為不能完全排除蛋白質的作用。那么，還有沒有更具有說服力的方法來證明核酸是遺傳物質呢？ 證據(jù)二：噬菌體侵染細菌的實驗——核酸是遺傳物質 實驗過程及結果： ? 親代噬菌體 寄主細胞內(nèi) 子代噬菌體 實驗結論 第一組實驗 32P標記核酸 有32P標記核酸 核酸有32P標記 核酸分子具有連續(xù)性，是遺傳物質 第二組實驗 35S標記蛋白質 無35S標記蛋白質 外殼蛋白質無35S ：某些不含有核

8、酸的病毒，其遺傳物質又是什么呢？ 證據(jù)三：煙草花葉病毒侵染煙草的實驗——RNA也是遺傳物質 結論：RNA也是遺傳物質，蛋白質不是遺傳物質。 四、“千淘萬漉雖辛苦，吹盡黃沙始到金”：結論 想一想： 為什么說：“核酸是主要的遺傳物質，染色體是遺傳物質的主要載體？” 核酸（一切生物的遺傳物質） 核酸（脫氧核糖核酸） RNA（核糖核酸） 五、“欲窮千里目，更上一層樓”（超越科學家）：自主探究 艾弗里的實驗雖然得到了大多數(shù)科學家的認可，但仍然有人提出了異議。你能分析一下這個實驗存在哪些不足嗎？應該怎樣改進呢？ ? 六、“黃沙百戰(zhàn)穿金甲,不破樓蘭終不還”：例題解析 【例1】將分離

9、后的S型有莢膜肺炎雙球菌的蛋白質外殼與R型無莢膜的肺炎雙球菌混合注入小白鼠體內(nèi)，小白鼠不死亡，從其體內(nèi)分離出來的仍是R型肺炎雙球菌。將分離后的S型肺炎雙球菌的核酸與R型肺炎雙球菌混合注入小白鼠體內(nèi)，則小白鼠死亡，并從體內(nèi)分離出來了S型有莢膜的肺炎雙球菌。以上實驗說明 (?? ) A、R型和S型肺炎雙球菌可以互相轉化 B、S型的蛋白質外殼可誘導R型轉化為S型 C、S型的核酸可誘導R型轉化為S型，說明了核酸是遺傳物質 D、R型的核酸可使小鼠致死 【答案】C 【解析】將分離后的S型有莢膜肺炎雙球菌的蛋白質外殼與R型無莢膜的肺炎雙球菌混合注入小白鼠體內(nèi)，小白鼠不死亡，說明S型有莢膜肺炎雙球

10、菌的蛋白質不能控制產(chǎn)生出能致死的S型的肺炎雙球菌。將分離后的S型肺炎雙球菌的核酸與R型肺炎雙球菌混合注入小白鼠體內(nèi)則小白鼠死亡，并從體內(nèi)分離出來了S型有莢膜的肺炎雙球菌，說明S型肺炎雙球菌的核酸能控制形成新的S型有莢膜肺炎雙球菌，使生物致死。說明核酸是遺傳物質。 【例2】用核酸酶處理過的S型細菌不能使R型細菌發(fā)生轉化。下列關于這一實驗的敘述，不正確的是（? ） A、這個實驗是為了證實核酸的分解產(chǎn)物不是遺傳物質。 B、這個實驗是為了從反面證明核酸是遺傳物質。 C、這個實驗證實核酸的分解產(chǎn)物不是“轉化因子”。 D、這個實驗是艾弗里關于遺傳物質研究的重要工作之一。 【答案】A 【解析】

11、這是艾弗里在證明核酸是遺傳物質的過程中，為了進一步從反面證明核酸是遺傳物質而做的一個實驗，它是關于遺傳物質研究的一個重要組成部分，其主要目的在于從反面證明核酸是遺傳物質，而不是為了證明核酸的分解產(chǎn)物是不是遺傳物質。 【例3】噬菌體侵染細菌的實驗中，子代噬菌體的蛋白質外殼是（? ） A、在噬菌體核酸的指導下，用細菌的物質合成的 B、在細菌核酸的指導下，用細菌的物質合成的 C、在噬菌體核酸的指導下，用噬菌體的物質合成的 D、在細菌核酸的指導下，用噬菌體的物質合成的 【答案】A 【解析】當噬菌體侵染細菌時，注入到細菌細胞內(nèi)的只有噬菌體核酸，子代噬菌體的蛋白質外殼和核酸都是在噬菌體核酸的

12、指導下，用細菌的氨基酸和脫氧核苷酸合成的。 【例4】下列能通過噬菌體侵染細菌實驗過程證實的是(??? ) A、核酸能產(chǎn)生可遺傳的變異??????????? B、核酸是遺傳物質 C、核酸能自我復制??????????????????? D、核酸能控制蛋白質合成 【答案】B、C、D 【解析】此實驗產(chǎn)生的子代噬菌體與親代噬菌體相似，無可遺傳變異產(chǎn)生。因親代噬菌體的核酸進入細菌體內(nèi)，蛋白質外殼留在外面，所以完成核酸復制、指導子代噬菌體蛋白質外殼的形成等過程都是親代噬菌體核酸分子的作用，同時證明了核酸是遺傳物質。 ? 噬菌體成分 細菌成分 核苷酸標記 32P 31P 氨基酸標記

13、 32S 35S 【例5】某科學家做“噬菌體侵染細菌實驗”時，分別用同位素32P和35S做了標記(見下表)：此實驗所得結果是子噬菌體和母噬菌體的外形及侵染細菌的特性均相同。請分析： (1)子噬菌體的核酸分子中含有的上述元素是；????? (2)子噬菌體的蛋白質分子中含有的上述元素是；????? (3)此實驗說明了??????????? 。 【答案】 (1) 32P、31P；(2) 35S； (3)核酸是遺傳物質。 【解析】在噬菌體侵染細菌的實驗中，噬菌體的核酸被注入細菌細胞內(nèi)，并在細菌內(nèi)以細菌的核苷酸為原料，以噬菌體的核酸分子為模板合成許多和親代噬菌體一樣的核酸。這樣在細菌內(nèi)

14、新形成的子代噬菌體的核酸既有以細菌內(nèi)的核苷酸為原料新合成的核酸鏈，又有原來注入到細菌體內(nèi)的親代噬菌體核酸鏈。所以子噬菌體的核酸分子中含有的上述元素是31P與32P。在噬菌體侵染細菌的過程中，在噬菌體核酸注入細菌內(nèi)時，噬菌體的蛋白質外殼留在細菌細胞外面。而子代噬菌體的蛋白質外殼則是以細菌內(nèi)的氨基酸為原料合成的。所以子噬菌體的蛋白質外殼含35S元素。從上述分析得知子代噬菌體的核酸含親代噬菌體核酸中核苷酸的32P，說明親代噬菌體的核酸傳遞到了子代，保持了遺傳物質的連續(xù)性，因此核酸是遺傳物質。同樣分析能說明蛋白質不是遺傳物質。 【例6】下圖中，煙草花葉病毒(TMV)與車前草病毒(HRV) 的結構如A

15、、B，侵染作物葉片的癥狀如C、D。? (1)用E去侵染葉片F(xiàn)時，葉片F(xiàn)患病的病狀與????? 相同。 (2)F上的病毒的蛋白質外殼是以???? 為模板，以?????? 為場所合成的，所需的氨基酸來自?????? 。 (3)E的子代病毒的各項特性都是由????? 決定的。 (4)本實驗證明????????????? 。 【答案】 (1)車前草病毒致病癥狀；(2)HRV的RNA；作物葉片F(xiàn)細胞的核糖體；作物葉片F(xiàn)細胞內(nèi)的氨基酸；(3)HRV的RNA；(4)RNA是遺傳物質。 【解析】 TMV與HRV兩種病毒都是由RNA和蛋白質外殼組成，當以HRV的RNA和TMV的蛋白質組成新的病毒，

16、侵染煙草后，煙草表現(xiàn)為HRV的患病癥狀，說明遺傳物質是RNA而不是蛋白質。 七、“紙上得來終覺淺，絕知此事要躬行”：課后練習 （一）選擇題 1、下列①、②、③、④均是遺傳物質應具有的特點。噬菌體侵染細菌實驗能夠直接證實核酸作為遺傳物質具有的特點是（??? ） ①分子結構具有相對的穩(wěn)定性???????? ②能夠自我復制，保持前后代的連續(xù)性 ③能通過指導蛋白質合成，控制生物性狀???????? ④能產(chǎn)生可遺傳的變異 A．①②?????? B．③④????? C．①④????? D．②③ 2、下列只含一種核酸的生物是（??? ） A．病毒??? B．酵母菌??? C．小麥??? D．

17、變形蟲 3、 (1997年上海高考試題)關于病毒遺傳物質的敘述中，正確的是（??? ） 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 4、染色體和核酸的關系是（??? ） (1)核酸位于染色體上，????? (2)染色體就是核酸，?????? (3)核酸是染色體的主要成分， (4)染色體和核酸都是遺傳物質，??????????????????????? (5)每條染色體上含有一個核酸分子 A、(1)(3)(5)?? B 、(1)(2)(3)?? C、(2)(3)(4)??

18、 D、(3)(4)(5) 5、噬菌體侵染細菌過程中合成的核酸屬于（??? ） A、細菌的?? B、噬菌體的???? C、細菌或噬菌體的??? D、細菌和噬菌體的 6、生物界形形色色、豐富多彩的根本原因在于（??? ） A、蛋白質的多種多樣????? ?B、核酸分子的復雜多樣 C、自然環(huán)境的多種多樣???? D、非同源染色體組合形式多樣 7、用噬菌體去感染體內(nèi)含32P的細菌，在細菌解體后含32P的是（??? ） A、子代噬菌體核酸??? B、子代噬菌體蛋白質外殼?? C、子代噬菌體所有部分?? D、子代噬菌體不含32P 8、注射后能使小白鼠因患敗血病而死亡的是（??? ） A、

19、R型肺炎雙球菌????????????????? B、加熱殺死后的R型肺炎雙球菌 C、加熱殺死后的S型肺炎雙球菌????? D、加熱殺死后的S型肺炎雙球菌與R型細菌混合 9、蛋白質不是遺傳物質的原因之一是 (?? ) A、它的含量很少??? B、它不能自我復制??? C、它與新陳代謝無關?? D、它的種類很多 10、肺炎雙球菌轉化實驗中,發(fā)現(xiàn)無毒R型和被加熱殺死的有毒S型細菌混合后,在小鼠體內(nèi)找到了下列類型的細菌 (? ) A、無毒R型、有毒S型?? B、有毒R型、無毒S型?? C、有毒R型、有毒S型? D、無毒R型、無毒S型 二、填空題 1、通過對生殖過程中，細胞的?????

20、?? 、???????? 和???????? 過程進行研究，發(fā)現(xiàn)??????? 在此過程中具有一定? ????????性和?????? ?性。 2、作為遺傳物質必須具備哪些特點：①???? ； ②???? ；③???? ； ④???? ； 3、通過哪些實驗能證明核酸是遺傳物質？①???? ； ②???? ；③???? 4. 將有莢膜的S型肺炎鏈球菌注入到小白鼠體內(nèi)會導致小白鼠因????? 而死亡，而無莢膜的R型細菌_____，但如果將R型細菌與加熱殺死后的S型細菌混合再注入到小白鼠體內(nèi)則________，此實驗說明S型細菌體內(nèi)存在著能使R型細菌轉化成S型細菌的________，經(jīng)實驗

21、證明這種物質是______。 5、科學家做了如下實驗：先用含放射性同位素35S的培養(yǎng)基培養(yǎng)細菌，使寄生在其體內(nèi)的噬菌體被標記，然后用被標記的噬菌體去感染細菌，結果是在細菌和子代噬菌體內(nèi)均未找到35S；又用放射性同位素32P標記噬菌體并讓它去感染細菌，結果發(fā)現(xiàn)，少數(shù)子代噬菌體中帶有32P。 （1）這個實驗證明了噬菌體感染細菌時，進入細菌中的物質是_________，而不是________。 （2）這個實驗說明起遺傳作用的物質是__________。 6、分析噬菌體侵染細菌的示意圖（見左圖），回答下列問題： (1)圖C表明噬菌體侵染細菌時，留在細菌體外的物質是????? ，注入細菌體內(nèi)的

22、物質是?????? 。 (2)合成D、E、F中子代噬菌體的蛋白質外殼的原料是由???????? 提供的，其合成場所是???????? 。 (3)圖中的噬菌體在形態(tài)、大小等方面都完全相同。這說明噬菌體的性狀是由??? 傳給后代的，也證明????? 是遺傳物質。 (4)圖A→B→C表示細菌體內(nèi)的“???”(即核酸)逐漸消失，這是因為??????????????????? 。 ? ? ? 練習題參考答案： 一、選擇題 1、D?? 2、A?? 3、D?? 4、A?? 5、B?? 6、B?? 7、A?? 8、D?? 9、B?? 10、A 二、填空題 1、有絲分裂；減數(shù)分裂；受精作用；染色體；穩(wěn)定性；連續(xù)性 2、略?? 3、略?? 4、患敗血病；小鼠正常；小鼠死亡；轉化因子；核酸??? 5、（1）核酸；蛋白質?? （2）核酸 6、（1）蛋白質；核酸? （2）細菌；細菌的核糖體? （3）核酸；DAN?? （4）核酸復制是半保留復制