3.1 DNA是主要的遗传物质教案【新教材】2020-2021学年高一生物人教版（2019）必修二

3.1
DNA是主要的遗传物质
教案
一、教学目标
1.阐明DNA是主要的遗传物质的探索过程。
2.说明DNA是主要的遗传物质。
3.说明自变量控制中的加法原理和减法原理。
4.认同人类对遗传物质的认识是不断深化、不断完善的过程，认同实验技术在证明DNA是遗传物质中的作用。
二、教学重难点
1.教学重点
肺炎链球菌转化实验的原理和过程，噬菌体侵染细菌实验的原理和过程。
2.教学难点
肺炎链球菌转化实验的原理和过程，噬菌体侵染细菌实验的原理和过程。
教学过程
【导入】：荧光鼠会发出与水母同样的绿色荧光，是因为科学家将发光水母中与发出绿色荧光有关的遗传物质导入了鼠的细胞中。荧光鼠身上具有了水母的某些性状表现，归根结底离不开遗传物质对生物体性状的控制。遗传物质到底是什么呢？
【遗传物质的探索】
孟德尔：提出“遗传因子”，并总结遗传规律
约翰逊：把“遗传因子”命名为基因
萨
顿：提出基因在染色体上的假说
摩尔根：实验证明基因位于染色体上
后来：科学家发现：染色体的主要组成成分是
DNA和蛋白质
【一、对遗传物质的早期推测】
1．
20世纪20年代
（1）观点：蛋白质是生物体的遗传物质。
（2）理由：
①蛋白质中氨基酸多种多样的排列顺序，可能蕴含着遗传信息
②对DNA结构认识的不足
2．
20世纪30年代
（1）认为：________是遗传物质的观点仍占主导地位。
（2）对DNA分子的认识：
　①DNA分子是由许多___________聚合而成的生物大分子。
　②脱氧核苷酸有4种，化学组成包括________、碱基和__________。
【连接：】大多数科学家认为——蛋白质是遗传物质
格里菲思、艾弗里、赫尔希、蔡斯他们说表示怀疑
【二、肺炎链球菌的转化实验（体内）】
1928年，格里菲思用两种不同类型的
肺炎链球菌
去感染小鼠。
S型细菌：光滑（Smooth）
有多糖荚膜
有毒性
R型细菌：粗糙（Rough)
无多糖荚膜
无毒性
思考讨论：1、为什么加热杀死的S型细菌还能使R型活细菌转化为S型活细菌？
加热杀死S型细菌是指破坏了细菌的结构，蛋白质等大分子失去活性，但是DNA分子没有失活。
2、第四组的R型细菌全部转化为了S型细菌吗？
第四组实验中也能分离出R型菌，转化的只是部分，R型菌依然存在。
3、该实验可得到什么结论？该实验能否证明DNA是遗传物质？
结论：已经加热致死的S型细菌，含有某种促使R型活细菌转化为S型活细菌的活性物质——转化因子。
【连接】这种转化因子究竟是什么物质呢？
关键思路：把S型细菌的各种物质分开，单独的、直接的观察它们的作用。
实验过程归纳
结论：DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质；
注意：1.艾弗里的体外转化实验既证明了DNA是遗传物质，同时证明了蛋白质等不是遗传物质；2.被转化的R型菌只是少量，在培养后既有R型细菌又有S型细菌的培养基中，R型菌的菌落占多数；
【小结】格里菲斯的体内转化实验表明：加热杀死的S型细菌中含有转化因子，能将R型细菌转化为S型细菌。
艾弗里的体外转化实验表明：DNA是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质，DNA就是转化因子。
【连接】弗里的实验引起了人们的注意。但是，由于艾弗里实验中无法真正提取出纯DNA来进一步验证遗传物质就是DNA，因此，仍有人对实验结论表示怀疑
那么，有没有比细菌更为简单的实验材料，还能够把蛋白质和DNA彻底分开？
1952年，赫尔希和蔡斯以T2噬菌体为实验材料，利用放射性同位素标记技术，完成了另一个有说服力的实验。
【三、噬菌体侵染细菌的实验：1952年】
1.T2噬菌体
专门寄生在大肠杆菌体内，由头部（含DNA）和尾部组成
侵染大肠杆菌后，在自身遗传物质作用下，利用大肠杆菌体内的物质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，释放出大量的噬菌体。
2.T2噬菌体侵染大肠杆菌的过程
研究方法：放射性同位素标记技术
思考：标记哪一种元素可以把DNA和蛋白质分开？为什么？
资料：
在T2噬菌体的化学组分中，60%是蛋白质，40%是DNA。对蛋白质和DNA的进一步分析表明：S仅存在于蛋白质分子中，P几乎都存在于DNA分子中。
标记T2噬菌体方法：
1、先培养细菌：在分别含有放射性同位素32P
和35S的培养基中培养大肠杆菌
2、再培养噬菌体：分别用上述大肠杆菌培养T2噬菌体，制备含32P的噬菌体和含35S的噬菌体。
4、实验步骤：（图略）
（1）分别在含有放射性同位素35S和放射发现位素的32P的培养基上培养大肠杆菌。
（2）用上述大肠杆菌培养T2噬菌体，得到蛋白质含有35S标记的噬菌体或DNA含有32P标记的噬菌体。
（3）分别用35S
或32P的T2噬菌体侵染未标记的大肠杆菌。
5、实验结论：在噬菌体中，亲代和子代之间具有连续性的物质是DNA，而不是蛋白质。也就是说，子代噬菌体的各种性状是通过亲代的DNA遗传给后代的，DNA才是噬菌体的遗传物质。
【连接】DNA是所有生物的遗传物质吗？
【四、RNA是遗传物质的实验证据】
烟草花叶病毒(TMV)是由RNA和蛋白质组成的，在感染烟草时，会出现致病斑。
少数病毒的遗传物质是RNA，如：流感病毒、SARS病毒、艾滋病病毒（HIV）、COVID--19、埃博拉病毒
绝大多数生物的遗传物质是
DNA
，只有少数生物的遗传物质是
RNA
。所以说DNA是主要的遗传物质。
【课堂小结】
【随堂训练】：课后练习