2022年高一生物苏教版必修二教学案第四章第一节探索遗传物质的过程含答案 .pdf
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1、学习目标: 1.格里菲思的肺炎双球菌体内、体外转化实验的过程及结论2噬菌体侵染大肠杆菌实验的方法、过程及结论3证明 DNA 是遗传物质实验的设计思路4生物类型与遗传物质类型的关系5DNA 粗提取的原理和过程教材梳理 一、格里菲思肺炎双球菌转化实验1肺炎双球菌2.格里菲思实验(1)实验过程及现象:精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 21 页(2)结论:无毒性的R 型活球菌和被加热杀死的有毒性的S 型球菌混合后,有部分无毒性的 R 型球菌转化为有毒性的S 型活球菌,且这种转化是可以遗传的。3艾弗里的体外转化实验(1)实验材料:
2、S 型和 R 型肺炎双球菌。(2)设计思路:设法将DNA 和蛋白质、多糖等物质分开,单独地、直接地去观察它们的作用。(3)过程:(4)结论: DNA 是使 R 型球菌产生稳定遗传变化的物质。二、噬菌体侵染细菌的实验1实验材料及方法(1)T2噬菌体的结构及代谢特点:(2)实验方法:放射性同位素标记法。2实验过程及结论(1)实验过程:精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 21 页(2)实验结论: DNA 是噬菌体的遗传物质。三、 DNA 是主要的遗传物质1RNA 是某些病毒的遗传物质的相关实验(1)烟草花叶病毒(TMV) 的实验:
3、烟草花叶病毒结构:实验过程:烟草花叶病毒水、苯酚 震荡分离RNA 感染烟草烟草叶发病蛋白质感染烟草烟草叶不发病结论:控制烟草花叶病毒性状的物质是RNA ,不是蛋白质。(2)TMV( 烟草花叶病毒 )与 HRV(车前草病毒 )的病毒重建实验:实验过程:TMV 的蛋白质HRV 的RNA重建病毒 感染烟草 HRV 的病斑 后代的类型HRV TMV 的RNAHRV 的蛋白质重建病毒 感染烟草 TMV 的病斑 后代的类型TMV 结论:控制TMV 、HRV 性状的物质是RNA 而不是蛋白质。2.人类的探索结论DNA 是主要的遗传物质,因为实验证明绝大多数生物的遗传物质是DNA ,只有少部分生物的遗传物质是
4、RNA 。四、 DNA 的粗提取与鉴定1提取 DNA (1)DNA 在 NaCl 溶液中的溶解度,随着NaCl 浓度的变化而改变。当NaCl 的物质的量浓度为 0.14_mol/L 时,DNA 的溶解度最低。 通过改变NaCl 溶液的浓度, 可以使溶解在NaCl溶液中的 DNA 析出。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 21 页(2)DNA 不溶于酒精,细胞中的某些物质可以溶于酒精,据此可进一步提取出含杂质较少的 DNA 。2实验设计(1)材料的选取:选用DNA 含量相对较高的生物组织,如鸡血、菜花、洋葱等。(2)破碎细胞
5、(以鸡血为例 ):鸡血细胞,加蒸馏水,用玻璃棒搅拌,用纱布过滤,收集滤液。(3)去除杂质:利用DNA 在不同浓度的NaCl 溶液中溶解度不同,通过控制NaCl 溶液的浓度去除杂质。(4)DNA 析出: 将处理后的溶液过滤,加入与滤液体积相等的、冷却的酒精溶液(体积分数为 95%)使 DNA 析出。3DNA 的鉴定DNA 溶解在 0.015 mol/L 的 NaCl 溶液中,加入 4 mL 二苯胺试剂, 沸水浴中加热5 min,溶液变成蓝色。牛刀小试 一、肺炎双球菌的转化实验1仔细观察并分析肺炎双球菌的转化实验,讨论交流下列问题:(1)格里菲思的转化实验中有无设计对照实验?若有,则对照组和实验组
6、分别是第几组?怎样设计的?提示: 有对照设计。对照组是第一至三组,分别向健康小鼠体内注射R 型活球菌、 S型活球菌、加热杀死的S 型球菌。实验组是第四组,向健康小鼠体内注射R 型活细菌和加热杀死的 S 型球菌的混合液。(2)在肺炎双球菌转化实验中,能够证明DNA 是遗传物质的最关键的实验设计思路是什么?提示: 将 DNA 与蛋白质、 多糖等其他物质分开,单独地、 直接地观察每种物质的作用。(3)将 S 型球菌的DNA 、蛋白质和多糖等物质分别与R 型球菌混合培养, 能得到 R 型活球菌的是哪些组?能得到S型活球菌的是哪些组?提示: 三组均能得到R 型活球菌。 加入 DNA 的一组不仅能得到R
7、型活球菌, 还能得到精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 21 页少数 S 型活球菌。(4)倘若再增加一组实验:DNA DNA 水解酶 R 型活球菌,培养基中能否得到S型活球菌?为什么?提示: 不能。因为只有DNA 才能使球菌的致病性发生转化,加入DNA 水解酶,导致DNA 被水解破坏,此时R 型球菌将不能转化为S 型活球菌。2判断正误(1)格里菲思和艾弗里分别用不同的方法证明DNA 是遗传物质。() (2)肺炎双球菌转化实验证明DNA 是主要的遗传物质,蛋白质不是遗传物质。() 二、 T2噬菌体侵染细菌的实验1仔细观察教材P
8、62 图 44,探讨下列有关问题:(1)实验中为什么选择35S 和32P 这两种同位素分别对蛋白质和DNA 进行标记?能利用14C 和15N 同位素进行标记吗?试说明理由。提示: 因为 S 仅存在于 T2噬菌体的蛋白质中,而P 主要存在于DNA 中,故用35S 和32P 分别标记蛋白质和DNA 。不能。因为T2噬菌体的蛋白质和DNA 中均含有这两种元素,无法将DNA 和蛋白质区分开。(2)请根据噬菌体的代谢特点,分析能否直接利用分别含放射性同位素35S和32P的培养基培养噬菌体。提示: 不能。因为病毒无细胞结构,其体内缺少完整的独立生活的酶系统,专营活细胞内寄生生活,病毒在普通培养基上无法生存
9、。(3)噬菌体侵染大肠杆菌实验,除证明DNA 是遗传物质外,还能得出哪些结论?提示: 本实验还能间接证明DNA 是遗传物质的两个特点:DNA使前后代保持一定的连续性 (即 DNA 复制 )。DNA 能够指导蛋白质的合成,从而控制生物的新陈代谢过程和性状。2判断正误(1)用32P 标记的T2噬菌体侵染大肠杆菌,若实验中搅拌不充分,会造成上清液中有很精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 21 页高的放射性。 () (2)噬菌体侵入大肠杆菌后,进行DNA 复制和蛋白质合成的原料来自自身携带的物质。() (3)用含32P 的普通培养基
10、培养T2噬菌体,可标记噬菌体的DNA 。() 三、生物的遗传物质(连线 ) 重难突破 一、肺炎双球菌转化实验体内转化实验体外转化实验实验者格里菲思艾弗里培养细菌用小鼠 (体内 ) 用培养基 (体外 ) 实验原则R 型球菌与S 型球菌的毒性对照S型球菌各成分作用的相互对照实验结果加热杀死的S型球菌能使R 型球菌 S型球菌S 型球菌的DNA 使 R 型球菌 S 型球菌实验结论S 型球菌体内有“转化因子”S 型球菌的DNA 是遗传物质两实验联系所用材料相同,都是肺炎双球菌(R 型和 S 型) 体内转化实验是基础,仅说明S型球菌体内有“转化因子”,体外转化实验进一步证明“转化因子”是DNA 两实验都遵
11、循对照原则、单一变量原则二、噬菌体侵染细菌实验1实验过程分析精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 21 页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,沉淀物放射性很低含32P 的噬菌体细菌上清液放射性低,沉淀物放射性很高结果分析35S 标记的蛋白质外壳并未进入宿主细胞内,而是留在外面32P 标记的 DNA 进入了宿主细胞内,子代噬菌体的
12、性状是通过亲代 DNA 遗传的结论(1)直接证明: DNA 是遗传物质(2)间接证明: DNA 能够自我复制,使前后代保持一定的连续性;DNA 能控制蛋白质的生物合成2.实验结果中放射性分布的分析(1)用32P 标记的噬菌体侵染大肠杆菌,上清液中含有放射性的原因:保温时间过短, 有一部分噬菌体未侵入到大肠杆菌细胞内,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中,也会使上清液的放射性升高。(2)用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌,理论上沉淀物中不含放射性,但可能由于搅拌不充分,有少量35S的噬菌体外壳仍吸附在细菌表面,随细菌离心
13、到沉淀物中,使沉淀物中出现少量的放射性。三、生物的遗传物质归纳精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 21 页实验探究 DNA 的粗提取与鉴定1实验原理(1)DNA 在不同浓度氯化钠溶液中的溶解度不同,其变化曲线如图:(2)DNA 不溶于酒精溶液,但细胞中的其他某些物质可以溶于酒精溶液,据此可提取含杂质较少的DNA 。(3)DNA 二苯胺 沸水浴蓝色 (用于 DNA 的鉴定 )。2实验材料凡含细胞核的材料均可用于提取DNA( 哺乳动物成熟红细胞无细胞核,不适宜作本实验材料 ),鸡的红细胞含较多DNA ,适宜作本实验材料。3实验流
14、程精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 21 页精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 21 页4实验归纳(1)加入抗凝剂的目的:制备鸡血细胞液时要在取新鲜鸡血的同时加入抗凝剂防止血液凝固。(2)三种 NaCl 溶液浓度: 0.14 mol/L NaCl 溶液用于析出DNA ;2 mol/L NaCl 溶液用于溶解 DNA ;0.015 mol/L NaCl 溶液用于鉴定DNA 。(3)两次用到蒸馏水: 第一次加蒸馏水, 目的是让血细胞发生渗透吸水涨破而释放DN
15、A ;第二次加蒸馏水,目的是降低NaCl 溶液的浓度,析出DNA 。(4)两种颜色变化:析出的DNA 是白色丝状物;DNA 中加入二苯胺试剂,加热后呈蓝色。(5)三次过滤:第一次和第三次要用其滤液,使用的纱布为12 层,第二次要用其滤出精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页,共 21 页的黏稠物,使用纱布为多层。考向聚焦 例 1(广东高考 )艾弗里和同事用R 型和S 型肺炎双球菌进行实验,结果如下表。实验组号接种菌型加入 S 型菌物质培养皿长菌情况R 蛋白质R 型R 荚膜多糖R 型R DNA R 型、 S 型R DNA( 经 DN
16、A 酶处理 ) R 型从表可知 () A不能证明S 型菌的蛋白质不是转化因子B说明S 型菌的荚膜多糖有酶活性C和说明S 型菌的DNA 是转化因子D说明DNA 是主要的遗传物质解析 由、 组相比较可知DNA 是 S 型细菌的转化因子,再通过组可进一步证明 DNA 是 S 型细菌的转化因子,蛋白质、多糖以及DNA 水解产物都不是S 型细菌的转化因子, A 错误、 C 正确;从表中不能得出B 项的结论;表中信息不能说明DNA 是 S 型细菌的主要遗传物质,D 错误。答案 C 例 2结合遗传物质的相关实验,请据图回答问题:(1)该图为艾弗里及其同事进行肺炎双球菌转化实验的一部分图解,如看到_(答特征
17、)的菌落,说明R 型细菌转变成了S 型细菌。(2)为了充分证明DNA是遗传物质,艾弗里还在培养R 型细菌的培养基中加入_ _ _ , 进一步验证实验结果。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页,共 21 页(3)后来, 赫尔希和蔡斯利用32P 标记的噬菌体侵染未被标记的细菌,在子代噬菌体中检测到被32P 标记的 DNA ,表明 DNA 具有 _性,说明DNA 是遗传物质。(4)艾弗里的细菌体外转化实验和赫尔希、蔡斯的噬菌体侵染细菌的实验的共同设计思路都是把_ ,直接地、单独地观察它们的作用。解析 (1)S 型细菌有荚膜,所以形成的
18、菌落表面光滑。(2)艾弗里利用酶的专一性,将 S 型细菌的DNA 和 DNA 酶混合,可以进一步确认DNA 是否是遗传物质。(3)作为遗传物质的条件之一是在亲子代之间是否具有连续性。(4)细菌体外转化及噬菌体侵染细菌的实验的共同设计思路是把DNA 和蛋白质分开,直接地、单独地观察它们所起的作用。答案 (1)表面光滑(2)S 型细菌的DNA 和 DNA 酶(3)连续(4)DNA 和蛋白质分开课堂归纳 网络构建 填充: 肺炎双球菌转化噬菌体侵染细菌RNA主要的遗传物质DNA 的溶解度随NaCl 浓度的变化而改变二苯胺蓝色关键语句 1S型肺炎双球菌有荚膜,有毒;R 型肺炎双球菌无荚膜,无毒。2在肺炎
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- 2022年高一生物苏教版必修二教学案第四章第一节探索遗传物质的过程含答案 2022 年高 生物 苏教版 必修 教学 第四 第一节 探索 遗传物质 过程 答案
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