《遗传物质的发现》 导学案

《遗传物质的发现》导学案
一、学习目标
1、了解遗传物质发现的历程，包括重要科学家的实验和理论。

2、理解 DNA 作为遗传物质的证据和特点。

3、掌握遗传物质的基本概念和功能。

二、学习重点
1、肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验的原理和过程。

2、 DNA 是遗传物质的直接和间接证据。

三、学习难点
1、理解实验设计的思路和逻辑，以及如何从实验结果得出结论。

2、分析实验中的变量控制和结果解释。

四、知识梳理
（一）遗传物质早期的推测
在 20 世纪初期，科学家们对于遗传物质的本质有过多种猜测。

当时，人们认为蛋白质是最有可能的遗传物质，因为蛋白质的种类繁多，结构复杂，化学性质活泼。

然而，随着科学研究的深入，这种观点逐
渐受到了挑战。

（二）肺炎双球菌转化实验
1、格里菲斯的体内转化实验
（1）实验材料：两种肺炎双球菌，分别是 S 型（有荚膜，菌落光滑，有毒性）和 R 型（无荚膜，菌落粗糙，无毒性）。

（2）实验过程
①给小鼠注射 R 型活细菌，小鼠不死亡。

②给小鼠注射 S 型活细菌，小鼠死亡。

③给小鼠注射加热杀死的 S 型细菌，小鼠不死亡。

④将 R 型活细菌与加热杀死的 S 型细菌混合后注射给小鼠，小鼠
死亡，并且从死亡的小鼠体内分离出了 S 型活细菌。

（3）实验结论：加热杀死的 S 型细菌中存在某种“转化因子”，能
将无毒性的 R 型活细菌转化为有毒性的 S 型活细菌。

2、艾弗里的体外转化实验
（1）实验思路：将 S 型细菌中的各种物质分别提取出来，单独观
察它们对 R 型细菌的转化作用。

（2）实验过程
①将 S 型细菌的多糖、蛋白质、DNA 等物质分别与 R 型细菌混合
培养。

②只有在加入 S 型细菌的 DNA 时，R 型细菌才能转化为 S 型细菌。

（3）实验结论：DNA 是使 R 型细菌产生稳定遗传变化的物质，即DNA 是遗传物质。

（三）噬菌体侵染细菌实验
1、噬菌体的结构
噬菌体由蛋白质外壳和内部的 DNA 组成。

2、实验方法
同位素标记法。

分别用放射性同位素35S 标记噬菌体的蛋白质外壳，用 32P 标记噬菌体的 DNA。

3、实验过程
（1）标记噬菌体
①用含 35S 的培养基培养大肠杆菌，得到含 35S 的大肠杆菌。

②用含 35S 的大肠杆菌培养噬菌体，得到蛋白质外壳被 35S 标记
的噬菌体。

③用含 32P 的培养基培养大肠杆菌，得到含 32P 的大肠杆菌。

④用含 32P 的大肠杆菌培养噬菌体，得到 DNA 被 32P 标记的噬菌体。

（2）噬菌体侵染细菌
①让被 35S 标记的噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌。

②让被 32P 标记的噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌。

（3）搅拌和离心
搅拌的目的是使吸附在细菌表面的噬菌体外壳与细菌分离。

离心的
目的是让上清液中析出重量较轻的噬菌体外壳，沉淀物中留下被侵染
的大肠杆菌。

（4）结果分析
①被 35S 标记的噬菌体侵染细菌后，上清液中放射性很高，沉淀物中放射性很低，说明噬菌体的蛋白质外壳没有进入细菌内。

②被 32P 标记的噬菌体侵染细菌后，上清液中放射性很低，沉淀物中放射性很高，说明噬菌体的 DNA 进入了细菌内。

（5）实验结论：DNA 是噬菌体的遗传物质。

（四）DNA 是主要的遗传物质
1、绝大多数生物的遗传物质是 DNA，如真核生物、原核生物、DNA 病毒等。

2、少数生物的遗传物质是RNA，如RNA 病毒（如烟草花叶病毒、HIV 等）。

五、课堂练习
1、格里菲斯的肺炎双球菌转化实验中，加热杀死的 S 型细菌能使
R 型细菌发生转化的原因是（）
A S 型细菌的 DNA 使 R 型细菌发生了转化
B S 型细菌的蛋白质使 R 型细菌发生了转化
C S 型细菌的荚膜使 R 型细菌发生了转化
D S 型细菌的多糖使 R 型细菌发生了转化
2、噬菌体侵染细菌的实验中，标记噬菌体蛋白质外壳的放射性同位素是（）
A 32P
B 35S
C 14C
D 18O
3、烟草花叶病毒的遗传物质是（）
A DNA
B RNA
C 蛋白质
D 脂质
六、课后拓展
1、查阅资料，了解其他证明 DNA 是遗传物质的实验，并进行总结和分析。

2、思考 DNA 作为遗传物质，具有哪些特点使其能够承担遗传信息传递和表达的重要任务？
七、学习总结
通过本节课的学习，我们了解了遗传物质发现的历程，从早期的推测到肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验的经典研究，最终确定了 DNA 是遗传物质。

同时，我们也认识到科学研究是一个不断探索和修正的过程，需要严谨的实验设计和逻辑推理。

希望同学们能够通
过对这些知识的学习，培养科学思维和探究精神，为今后的学习和生活打下坚实的基础。