核酸是遗传物质的证据

核酸是遗传物质的证据教学设计

教学目标

（一）知识目标

掌握证明核酸是遗传物质的两个实验的过程和原理，以及从实验中得出的结论（核酸是遗传物质）。

（二）能力目标

通过重演科学家发现核酸是主要遗传物质的过程，学会科学研究的方法和实验设计的基本步骤。

（三）情感目标

1、概述人类对遗传物质的探索过程，认同科学认识是不断深化、不断完善的过程。

2、通过学生自己设计验证性实验，培养分析问题、解决问题的能力，发展科学思维和创新的能力。

（四）重点难点

1、重点：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、难点：肺炎双球菌转化实验的原理和过程。

课时说明

本节内容1课时，授课过程（包括与学生的互动）大约用时30 min，例题解析以随堂练习的方式完成，课后练习可作为作业。对于例题解析和课后练习可根据时间情况灵活选用。

导入：有趣的生物遗传现象

1、种瓜得瓜，种豆得豆。

2、龙生龙，凤生凤，老鼠的儿子会打洞。

另外，“老子英雄儿好汉”“将门生虎子”也在一定程度上说明了遗传的作用（这两句俗语还要考虑家庭教养环境的影响，与本文无关，不再赘述）。

概括：生物亲代与子代之间，在形态、结构和生理功能上常常相似，这就是遗传现象。一、人类对遗传本质的探究

19世纪中叶，孟德尔通过植物的杂交实验提出生物的每一个性状都是通过遗传因子（后称基因）来传递的。遗传因子在体细胞中成对存在，在减数分裂形成的配子中成单存在，配子结合（受精作用）后，遗传因子又恢复到成对状态。

19世纪末，科学家研究了生物生殖过程中细胞的有丝分裂、减数分裂和受精过程，了解到染色体的活动有一定的规律：体细胞（2N）；配子（N）；受精卵（2N）。

据此，有人设想：莫非遗传因子就是染色体，一条染色体就是一个遗传因子？这不可能，因为生物的性状很多，而染色体的数目有限。那么，一定是一个染色体上有许多个遗传因子（基因）。基于这样的认识，1903年萨顿和鲍维里提出遗传因子存在于染色体上的假说。后来事实证明了这一点。

仲老师语录：

在人类前行的文明史上，每一个伟大的假设都跟随着一个伟大的发现。：）

在证明核酸是遗传物质还是蛋白质是遗传物质的实验中最关键的设计思路是什么？

（必须将蛋白质与核酸分开，单独、直接地观察它们的作用，才能确定究竟谁是遗传物质。）

二、核酸作为遗传物质具备的条件

1、分子结构具有相对的稳定性，但在特殊情况下又能产生可遗传的变异；

2、能自我复制，前后代保持一定的（连续性）；

3、能指导蛋白质的合成，从而控制生物的新陈代谢和性状；

4、具有存储巨大数量遗传信息的能力。

什么结构或物质具备这些条件呢？

三、核酸（核酸、RNA）是遗传物质的实验证据

证据一：肺炎双球菌的转化实验——核酸是遗传物质（一）格里菲思细菌转化实验

1、两种菌落的比较

2、实验过程

3、小结

为什么第四组实验将R型活细菌和加热杀死后的S型细菌混合后注射到小鼠体内，导致小鼠死亡？(因为R型细菌转化成了S型细菌，使小鼠患败血症而死亡.)

格里菲思实验的结论是什么?

实验结论：已经被加热杀死的S型细菌中，必然含有某种促成这一转化的活性物质（转化因子）。

（二）艾弗里核酸转化实验(图解)

艾弗里的思路

1．实验材料：选用肺炎双球菌。

2．假设：核酸是遗传物质。

3．实验操作：将S型细菌中的多糖、蛋白质、脂类和核酸等提取出来，分别与R 型细菌进行混合。

4．预期结果：只有核酸与R型细菌进行混合，才能使R型细菌转化成S型细菌。

5．实验结果：与预期结果吻合。

6．分析结论：核酸是遗传物质。

由此可见，科学家是设法把核酸与蛋白质分开，从而单独地、直接地去观察核酸的作用。 但是，艾弗里转化实验所使用的核酸中仍然含有极少量的蛋白质。因此人们认为不能完全排除蛋白质的作用。那么，还有没有更具有说服力的方法来证明核酸是遗传物质呢？ 证据二：噬菌体侵染细菌的实验——核酸是遗传物质

实验过程及结果：

：某些不含有核酸的病毒，其遗传物质又是什么呢？

证据三：烟草花叶病毒侵染烟草的实验——RNA 也是遗传物质

结论：RNA 也是遗传物质，蛋白质不是遗传物质。

四、“千淘万漉虽辛苦，吹尽黄沙始到金”：结论

想一想：

为什么说：“核酸是主要的遗传物质，染色体是遗传物质的主要载体？”

核酸（脱氧核糖核酸）

RNA （核糖核酸）

五、“欲穷千里目，更上一层楼”（超越科学家）：自主探究

艾弗里的实验虽然得到了大多数科学家的认可，但仍然有人提出了异议。你能分析一下这个实验存在哪些不足吗？应该怎样改进呢？

核酸（一切生物的遗传物质）

六、“黄沙百战穿金甲,不破楼兰终不还”：例题解析

【例1】将分离后的S型有荚膜肺炎双球菌的蛋白质外壳与R型无荚膜的肺炎双球菌混合注入小白鼠体内，小白鼠不死亡，从其体内分离出来的仍是R型肺炎双球菌。将分离后的S型肺炎双球菌的核酸与R型肺炎双球菌混合注入小白鼠体内，则小白鼠死亡，并从体内分离出来了S型有荚膜的肺炎双球菌。以上实验说明 ( )

A、R型和S型肺炎双球菌可以互相转化

B、S型的蛋白质外壳可诱导R型转化为S型

C、S型的核酸可诱导R型转化为S型，说明了核酸是遗传物质

D、R型的核酸可使小鼠致死

【答案】C

【解析】将分离后的S型有荚膜肺炎双球菌的蛋白质外壳与R型无荚膜的肺炎双球菌混合注入小白鼠体内，小白鼠不死亡，说明S型有荚膜肺炎双球菌的蛋白质不能控制产生出能致死的S型的肺炎双球菌。将分离后的S型肺炎双球菌的核酸与R型肺炎双球菌混合注入小白鼠体内则小白鼠死亡，并从体内分离出来了S型有荚膜的肺炎双球菌，说明S型肺炎双球菌的核酸能控制形成新的S型有荚膜肺炎双球菌，使生物致死。说明核酸是遗传物质。

【例2】用核酸酶处理过的S型细菌不能使R型细菌发生转化。下列关于这一实验的叙述，不正确的是（）

A、这个实验是为了证实核酸的分解产物不是遗传物质。

B、这个实验是为了从反面证明核酸是遗传物质。

C、这个实验证实核酸的分解产物不是“转化因子”。

D、这个实验是艾弗里关于遗传物质研究的重要工作之一。

【答案】A

【解析】这是艾弗里在证明核酸是遗传物质的过程中，为了进一步从反面证明核酸是遗传物质而做的一个实验，它是关于遗传物质研究的一个重要组成部分，其主要目的在于从反面证明核酸是遗传物质，而不是为了证明核酸的分解产物是不是遗传物质。