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第1节DNA是主要的遗传物质
学习目标
核心素养
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
1.生命观念:使R型肺炎链球菌发生转化的转化因子是S型细菌的DNA,体现了物质观
2.科学思维:肺炎链球菌的转化实验和噬菌体侵染细菌的实验都说明科学结论的得出离不开严谨的逻辑推理和确凿的实验证据;细菌、病毒的培养技术以及同位素标记和离心等科学技术的合理运用;自变量控制的减法原理在艾弗里实验中的成功运用
3.科学探究:了解证明DNA是遗传物质的科学探究过程
4.社会责任:在证明DNA是遗传物质的实验中,充分体现了物理、化学等多学科交叉在生物学研究中的重要性;人们在对遗传物质的认识方面是不断深化、不断完善的过程,同时也体现了探索求真、交流合作的科学精神
知识点1肺炎链球菌的转化实验
1.对遗传物质的早期推测
20世纪20年代,大多数科学家认为eq\x(\s\up1(01))蛋白质是生物体的遗传物质。20世纪30年代,人们认识到eq\x(\s\up1(02))DNA的重要性,但是,由于对DNA的结构没有清晰的了解,认为eq\x(\s\up1(03))蛋白质是遗传物质的观点仍占主导地位。
2.肺炎链球菌类型
种类
项目
S型细菌
R型细菌
菌体
eq\x(\s\up1(04))有多糖类的荚膜
eq\x(\s\up1(05))无多糖类的荚膜
菌落
表面eq\x(\s\up1(06))光滑
表面eq\x(\s\up1(07))粗糙
致病性
eq\x(\s\up1(08))有
eq\x(\s\up1(09))无
3.格里菲思的实验——体内转化实验
(1)实验过程及结果
(2)结论:已经加热致死的S型细菌,含有某种促使eq\x(\s\up1(16))R型活细菌转化为eq\x(\s\up1(17))S型活细菌的活性物质——eq\x(\s\up1(18))转化因子。
4.艾弗里的实验——体外转化实验
(1)自变量:不同处理的细胞提取物。
因变量:培养基中活细菌的种类。
(2)实验过程及结果
①预处理:将加热致死的S型细菌破碎,去除eq\x(\s\up1(19))绝大部分糖类、蛋白质和脂质,制成细胞提取物。
②
③进一步分析细胞提取物的eq\x(\s\up1(25))理化特性,发现这些特性与DNA的极为相似。
(3)结论
eq\x(\s\up1(26))DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。
5.自变量控制中的“加法原理”和“减法原理”
(1)加法原理
与常态比较,人为eq\x(\s\up1(27))增加某种影响因素。如在“比较H2O2在不同条件下的分解”的实验中,与对照组相比,实验组分别作加温、滴加FeCl3溶液、滴加肝脏研磨液的处理,就利用了“加法原理”。
(2)减法原理
与常态比较,人为eq\x(\s\up1(28))去除某种影响因素。如在艾弗里的肺炎链球菌转化实验中,每个实验组特异性地去除了一种物质,从而鉴定出DNA是遗传物质,就利用了“减法原理”。
知识点2噬菌体侵染细菌的实验
1.实验者:赫尔希和蔡斯。
2.实验材料:eq\x(\s\up1(01))T2噬菌体。
(1)结构与成分
(2)生活方式:专门寄生在eq\x(\s\up1(04))大肠杆菌体内。
(3)增殖方式:在eq\x(\s\up1(05))自身遗传物质的作用下,利用eq\x(\s\up1(06))大肠杆菌体内的物质来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eq\x(\s\up1(07))裂解,释放出大量的噬菌体。
3.实验方法:eq\x(\s\up1(08))放射性同位素标记法。
4.实验过程及现象
(1)标记T2噬菌体
(2)标记的T2噬菌体侵染eq\x(\s\up1(11))未被标记的大肠杆菌,检测上清液和沉淀物的放射性
①搅拌的目的:使吸附在细菌上的eq\x(\s\up1(16))噬菌体与细菌分离。
②离心的目的:让上清液中析出质量较轻的eq\x(\s\up1(17))T2噬菌体颗粒,而离心管的沉淀物中留下被侵染的eq\x(\s\up1(18))大肠杆菌。
③放射性结果分析
分组
现象
分析
对比实验
被32P标记的噬菌体+细菌
32P标记的DNA主要分布在沉淀中的宿主细胞内
DNA进入宿主细胞内
被35S标记的噬菌体+细菌
35S标记的蛋白质主要出现在上清液中
蛋白质未进入宿主细胞内
(3)检测新形成的噬菌体的放射性
结果:细菌裂解释放出的子代噬菌体中,可以检测到eq\x(\s\up1(19))3
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