PDF《陬石L—广》

1903年,萨顿根据染色体和遗传因子行为上的平行 关系提出假说:遗传因子在染色体上;

20世纪初期, 遗传学家摩尔根通过果蝇的遗传实验,认识到基因存 在于染色体上,并且在染色体上是呈线性排列,从而 得出了染色体是基因载体的结论;

1909年丹麦遗传 学家约翰逊在《精密遗传学原理》一书中正式提出 基因 概念. ①19世纪中期,孟德尔通过豌豆实验证明了生 物的性状是由什么传递的? ②19世纪末,科学家研究了生物遗传中细胞的 有丝分裂、减数分裂和受精过程,认识到在遗传中具 有重要作用的物质是什么?据此,萨顿还提出了什么 样的假说? ③20世纪初期,摩尔根通过果蝇实验证明了基 因位于什么物质上? ④20世纪中叶,科学家发现染色体主要由哪些 物质组成? 教师结合以上问题串引导学生一起分析作为遗 传物质的条件:结构要稳定;

能够储存大量遗传信息;

能自我复制,使其传递给后代;

能控制生物性状;

能产 生可遗传变异. 1928年,格里菲思进行了肺炎双球菌的体内转 化实验.教师请学生叙述实验流程,通过问题串引导 学生讨论分析实验的过程和结论:比较分析第

一、二 组说明什么?肺炎双球菌有无毒性主要取决于什么? 在第三组中被加热杀死的S型细菌还有没有毒性?比 较分析第

二、三组说明什么?在第四组:加热杀死的S 一20一菌+R菌一S菌+R菌中,是谁导致小鼠死亡?第四组 小鼠体内分离出S型活细菌,它是开始注射进去的, 还是混合后重新出现?该实验的结论是什么?最后根 据实验过程,教师引导学生提出推论:在加热杀死的 S菌中存在一种转化因子,能够将活的R菌转化成活 的S菌.但当时并不知道转化因子是什么,也没有提 取出转化因子.同时,教师指出:转化的实质并不是基 因发生突变,而是S型细菌的DNA片段整合到了R 型细菌的DNA中,即实现了基因重组. 针对格里菲思的实验主张,教师引导学生通过分 析实验变量和对照组进一步深入理解实验的设计思 路,同时在此基础上让学生发挥创造性,尝试小组交 流讨论,并设计科学实验或改进格里菲思的实验设计 来支持格里菲思的实验主张. 20世纪中叶,科学家发现,染色体主要由蛋白质 和DNA组成.由此,教师提出问题:DNA和蛋白质,谁 才是遗传物质呢?如何去证明呢? 2依托论证.设计实验探究 教师依据1944年艾弗里的实验,提出问题:如何 设计实验来探究DNA和蛋白质谁是遗传物质?根据 格里菲思的体内转化实验的第四组小鼠体内的大量 活S菌,可以推论出S菌进行了繁殖,即产生了后代, 那么s菌体内肯定存在遗传物质.并引导学生分析实 验设计思路(设法将S菌体内的DNA、RNA、蛋白质、 多糖等物质分开,单独地、直接地研究它们各自的作 用).教师利用课件呈现实验过程,引导学生质疑:仅 根据S菌的DNA+R菌_S菌+R菌,能否肯定S菌的 DNA就是转化因子,即遗传物质?可以再设计一个对 照实验:S菌的DNA+DNA酶+R菌一R菌,当然也可 以设计S菌的RNA+RNA酶+R菌_R菌,R菌的 DNA+DNA酶+S菌.S菌,根据实验结果,说明只有 保持DNA结构的完整性才能体现转化作用,进一步 说明了DNA是转化因子.学生进而得出实验结论: DNA是遗传物质,蛋白质等其他物质不是遗传物质. 针对艾弗里实验的有关主张,有学生在肯定其实 验设计思路的科学性和创新性的同时,提出质疑和反 驳:通过实验提取出s菌中的DNA,能否保证100% 的物质纯度?是否会发生S菌的DNA+少量蛋白质+R 菌_S菌+R菌的现象?这样就不能充分证明DNA就 是遗传物质了.实际上实验中提取到的DNA纯度最 高时也还有0.02%的蛋白质,所以针对艾弗里实验的 缺陷,为了避免人为的实验误差,有学生就提出新的 构想:能否找到体内的DNA和蛋白质在自然状态下 就能够彻底分离的生物呢? 教师呈现资料:1952年,赫尔希和蔡斯发现了T: 噬菌体,它是一种寄生于细菌体内的病毒,由DNA和 万方数据 蛋白质组成.多媒体演示T:噬菌体侵染细菌的过程: 噬菌体吸附一DNA注人一DNA的复制和蛋白质的合 成_组装.释放.学生观察发现侵染过程中DNA注 人细菌内,蛋白质外壳留在细菌外面,DNA和蛋白质 在自然状态下彻底分离,并产生了子代噬菌体.在此 基础上,教师设计一系列的问题串: ①由于肉眼无法观察T:噬菌体侵染细菌的过 程,科学家如何知道DNA进入到细菌细胞内,而蛋白 质没有进入的呢? ②如何对元素进行标记才能区分DNA和蛋白 质?实验要设计成几组?为什么? ③如何用放射性同位素,zP标记T:噬菌体的 DNA?如何用放射性同位素35S标记T:噬菌体的蛋白 质? ④用32P标记DNA的T:噬菌体侵染普通细菌, 经搅拌、离心后实验结果将会如何?请解释沉淀物中 放射性很高、上清液中放射性很低的原因. ⑤用巧S标记蛋白质的T:噬菌体侵染普通细 菌,经搅拌、离心后实验结果将会如何?请解释沉淀物 中放射性很低、上清液中放射性很高的原因. ⑥根据这个实验,你能得出什么结论? 根据以上的分析,学生可以得出T2噬菌体的性 状是通过DNA传递给子代的,DNA是遗传物质.同 时教师要求学生完成表1的填写.有学生提出质疑: 假设DNA是遗传物质预期结果是什么?若蛋白质是 遗传物质呢? 表1 T.噬菌体侵染细菌实验的结果预测 用32P标记的T: 用35S标记的T: 噬茵体侵染细菌,经 噬茵体侵染细菌,经 组别 搅拌、离心后测放射 搅拌、离心后测放射 推测侵染方 性性式预期现象 推测结论 预期现象 推测结论