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. 《肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實驗》教案 【情境創(chuàng)設】 前面我們已經(jīng)學習了孟德爾遺傳規(guī)律、細胞有絲分裂、減數(shù)分裂和受精作用，在學習過程中，我們知道生物的遺傳和變異與細胞中的染色體有關(guān)，也逐漸認識到染色體在生物的遺傳中具有重要作用。同時也知道了染色體主要是由蛋白質(zhì)和DNA組成的。那么，這兩種物質(zhì)究竟哪一種是遺傳物質(zhì)呢？ 授課：目前，DNA是遺傳物質(zhì)早就眾所周知，比如DNA指紋法、親子鑒定利用的都是DNA是主要的遺傳物質(zhì)?？墒窃谠缙冢遣皇且婚_始人們都認為DNA是主要的遺傳物質(zhì)？如果不是那之前人們認為的遺傳物質(zhì)是什么呢？　　 問；20世紀二三十年代，人們當時認為哪種物質(zhì)是遺傳物質(zhì)？為何會有這樣的觀點？ 答：人們當時對的DNA了解很少，而且構(gòu)成DNA脫氧核苷酸只有4種，把它和生物多樣性很難聯(lián)系在一起，反而是構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸種類眾多，和生物多樣性聯(lián)系在一起看似容易理解。所以人們就認為遺傳物質(zhì)是蛋白質(zhì)。 那人們什么時候開始認識到DNA才是遺傳物質(zhì)？當然，這還要從肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗說起。 肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗 （1）1928 體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗（格里菲思） 看著這個題目，我們先來看一下什么肺炎雙球菌？肺炎雙球菌是一種什么樣的生物 ? 答：肺炎雙球菌稱肺炎鏈球菌 ,屬于原核微生物。根據(jù)菌落的特征分為兩種類型 :光滑型 (S型 )和粗糙型 (R型 ) ,S和R分別是英語單詞smooth(光滑 )和rough(粗糙 )的第一個字母。S型細菌的菌體有多糖構(gòu)成的莢膜 ,菌落光滑 ,當侵染人和動物時能使其患病死亡 ;R型細菌的菌體無多糖構(gòu)成的莢膜 ,菌落粗糙 ,不會使人和動物機體產(chǎn)生病變。 通過以上講解，我們知道肺炎雙球菌分為S型和R型，那為何S型細菌會致病，而R型細菌不能致病？ 　答：當細菌進入人或動物體后，由于免疫效應，都要被吞噬細胞吞噬消化，加以消滅。由于S型細菌有莢膜，進入吞噬細胞后，受莢膜的保護，能抵抗吞噬細胞的吞噬和消化，從而能迅速增殖、擴散，引起機體發(fā)生疾病。而R型細菌無莢膜，則能被吞噬細胞吞噬、消化，所以不能使機體患病。 了解了肺炎雙球菌，讓我們來看一下格里菲思是怎樣用小鼠來進行實驗的？ 過程： ① 無毒性R型肺炎雙球菌感染小鼠，小鼠存活 ② 有毒性S型肺炎雙球菌感染小鼠，小鼠死亡 ③ 殺死的有毒性S型肺炎雙球菌感染小鼠，小鼠存活 ④ 殺死的有毒性S型肺炎雙球菌＋活的無毒性R型肺炎雙球菌感染小鼠，小鼠死亡 　　請一學生敘述各組實驗的做法及現(xiàn)象： 　　①無毒性的R型活細菌注射到鼠體內(nèi)，鼠不死亡； ②有毒性的S型活細菌注射到鼠體內(nèi)，鼠死亡； ③加熱殺死的S型細菌注射到鼠體內(nèi)，鼠不死亡； ④無毒性的R型活細菌與加熱殺死的S細菌混合后注射到鼠體內(nèi)，鼠死亡 好，接下來讓我們分析一下這個實驗。 問：第一組和第二組對照說明了什么？ 答：活的R型細菌不具有致死性和活的S型細菌具有致死性。 問：第二組和第三組對照說明了什么？ 答：死亡的S型細菌不具有致死性。 問：第三組和第四組對照說明了什么？是死的S型細菌復活還是活的R型變成了S型？支持死的S型細菌復活，講一下理由？支持活的R型變成了S型的，講一下理由？ 答：蛋白質(zhì)具有一定的空間結(jié)構(gòu)才具有生理活性，加熱會破壞蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)（變性），且該過程不可逆。所以加熱后蛋白質(zhì)變性失活，不可能再恢復其功能（可以高溫下酶失活為例）。而蛋白質(zhì)是生命活動的承擔者，蛋白質(zhì)失活了，生命活動就不可能再恢復，也就是說熱殺死的S型是不可能復活的。那就說明了已經(jīng)被加熱殺死的S型細菌中，必然含有某種促成這一轉(zhuǎn)化的活性物質(zhì)—“轉(zhuǎn)化因子”，這種轉(zhuǎn)化因子可以將無毒性的R型活細菌轉(zhuǎn)化為有毒性的S型活細菌。那么這種轉(zhuǎn)化因子是什么呢？格里菲思并沒有弄清楚，后來的科學家不斷的探究，因此，直至1944年，美國的科學家艾弗里和他的同事才進行了確定轉(zhuǎn)化因子的實驗，并獲得了成功。 （2）1944年體外轉(zhuǎn)化實驗（艾弗里） 他們的做法是從S型活細菌中提取出了DNA，蛋白質(zhì)和多糖等物質(zhì)，分別將它們加入培養(yǎng)R型細菌的培養(yǎng)基中。（44頁） ①有毒性S型肺炎雙球菌成分分離 ②將分離出的三種成分，分A、B、C三組試驗 A. 蛋白質(zhì)＋活的無毒性R型感染小鼠，小鼠存活 B. DNA＋活的無毒性R型感染小鼠，小鼠死亡 C. 多糖＋活的無毒性R型感染小鼠，小鼠存活 　　請一學生敘述各組實驗的做法及現(xiàn)象： S 型 活 細 菌 多糖 蛋白質(zhì) DNA DNA DNA水解物 分 別 與 R 型 活 細 菌 混 合 培 養(yǎng) R R R S R 提問：艾弗里實驗的結(jié)論是什么？（板書：結(jié)論） 　　（引導：DNA是轉(zhuǎn)化因子，是使R型細菌產(chǎn)生穩(wěn)定的遺傳變化的物質(zhì)，即DNA是遺傳物質(zhì)） 結(jié)論：DNA是遺傳物質(zhì) 講述：因為艾弗里的實驗提取的DNA夾雜有少量蛋白質(zhì)，所以有人對實驗結(jié)論仍有懷疑，讓我們下節(jié)課看看DNA是遺傳物質(zhì)的另一個證明實驗：噬菌體侵染細菌的實驗（44－45頁），課下先預習一下。 【典型例題】 肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗中，在培養(yǎng)有R型細菌的A、B、C、D四個試管，依次分別放入從S型活細菌中提取的DNA和DNA 酶、蛋白質(zhì)、多糖，經(jīng)過培養(yǎng)，檢查結(jié)果發(fā)現(xiàn)有R型細菌轉(zhuǎn)化的是（ ） 課堂小結(jié) 1. 肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實驗――證明DNA是遺傳物質(zhì)。 肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗 1. 肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗 （1）. 1928 體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗過程和結(jié)論 （2）. 1944 體外轉(zhuǎn)化實驗過程和結(jié)論 十一、課后作業(yè) 2．(2012福州質(zhì)檢)格里菲思的肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗如下： ①將無毒的R型活細菌注入小鼠體內(nèi)，小鼠不死亡； ②將有毒的S型活細菌注入小鼠體內(nèi)，小鼠患敗血癥死亡； ③將加熱殺死的S型細菌注入小鼠體內(nèi)，小鼠不死亡； ④將R型活細菌與加熱殺死的S型細菌混合后，注入小鼠體內(nèi)，小鼠患敗血癥死亡。 根據(jù)上述實驗，下列說法正確的是()。 A．整個實驗證明了DNA是轉(zhuǎn)化因子 B．實驗①、實驗③可作為實驗④的對照 C．實驗④中的死亡小鼠體內(nèi)S型活細菌毒性不能穩(wěn)定遺傳 D．重復做實驗①與④，得到同樣的結(jié)果，說明S型活細菌由R型活細菌突變而來 解析格里菲思的肺炎雙球菌體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗說明加熱殺死的S型細菌可以使R型細菌發(fā)生轉(zhuǎn)化，但不能證明DNA是轉(zhuǎn)化因子，A錯誤；在體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗中，每一組既是實驗組，又是其他組別的對照組，B正確；R型細菌轉(zhuǎn)變成S型細菌是因為其接受了S型細菌的DNA，屬可遺傳變異，C錯誤；該實驗所涉及的變異為基因重組，D錯誤。答案B .