在自然界中，生物变异处处发生，下面是几个变异的例子：①动物细胞在分裂过程中突破“死亡”的界限，成为“不死性”的癌细胞；②某杂合的红花植株(RrYy)，产生了基因型为rryy的白花植株后代；③R型活细菌在与s型细菌的DNA混合后转化为s型活细菌；④某同卵双胞胎兄弟，哥哥长期在野外工作，弟弟长期在室内工作，哥哥与弟弟相比脸色较黑。上述四种变异的来源依次是（　　）。A.基因突变、基因重组、基因重组、环境改变 B.基因重组、基因突变、基因重组、环境改变 C.基因突变、基因重组、染色体变异、基因突变 D.基因突变、

【参考设计】 (1)①实验设计思路的比较。两个实验的设计思路相同，都是设法将DNA与其他物质分开，单独地直接研究它们各自的遗传功能。处理方法上有区别，肺炎双球菌转化实验是将S型细菌的不同物质分别与R型细菌混合培养；噬菌体侵染细菌实验采用的是同位素标记法。
②实验设计原则的比较。都是遵循对照原则。肺炎双球菌转化实验是相互对照，噬菌体侵染细菌实验是自身对照。
③实验结论的比较。肺炎双球菌转化实验证明DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质。噬菌体侵染细菌实验证明DNA是遗传物质，但不能证据蛋白质不是遗传物质，因为蛋白质没有进入细菌体内。
(2)习题示例：
某科学家做“噬菌体侵染细菌实验”时，分别用同位素32P和35S做了标记，见下表：

此实验所得结果是子噬菌体和母噬菌体的外形及侵染细菌的特性均相同。请分析：
(1)子噬菌体的DNA分子中含有的上述元素是____：
(2)子噬菌体的蛋白质分子中含有的上述元素是____：
(3)此实验说明了____。
【答案】
(1)32P、31P；(2)35S；(3)DNA是遗传物质。
解析：(1)在噬菌体侵染细菌的实验中，噬菌体的DNA被注入细菌细胞内，并在细菌内以细菌的核苷酸为原料，以噬菌体的DNA分子为模板合成许多和亲代噬菌体一样的DNA。这样在细菌内新形成的子代噬菌体的DNA既有以细菌内的核苷酸为原料新合成的DNA链．又有原来注入细菌体内的亲代噬菌体DNA链。所以子噬菌体的DNA分子中含有的上述元素是31P与32P。
(2)在噬菌体侵染细菌的过程中，噬菌体DNA注入细菌内时，噬菌体的蛋白质外壳留在细菌细胞外面。而子代噬菌体的蛋白质外壳则是以细菌内的氨基酸为原料合成的。所以子噬菌体的蛋白质外壳含35S元素。
(3)从上述分析得知子代噬菌体的DNA含亲代噬菌体DNA中核苷酸的印，说明亲代噬菌体的DNA传递到了子代，保持了遗传物质的连续性，因此DNA是遗传物质。

《DNA是主要的遗传物质》教案
一、教学目标
知识与技能：说出证明DNA是遗传物质的两个实验的过程和原理，理解DNA是主要的遗传物质。
过程与方法：通过经历科学家发现DNA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。
情感态度和价值观：认同科学认识是不断深化、不断完善的过程：认识到科学技术的进步对科学发展的推动作用。
二、教学重难点
教学重点：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。
教学难点：肺炎双球菌转化实验的原理和过程。
三、教学过程
(一)刨设情境，设疑导入
多媒体展示一则有关亲子鉴定的新闻案例，引出遗传物质是DNA。启发学生思考：虽然DNA作为遗传物质的应用已经非常广泛了，但是DNA是遗传物质的探究却是一个艰辛而有趣的过程，从而引出证明“DNA是遗传物质”的经典实验。
(二)合作探究、精讲点拨
探究1：对遗传物质的早期推测
教师设问：
(1)在20世纪早期人们普遍认为遗传物质是DNA还是蛋白质
(2)为什么会有这种认识
限于当时的认识水平，认为蛋白质是遗传物质的观点处于主导地位。
探究2：肺炎双球菌的转化实验
(1)演示F1ash：格里菲思——体内转化实验，总结实验过程和结果。


教师设问：
为什么加热杀死的S型菌和活的R型菌混合可以导致小鼠死亡 导致小鼠死亡的直接原因是什么



促进活的R型菌转变为S型菌的因素是什么 是否有可能是蛋白质
本实验蕴含了哪些科学实验方法 能得出什么结论
学生交流讨论，得出：
加热杀死的S型菌能够促使活的R型菌转变为活的S型菌，即加热杀死的S型菌中含有促使这一转化的活性物质——转化因子。
这一转化因子不可能是蛋白质，因为蛋白质经过高温作用会变性失活。
蕴含的实验方法有：分组对照和对变量进行一定的控制，结论是加热杀死的S型细菌中含有转化因子，将无毒的R型活菌转化为有毒的S型细菌。
(2)介绍艾弗里——体外转化实验。
教师设问：蕴含了哪些实验设计原则 能得出什么结论
明确：体现了控制变量原则和对照性原则，证明了DNA是转化因子。
探究3：噬菌体侵染细菌的实验
教师引导：噬菌体侵染细菌的实验与艾弗里的肺炎双球菌的转化实验的思路有很大相似之处。
学生自主探究学习，由学生代表讲述实验过程和结果，教师适时进行补充：这个实验比肺炎双球菌的转化实验进步在哪里 运用了哪些新的实验技术
学生认识到人类对遗传物质的认识是不断深化、不断完善的过程，认同科学的发展离不开技术的支持。
探究4：DNA是主要的遗传物质
教师启发学生思考：是不是所有生物的遗传物质都是DNA呢
投影展示几种常见的RNA病毒，指出由于这些病毒仅由RNA和蛋白质构成，所以这类病毒的遗传物质是RNA而不是DNA。
学生总结得出：DNA是主要的遗传物质，有些病毒的遗传物质是RNA。
(三)总结提升
结合板书带领学生进行本节课知识的归纳，引导学生自主绘制知识概念图。
(四)巩固练习
组织学生思考讨论：艾弗里和赫尔希等人的实验方法不同，但实验的设计思路却有共同之处，他们最关键的实验设计思路是什么
学生交流讨论：关键是把DNA和蛋白质分离开。
(五)课外拓展
教师展示材料：1997年美国科学家Prusiner发现了一种新型生物——朊病毒，是一组至今没有查到任何核酸的蛋白质颗粒，它是导致疯牛病和人的克雅氏病的病原体。让学生推测该病毒的遗传物质是什么。
学生课后查阅相关资料，自行探究。
四、板书设计
DNA是主要的遗传物质
格里菲思——体内转化实验：R+转化因子=S
艾弗里——体外转化实验：DNA是转化因子
噬菌体侵染细菌的实验：进一步证明DNA是转化因子
DNA是主要的遗传物质，有些病毒的遗传物质是RNA。
五、教学反思