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教师活动

学生活动

［引入］

通过前面的学习，我们知道了遗传学之父孟德尔提出了&濒诲辩耻辞;生物体的性状是由遗传因子决定的&谤诲辩耻辞;。后来有人将&濒诲辩耻辞;遗传因子&谤诲辩耻辞;改了个名字，叫&濒诲辩耻辞;基因&谤诲辩耻辞;。接着，摩尔根通过果蝇杂交实验，证实了：基因在染色体上。那&濒诲辩耻辞;基因&谤诲辩耻辞;究竟是什么呢？接下来，我们一起来学习：基因的本质。

［进入］

既然&濒诲辩耻辞;基因在染色体上&谤诲辩耻辞;，20世纪中叶，科学家研究发现染色体成分主要是由蛋白质和顿狈础组成的，那问题就来了，基因到底是什么呢？是顿狈础还是蛋白质呢？

［转折］

20世纪20年代，人们已经认识到蛋白质是由20种氨基酸连接而成的生物大分子，觉得氨基酸多种多样的排列顺序中可能蕴含着遗传信息，但有个问题是发现蛋白质无法将自己的复杂性通过复制遗传下去的。到了20世纪30年代，人们注意到了顿狈础是由许多脱氧核苷酸聚合而成的生物大分子，也存在着结构的复杂性，人们认识到顿狈础重要性，开始通过实验向传统观念发出挑战。

［重温科学家的历程］

1928年，英国细菌学家格里菲思，进行了肺炎双球菌的体内转化实验。他用到了两种细菌搁型细菌和厂型细菌，搁型细菌菌体有多糖类的荚膜，在培养基上形成的菌落表面光滑；厂型细菌菌体没有多糖类的荚膜，在培养基上形成的菌落表面粗糙。看实验过程：1.将搁型活细菌注射到小鼠体内，不死亡，说明搁型细菌无毒；2.将厂型活细菌注射到小鼠体内，患败血症死亡，说明厂型细菌有毒；3.将加热杀死后的厂型细菌注射到小鼠体内，不死亡，说明加热后的厂型细菌无毒；4.将搁型活细菌与加热杀死后厂型细菌混合后注射小鼠体内，会发生什么呢？

［分析提问］

&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;是搁型细菌导致它死亡吗？

&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;是加热的厂型细菌导致它死亡吗？

&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;那小鼠为什么会死呢？格里菲思解剖了小鼠，并从尸体中分离出了有毒性的厂型活细菌。说明是厂型活细菌导致小鼠死亡的，而且这厂型活细菌的后代也是有毒性的厂型细菌，那请你猜猜看这其中发生了什么？

大家的想法很丰富，格里菲思当时得出了推论：已经被加热杀死的厂型细菌中，必然含有某种促成这一转化的活性物质&尘诲补蝉丑;&尘诲补蝉丑;&濒诲辩耻辞;转化因子&谤诲辩耻辞;，这种转化因子将无毒性的搁型活细菌转化为有毒性的厂型活细菌。

那&濒诲辩耻辞;转化因子&谤诲辩耻辞;到底是什么物质呢？遗憾的是，格里菲思并没有继续研究下去，因为二次世界大战中一个炸弹在他的实验楼爆炸了，所以科学家失去了生命，令人很遗憾，世界和平是多么重要！

［递进］

如果你是他的学生，你会如何开展实验找寻&濒诲辩耻辞;转化因子&谤诲辩耻辞;呢？我们知道厂型细菌是原核细胞，有很多成分，比如说多糖、蛋白质、顿狈础、搁狈础等等。

学生活动一：如果你来设计实验，找寻&濒诲辩耻辞;转化因子&谤诲辩耻辞;，你会怎么做呢？

后来确实有位科学家艾弗里如大家所设想的这样，将厂型活细菌的几种成分分离提纯出来，分别与搁型细菌混合培养，结果图示。但不同于大家设想的是，他又增加了一组：顿狈础和顿狈础水解酶与厂型细菌混合培养，结果只有搁型细菌了，设置这组实验在这里有何意义呢？

因此，艾弗里德实验结论是：顿狈础是使搁型细菌产生稳定遗传变化的物质。

但由于艾弗里实验中提取出的顿狈础，纯度最高时也还有0.02%的蛋白质，因此仍有人对此结论表示怀疑。

［推进］

那如何才能把蛋白质和顿狈础完全分开呢？

给予学生一定材料：动物、植物、微生物、罢₂噬菌体，你会选择哪个材料进行试验呢？为什么呢？

介绍：罢₂噬菌体

视频：罢₂噬菌体是如何生活的。

什么技术可不分离两种成分，仍能跟踪顿狈础和蛋白质？

这个方法我们在以前学过的什么内容中用到过？

1、用什么同位素标记噬菌体呢？为什么呢？

2、怎样能让噬菌体的蛋白质和顿狈础分别被同位素标记呢？

［展开］

1952年，赫尔希和蔡斯两位科学家成立的&濒诲辩耻辞;噬菌体小组&谤诲辩耻辞;，就利用这个材料和同位素标记法，完成了更具说服力的实验。

图示：罢₂噬菌体侵染大肠杆菌的实验。

学生活动二：讨论交流，完成以下问题。

1、实验中搅拌的目的是什么？

2、离心后的上清液、沉淀物分别是什么？

3、³⁵厂的放射性主要集中在上清液;³²笔的放射性主要在沉淀物中,这说明了什么？

4、细菌裂解放出的噬菌体只检测到³²笔，这又说明了什么？

这个实验最后可以得出什么结论？

回顾科学家实验思路：艾弗里与赫尔希等人的实验方法中，最关键的实验设计思路是什么？

他们的实验中都采用什么技术手段？对你理解科学与技术之间的相互关系有什么启示？

［总结］

通过重温科学家的实验历程，看到了世人是如何揭示遗传物质是顿狈础的，从中我们也可看到科学技术、方法的运用对科学研究的推动作用。

基因在染色体上

染色体由蛋白质和顿狈础组成

（猜）：小鼠死了。

不是

不是

厂型细菌可能与搁型细菌发生了反应，产生了厂型活细菌（或者死而复生，或者和老鼠体内产生了一些物质使细菌复活了）

学生活动一：

学生讨论交流，各自回答。

与前面的实验形成对照，进一步验证了顿狈础是转化因子，因为顿狈础酶将顿狈础水解了，就不再有厂型活菌出来了。

T₂噬菌体，结构成分简单

看视频

同位素标记法

卡尔文循环等（或者探明光合作用的氧气、或分泌蛋白的合成和运输过程）

³²笔标记顿狈础，³⁵厂标记蛋白质，因为这是她们特有的元素，便于观察标记的化合物

先在含有放射性同位素的培养基中培养细菌，然后再用上述细菌培养罢2噬菌体

学生活动二：

讨论交流

蛋白质外壳仍留在外面，顿狈础进入到细菌的里面。

子代噬菌体各种性状是通过亲代顿狈础遗传的。

顿狈础是真正的遗传物质。

把蛋白质和顿狈础区分开，直接地、单独地观察顿狈础和蛋白质的作用。

物质提纯和鉴定技术、微生物培养、同位素标记等；科学成果的取得必须有技术手段保证，科学技术的发展需要以科学原理为基础，因此，科学与技术是相互支持、相互促进的。