《DNA是主要的遗传物质》教案

- 1 - 《DNA 是主要的遗传物质》 教案 一、教学目标 汝南二高 孙亚楠 1、知识与技能 （1）总结“DNA 是主要的遗传物质”的探索过程。 （2）（2）知道肺炎双球菌转化实验和“同位素标记法”研究噬菌体侵染细菌所采用的方 法，是目前自然科学研究的主要方法。 （3）理解 DNA 是主要的遗传物质。 2．能力培养 （1）通过肺炎双球菌的转化实验，能够证明 DNA 是遗传物质的最关键的实验设计思路， 提高逻辑思维的能力。 （2）用“同位素标记法”来研究噬菌体侵染细菌的实验，说明 DNA 是遗传物质，蛋白 质不是遗传物质，训练学生由特殊到一般的归纳思维的能力。 3．情感态度与价值观 遗传的物质主要是 DNA，也有 RNA，这从遗传和变异的角度，强调了生命的物质性，有 利于辨证唯物主义世界观的树立。 四、教学重点、难点 重点：（1）肺炎双球菌转化实验的原理和过程。 （2）噬菌体侵染细菌实验的原理和过程。 难点：（1）如何理解 DNA 是主要的遗传物质，RNA 也是遗传。 （2）探究科学发现过程来学习科学研究方法。 三、课时安排：1 课时 四、教学过程 （一）设疑引入 俗话说“龙生龙，凤生凤，老鼠生儿会打洞” ，这句话显示生物的基本特征之一遗传。生命 之所以能够代代延续，主要是由于遗传物质绵绵不断的向后代传递，前面我们学习的有丝 分裂、减数分裂和受精作用，着重分析的是染色体的行为及数目的变化，可见染色体在生 物的遗传中起着重要的作用， 染色体主要由什么物质组成？DNA 和蛋白质究竟谁才是遗传 物质？ （二）对遗传物质的早期推测 - 2 - 现在大家都认为遗传物质是 DNA， 但这一结论是由科学家们经过长期的质疑与探索才 得到的。 指导学生读教材思考： 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？ 讲述：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。 科学家是如何认识 DNA 是遗传物质的呢，让我们重温科学家对遗传物质的认识过程 吧。 过渡：20 世纪中叶，人们发现染色体是由 DNA 和蛋白质组成的，在 20-30 年代人们普 遍认为蛋白质是遗传物质， 这种观点正确吗？如果遗传物质不是蛋白质， 它是什么物质呢？ 在生物学中我们通过做什么确认这个问题？（实验） 下面我们一起沿着科学家探索真理 的足迹重温证明 DNA 是遗传物质的经典实验。 （安排学生浏览课本） （三）DNA 是遗传物质的实验证据 —— 肺炎双球菌的转化实验 1、格里菲思的实验 讲述并投影两种菌落的比较； 菌落 荚膜 毒性 R 型菌落 粗糙 无荚膜 无毒 S 型菌落 光滑 有荚膜 有毒 媒体展示格里菲思的肺炎双球菌转化实验（4 组，见教材 43 页）。提问： （1） 为什么第四组实验将 R 型活细菌和加热杀死后的 S 型细菌混合后注射到小鼠体 内，导致小鼠死亡？(因为 R 型细菌转化成了 S 型细菌，使小鼠患败血症而死亡.) （2）格里菲思实验的结论是什么? 实验结论：已经被加热杀死的 S 型细菌中，必然含有某种促成这一转化的活性物质（转 化因子） 。 设 疑： 这种转化因子究竟是什么物质呢？S 菌的化学成分很多，要找到转化因子，最关键的 思路是什么？如果让你来设计实验来进一步探究“转化因子”是什么物质，你将如何设计 实验？ （提示：设计思路，设法把 DNA 与蛋白质等其他物质分开，单独研究他们各自的作 用） 2、艾弗里的实验——寻找转化因子 在分析格里菲斯的实验设计基础之上，教师引导学生明确该实验的设计是否严谨，该 如何解决这个问题？（培养学生科学思维和科学探究的能力 ） （1）设计思路;把各种化合物分开，单独观察，确定唯一变量 。 （2）把由 S 型细菌中分离，提取出的各种成分，单独作用于 R 型细菌。 - 3 - 请学生结合艾菲里的实验思考： ① 只有加入哪种物质 R 菌才能转化为 S 菌呢？ ② 加入 DNA 以后所有的 R 菌都能转化吗？这说明什么？教师补充转化的效率其实是比较 低的。 ③ DNA 水解物是什么？解释是加入 DNA 酶，把 DNA 降解脱氧核苷酸，说明只有完整的 DNA 才能发生转化作用。 ④ 艾弗里的实验说明什么？ ⑤ 艾弗里的实验思路和研究成果对我们有什么启示？ ⑥为什么艾弗里的实验没有使世人完全信服？问题出现在什么地方？该怎样解决这个问 题？（培养学生分析问题，归纳结论的能力 ） （3）分析结论：DNA 是遗传物质。 （四）DNA 是遗传物质的实验证据 —— 噬菌体侵染细菌的实验 艾弗里的实验证明了 DNA 才是使 R 型菌产生稳定遗传变化的物质，说明 DNA 才是 遗传物质。但是艾弗里转化实验所使用的 DNA 中仍然含有极少量的蛋白质。因此人们认 为不能完全排除蛋白质的作用。 那么，还有没有更具有说服力的方法来证明 DNA 是遗传物质呢？ 1952 年，赫尔希和蔡斯利用噬菌体为实验材料，设计了一个更具说服力的实验。 讲述并投影： T2 噬菌体的结构模式图，说明其结构特点、物质（元素）组成、寄生和繁殖方式， 演示其侵染细菌的动态变化。 实验过程，指导学生自学，提问： 1、该实验采用了什么实验方法？ 2、分别用什么元素标记 DNA 和蛋白质？为什么选择这两种元素？ 3、如何获得含有放射性同位素的噬菌体？ 4、实验过程中搅拌和离心的目的分别是什么？ 5、该实验的结论是什么？ 师生共同讨论，并完成表格 实验过程及结果： 亲代噬菌体 寄主细胞内 子代噬菌体 实验结论 第一组 实 验 32P 标记 DNA 有32P 标记 DNA DNA 有32P 标记 DNA 分子具有 连续性，是遗传 物质 第二组 实 验 35S 标记蛋白质 无35S 标记蛋白 质 外 壳 蛋 白 质 无 35S - 4 - 6、简述噬菌体侵染细菌的过程 吸附→注入（DNA）→复制子代噬菌体的 DNA 和合成子代噬菌体的蛋白质→组装 子代噬菌体→释放子代噬菌体。 综合以上两个实验，可以得出 DNA 是遗传物质。 （五）RNA 也能作为遗传物质—— 烟草花叶病毒的重建实验 科学家发现有些病毒不含 DNA，只含蛋白质和 RNA，比如烟草花叶病毒。它能感染 烟草，出现相应的病症。 烟草花叶病毒的遗传物质是什么呢？课件展示烟草花叶病毒重建实验过程。 总结：少数生物的遗传物质是 RNA，绝大多数生物的遗传物质是 DNA，所以 DNA 是主要的遗传物质。 （六）课堂小结 和学生共同整理知识结构，构建知识网络: 归纳、小结 核酸是一切生物的遗传物质；具有细胞结构的生物和大多数病毒的遗传物质是 DNA， 少数 RNA 病毒的遗传物质是 RNA,即 DNA 是主要的遗传物质。 随堂练习：巩固知识，反馈效果 1、在真核生物中，遗传物质的载体主要是 （ ） A.DNA B.染色体 C.细胞核 D.基因 2、烟草花叶病毒的繁殖方式和进行的场所是 （ ） A. DNA 的自我复制，在宿主细胞内 B. DNA 的自我复制，在病毒体内 C. RNA 的自我复制，在宿主细胞内 D. RNA 的自我复制，在病毒体内 3、