高中生物第1节 DNA是主要的遗传物质教学设计

这是一份高中生物第1节 DNA是主要的遗传物质教学设计，共6页。教案主要包含了教学目标，教学过程等内容，欢迎下载使用。

（一）知识目标
(1)总结“DNA是主要的遗传物质”的探索过程；
(2)分析DNA是主要的遗传物质的实验设计思路；
(3)理解DNA是主要的遗传物质。
（二）能力目标
通过重演科学家发现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。
（三）重点难点
1、重点：(1)肺炎双球菌转化的实验原理和过程；
(2)噬菌体侵染细菌的原理和过程。
(3)证明DNA是遗传物质的实验的关键设计思路。
2、难点：肺炎双球菌转化实验的原理和过程。
【教学过程】
一、对遗传物质的早期推测
在20世纪20年代，由于人们已经认识到蛋白质是由多种氨基酸连接而成的生物大分子。而氨基酸多种多样的排列顺序，可能蕴涵遗传信息。因此，大多数科学家认为，蛋白质是生物体的遗传物质。但是科学是不断探索与发现的。到了20世纪30年代，人们认识到DNA是由许多脱氧核苷酸聚合而成的生物大分子，人们看到了DNA 的重要性，认为DAN 是生物体的遗传物质。那么，到底是蛋白质是遗传物质，还是DAN 是遗传物质呢？
下面我们来看几个实验，明确一下到底谁才是真正的遗传物质。
二、肺炎双球菌的转化实验
（一）格里菲思的实验（1928）
1．材料：肺炎双球菌
学生阅读教材P43．了解R型和S型肺炎双球菌各有什么特点，并完成以下表格。
2．实验过程
教师用课件展示格里菲思肺炎双球菌转化实验的内容（四组，详见课本43页图3-2），同时完成四个阶段的文字总结。
（1）活R型细菌老鼠健康
（2）活S型细菌老鼠死亡
（3）灭活S型细菌老鼠健康
（4）活R型细菌＋死S型细菌老鼠死亡
讲述：从第一、二组实验可以说明R型活细菌不具有致死性，S型活细菌具有致死性；从第二、三组实验可以说明死亡的S型细菌不具有致死性。那么大家思考一下：
问题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，导致小鼠死亡呢？
要找出小鼠死亡的原因就要从它的尸体着手，进行尸检，因为尸体也是会讲话的。通过尸检发现了什么？
（小鼠体内出现了有毒S型活菌，使其致死。）
问题2：为什么无毒R型活菌能转化成有毒S型活菌呢？
S型细菌中有一种转化因子能使R型活细菌转化为S型活细菌。
问题3：该实验能否证明DNA是遗传物质？该实验的结论又是什么？
该实验不能证明DNA是遗传物质。其结论是S型细菌中有一种转化因子能使R型活细菌转化为S型活细菌。
3．结论
S型死菌中含有一种转化因子，能使R型菌转化为S型菌使小鼠死亡
（学生讨论、教师补充）
再设问：“转化因子”究竟是什么物质呢？为了弄清楚这一问题，艾弗里做了如下实验。
（二）艾弗里的实验（1944）
课件展示实验过程（课本P44图3-3）
有毒的S型肺炎双球菌
分离提取

DNA 蛋白质 多糖

R型菌 R型菌 R型菌
R型菌和S型菌 R型菌 R型菌
思考：
1．这个实验的设计思路是什么？
（将S型活细菌体内物质分开，提取各种成分，分别与R型活细菌混合培养，直接、单独地去观察它们的作用。）
2．这个实验证明了什么问题？
（“转化因子”是S型菌的DNA，因转化而来的S型菌能将性状传递给子代，说明DNA是遗传物质。）（简单一点讲就是：DNA是遗传物质，蛋白质等不是遗传物质）
3．该实验的成功之处？
（把DNA与蛋白质分开，从而单独地、直接地去观察DNA的作用。）
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。那怎样才能将蛋白质与DNA彻底分开呢？1952年科学家赫尔希和蔡斯利用T2噬菌体（一种病毒）作为实验材料完成了一个非常有说服力的实验。
三．噬菌体侵染细菌的实验（1952赫尔希、蔡斯）
1．材料：T2噬菌体（病毒）
课件展示T2噬菌体的结构，学生阅读教材P44．了解T2噬菌体的结构和化学组成。
讲解：T2噬菌体是由头部和尾部组成的，头部和尾部的外壳
是由蛋白质组成，在头部内含有一个DNA分子。它是一种专门
寄生在细菌体内的病毒。而细菌是一种单细胞的原核生物。具体
T2噬菌体是如何侵染细菌的，我们看一下课件（课件展示侵染过程）
侵染细菌的过程：吸附→注入→合成→组装→释放
（注意：注入时只有DNA进入细菌体内，而蛋白质没有进入）
现在我们对T2噬菌体已经有所了解了，那请同学们去阅读教材P44-P45的内容，看一下赫尔希、蔡斯具体是怎么来做噬菌体侵染细菌的实验的，并思考回答以下问题
问题1．科学家为什么把噬菌体作为研究DNA是遗传物质的材料?
（T2噬菌体只有DNA和蛋白质两种化学物质组成）
问题2．科学家是采用什么方法进行研究的?
（放射性同位素标记法）
问题3．用35S， 32P分别标记什么？为什么这么标记？
（用35S标记蛋白质， 32P标记DNA。由于仅蛋白质分子中含有S，而P几乎都存在于DNA中）
问题4．搅拌，离心的目的分别是什么？上清液中的是什么，沉淀物中的是什么？
（搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离，离心的目的是让上清液中析出质量较轻的T2噬菌体，而离心管的沉淀物中留下被感染的大肠杆菌。）
讲解：用放射性同位素35S标记的噬菌体在侵染细菌并进行增殖的过程中，出现了把蛋白质外壳留在细菌外面的现象。而用放射性同位素32P标记的噬菌体则表现出了其内部的DNA进入细菌细胞内的现象。正是这些DNA在细菌中增殖出许多噬菌体。新形成的噬菌体同亲代一样有着同样的DNA和蛋白质外壳。释放出来后又能去侵染其他的细菌。那把这两组实验的结果综合起来看，我们能够得出什么结论呢？
结论：DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质。
设问：遗传物质是不是只有一种？某些不含有DNA的病毒，其遗传物质又是什么呢？下面请同学们看一下一个实验，并思考回答。（课件展示烟草花叶病毒感染烟草的实验）
四．DNA是主要的遗传物质
烟草花叶病毒感染烟草的过程：
正常烟 草
RNA → →感染病毒
烟草花叶病毒→
蛋白质→ →未感染病毒
思考：在烟草花叶病毒中，什么是遗传物质？（RNA）
小结：在少数RNA病毒中，RNA是遗传物质。但由于绝大多数生物的遗传物质仍是DNA，所以说DNA是主要的遗传物质。
总结
本节课主要学习了征明DNA是主要遗传物质的两个经典实验:
(一)肺炎双球菌转化实验：证明S型细菌中的DNA是转化因子并能够使后代具有连续性--说明是遗传物质。
(二)噬菌体侵染细菌:证明噬菌体的蛋白质和DNA两种成分是DNA进入细菌体内并产生出与亲代噬菌体性状相同的子代噬菌体--说明DNA是遗传物质。最后指出遗传物质除了DNA外还有RNA，但绝大多数生物的遗传物质是DNA，所以说DNA是主要的遗传物质。
【板书】
第1节 DNA是主要的遗传物质
对遗传物质的早期推测
肺炎双球菌的转化实验
1. 格里菲思的实验
2. 艾弗里的实验
噬菌体侵染细菌的实验
种类
S型细菌
R型细菌
菌体
有多糖类荚膜
无多糖类荚膜
菌落
表面光滑
表面粗糙
毒性
有
没有