第一节遗传物质的发现-(2).doc

洛阳市高中生物优质课讲赛教案

DNA是主要的遗传物质

33号

DNA是主要的遗传物质（第一课时）
教学目标
（一）知识目标
掌握肺炎双球菌转化实验的过程和原理，以及从实验中得出的结论（DNA是遗传物质）。
（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）情感目标
学习科学家严谨细致的工作作风和科学态度以及对真理不懈追求的科学精神，进一步激发学生辨证唯物主义世界观的树立。
教学重难点
1、重点：肺炎双球菌转化实验的原理和过程。
2、难点：肺炎双球菌转化实验的原理和过程。
教学过程
导入新课：创设情景，设疑导入
教师提问：大家可能都听过这样一句俗语，叫做“老子英雄儿好汉，虎父无犬子”，这句俗语隐含着什么生物学现象哪？
学生回答：遗传现象。
教师引导：对，还有我们经常听到的俗语“龙生龙，凤生凤，老鼠生来会打洞”。这些都是遗传现象。遗传指的是生物的亲代和子代之间的相似性。那么，我们接着想知道了：生物体为什么会表现出遗传现象？
学生思考：
教师引导：哲学上有这样一个论断，认为世界是物质的，任何事情的发生，都有其物质基础，同样，生物体之所以会表现出遗传现象，是因为生物体内存在着遗传物质。那么，生物体内的遗传物质是什么呢？
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？这个问题曾引起生物学界激烈的讨论。
我们知道，生物学是一门以实验为基础的学科。要确定哪一种物质是遗传物质，必须通过实验来证明。今天我们的学习内容就是和大家一起重走科学家探索DNA是遗传物质之路。
（一） 格里菲思细菌转化实验
1、两种菌落的比较

菌落
荚膜
毒性
R型细菌菌落
粗糙
无荚膜
无毒
S型细菌菌落
光滑
有荚膜
有毒

2、格里菲斯的实验过程和结果

通过格里菲思的几组实验对照我们能得到什么样的结论呢？（学生回答每组实验所能得到的结论）。
3、格里菲斯的实验结论
步骤
处理方法
现 象
结          论
1
R菌活菌注射
小白鼠正常
R菌无毒性
2
S菌活菌注射
小白鼠死亡
S菌能使小白鼠致死
3
S菌高温灭活
小白鼠正常
加热杀死的S菌不使小白鼠致死
4
R菌+高温灭活的S菌
小白鼠死亡
死亡的S菌中可能有使R菌转化因子
格里菲思的实验结论：已被加热杀死的S型细菌中，必然含有某种促成R型细菌向S型细菌转化的活性物质。这种转化因子将无毒性的R型细菌转化为有毒性的S型活细菌。
那么这种转化因子究竟是什么物质哪？如果是你来设计实验寻找“转化因子”是什么物质，你准备怎么做？（注意实验的自变量，因变量是什么？）
（二）艾弗里的细菌转化实验
1、你的实验目的：
“转化因子”即遗传物质是DNA还是蛋白质。
2、你的实验原理：
遗传物质能控制性状。
3、你的实验设计的基本思路和原则：
将DNA和蛋白质分开，单独地、直接地转化细菌。对照原则
4、你的实验前的假设：
假设DNA是遗传物质，S型细菌的DNA能使R型细菌转化为S型活菌。
5、你的实验方法：
分离S型细菌的组成物质
DNA
蛋白质

多糖

DNA与DNA酶

与R型活菌混合培养

S型菌落（很少）+R型菌落
R型菌落
R型菌落
R型菌落

6、你的实验结果：
DNA能使细菌转化，蛋白质等物质不能使细菌转化。
结果
结论
原理、假设
7、你对结果的分析：

8、你的实验结论：
DNA是转化因子，DNA是遗传物质，蛋白质等物质不是遗传物质。
疑难解析：
1、在格里菲思的实验中，加热杀死的S型细菌已经失活，不能使小鼠死亡，可为什么能使R型活细菌转化。
在加热杀死的S型细菌中，其蛋白质变性失活，无毒性不会是小鼠死亡，但不要认为DNA也变性失活。DNA在加热过程中，双螺旋解开，氢键被打开，但缓慢冷却时，其结构可恢复，可与R型细菌的DNA重组表达出S型细菌的性状。
2、艾弗里实验设计中的关键设计思路是什么？
将S型细菌的组成物质分离出来，单独的去观察每一种物质的作用
3、艾弗里实验的原则是什么？自变量和因变量分别是那些？
单一变量原则，对照原则。
自变量：与R型细菌混合的物质成分
因变量：是否分理出S型细菌。
4、艾弗里实验的不足之处是什么？
艾弗里实验中提取的DNA纯度最高时也还混有0.02%的蛋白质，这样可能会影响到实验结果。因而，人们对艾弗里实验结果的可靠性提出了质疑。所以，探索还没有结束！要确定生物的遗传物质，必须寻找新的实验证据。

课堂练习:
1、某研究人员模拟肺炎双球菌转化实验，进行了以下4个实验：
①S型细菌的DNA＋DNA酶→加入R型细菌→注入小鼠体内　②R型细菌的DNA＋DNA酶→加入S型细菌→注入小鼠体内　③R型细菌＋DNA酶→高温加热后冷却→加入S型细菌的DNA→注入小鼠体内　④S型细菌＋DNA酶→高温加热后冷却→加入R型细菌的DNA→注入小鼠体内
以上4个实验中小鼠存活的情况依次是 (　D　)
A．存活、存活、存活、死亡 B．存活、死亡、存活、死亡
C．死亡、死亡、存活、存活 D．存活、死亡、存活、存活
解析：只有S型细菌才能使小鼠死亡，高温会使酶失去活性而不起作用，DNA酶会水解DNA而使DNA失活，高温会使细菌死亡而不会使DNA失去活性。
2、“肺炎双球菌的转化实验”证明了DNA是遗传物质，而蛋白质不是遗传物质，得出这一结论的关键是(　D　)
A．用S型活菌和加热杀死后的S型细菌分别对小白鼠进行注射，并形成对照
B．用杀死的S型细菌与无毒的R型细菌混合后注射到小鼠体内，测定小鼠体液中的抗体含量
C．从死亡小鼠体内分离获得了S型活菌
D．将S型细菌的各种物质分离并分别加入各培养基中，培养R型细菌，观察其是否发生转化
解析　将S型细菌的各种物质分离并分别加入各培养基中，观察R型细菌是否发生转化，结果加入DNA能使R型细菌发生转化，加入蛋白质不能使R型细菌发生转化，证明DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质。
课后作业：练习册配套练习
五、板书设计
DNA是主要的遗传物质
㈠ 对遗传物质的早期预测
㈡ 肺炎双球菌的转化实验
⒈ 格里菲思的体内转化实验：
对照分析：
实验结论：转化因子
⒉ 艾弗里的体外转化实验：
学生课前预习
一、遗传物质具备的条件
1、分子结构具有相对的稳定性，但在特殊情况下又能产生可遗传的变异；
2、能自我复制，前后代保持一定的（连续性）；
3、能指导蛋白质的合成，从而控制生物的新陈代谢和性状；
4、具有存储巨大数量遗传信息的能力
二、格里菲思肺炎双球菌的转化实验：
1、两种菌落的比较

菌落
荚膜
毒性
R型细菌菌落

S型细菌菌落

2、格里菲思肺炎双球菌的转化实验结果
步骤
方  法
现 象
结          论
1
R菌活菌注射

2
S菌活菌注射

3
S菌高温灭活

4
高温灭活：S菌+R菌

格里菲思的实验结论：

如果是你来设计实验寻找“转化因子”是什么物质，你准备怎么做？
1、你的实验目的： 2、你的实验原理：

3、你的实验设计的基本思路和原则： 4、你的实验前的假设：

5、你的实验方法： 6、你的实验结果：

7、你对结果的分析： 8、你的实验结论：
课堂练习：
1、某研究人员模拟肺炎双球菌转化实验，进行了以下4个实验：
①S型细菌的DNA＋DNA酶→加入R型细菌→注入小鼠体内　②R型细菌的DNA＋DNA酶→加入S型细菌→注入小鼠体内　③R型细菌＋DNA酶→高温加热后冷却→加入S型细菌的DNA→注入小鼠体内　④S型细菌＋DNA酶→高温加热后冷却→加入R型细菌的DNA→注入小鼠体内
以上4个实验中小鼠存活的情况依次是 (　　)
A．存活、存活、存活、死亡 B．存活、死亡、存活、死亡
C．死亡、死亡、存活、存活 D．存活、死亡、存活、存活
2、“肺炎双球菌的转化实验”证明了DNA是遗传物质，而蛋白质不是遗传物质，得出这一结论的关键是 (　　)
A．用S型活菌和加热杀死后的S型细菌分别对小白鼠进行注射，并形成对照
B．用杀死的S型细菌与无毒的R型细菌混合后注射到小鼠体内，测定小鼠体液中的抗体含量
C．从死亡小鼠体内分离获得了S型活菌
D．将S型细菌的各种物质分离并分别加入各培养基中，培养R型细菌，观察其是否发生转化
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