DNA是主要的遗传物质--教案.doc

《DNA是主要的遗传物质》 教案
山阴一中生物组 朱小丽
一、教学目标
1、知识目标：
（1）总结“DNA是主要的遗传物质”的探索过程。
（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取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、过程与方法：
（1）通过肺炎双球菌的转化实验，训练学生逻辑思维的能力。
（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能力。
3、情感态度与价值观：
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。
二、教学重难点
1、教学重点：
（1）肺炎双球菌的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。
（3）证明DNA是遗传物质的实验的关键设计思路。
2、教学难点：
（1）噬菌体侵染细菌实验的原理和过程。
（2）证明DNA是遗传物质的实验的关键设计思路。
三、课时安排：1课时
四、教学过程：
复习（导入）：前面我们一起学习了减数分裂和受精作用，请大家回忆一下：减数分裂和受精作用的意义。（使染色体数目恒定，对于生物体遗传和变异具有重要作用。）也就是说染色体在生物的传种接代中有重要作用。我们知道染色体主要是由蛋白质和DNA组成的。那么，这两种物质究竟哪一种是遗传物质呢？请大家把书打开到42页，我们今天一起学习第三章第一节DNA是主要的遗传物质。（出题：第一节 DNA是主要的遗传物质）
授课：科学发展到今天，DNA是遗传物质已经是众所周知，不容质疑的了。可是有什么证据证明DNA是遗传物质呢？今天我们就和科学家一起来寻找DNA是遗传物质的证据，同时我们还要理解科学家的设计思路和实验设想，并且学会科学研究的方法。
　　要想找到DNA是遗传物质的证据，首先得选择合适的实验材料。我们知道不管是高等的、复杂的生物（动物、植物），还是低等的、简单的生物（病毒、细菌等等），它们都含有核酸，大家觉得应该选择什么样的生物做实验材料呢？为什么？
　　（答：低等的，简单的生物。因为这样的生物结构简单，含有的物质少，便于研究）
　　问：说几种简单低等的生物？
　　（答：病毒，细菌等。）
同学们的想法与科学家的思路是一致的，1928年，格里菲思利用肺炎双球菌这样一种细菌做实验寻找遗传物质，请大家阅读书本43页，看看格里菲思怎样做实验的。（板）一、肺炎双球菌转化实验
（板：1. 1928，体内转化实验）
通过看书我们知道肺炎双球菌有两种类型：一种是R型细菌（粗糙），无多糖类的荚膜，是无毒性的，注入小鼠体内后，小鼠不死亡。另一种是S型细菌（光滑），有多糖类的荚膜，是有毒性的，注入到小鼠体内可以使小鼠患病死亡。
　　请一学生叙述各组实验的做法及现象：
　　①无毒性的R型活细菌注射到鼠体内，鼠不死亡；
②有毒性的S型活细菌注射到鼠体内，鼠死亡；
③加热杀死的S型细菌注射到鼠体内，鼠不死亡；
④无毒性的R型活细菌与加热杀死的S细菌混合后注射到鼠体内，鼠死亡
提问：从第④组实验鼠体内可分离出有毒性的S型活细菌说明了什么？　　
（回答：无毒性的R型活细菌与加热杀死的S型细菌混合后，可转化成有毒性的S型活细菌）
讲述：格里菲思的结论：已加热杀死的S型细菌中必然含有某种促成这一转化的活性物质。这种转化因子是什么？格里菲思没有找到。（板： 结论：）
　　提问：如果请你设计一个实验来确定转化因子是什么，你觉得关键的设计思路是什么？（提示：排除干扰，设法将DNA与蛋自质分开，单独，直接地观察DNA的作用。）
（回答：从活的S型细菌中分离，提取出各种成分，分别与R型细菌混合培养，观察其后代是否有S型细菌出现）
　　讲述：设计思路很好，但这个设计思路的实施需要依赖于分离提取技术和其它有关技术的。因此，直至1944年，美国的科学家艾弗里和他的同事才进行了确定转化因子的实验，并获得了成功。他们的做法是从S型活细菌中提取出了DNA，蛋白质和多糖等物质，分别将它们加入培养R型细菌的培养基中。（44页）
　　（板：2. 1944，体外转化实验）
请一学生叙述各组实验的做法及现象：
① R+S的DNA——R、S②R+S的Pro——R③R+S的DNA和DNA酶。
①②说明DNA是遗传物质，但有人怀疑是DNA不纯，夹杂有蛋白质，为此他们又设计了③，用DNA酶处理DNA，使其水解，结果在培养R型活细菌的培养基中没有发现S型细菌。
　　提问：艾弗里实验的结论是什么？（板：结论）
　　（回答：DNA是转化因子，是使R型细菌产生稳定的遗传变化的物质，即DNA是遗传物质）
　　讲述：因为艾弗里的实验提取的DNA夹杂有少量蛋白质，所以有人对实验结论仍有怀疑，让我们看看DNA是遗传物质的另一个证明实验：噬菌体侵染细菌的实验。（44——45页）（板：二、噬菌体侵染细菌的实验 ）
　　我们首先介绍一下噬菌体这种病毒。（演示：噬菌体结构的投影片。）
　　讲述：噬菌体是一种寄生在细菌体内的病毒，它的结构很简单，外壳是蛋白质，头部内是DNA。它侵染细菌后，就会在自身遗传物质的作用下，利用细菌体内的物质来合成自身的组成成分，进行大量的增殖。简述噬菌体侵染细菌的过程　。
（吸附——注入——复制、合成——组装——释放）
那么，噬菌体的两种成分中哪一种是遗传物质呢？我们需要设计实验把DNA和蛋白质分开来，1952年赫尔希和沙斯设计了一个巧妙实验：用放射性同位素标记和测试。
　　提问： 从元素组成看，DNA有但多数蛋白质没有的元素是哪种？（P）蛋白质有，而DNA没有的元素又是哪种？（S）
　　　请同学们仔细看教材P4的图6—3，叙述实验的方法步骤。
　　（回答：①一部分噬菌体只用35S标记蛋白质，另一部分噬菌体只用32P标记DNA。②用被标记的两种噬菌体分别去侵染细菌。③当噬菌体在细菌体内大量增殖时，对被标记物质进行放射性测试）（板： 结论： ）
提问：测试的结果如何？表明了什么？
（回答：用35P标记蛋白质的噬菌体侵染后，细菌体内无放射性，即表明噬菌体的蛋白质没有进入细菌内部；而用3２P标记DNA的噬菌体侵染细菌后，细菌体内有放射性，即表明噬菌体的DNA进入了细菌体内。）
由此可知，DNA是遗传物质，而蛋白质不是。
讲述：是不是所有生物的遗传物质都是DNA呢？（46页）
（板：三、DNA是主要的遗传物质）
现代科学研究证明，有些病毒只含有蛋白质和RNA，如烟草花叶病病毒。从烟草花叶病病毒中提取出RNA和蛋白质，分别侵染烟草，前者能使烟草感染病毒，而后者却不能
提问：对于这些病毒来说，什么是它们的遗传物质？（回答： RNA。）
　　　　总结：因为绝大多数生物的遗传物质是DNA，只有少数病毒的遗传物质是RNA，因此说DNA是主要的遗传物质。今天我们证实了DNA是主要的遗传物质，那么DNA是怎样的物质？在遗传过程中怎样起决定性的作用？这些问题将留给我们以后去研究。
五、课堂反馈（投影）
六、板书设计
第一节 DNA是主要的遗传物质

一、肺炎双球菌转化实验
1. 1928 体内转化实验
结论：
2.1944 体外转化实验
结论：
二、噬菌体侵染细菌的实验
结论：
三、DNA是主要的遗传物质
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