1、第3章 基因的本质第1节 DNA是主要的遗传物质教材分析本节课通过肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验的学习，为学生再现科学家们探索遗传物质是什么的漫长历程拉开了序幕。教材以“遗传物质的本质”作为核心，架构一条明线和一条暗线，明线是：科学家探索遗传物质本质的历史事件；暗线是：科学技术的发展。两条线中都蕴含着探索遗传物质本质的实验设计思路，也就是设法将DNA和蛋白质分开，单独地直接地观察各自的作用。教学目标1.知识目标总结人类对遗传物质的探索过程。分析证明DNA是主要的遗传物质的实验设计思路。2.能力目标探讨实验技术在证明DNA是主要遗传物质中的作用。3.情感目标认同与人合作在科学研究中的重要
2、性，讨论技术的进步在探索遗传物质奥秘中的重要作用。认同人类对遗传物质的认识是不断深化不断完善的过程。重点难点教学重点肺炎双球菌转化实验的原理和过程。噬菌体侵染细菌实验的原理和过程。解决方法利用多媒体课件，分步演示实验过程，让学生置身于实验探究的全过程。采用“设疑导入问题引导呈现探究过程讨论实验结果归纳总结反馈运用”的教学程序。教学难点肺炎双球菌转化实验的原理和过程。解决方法采用“设疑导入问题引导呈现探究过程讨论实验结果归纳总结反馈运用”的教学程序。课时安排1课时教学方法直观教学法、讲解法。教具准备课件学生活动1.引导学生体验科学探索过程，领悟科学研究方法。2.学生思考、讨论、归纳和回答相关问题
3、。教学过程【导入】遗传物质是染色体，蛋白质，还是DNA？遗传物质具有什么特征？教师引导学生总结遗传物质的特征。一对遗传物质的早期推测在学生已有DNA和蛋白质相关知识的基础上，比较总结DNA和蛋白质的相同点和不同点，及在科学发展史上人们对它们的认识。从而得出：科学发展过程是一个不断纠正错误的过程。设问：历史上第一个向蛋白质是遗传物质这个观点提出挑战的科学家是谁呢？二肺炎双球菌转化实验 1.体内转化实验 （学生观看课件上的动画）通过看课件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
4、，注入到小鼠体内可以使小鼠患病死亡。看肺炎双球菌的转化实验动画，总结各组实验现象：无毒性的R型活细菌注射到鼠体内，鼠不死亡；有毒性的S型活细菌注射到鼠体内，鼠死亡；加热杀死的S型细菌注射到鼠体内，鼠不死亡；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。 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
5、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。2.体外转化实验请一学生叙述各组实验的做法及现象： R+S的DNAR、SR+S的蛋白质RR+S的DNA和DNA酶R。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，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？ （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。）思考：艾弗里的实验设计有何巧妙之处？（回答：设法将DNA和蛋白质分开，单独地直接地观察各自
6、的作用。）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。三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。（用课件演示噬菌体结构）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。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年赫尔希和蔡斯设计了一个巧妙实验：用放射性同位素标记和测试。提问：用哪些同位素标记DNA和
7、蛋白质?提示： DNA有，但多数蛋白质没有的元素是哪种？只有蛋白质有，而DNA没有的元素又是哪种？ （回答：用35S标记部分噬菌体的蛋白质，用32P标记部分噬菌体的DNA。） 提问：怎样用同位素分别标记噬菌体的DNA和蛋白质?（回答：1.用分别含有35S 和32P的培养基培养细菌；2.用噬菌体分别侵染上述细菌；3.制备分离只含35S或只含32P的噬菌体。）请同学们仔细看课件的演示过程，注意实验的方法步骤。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。用被标记的两种噬菌体分别去侵染细菌。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。让我们再看一遍噬菌体侵染细菌
8、过程模拟，加深对这个过程的认识。提问：实验的结果如何？表明了什么？（回答：用35S标记蛋白质的噬菌体侵染细菌后，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3P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。讲述：是不是所有生物的遗传物质都是DNA呢？四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。归纳总结：（1）在具有细胞结构的生物体内，有DNA和RNA两种核酸，但DNA是遗传物质；（2）非细胞结构的生物体内，只有一种核酸，只有一种遗传物质，即DNA或RNA；（3）只有少数几种病毒以RNA作为遗传物质，因此，DNA是主要的遗传物质。
