DNA是主要的遗传物质特级教师教学实录

DNA

是主要的遗传物质

【教材分析】

“DNA是主要的遗传物质”一节是新课标教材人教版必修2第3章第1节的内容，是在前面学习了有关细胞学基础(有丝分裂、减数分裂和受精作用)、阐明了染色体在前后代遗传中所起的联系作用、分析了染色体的主要成分是DNA和蛋白质的基础上来学习的。在相当长的时间里，人们一直把蛋白质作为遗传物质，那么，遗传物质是DNA还是蛋白质呢？教材在此埋下伏笔，然后通过两个经典实验证明了DNA是遗传物质，最后列举少数生物只有RNA而没有DNA的事实，得出“DNA是主要的遗传物质”这一结论。

本节内容在结构体系上体现了人们对科学理论的认识过程和方法，是进行探究式教学的极佳素材。在教学中，通过发挥学生的主体作用，优化课堂结构，妙用科学史实例，把知识的传授过程优化成一个科学的探究过程，让学生在探究中学习科学研究的方法，从而渗透科学方法教育。

【教学目标】

（一）知识目标

掌握证明DNA是遗传物质的两个实验的过程和原理，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

1、概述人类对遗传物质的探索过程，认同科学认识是不断深化、不断完善的过程。

2、通过学生自己设计验证性实验，培养分析问题、解决问题的能力，发展科学思维和创新的能力。

（四）重点难点

1、重点：肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验的原理和过程。

2、难点：肺炎双球菌转化实验的原理和过程。

【课时说明】

本节内容1课时，授课过程（包括与学生的互动）大约用时40min，

【教学过程】

复习引入

对孟德尔、摩尔根研究问题的回顾，探讨在遗传物质被发现之前关于遗传物质的猜想。引导学生进入本节课的学习。本节课的导入我采取的是直接导入。

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。

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

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。