DNA是主要的遗传物质第二课时教案

DNA是主要的遗传物质教学设计

教材分析

在相当长的时间里，人们一直把蛋白质作为遗传物质，那么，遗传物质到底是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。

本节课的教学内容涉及的实验，在现有的实验室条件下是不可能完成的，只有尝试采用引导探究式的教学方法，通过创设自主合作的学***等融洽的人际环境，激发学生的学习积极性，学生不是被动地接受知识，而是积极主动地走进科学家的探究历程，在观察和思考中，愉快地学习，处于主体地位。本节内容既对前两章的基因的有关知识作本质性的阐述，也下启后三节关于DNA分子的结构、复制和遗传效应等，具有承上启下的作用。

教学目标

一、知识与技能

1．总结“DNA是主要的遗传物质”的探索过程。

2．了解肺炎双球菌转化实验。

二、过程与方法

通过肺炎双球菌的转化实验，训练学生逻辑思维的能力。

三、情感、态度与价值观

遗传物质主要是DNA，也有RNA，这从遗传和变异的角度，强调了生命的物质性，有利于辩证唯物主义世界观的树立。

教学重点

1．肺炎双球菌转化实验。

通过对细胞的有丝分裂、减数分裂和受精过程的学习，认识到染色体在生物的传宗接代中具有重要作用。染色体含有哪些化学物质呢？科学家们通过分析发现：染色体中含有DNA和蛋白质两种成分。生物体的遗传物质是DNA还是蛋白质呢？

二、新课教学

引导学生完成

“问题探讨”并提示。

提示：

1．（1）具有贮存大量遗传信息的潜在能力；

（2）能够指导蛋白质合成，从而控制生物的性状和新陈代谢的过程；

[来源学科网ZXXK]

（3）在细胞生长和繁殖的过程中能够精确地复制自己，使得前后代具有一定的连续性；

（4）结构比较稳定，但在特殊情况下又能发生突变，而且突变以后还能继续复制，并能遗传给后代。

遗传物质必须稳定，要能贮存大量的遗传信息，可以准确地复制出拷贝，传递给下一代等。

2．这是一道开放性的题，答案并不惟一，只要提出正确的思路即可。

（一）对遗传物质的早期推断

问：20世纪20年代，人们为什么会认为蛋白质是遗传物质？到20世纪30年代呢？同学生一道带着这些问题阅读课本P42、43。

（二）肺炎双球菌的转化实验

人们发现DNA是主要遗传物质的过程。媒体展示由氨基酸形成蛋白质的结构图，引导学生思考：氨基酸多种多样的排列顺序，可能就蕴含着遗传信息。从而让学生沿着科学史的发展轨迹分析问题，顺利进入“肺炎双球菌的转化实验”的学习和探究。

第一个实验：肺炎双球菌转化实验。媒体展示格里菲思的肺炎双球菌转化实验（4组，见教材43页），并提出问题，要求学生讨论、观察并用语言描述实验过程。最后得出结论，以培养学生的语言组织能力、观察能力和分析问题的能力、处理信息和归纳总结能力以及合作精神。

学生结合肺炎双球菌转化实验进行分组讨论，设计实验方案，进行实验探究；然后汇报交流实验方案和实验现象、分析原因。

第二个实验：媒体投影肺炎双球菌转化实验的艾弗里实验，进行比较分析，进一步巩固实验的设计思路和相关的结论。这样将格里菲思的实验和艾弗里的实验分开，前者呈现出来，让学生根据实验分析问题得出结论，后者要求学生自己去讨论、探究，在合作的前提下拿出实验设计的方案或者是想法，让学生在这个讨论并探究的过程中体会实验的设计思路，再对照艾弗里和他的同事们的实验，学生就会发现，自己也可以做科学家。进一步培养了学生探究问题与设计实验的能力及创新意识。

通过确凿的实验证据首先向遗传物质是蛋白质的观点提出挑战的是美国科学家艾弗里，而艾弗里的实验又在英国科学家格里菲思的肺炎双球菌转化实验的基础上进行。

请看这个著名的经典实验：

出示R型细菌和S型细菌的菌体和菌落图，让学生对图指出何者是R型菌体？何者是S型菌体？菌落各是怎样？毒性呢？以加深学生对两种细菌的了解。

问：①肺炎双球菌的转化实验分哪几个步骤？各看到哪些现象？②第四组的实验结果说明了什么？③艾弗里及其同事的设计思路是什么？他们的研究结果说明了什么？

学生阅读教材P43～P44，边看书边看图解，回答上述问题。

（1）

体内转化

1928年

英国

格里菲思

①

活R，无毒

活小鼠

②

活S，有毒

小鼠

死小鼠

③

△杀死的S，无毒

活小鼠

④

活R + △杀死的S，无毒

死小鼠

转化因子是什么？

（②④分离出活S）

在肺炎双球菌的转化实验中，为什么加热杀死的S型细菌还能使R型活细菌转化为S型活细菌？

蛋白质和核酸对于高温的耐受力是不同的。在80~100℃的温度范围内，蛋白质将会失活，DNA双链将解开；当温度降至55℃左右时，DNA双链能够重新恢复，但蛋白质的活性却不能恢复。

（2）体外转化

1944年

美国

艾弗里

[来源学科网]

多糖或蛋白质+R型培养基

R型

活S DNA + R型

培养基

R型

+ S型

DNA＋DNA酶+R型培养基

R型

转化因子是DNA 。

提示：1．细菌和病毒作为实验材料，具有的优点是：（1）个体很小，结构简单，容易看出因遗传物质改变导致的结构和功能的变化。细菌是单细胞生物，病毒无细胞结构，只有核酸和蛋白质外壳。（2）繁殖快。细菌20~30 min就可繁殖一代，病毒短时间内可大量繁殖。

2．最关键的实验设计思路是设法把DNA与蛋白质分开，单独地、直接地去观察DNA或蛋白质的作用。

3．艾弗里采用的主要技术手段有细菌的培养技术、物质的提纯和鉴定技术等。赫尔希采用的主要技术手段有噬菌体的培养技术、同位素标记技术，以及物质的提取和分离技术等（学生可能回答出其他的技术，但只要回答出上述主要技术就可以）。

科学成果的取得必须有技术手段做保证，技术的发展需要以科学原理为基础，因此，科学与技术是相互支持、相互促进的。

从实验过程可得出以下结论：

（1）DNA是转化因子，是遗传物质，而蛋白质不是。（因为艾弗里及其同事对S型细菌中的物质进行了提纯和鉴定，他们将提纯的DNA、蛋白质和多糖等物质分别加入到培养了R型细菌的培养基中，结果发现：只有加入DNA，R型细胞才能够转化为S型细菌。）

课后练习

1．下列哪项是艾弗里及其同事研究肺炎双球菌的方法或实验设计思路（

）

A．杂交实验法

B．放射性同位素标记法

C．病毒侵染法

D．单独直接观察不同成分作用

2．真核生物遗传是细胞核和细胞质共同作用的结果，控制细胞核和细胞质遗传的物质是（

）

A．DNA B．RNA

C．DNA和RNA

D．DNA或RNA 3．格里菲思（F．Griffith）用肺炎双球菌在小鼠身上进行了著名的转化实验，此实验结果（

）

A．证明了DNA是遗传物质

B．证明了RNA是遗传物质

C．证明了蛋白质是遗传物质

D．没有具体证明哪一种物质是遗传物质

4．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型菌的DNA＋DNA酶→加入R型菌→注射入小鼠；②R型菌的DNA＋DNA酶→加入S型菌→注射入小鼠；③R型菌＋DNA酶→高温加热后冷却→加入S型菌的DNA→注射入小鼠；④S型菌＋DNA酶→高温加热后冷却→加入R型菌的DNA→注射入小鼠。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