DNA是主要的遗传物质ppt课件教学实录

《DNA是主要的遗传物质》以问题为支架的探究式教学设计

榆林市第二中学 丁婉蓉

一、教学目标

1.知识目标：掌握证明DNA是遗传物质的三个实验的过程和原理，以及从实验中得出的结论。

2.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。

3.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。

二、教学重点难点

1、教学重点：肺炎双球菌转化实验和T2噬菌体侵染大肠杆菌实验的原理、过程及结论。

2、教学难点：T2噬菌体侵染大肠杆菌菌实验的原理、过程及结论。

三、课时说明

本节内容2课时，第一课时 肺炎双球菌的转化实验。第二课时T2噬菌体侵染大肠杆菌实验。

四、教学过程

（一）人类对遗传物质的早期猜测

1.回顾之前学过的减数分裂和孟德尔的遗传规律。让同学们思考以下四个事实：

孟德尔通过豌豆实验证明了生物的性状由 控制。

摩尔根通过果蝇实验证明了基因位于 上。

染色体在遗传上的连续性和稳定性 科学家发现：染色体主要组成成分 。

由此，对于遗传物质是什么你们可以做出什么猜测？

学生猜测：遗传物质在染色体上，是DNA或者是蛋白质？

2.阅读课本了解科学家的猜测，理解当时科学家普遍认为蛋白质是遗传物质的原因。推测遗传物质应该具备的条件。

学生思考后可以回答出：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（连续性存储）3、能控制生物的新陈代谢和性状。4.能储存数量巨大遗传信息

（二）肺炎双球菌的转化实验

1、格里菲思肺炎双球菌的体内转化实验

教师提出问题：请同学们阅读课本，回答下列两个问题：

①R型肺炎双球菌和S型肺炎双球菌的区别主要是什么？

②格里菲思肺炎双球菌的体内转化实验你能发现什么问题，对此你如何解释？

学生自主阅读课本，可以会很轻松的回答出问题1.教师补充荚膜的知识，帮助学生理解知识点，并且加强与生活的联系。

对于问题② ，让小组讨论，然后派代表发言，小组成员补充。通过小组合作探究，很快同学们会发现第四组实验实验现象特别，发现问题：无毒性的R 型活菌和加热杀死的无

毒性的S 型死菌混合后注射到小鼠体内，小鼠竟然死亡了。并且在体内发现了S型活菌。这些现象该如何解释？

学生做出解释，结合课本最终会认同并且得出和格里菲思一样的实验结论。

实验结论：已经被加热杀死的S型细菌中，必然含有某种促成这一转化的活性物质（转化因子）。

教师发问：格里菲思有没有证明遗传物质是什么？

学生思考回答：没有，但是为证明遗传物质是什么提出了实验设计思路。

2.艾弗里肺炎双球菌的体外转化实验

教师提出问题：请同学们阅读课本，回答下列两个问题

①艾弗里实验设计的思路是什么？

②艾弗里证明了什么物质是遗传物质吗？

学生阅读课本回答：将S型细菌中的多糖、

蛋白质、脂类和DNA等提取出来，分别与R 型细菌进行混合。

教师课件展示艾弗里体外转化的实验过程，学生观察、分析、思考。

实验结果：只有S型细菌DNA与R型细菌进行混合，才能使R型细菌转化成S型细菌。

实验结论：DNA是遗传物质。

教师总结：由此可见，科学家是设法把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。那么，还有没有更具有说服力的方法来证明DNA是遗传物质呢？

（二）噬菌体侵染细菌的实验——DNA是遗传物质

T2噬菌体的介绍（课件展示）

1．

学生阅读课本，然后教师课件展示噬菌体侵染细菌的动画。然后思考回答下列问题：

①T 2噬菌体侵染大肠杆菌时，蛋白质外壳有没有参与呢？

②T 2噬菌体在自我复制时，是在T 2噬菌体的DNA还是大肠杆菌的DNA 指导下完成的？

③T 2噬菌体DNA 复制时需要什么物质和原料？这些原料是T 2噬菌体提供的，还是大肠杆菌提供的？

④在T 2噬菌体DNA 指导蛋白质外壳合成的过程中需要什么物质和原料？这些原料是T 2噬菌体提供的，还是大肠杆菌提供的？

⑤大肠杆菌为什么最终裂解死亡？释放的T 2噬菌体何去何存？你觉得噬菌体和大肠杆菌谁厉害？

通过这些问题的思考，学生理解了：①T2噬菌体是一种专门寄生在大肠杆菌体内的病毒②

头部和尾部的外壳是由蛋白质构成，头部内含有DNA③在自身遗传物质的指导下进行繁殖,原料来自大肠杆菌④

子代噬菌体从宿主细胞裂解释放。

对于第⑤个问题的思考让同学感受到大肠杆菌和噬菌体的寄生关系，生命最终没有强和弱的定论等哲学问题的思考。

T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验过程

1.实验原理和方法

把蛋白质和DNA区分开，直接地、单独地观察DNA和蛋白质的作用。

实验方法：放射性同位素标记法：教师讲解。

蛋白质的组成元素：C、H、O、N、S（标记s ）

D N A 的组成元素：C、H、O、N 、P（标记p）

2.实验过程，教师指导学生阅读课本相关文字和图片。

教师提出问题：

①能直接标记噬菌体吗？该如何标记噬菌体呢？

标记噬菌体方法：在分别含有放射性同位素p 和s的培养基中培养细菌；分别用上述细菌培养T2噬菌体，制备含p 的噬菌体和含s的噬菌体。

②实验过程中保温，搅拌，离心的目的分别是什么？

“保温”：为噬菌体培养提供适宜的恒定的温度，以保证酶的活性。 “短时间”：保证子代噬菌体的DNA和蛋白质在大肠杆菌中正处于合成阶段，子代噬菌体还没有组装好，或虽已经组装但并未使细菌发生裂解 搅拌的目的：使吸附在细菌上的噬菌体颗粒与细菌分离

离心的目的：让上清液中析出重量较轻的噬菌体颗粒，而离心管的沉淀物中留下被感染的大肠杆菌

③实验中上清液和沉淀物中分别是有什么物质？如果用p标记，放射性主要在上清液还是沉淀物中检测到？如果用s标记，放射性主要在上清液还是沉淀物中检测到？

上清液：噬菌体。沉淀物：被侵染的大肠杆菌。如果用p标记，放射性主要在沉淀物中检测到。如果用s标记，放射性主要在上清液中检测到。

3.实验结论：DNA 是遗传物质。

（三）DNA是唯一的遗传物质吗？

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学生阅读课本有关烟草花叶病毒的内容，老师提出问题：

如果你是科学家，请设计实验证明烟草花叶病毒的遗传物质是什么？

学生思考回答：将烟草花叶病毒的RNA和蛋白质外壳分离，分别感染正常的烟草。看是否会使烟草得烟草花叶病。实验结论：对于烟草花叶病毒，RNA是其遗传物质。

教师总结：由于大多数生物的遗传物质是DNA，所以说DNA是主要的遗传物质。但肺炎双球菌的转化实验和噬菌体侵染细菌的实验只能证明DNA是遗传物质。

五、小结：教师引导学生课下进行知识框架的构建：

1928年

格里菲思

——体内转化实验

1944年

艾弗里——体外转化实验

1952年

赫尔希、蔡斯——噬菌体侵染细菌实验

1、一切生物的遗传物质是核酸

2、凡是具有细胞结构的生物，既有DNA，又有RNA，遗传物质是DNA 3、在只含RNA的少数病毒（烟草花叶病毒、HIV、SARS、流感、禽流感）中，RNA才作为遗传物质。

4、由于大多数生物的遗传物质是DNA，所以说DNA是主要的遗传物质。但肺炎双球菌的转化实验和噬菌体侵染细菌的实验只能证明DNA是遗传物质。

六、例题解析

【例1】将分离后的S型有荚膜肺炎双球菌的蛋白质外壳与R型无荚膜的肺炎双球菌混合注入小白鼠体内，小白鼠不死亡，从其体内分离出来的仍是R型肺炎双球菌。将分离后的S型肺炎双球菌的DNA与R型肺炎双球菌混合注入小白鼠体内，则小白鼠死亡，并从体内分离出来了S型有荚膜的肺炎双球菌。以上实验说明 (

) A、R型和S型肺炎双球菌可以互相转化

B、S型的蛋白质外壳可诱导R型转化为S型

C、S型的DNA可诱导R型转化为S型，说明了DNA是遗传物质

D、R型的DNA可使小鼠致死

【答案】C 【例2】用DNA酶处理过的S型细菌不能使R型细菌发生转化。下列关于这一实验的叙述，不正确的是（

）

A、这个实验是为了证实DNA的分解产物不是遗传物质。

B、这个实验是为了从反面证明DNA是遗传物质。

C、这个实验证实DNA的分解产物不是“转化因子”。

D、这个实验是艾弗里关于遗传物质研究的重要工作之一。

【答案】A

【例3】噬菌体侵染细菌的实验中，子代噬菌体的蛋白质外壳是（

）

A、在噬菌体DNA的指导下，用细菌的物质合成的

B、在细菌DNA的指导下，用细菌的物质合成的

C、在噬菌体DNA的指导下，用噬菌体的物质合成的

D、在细菌DNA的指导下，用噬菌体的物质合成的

【答案】A 【例4】下列能通过噬菌体侵染细菌实验过程不能证实的是(

) A、DNA能产生可遗传的变异B、DNA是遗传物质

C、DNA能自我复制

D、DNA能控制蛋白质合成

【答案】A