DNA是主要的遗传物质教学实录与评析

《探索遗传物质的过程》教案

编写者：蔡玉芹

【教材分析】

《探索遗传物质的过程》是苏教版普通高中课程标准实验教科书生物必修二《遗传与进化》第四章第一节的内容。本章教材在初中生物课和高中生物必修一的基础上，从分子水平上进一步详尽地阐述遗传的物质基础和作用原理，使学生对DNA在遗传上的作用等方面的知识，有更加深入的理解和认识。

《探索遗传物质的过程》主要讲述了DNA是遗传物质的直接证据“肺炎双球菌转化实验”和“噬菌体侵染细菌实验”，体现了科学家在进行科学研究的一般思维过程，从早期对于遗传物质的推测，到中期通过肺炎双球菌转化实验的探索，到后期噬菌体侵染细菌实验的验证，整个过程体现了科学探究的严谨的思维历程，是进行科学研究方法渗透的典型教学案例。

【学情分析】

学生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。在此基础上，本课时将要从分子水平来探讨生命的本质，属于肉眼看不到的抽象知识。

本节内容对于遗传物质的早期猜测和中期探究比较简单，通过提供科学史以及对实验过程的相关分析，学生就能很容易掌握。而对于遗传物质的后期验证，也就是噬菌体侵染细菌的实验过程，因为抽象，学生很难理解具体的环节，所以这一难点需要教师精心设计才能突破。

【教学目标】

1、概述“DNA是主要的遗传物质”的探索过程和实验设计思路。

2、说出噬菌体侵染细菌实验用到的实验方法。

3、通过合作制作模型，加深对科学探究的过程和方法的理解，培养观察分析、探究的能力。

4、通过对实验动物的缅怀，增强学生保护实验动物的社会责任感。

【教学重点】

人类对遗传物质的探索过程

【教学难点】

分析科学家对遗传物质的探索实践过程，并加以分析、总结

【教学过程】

导入：染色体在前后代遗传中起联系作用，而染色体的主要成分是DNA和蛋白质，那么，哪种是遗传物质？

思路： 注：采用以旧导新，新旧对比，既可以帮助学生更系统，更全面地掌握基础知识，又能够节省时间，达到事半功倍的效果，同时对学生的学习方法，学习能力也是一个很好的提高和培养。

新授：

一锤定音的绝佳实验

一、1952年赫尔希和蔡斯T2噬菌体侵染细菌的实验

1、噬菌体的结构

（1）结构：头部和尾部的外壳是由

构成，头部内含有

。

注：着重比较噬菌体的两种重要的化学成分蛋白质和DNA在元素组成方面的差异，为后面放射性同位素标记作准备。

（2）与大肠杆菌的种间关系：

注：推测噬菌体侵入细菌的方式，交代噬菌体的生活方式是胞内寄生。

提出问题：噬菌体是怎样进入大肠杆菌体内的？

学生活动：一起讨论并推测可能性。

教师协助引导讨论结果可能有三种：

第1种：

第2种：

第3种：

（3）增殖特点：在自身遗传物质的作用下，利用

的物质来合成自身的组成成分，进行大量增殖。

2、实验方法：

注：放射性同位素标记只要学生提出方法即可，至于如何标记、如何培养噬菌体等问题留到下节课，这里不讲过多，避免分散学生探究的注意力。

3、实验预期：

注：学生讨论预测现象并推测结论。

用S标记的噬菌体

组别

预期现象

1

2

3

4

上清液无放射性

沉淀物有放射性

上清液有放射性

沉淀物无放射性

上清液无放射性

沉淀物有放射性

上清液有放射性

沉淀物无放射性

35用P标记的噬菌体

推测结论

32推测侵染方式

推测结论

预期现象

上清液有放射性

沉淀物无放射性

上清液无放射性

沉淀物有放射性

上清液无放射性

沉淀物有放射性

上清液有放射性

沉淀物无放射性

4、实验过程：

第一步：获得被标记的T2噬菌体

第二步：用被标记的T2噬菌体去感染未被标记的大肠杆菌

第三步：短时间培养，搅拌、离心，观察上清液和沉淀物的放射性情况

注：展示1952年赫尔希和蔡斯利用同位素标记法完成的噬菌体侵染大肠杆菌的实验过程图，直接展示实验结果，支持第2种预测。

5、实验结果和结论

大肠杆菌细胞外(上清液) 大肠杆菌细胞内（沉淀物）

子代噬菌体

结论

35S标记的噬菌体

32P标记的噬菌体

注：得出结论：DNA是遗传物质。同时展示噬菌体侵染细菌的全过程图和flash动画，介绍侵染过程分为吸附、注入、合成、组装、释放五个步骤，并强调噬菌体“注入”细菌的是DNA而不是蛋白质。

6、

分组动手模拟

（1）用35S标记的噬菌体侵染未标记的细菌

（2）用32P标记的噬菌体侵染未标记的细菌

（3）用15N标记的噬菌体侵染未标记的细菌

思考：经过一段时间后离心，检测到放射性的主要部位分别是？

注：为加深对噬菌体侵染细菌实验过程的理解，组织学生制作模型。教师查看各组的制作情况并适时指导。选两组成果展示或给出教师的预模型，由学生代表或教师予以评价。本环节旨在培养学生的动手操作能力，由易入难，进一步加深对知识的理解、强化对知识的运用。

漫长的实验探究历程

二、1928年格里菲思肺炎双球菌的体内转化实验

多媒体展示R型细菌和S型细菌的结构、菌落图片，指导学生结合教材内容，观察并比较两者在结构和致病性上的区别。

1、根据实验过程，合作探究思考以下几个问题：

（1）对比分析第一、二组说明什么？ （2）对比分析第二、三组说明什么？ （3）在第四组中是谁导致小鼠死亡? （4）第四组小鼠体内能分离出S型的活细菌，是怎么来的？会不会是加热杀死的S型细菌的死而复活了呢？

注：随机选取两组展示探究结果，师生共同分析纠正。

2、实验结论：

注：教师总结并引申：格里菲思只是证明了S型细菌内有一种转化因子，但并不知道这种转化因子到底是什么，如果由你来继续完成下面的探究历程，你该怎样做才能确定转化因子是哪种物质呢？

三、1944年艾弗里肺炎双球菌的体外转化实验

1、实验过程：多糖+R型菌 R型菌

蛋白质+R型菌 R型菌

S型菌的DNA+R型菌 R型菌+S型菌

S型菌的DNA+DNA酶+R型菌 R型菌

2、实验结论：

思考：DNA是唯一的遗传物质吗？引导学生回忆必修一“核酸”的知识，遗传物质除了DNA，还有RNA，那么，如何证明RNA是遗传物质？引入“烟草花叶病毒侵染烟草”的实验。

四、烟草花叶病毒感染烟草实验

烟草花叶病毒：

结论：

五、总结生物的遗传物质

【板书设计】（前20分钟）

主板书：

T2噬菌体侵染细菌

标记

侵染

培养

搅拌、离心

用S标记的噬菌体

用P标记的噬菌体

上清液

有放射性

无放射性

沉淀物

无放射性

有放射性

结论：DNA是遗传物质。

副板书：

用35S标记的噬菌体

上清液有放射性

沉淀物无放射性

353532用35S标记的噬菌体

上清液无放射性

沉淀物有放射性

35用P标记的噬菌体

上清液有放射性

沉淀物无放射性

32

用32P标记的噬菌体

上清液无放射性

沉淀物有放射性

32

【教后反思】