DNA是主要的遗传物质名师课堂实录

《DNA是主要的遗传物质》教学设计 仁寿县龙正中学 何铃娟

一．核心素养—教学目标

1.生命观念——结构与功能观：认识DNA分子作为遗传物质所应具备的特征。

2.科学思维——分析与综合：总结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。

3.科学研究——实验设计与实验结果分析：分析人类对遗传物质探索的实验设计思路。

二、教学重难点

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：噬菌体侵染细菌实验的原理和过程。

三、教材的地位

本节课是《普通高中课程标准实验教科书·生物·必修二》的第三章第一节DNA是主要的遗传物质的第二课时的内容。是继孟德尔揭示遗传的基本规律，摩尔根证明基因在染色体上的基础上，用直接的实验证据--“肺炎双球菌转化实验”和“噬菌体侵染细菌实验”认识DNA是遗传物质，为从分子水平上认识基因的本质作准备。

四、教材处理

对教材的三个实验，都是遵循科学家研究的历程，从分析实验得结论，直接证据证实DNA是遗传物质的事实。对噬菌体侵染细菌实验进行了处理，没有按照教材的顺序先介绍T2噬菌体的结构和侵染大肠杆菌的侵染过程，而是先呈现科学家的实验过程，从实验现象分析结果，体验科学家研究的思路和巧妙地设计及推理。然后再呈现科学事实：T2噬菌体侵染大肠杆菌的电镜照片及动画，结合科学事实，让学生通过小组讨论合作，重新思考实验过程的细节设计并分析实验现象中理论和实际出现差异的原因，从而比较容易的解决了教学难点问题。

五、学情分析

通过对必修一控制变量的学习，学生已经掌握了一定的科学探究能力，能控制变量，分析对照实验的自变量、无关变量、观察和检测因变量，以及设置对照组。有了这样的条件，就可以以问题串的形式引导学生进行科学探究，像科学家一样思考解决问题的方案、实验思路、设计实验，做到探究性学习。

六、设计思路

本节课采用启发引导、合作学习、多媒体辅助等多种手段相结合，直观形象地呈现实验过程，化解教学难点。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—反馈应用”的教学程序。

七、教学方法：引导—互助—合作

1

八、学法指导：创设问题—合作探究—归纳总结—应用 九、课程类型：新授（第二课时）

十、教学准备：多媒体课件，黑板，导学讲义

十一、教学过程

教学活动

引入课题

教师活动

回顾新知：基因在染色体上，但染色体上的蛋白质和DNA谁才是遗传物质呢？第1课时中分析了2位科学家的实验。

复习

【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

实验一、肺炎双球菌体内转化实验

实验者：格里菲思

实验材料：小鼠、肺炎双球菌（R型、S型）

实验过程：四组实验

学生回答科学家

与第三个实验衔接，展现发现DNA是遗传物质的研究历程。

进入学习情境

学生活动

创设情境，激发学生的求知热情。

设计意图

R型活细菌转化成S型活细菌的活性物质—转化因子。

名字、完成实验名

【过渡】这种“转化因子”究竟是什么物质呢？第二位科学家寻找转化因子。

实验二、肺炎双球菌体外转化实验

实验者：艾弗里

实验方法：物质提纯和鉴定、微生物培养技术

实验过程：三组实验

2 称、实验结论。

【实验结论】

DNA是转化因子，是遗传物质，而蛋白质不是；

DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。

科学家的

实验展示

【过渡】由于艾弗里实验中提取出的DNA，纯度最高时也还有0.02%的蛋白质，因此，仍有人对实验结论表示怀疑。如何能完全分离DNA和蛋白质呢？有没有比细菌更为简单的实验材料？

【引入】新技术：同位素示踪技术

实验三、噬菌体侵染细菌实验

实验者：赫尔希、蔡斯

实验材料：T2噬菌体、大肠杆菌

研究方向：利用同位素示踪技术，来显示T2噬菌体侵染大肠杆菌过程中，T2噬菌体的DNA和蛋白质的位置，从而探明T2噬菌体的遗传物质。

【小组讨论】

1.根据提供的资料，选择何种元素分别对蛋白质和DNA进行标记？用14C和18O同位素标记蛋白质和DNA可行吗？

2.如何标记噬菌体？

可以用培养基直接培养标记吗？

3.需要做几组实验？一组实验可以完成吗？

3

学生思考并回答问题。

学生分析实验设

激发学生的求知热情。

引导学生像科学计思路回答问题。

家一样探索解决

问题的思路，培养探究性思维。

科学家的

实验展示

【演示】展示实验过程及检测结果

引导学生分析实验，培养学生分析实验的能力。

结合科学事实，

引导学生思考实验误差原因，

培养探究性思维

【小组讨论】

1.两组放射性的不同，说明了什么？

2.细菌裂解后，释放的新形成的噬菌体无S的蛋白质，有P的DNA，又说明了什么？

亲代与子代之间具有连续性的物质是？

【表格分析实验】

亲代噬菌体

32P标记DNA 35S标记蛋白质

寄主细胞

无标记

无35S标记

有32P标记

噬菌体的DNA注入了细菌体内

噬菌体的蛋白质没有进入细菌体内

子代噬菌体

实验结论

3235

学生分析实验，

合作探究、小组讨论回答问题

3.实验结论？

【视频演示】T2噬菌体结构模式及侵染细菌的过程

吸附

→

注入

→

合成

→

组装

→

释放

【重新思考实验过程】

合作探究，小组讨论，重新思考实验过程

问题1：搅拌、离心的目的是什么？

4

理论结果：

35S→

蛋白质

→

上清液 标记噬菌体

32P→ DNA →

沉淀物

从实验操作角度分析：理论与实际出现差异的原因

【小组讨论】

合作探究，小组讨论，重新思考实验

结合科学事实，

引导学生思考实验误差原因，

培养探究性思维

培养学生设计实验能力

问题2：为什么含35S噬菌体侵染细菌，沉淀物中也过程

有少量放射性？为什么含液中也有少量放射性？

问题3：两组沉淀物和上清液都含有放射性，会影响实验分析吗？

【思考】后来研究发现，有些病毒不含有DNA，只含有蛋白质和RNA，如烟草花叶病毒。请设计实验证明烟草花叶病毒的遗传物质是什么？

【总结】DNA是主要遗传物质。

设计思路：把DNA和蛋白质分开，

单独地、直接地观察它们的作用。

结合实验，分析DNA作为遗传物质所具备的特点：

分析实验思路

归纳DNA作为遗传物质的特点。

32P噬菌体侵染细菌，上清

学生设计实验并预期实验结果及结论

学生总结归纳，形成整体认知。

深入思考DNA为什么能够作为遗传物质，而蛋白质不能。

课堂归纳

实验一、格里菲思肺炎双球菌体内转化实验

→DNA结构比较稳定。

实验二、艾弗里及同事肺炎双球菌体外转化实验

→DNA使R型细菌产生稳定的遗传变化。

实验三、噬菌体侵染细菌实验

→DNA能够自我复制，能指导蛋白质合成。

此外，DNA能够储存遗传信息

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格里菲思——肺炎双球菌体内转化实验→“转化因子”

艾弗里——肺炎双球菌体外转化实验

→

DNA是遗传物质

蛋白质不是

板书

赫尔希——噬菌体侵染细菌实验 →

DNA是遗传物质

蔡斯

标记

35S→

蛋白质

→

上清液 噬菌体

32P→ DNA →

沉淀物

烟草花叶病毒感染烟叶实验→

RNA是遗传物质

DNA是主要的遗传物质

附学生导学案

DNA是主要的遗传物质 学案（第二课时）

回顾：格里菲思—肺炎双球菌体内转化实验

结论：

艾弗里及同事—肺炎双球菌体外转化实验

结论：

〖探究导学〗

1.如何能完全分离DNA和蛋白质呢？

新技术：放射性同位素标记法，将实验材料中某种物质的元素换成其具有放射性的同位素，

通过检测放射性，可以追踪该物质的去向。又称同位素示踪技术。

2.有没有比细菌更为简单的实验材料？

实验人：赫尔希、蔡斯

实验材料：T2噬菌体、大肠杆菌

资料：在T2噬菌体的化学组成中，60%是蛋白质，40%是DNA。对这两种物质的分析表明：

仅蛋白质分子中含有硫，磷几乎都存在于DNA分子中。

【小组讨论】

1.T2噬菌体的蛋白质的组成元素有 DNA的组成元素有 2.选择何种元素分别对蛋白质和DNA进行标记？

用14C和18O同位素标记蛋白质和DNA可行吗？

3.如何标记噬菌体？可以用培养基直接培养标记吗？

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4.需要做几组实验？一组实验可以完成吗？

补充知识：放射性检测时只能检测到有放射性的部位，但不能检测是何种元素发出的放射性。

展示实验过程及检测结果：

标记细菌

→

标记噬菌体

→

噬菌体侵染细菌

→

检测放射性

【小组讨论】

1.两组实验上清液和沉淀物放射性的不同，说明了什么？（从侵染过程的角度来分析）

2.细菌裂解后释放的新形成的噬菌体无35S的蛋白质，有32P的DNA，又说明了什么？

亲代与子代之间具有连续性的物质是？

3.实验结论？

介绍T2噬菌体结构模式及侵染大肠杆菌的过程：

吸附

→

注入

→

合成

→

组装

→

释放

【小组讨论】

1.搅拌、离心的目的是什么？

2.从实验操作角度分析理论与实际出现差异的原因：

为什么含35S噬菌体侵染细菌，沉淀物中还有很低放射性？

为什么含32P噬菌体侵染细菌，上清液中还有很低放射性？

3.两组实验中沉淀物和上清液都含有放射性，会影响实验分析吗？

〖课堂总结〗

1.设计思路：把

和 分开，单独地、直接地观察它们的作用。

2.DNA作为遗传物质具备的特点有：

实验一、格里菲思肺炎双球菌体内转化实验

→ 实验二、艾弗里肺炎双球菌体外转化实验

→ 实验三、噬菌体侵染细菌实验

→ 此外，DNA能够储存遗传信息

【思考】后来研究发现，有些病毒不含有DNA，只含有蛋白质和RNA，如烟草花叶病毒。

请设计实验证明烟草花叶病毒的遗传物质是什么？

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〖归纳〗由于大多数生物的遗传物质是 ，所以说 是主要的遗传物质。

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