DNA是主要的遗传物质教案设计（一等奖）

《探索遗传物质的过程》第一课时教学设计

汉滨高中

张卫

一、教学目标

1、知识目标

掌握肺炎双球菌体外转化实验和体内转化实验的过程、原理和实验结论。

2、能力目标

通过重演科学家发现DNA是遗传物质的过程，学会科学探究的基本过程。

3、情感态度与价值观目标

（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

1、艾弗里的肺炎双球菌转化实验的原理和过程。

2、学会科学研究的方法。

三、教学难点

1、艾弗里的肺炎双球菌转化实验的原理和过程。

2、学会科学研究的方法。

四、课时安排

1课时

五、教学用具

多媒体辅助教学。

六、教学方法

教师引争启发与学生讨论探索相结合

七、教学过程

导入：19世纪末，生物学家通过对细胞的有丝分裂、减数分裂、受精作用的研究，认识到染色体在生物的遗传中具有重要的作用。而染色体主要由DNA和蛋白质组成，这两种物质中哪一种是遗传物质呢？今天我们就和科学家一起来探索遗传物质的发现历程。

引出课题：第一节

探索遗传物质的过程

我们进行科学研究时首先要选择合适的实验材料，这是科学研究成败的关键。

思考1 ：无论是高等的、复杂的生物，还是低等的、简单的生物，它们都含有核酸和蛋白质，你觉的选择什么样的生物做实验村料合适呢？为什么？

答：

低等的，简单的生物。因为这样的生物(1) 结构简单，含有的物质少，

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分析起来简便、快捷，容易得出结论。(2) 繁殖快。细菌20~30min就可繁殖一代，病毒短时间内可大量繁殖。

很好！

大家的想法与科学家的思路是一致的。

1928年，英国科学家格里菲思就是用一种细菌——肺炎双球菌进行了实验。

探究一：格里菲思的肺炎双球菌体外转化实验

展示多媒体课件的两种肺炎双球菌：

肺炎双球菌是一种常成双排列的球菌，它有两种类型：一种是R型细菌，无多糖类的荚膜。另一种是S 型细菌，有多糖类的荚膜，荚膜对细菌有保护作用。

思考2：

你认为哪一种肺炎球菌进入生物体内对生物的危害性大？为什么？

答：S型细菌。因为它表面有多糖类的荚膜，对细菌本身有保护作用，生物体的免疫系统不容易将其清除掉。

思考3：

同学们的想法有道理。我们要来验证两种肺炎球菌危害性的大小，应该选用什么动物比较合适呢？

答：生物实验中常选用老鼠和兔子，因为二者(1) 繁殖速度快，体积小，容易控制。(2) 都是哺乳动物，和人类的亲缘关系较近。

讲述：

大家的想法非常好，事实也确实如此，S 型细菌有毒性能够使人患肺炎或使小鼠患败血病，R型细菌无毒性。

英国科学家格里菲思就是选用了老鼠做了相关实验。

展示多媒体课件的前两组实验过程：

格里菲思将含有荚膜的S 型肺炎球菌，注入小鼠体内，小鼠死亡，并在尸体上分离出了有毒性的S型活细菌。将无荚膜的R 型肺炎球菌，注入小鼠体内，小鼠不死亡。(分析两组的结果各说明了什么)

思考4：

通过对两种肺炎球菌的比较，你认为二者的本质区别是什么？

答：它们的性状不同，本质区别是遗传物质不同。

展示多媒体课件的后两组实验过程：

格里菲思将S 型肺炎球菌加热杀死以后再注入小鼠体内，小鼠依然存活。(分析这一组的结果说明了什么)

可是，当格里菲思无意中将加热杀死的S 型肺炎球菌和活的R 型球菌混合在一起，再注射到小鼠体内，结果小鼠一命呜呼！这个意外的结果引起了格里菲思的极大关注。他又一次重复这个实验，结果依旧。

思考5：第四组中将加热杀死的S 型细菌和活的R 型细菌混合注射后小鼠却死亡，且从死亡的小鼠身上提取到S 型活细菌，小鼠死亡的原因是什么？这说明了什么？

答：

有毒性S型活细菌使小鼠死亡。说明被加热杀死的S型细菌与R 型活细菌混合后转化为有毒性的S型活细菌，从而使小鼠死亡。

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思考6：

第四组实验中的小鼠体内出现的有毒性的S型活细菌的后代也是有毒性的S 型细菌，这说明这种性状的转化可不可以遗传？

答：这种性状的转化是可以遗传的。

思考7：

第四组实验中无毒性的R 型活细菌与被加热杀死的S型细菌混合后会转化成有毒性的S型活细菌，你能推测出什么结论？

答：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一“转化因子”。

实验结论——加热杀死的S型细菌中含有“转化因子”。

思考8：

格里菲思是否确定了哪种物质是转化因子

(遗传物质) ？为什么？

答：没有确定。因为他把整个完整的S型细菌和R型细菌混合实验，没有将S型细菌的各种物质提取出来。

当时的科技水平可以将细菌的不同化学成分提取并分离出来。我们将加热杀死的S型细菌中的多糖、脂类、蛋白质、RNA和DNA提取出来，但究竟哪一个才是转化因子呢？

探究二：

艾弗里的肺炎双球菌体内转化实验

请设计实验并验证细菌的哪种化学成分是转化因子。按照科学探究的五个步骤①提出问题②作出假设③设计实验④分析结果⑤得出结论，分小组讨论3分钟，每组选一个代表发言，每个步骤用一到两句话叙述。

学生分小组讨论并设计实验，教师在学生中巡视，掌握讨论情况。

学生发言：细菌的哪种化学成分是转化因子？假设DNA 是转化因子。将S型细菌中DNA提取出来与R型细菌进行混合，然后注入到小鼠体内。预期结果是小鼠得败血症死亡。

结论是S型细菌的DNA 是转化因子。如果实验中小鼠没有得败血症死亡，则继续将将S型细菌中其他成分提取出来单独与R型细菌进行混合，重复以上步骤。

教师点评：这一小组的设计，正如美国科学家艾弗里等人在1944 的设计，我们为有像艾弗里这样的天才而喝彩。

下面，我们一起来看一看艾弗里等人的实验。

10、实验目的：转化因子是什么物质

（1）实验材料：

两种肺炎双球菌、细菌培养基等

（2）作出假设： DNA 是转化因子

（3）实验方法：将S型细菌中的多糖、蛋白质、脂类、DNA和RNA等提取出来，分别与R型细菌进行混合。

（4）预期结果：只有DNA 与R 型细菌进行混合，才能使R型细菌转化成S 型细菌。

（5）实验现象的观察：菌落的形态。

2、实验过程：

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①S型细菌的DNA+R型活菌一培养基上有S型菌落+R 型菌落

②S 型细菌的蛋白质+R型活菌一培养基上有R 型菌落

S 型细菌的英膜多糖+R型活菌一培养基上有R型菌落

思考９：两组中你观察到了什么实验现象? 答：用S型细菌的DNA 与R 型细菌混合可以得到S 型细菌。

艾弗里等人后来发现上述实验步骤并不严密，于是又做了第三组实验

③S型细菌的DNA+DNA酶+R 型活菌一培养基上只有R型菌落

思考10：这一组实验说明了什么?

答：

只有保持DNA结构的完整性才能体现其转化作用。

教师对艾弗里的肺炎双球菌体内转化实验进行小结。

思考11：分析实验结果你可以得出什么结论?

答： DNA 是转化因子（遗传物质）。

思考12：

你们认为这个实验设计中最关键的设计思路是什么？

答：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。

讲述：艾弗里的实验引起人们的注意，但是许多人持怀疑态度，因为艾弗里提取的DNA，纯度最高时还有0.02%的蛋白质。怎样更精确地证明DNA就是遗传物质呢？

请大家课后继续思考这个问题。

八、板书设计

第四章

遗传的分子基础

第一节

探索遗传物质的过程

第一课时

一、格里菲思的肺炎双球菌体外转化实验

1、比较两种肺炎双球菌：R型细菌和S 型细菌

2、实验过程：四组实验

3、实验结论：加热杀死的S型细菌中含有“转化因子”。

二、艾弗里的肺炎双球菌体内转化实验

1、设计实验：科学探究的过程

2、实验过程：三组实验

3、实验结论：DNA 是转化因子（遗传物质）。

九、教学反思

本节课以问题串的形式来回顾两位科学家对遗传物质的探索过程，教师不断的启发与学生讨论探索相结合，起到了很好的效果。特别是在回顾艾弗里的肺炎双球菌体内转化实验时让学生分小组讨论并设计实验，学生学会了科学探究的基本过程。

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