资源简介

3.1 DNA是主要的遗传物质的教案
【教材分析】
本章内容在结构体系上体现了人们对科学理论的认识过程（DNAS是主要的遗传物质探索过程），是进行探究式教学的极好素材。在教学中，通过发挥学生的主体作用，优化课堂教学，妙用科学史实例，把知识的传授过程优化成一个科学的探究过程，让学生在探究中学习科学研究的方法，从而渗透科学方法教育。
【学情分析】
学生已经具备了有丝分裂、减数分裂和受精作用等细胞学基础，掌握了染色体的化学组成、蛋白质与核酸的元素组成等相关知识，这为学习基因的本质奠定了认知基础。高中学生具备了一定的认知能力，思维的目的性、连续性和逻辑性也已初步建立，但还很不完善，他们对事物的探究有激情，但往往对探究的目的性及过程，结论的形成缺乏理性的思考。所以在学习过程中教师要发挥好引导作用，教师可通过创设问题情境，设置问题串的方式引导学生进行探究性学习和合作学习。从而提高学生的逻辑思维能力和分析概括能力，从而养成善于分析善于交流讨论和与他人合作的能力。
【教学目标】
1.阐明DNA是主要的遗传物质的探索过程。
2.说明DNA是主要的遗传物质。
3.说明自变量控制中的加法原理和减法原理。
4.认同人类对遗传物质的认识是不断深化、不断完善的过程，认同实验技术在证明DNA是遗传物质中的作用。
【教学重难点】
教学重点
肺炎链球菌转化实验的原理和过程
噬菌体侵染细菌实验的原理和过程
教学难点
噬菌体侵染细菌实验的原理和过程
理解科学家证明DNA是遗传物质的实验的关键设计思路。
【新课导入】
教师课件给出一家四口的图片，图片中的四名男性，均有长相相似之处。这称为遗传现象。那么，是什么导致了遗传现象的发生呢？其实是人体内的遗传物质。教师给出染色体、蛋白质和DNA的示意图，学生结合之前所学知识，对染色体、蛋白质和DNA加以区分。学生完成讨论问题，你认为遗传物质可能具有什么特点？你认为证明某一种物质是遗传物质的可行方法有哪些？教师引导学生给出答案。并让学生猜测遗传物质可能是什么？带着疑问，走入今天的课堂学习。
【新课讲解】
对遗传物质的早期推测
教师引导学生阅读课本P42页“对遗传物质的早期推测”，回答问题。
1．20世纪20年代
（1）观点：蛋白质是生物体的遗传物质。
（2）理由：
　①它是由大约20种的氨基酸组成的。
　②氨基酸有多种的排列顺序，可能蕴含有遗传信息。
2．20世纪30年代
（1）观点：DNA是遗传物质的观点占主导地位。
（2）对DNA分子的认识：
　①DNA分子是由许多脱氧核苷酸聚合而成的生物大分子。
　②脱氧核苷酸有四种，化学组成包括磷酸、碱基和脱氧核糖。
那么，科学家是如何证明DNA是遗传物质的呢？接下来，我们将跟着科学家的步伐，重走科学探究之路。
肺炎链球菌的转化实验
1928年，格里菲思用两种不同类型的 肺炎链球菌 去感染小鼠。
S型细菌：光滑（Smooth）
有多糖荚膜
有毒性
R型细菌：粗糙（Rough)
无多糖荚膜
无毒性
思考讨论：1、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？
加热杀死S型细菌是指破坏了细菌的结构，蛋白质等大分子失去活性，但是DNA分子没有失活。
2、第四组的R型细菌全部转化为了S型细菌吗？
第四组实验中也能分离出R型菌，转化的只是部分，R型菌依然存在。
3、该实验可得到什么结论？该实验能否证明DNA是遗传物质？
结论：已经加热致死的S型细菌，含有某种促使R型活细菌转化为S型活细菌的活性物质——转化因子。
【连接】这种转化因子究竟是什么物质呢？
关键思路：把S型细菌的各种物质分开，单独的、直接的观察它们的作用。
实验过程归纳
结论：DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质；
注意：1.艾弗里的体外转化实验既证明了DNA是遗传物质，同时证明了蛋白质等不是遗传物质；2.被转化的R型菌只是少量，在培养后既有R型细菌又有S型细菌的培养基中，R型菌的菌落占多数；
【小结】格里菲斯的体内转化实验表明：加热杀死的S型细菌中含有转化因子，能将R型细菌转化为S型细菌。
艾弗里的体外转化实验表明：DNA是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质，DNA就是转化因子。
【连接】弗里的实验引起了人们的注意。但是，由于艾弗里实验中无法真正提取出纯DNA来进一步验证遗传物质就是DNA，因此，仍有人对实验结论表示怀疑
那么，有没有比细菌更为简单的实验材料，还能够把蛋白质和DNA彻底分开？
1952年，赫尔希和蔡斯以T2噬菌体为实验材料，利用放射性同位素标记技术，完成了另一个有说服力的实验。
噬菌体侵染细菌的实验
1.T2噬菌体
专门寄生在大肠杆菌体内，由头部（含DNA）和尾部组成
侵染大肠杆菌后，在自身遗传物质作用下，利用大肠杆菌体内的物质合成自身的组成成分，进行大量增殖。当噬菌体增殖到一定数量后，大肠杆菌裂解，释放出大量的噬菌体。
2.T2噬菌体侵染大肠杆菌的过程
研究方法：放射性同位素标记技术
思考：标记哪一种元素可以把DNA和蛋白质分开？为什么？
资料：
在T2噬菌体的化学组分中，60%是蛋白质，40%是DNA。对蛋白质和DNA的进一步分析表明：S仅存在于蛋白质分子中，P几乎都存在于DNA分子中。
标记T2噬菌体方法：
1、先培养细菌：在分别含有放射性同位素32P 和35S的培养基中培养大肠杆菌
2、再培养噬菌体：分别用上述大肠杆菌培养T2噬菌体，制备含32P的噬菌体和含35S的噬菌体。
4、实验步骤：（图略）
（1）分别在含有放射性同位素35S和放射发现位素的32P的培养基上培养大肠杆菌。
（2）用上述大肠杆菌培养T2噬菌体，得到蛋白质含有35S标记的噬菌体或DNA含有32P标记的噬菌体。
（3）分别用35S 或32P的T2噬菌体侵染未标记的大肠杆菌。
5、实验结论：在噬菌体中，亲代和子代之间具有连续性的物质是DNA，而不是蛋白质。也就是说，子代噬菌体的各种性状是通过亲代的DNA遗传给后代的，DNA才是噬菌体的遗传物质。
【连接】DNA是所有生物的遗传物质吗？
【板书】
DNA是主要的遗传物质
一、格里菲斯:肺炎链球菌的体内转化实验
　　 1.观察实验，提出问题（假说演绎法）
二、艾弗里：肺炎链球菌的体外转化实验
　　 2.根据事实，作出假说
三、赫尔希和蔡斯：噬菌体侵染细菌的实验
　　 3.设计实验，演绎推理
　　 4.实验验证，得出结论
四、烟草花叶病毒侵染实验
五、DNA是主要的遗传物质
【课后反思】
本节课可能出现的问题：学生不清楚肺炎双球菌转化的实质及噬菌体侵染细菌的过程，因而对这两个实验是如何证明DNA是遗传物质的不能真正理解。相信讲解、讨论、分析之后，学生们一定掌握这两个重点。这节课采用了引导探究式的教学方法，创设自主合作的学习情景，有利于培养学生自主学习的能力和探究能力。

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