第1节--DNA是主要的遗传物质教案

1第1节《DNA是主要的遗传物质》课例●说课《DNA是主要的遗传物质》主要讲述DNA是遗传物质的直接证据——“肺炎双球菌的转化实验”和“噬菌体侵染细菌的实验”。本节首先通过“问题探讨”将“DNA和蛋白质究竟谁是遗传物质”的问题提出，供大家讨论，让学生知道这个问题好长时间一直困扰着人们。然后教材交代了科学家们研究这个过程的实验的设计思想，即把组成染色体的主要成分——DNA和蛋白质分开，单独地、直接地去观察DNA的作用，然后再讲述实验过程，这样有利于学生科学思维方法的培养。为了使学生更全面地理解DNA是遗传物质这一结论，教材在“肺炎双球菌的转化实验”的教学内容上进行了详细介绍。在讲述“噬菌体侵染细菌的实验”时，利用“同位素标记”的研究方法来进行说明。这样既符合科学的研究过程，又可以很自然地使学生导出DNA是遗传物质的结论，并且能使学生受到科学方法的教育。《DNA是主要的遗传物质》这一小节在第3章中占有重要位置，学生只有真正理解这部分内容，才能在生物性状遗传和变异的复杂现象中，从根本上懂得生物遗传和变异的实质和规律。而证明DNA是遗传物质的直接证据，则是“肺炎双球菌的转化实验”和“噬菌体侵染细菌”这两个经典实验，因此这两个实验的原理和过程是本小节的重点。“探究科学发现过程来学习科学研究方法”是本节内容的难点，这也正是我们要让学生真正掌握的东西。教材按照科学家的探索历程以问题的形式引领学生层层深入进行思考，让学生理解这两个实验的最关键的设计思路就是把DNA和蛋白质区分开，分别观察它们的作用。在本节的教学过程中，要注重将实验过程的探究与科学方法的学习相结合，充分发挥学生的主体作用，使学生在探索学习中，得到科学研究方法的训练。●三维目标1.知识与技能（1）总结“DNA是主要的遗传物质”的探索过程。（2）知道肺炎双球菌转化实验和“同位素标记法”研究噬菌体侵染细菌所采用的方法，是目前自然科学研究的主要方法。（3）理解DNA是主要的遗传物质。2.过程与方法（1）通过肺炎双球菌的转化实验，能够证明DNA是遗传物质的最关键的实验设计思路，训练学生逻辑思维的能力。（2）用“同位素标记法”来研究噬菌体侵染细菌的实验，说明DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质，训练学生由特殊到一般的归纳思维的能力。3.情感态度与价值观遗传的物质主要是DNA，也有RNA，这从遗传和变异的角度，强调了生命的物质性，有利于辩证唯物主义世界观的树立。●教学重点1.肺炎双球菌转化实验的原理和过程。2.噬菌体侵染细菌实验的原理和过程。●教学难点21.如何理解DNA是主要的遗传物质，RNA也是遗传物质。2.探究科学发现过程来学习科学研究方法。●教具准备肺炎双球菌转化实验的彩色图；噬菌体侵染实验的Flash动画；教学流程ppt。●课时安排1课时●教学过程［课前准备］学生预习，以学习小组的形式完成两个经典实验的内容，并收集有关遗传物质研究过程的资料。在学习过程中汇报。［情境创设］遗传学之父孟德尔用豌豆进行实验，成功地证明了生物的性状是由遗传因子（即基因）控制的；20世纪摩尔根通过果蝇实验证明了基因位于染色体上。也就是说染色体在生物的生物传种接代中具有重要作用。而我们又知道染色体的主要成分是蛋白质和DNA。那么，这两种物质中，究竟哪一种是遗传物质呢？几多实验，几多论争，科学家经过不断探索，逐渐揭开了这一神秘面纱——DNA是遗传物质。这节课我们就来学习《DNA是主要的遗传物质》。重温科学家的探索历程，同时学习其科学的探究方法。［师生互动］究竟谁是遗传物质，这与20世纪二三十年代人们对蛋白质和DNA的认识水平有关。学生活动：快速阅读教材，找出相应的观点。答：当时对蛋白质的认识水平是它是由多种氨基酸连接而成的。对DNA的认识水平是它是由许多个脱氧核苷酸聚合成的生物大分子。问：当时认为遗传物质是哪种物质？为什么会有这样的观点？答：当时认为蛋白质是遗传物质的观点占主导地位。原因是人们对DNA的了解很少，而且构成DNA的脱氧核苷酸只有四种，把它和生物多样性很难联系在一起；反而构成蛋白质的氨基酸有20种，能形成多种蛋白质，蕴含大量的遗传信息，和生物的多样性联系在一起看似容易理解。师：随着科学技术的发展，人们对蛋白质是遗传物质不断提出质疑。向蛋白质是遗传物质这个观点提出挑战的学者是谁？它凭何提出质疑？答：艾弗里。他在总结格里菲思实验的基础上提出遗传物质是DNA而不是蛋白质这一重要观点。这节课我们就学习DNA是遗传物质的实验证据，在这一过程中，有两个经典实验。一、肺炎双球菌的转化实验（一）格里菲思实验请学习小组汇报格里菲斯实验的学习成果。并加以点评。出示R型细菌和S型细菌的菌体和菌落图，让学生对指出何者是R型菌体？何者是S型菌体？菌落各是怎样？毒性呢？学生活动：阅读教材，总结出R型细菌和S型细菌的特点。生：S：菌落光滑----多糖荚膜------有毒R：菌落粗糙---没有荚膜-------无毒问：肺炎双球菌的转化实验分哪几个步骤？各看到哪些现象？3肺炎双球菌转化实验答：实验过程可分为四大步骤：（1）注射无毒性的R型活细菌，小鼠正常；（2）注射有毒性的S型活细菌，小鼠患败血症死亡；（3）注射加热杀死了的S型细菌，小鼠正常；（4）注射“R型活细菌+杀死的S型细菌”，小鼠患败血症死亡。问：这四组的实验结果说明了什么？答：（1）R型菌无毒；（2）S型菌有毒；（3）加热杀死的S型菌已失活，没有了感染能力。第四组的实验结果表明，被加热杀死的S型细菌使R型菌转化活的S型菌。（为什么不是S型菌“死去活来”？）即S型菌中存在着使R型活细菌转变成S型细菌的“转化因子”。这一“转化因子”究竟是什么物质，当时的格里菲思并不知道。问：单凭格里菲思实验能不能证明DNA就是遗传物质？答：不能。因为杀死的S型细菌中含有蛋白质、多糖以及DNA等物质，还不能说明是哪种物质起了“转化因子”的作用，还是共同起作用。（二）艾弗里实验：问：艾弗里实验的设计思路是什么？4学生活动：小组讨论，要找到“转化因子”，我们怎样来设计实验？然后请学生陈述。答：把它们分开单独观察它们的作用，就可以证明何种物质为“转化因子”了。艾弗里和他的同事设法从S型活细菌中提取DNA、蛋白质、糖类及无机物，分别与R型细菌混合培养，其结果是，只有加入DNA的，R型才转化为S型细菌。这一结果表明：DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质。展示ppt：艾弗里体外转化实验的过程。并分析实验现象。艾弗里实验学生总结实验结论：DNA才是真正的转化因子，即DNA是遗传物质。问：在艾弗里的实验的第（3）步中你得出什么结论？答：只有完整的DNA才能进行转化。脱氧核苷酸没有转化作用。问：从艾弗里的研究成果你有何启示？答：现行科学研究要有科学的思路。艾弗里在这个实验中最关键的思路就是“DNA和蛋白质分开，单独地、直接地去观察DNA和蛋白质的作用”。另外还可以告诉人们科学研究就是在总结前人经验的基础上进行的。一个伟大的研究成果是许多科学家共同努力的结果。问：艾弗里的实验是否完美？答：不完美。因为他所提取的DNA仍含有少量的蛋白质，所以有人对实验结论仍有怀疑。二、噬菌体侵染细菌的实验1、材料：噬菌体出示T2噬菌体模式图：学习完各部分结构名称后，由学生归纳：它的头部和尾部都具蛋白质的外壳，头内部含有DNA。噬菌体是一种专门寄生在细菌体内的病毒。2、方法：放射性同位素标记法：5问：放射性同位素35S和放射性同位素32P用于标记噬菌体T2噬菌体的模式图的何种成分？有什么目的？答：从元素组成来看，由于蛋白质分子中含S而不含P，DNA分子中含P而不含S。这样，就可让一部分噬菌体只标记蛋白质而不标记DNA，另一部分噬菌体只标记DNA而不标记蛋白质，从而分别观察这两种大分子物质的变化和作用。问：那么，怎样标记噬菌体呢？学生活动：阅读教材，在课本中找出标记噬菌体的方法。在分别含有放射性同位素的32P和35S的培养基中培养细菌；再分别用上述细菌培养噬菌体，就可以得到含32P和35S的噬菌体。3、实验过程（ppt展示）引导学生分析实验过程，注意放射性存在的位置。4、实验分析：35S——上清液放射性高——蛋白质没有进入细菌32P——沉淀物放射性高——DNA进入细菌问：这个实验的结果说明了什么？5、结论（1）只有噬菌体的DNA才进入细菌体内。答：噬菌体在细菌体内的增殖是在噬菌体DNA的指导下完成的，因为对被标记物质进行测试，结果表明噬菌体的蛋白质并没有进入细菌内部。噬菌体侵染细菌的过程：吸附→注入（DNA）→复制子代噬菌体的DNA和合成子代噬菌体的蛋白质→组装子代噬菌体。（ppt展示）（2）DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质。思考：○1本实验经典在何处？○2本实验与艾弗里实验有何相似之处？○3为什么沉淀物（标记S）有少量放射性，上清液（标记P）有少量放射性？三、DNA是主要的遗传物质（1）某些病毒的遗传物质是RNA。如烟草花叶病毒，不含有DNA，只含有蛋白质和RNA。对这些病毒来说，RNA就起着遗传物质的作用。（2）绝大多数生物的遗传物质是DNA。虽然少数病毒的遗传物质是RNA，但绝大多数生物的遗传物质是DNA，所以DNA是主要的遗传物质。6●板书设计第1节DNA是主要的遗传物质一、DNA是遗传物质的证据1、肺炎双球菌的转化实验结论：格里菲斯实验——S型菌中存在转化因子艾弗里实验——DNA是遗传物质2、噬菌体侵染细菌实验材料：噬菌体、大肠杆菌方法：放射性同位素标记过程：结论：DNA是遗传物质二、DNA是主要的遗传物质1、某些病毒的遗传物质是RNA。2、绝大多数生物的遗传物质是DNA。