高一生物《DNA是主要的遗传物质》教案-新人教版

福建省泉州市高一生物《DNA是主要的遗传物质》教案新人教版【教材分析】“DNA是主要的遗传物质”一节是新课标教材人教版必修2第3章第1节的内容，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。在相当长的时间里，人们一直把蛋白质作为遗传物质，那么，遗传物质是DNA还是蛋白质呢？教材在此埋下伏笔，然后通过两个经典实验证明了DNA是遗传物质，最后列举少数生物只有RNA而没有DNA的事实，得出“DNA是主要的遗传物质”这一结论。本节内容在结构体系上体现了人们对科学理论的认识过程和方法，是进行探究式教学的极佳素材。在教学中，通过发挥学生的主体作用，优化课堂结构，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。【教学目标】（一）知识目标掌握证明DNA是遗传物质的两个实验的过程和原理，以及从实验中得出的结论（DNA是遗传物质）。（二）能力目标通过重演科学家发现DNA是主要遗传物质的过程，学会科学研究的方法和实验设计的基本步骤。（三）情感目标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、通过学生自己设计验证性实验，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。（四）重点难点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：肺炎双球菌转化实验的原理和过程。【课时说明】本节内容1课时，授课过程（包括与学生的互动）大约用时30min，【教学过程】创设情景，设疑引入课件展示商品条形码请同学们看屏幕，这些是什么？它们有什么作用呢？（学生根据日常生活经验获取的信息回答：条形码，它们包含着商品名称、价格、生产日期、产地等信息。）那么，在生物体内，有没有类似商品条形码这样隐含着生命信息的“条形码”呢？回答当然是肯定的，它便是我们熟悉而陌生的遗传物质。一、对遗传物质的早期推测在20世纪20年代，由于人们已经认识到蛋白质是由多种氨基酸连接而成的生物大分子。而氨基酸多种多样的排列顺序，可能蕴涵遗传信息。因此，大多数科学家认为，蛋白质是生物体的遗传物质。但是科学是不断探索与发现的。到了20世纪30年代，人们认识到DNA是由许多脱氧核苷酸聚合而成的生物大分子，人们看到了DNA的重要性，认为DAN是生物体的遗传物质。那么，到底是蛋白质是遗传物质，还是DAN是遗传物质呢？下面我们来看几个实验，明确一下到底谁才是真正的遗传物质。二、肺炎双球菌的转化实验（一）格里菲思的实验（1928）1．材料：肺炎双球菌学生阅读教材P43．了解R型和S型肺炎双球菌各有什么特点，并完成以下表格。种类S型细菌R型细菌菌体有多糖类荚膜无多糖类荚膜菌落表面光滑表面粗糙毒性有没有2．实验过程教师用课件展示格里菲思肺炎双球菌转化实验的内容（四组，详见课本43页图3-2），同时完成四个阶段的文字总结。（1）活R型细菌感染老鼠健康（2）活S型细菌感染老鼠死亡（3）灭活S型细菌感染老鼠健康（4）活R型细菌＋死S型细菌感染老鼠死亡讲述：从第一、二组实验可以说明R型活细菌不具有致死性，S型活细菌具有致死性；从第二、三组实验可以说明死亡的S型细菌不具有致死性。那么大家思考一下：问题1：为什么第四组实验将R型活细菌和加热杀死后的S型细菌混合后注射到小鼠体内，导致小鼠死亡呢？要找出小鼠死亡的原因就要从它的尸体着手，进行尸检，因为尸体也是会讲话的。通过尸检发现了什么？（小鼠体内出现了有毒S型活菌，使其致死。）问题2：为什么无毒R型活菌能转化成有毒S型活菌呢？S型细菌中有一种转化因子能使R型活细菌转化为S型活细菌。问题3：该实验能否证明DNA是遗传物质？该实验的结论又是什么？该实验不能证明DNA是遗传物质。其结论是S型细菌中有一种转化因子能使R型活细菌转化为S型活细菌。3．结论S型死菌中含有一种转化因子，能使R型菌转化为S型菌使小鼠死亡（学生讨论、教师补充）再设问：“转化因子”究竟是什么物质呢？为了弄清楚这一问题，艾弗里做了如下实验。（二）艾弗里的实验（1944）课件展示实验过程（课本P44图3-3）有毒的S型肺炎双球菌分离提取DNA蛋白质多糖R型菌R型菌R型菌R型菌和S型菌R型菌R型菌思考：1．这个实验的设计思路是什么？（将S型活细菌体内物质分开，提取各种成分，分别与R型活细菌混合培养，直接、单独地去观察它们的作用。）2．这个实验证明了什么问题？（“转化因子”是S型菌的DNA，因转化而来的S型菌能将性状传递给子代，说明DNA是遗传物质。）（简单一点讲就是：DNA是遗传物质，蛋白质等不是遗传物质）3．该实验的成功之处？（把DNA与蛋白质分开，从而单独地、直接地去观察DNA的作用。）但是，艾弗里转化实验所使用的DNA中仍然含有极少量的蛋白质。因此人们认为不能完全排除蛋白质的作用。那怎样才能将蛋白质与DNA彻底分开呢？1952年科学家赫尔希和蔡斯利用T2噬菌体（一种病毒）作为实验材料完成了一个非常有说服力的实验。三．噬菌体侵染细菌的实验（1952赫尔希、蔡斯）1．材料：T2噬菌体（病毒）课件展示T2噬菌体的结构，学生阅读教材P44．了解T2噬菌体的结构和化学组成。讲解：T2噬菌体是由头部和尾部组成的，头部和尾部的外壳是由蛋白质组成，在头部内含有一个DNA分子。它是一种专门寄生在细菌体内的病毒。而细菌是一种单细胞的原核生物。具体T2噬菌体是如何侵染细菌的，我们看一下课件（课件展示侵染过程）侵染细菌的过程：吸附→注入→合成→组装→释放（注意：注入时只有DNA进入细菌体内，而蛋白质没有进入）现在我们对T2噬菌体已经有所了解了，那请同学们去阅读教材P44-P45的内容，看一下赫尔希、蔡斯具体是怎么来做噬菌体侵染细菌的实验的，并思考回答以下问题问题1．科学家为什么把噬菌体作为研究DNA是遗传物质的材料?（T2噬菌体只有DNA和蛋白质两种化学物质组成）问题2．科学家是采用什么方法进行研究的?（放射性同位素标记法）问题3．用35S，32P分别标记什么？为什么这么标记？（用35S标记蛋白质，32P标记DNA。由于仅蛋白质分子中含有S，而P几乎都存在于DNA中）问题4．搅拌，离心的目的分别是什么？上清液中的是什么，沉淀物中的是什么？（搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离，离心的目的是让上清液中析出质量较轻的T2噬菌体，而离心管的沉淀物中留下被感染的大肠杆菌。）讲解：用放射性同位素35S标记的噬菌体在侵染细菌并进行增殖的过程中，出现了把蛋白质外壳留在细菌外面的现象。而用放射性同位素32P标记的噬菌体则表现出了其内部的DNA进入细菌细胞内的现象。正是这些DNA在细菌中增殖出许多噬菌体。新形成的噬菌体同亲代一样有着同样的DNA和蛋白质外壳。释放出来后又能去侵染其他的细菌。那把这两组实验的结果综合起来看，我们能够得出什么结论呢？结论：DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质。设问：遗传物质是不是只有一种？某些不含有DNA的病毒，其遗传物质又是什么呢？下面请同学们看一下一个实验，并思考回答。（课件展示烟草花叶病毒感染烟草的实验）四．DNA是主要的遗传物质烟草花叶病毒感染烟草的过程：RNA→→感染病毒烟草花叶病毒→蛋白质→→未感染病毒思考：在烟草花叶病毒中，什么是遗传物质？（RNA）小结：在少数RNA病毒中，RNA是遗传物质。但由于绝大多数生物的遗传物质仍是DNA，所以说DNA是主要的遗传物质。总结本节课主要学习了征明DNA是主要遗传物质的两个经典实验:(一)肺炎双球菌转化实验：证明S型细菌中的DNA是转化因子并能够使后代具有连续性--说明是遗传物质。(二)噬菌体侵染细菌:证明噬菌体的蛋白质和DNA两种成分是DNA进入细菌体内并产生出与亲代噬菌体性状相同的子代噬菌体--说明DNA是遗传物质。最后指出遗传物质除了DNA外还有RNA，但绝大多数生物的遗传物质是DNA，所以说DNA是主要的遗传物质。【板书】第1节DNA是主要的遗传物质一．对遗传物质的早期推测二．肺炎双球菌的转化实验1.格里菲思的实验2.艾弗里的实验三．噬菌体侵染细菌的实验正常烟草