第六章第一節(jié)DNA是主要的遺傳物質.doc

第六章 遺傳和變異 第一節(jié)DNA是主要的遺傳物質教學目的1.通過肺炎雙球菌的轉化實驗和噬菌體侵染細菌的實驗，理解DNA是主要的遺傳物質。2.通過重演科學家發(fā)現(xiàn)DNA是主要遺傳物質的過程，學會科學研究的方法和實驗設計的基本步驟。3.通過自己設計驗證性實驗，培養(yǎng)分析問題、解決問題的能力和創(chuàng)新的思維能力。教學重點1.肺炎雙球菌的轉化實驗的原理和過程。2.噬菌體侵染細菌的實驗原理和過程。3.學會科學研究的方法。教學難點1.肺炎雙球菌的轉化實驗的原理和過程。2.學會科學研究的方法。教學用具投影片、錄像片、教學軟件。教學方法教師引導啟發(fā)與學生觀察探索相結合。教學模式引導探索式。程序是：設疑導入探索（建立假設討論驗證）歸納總結反饋運用課時安排課時板 書教學過程第六章遺傳和變異第一節(jié)遺傳的物質基礎 一、 DNA是主要的遺傳物質。（在講完得出結論時再板書） （一）肺炎雙球菌的轉化實驗 （二）噬菌體侵染細菌的實驗 （三）煙草花葉病病毒感染煙草的實驗 （一）DNA是遺傳物質（二）RNA是遺傳物質（三）DNA是遺傳物質（寫題目）一、DNA是主要的遺傳物質（四）實驗的基本思路引言1：通過前面的學習，我們知道了每一種生物通過生殖可以產生后代，產生的后代與親代既有相似的特點，也有不同的特征，說明生物體同時具有遺傳和變異的特性。那么遺傳和變異是怎樣發(fā)生的？生物體內什么物質起著決定性作用？遺傳和變異有什么共同的規(guī)律呢？從今天開始我們就來研究這些問題。引言2：生物之所以具有親代的特征是由于在生物體內具有對遺傳起決定性作用的物質，也就是遺傳物質。問：在生物體內存在著許多種化合物，而對遺傳有重要作用的物質是什么呢？（答：是DNA。）科學發(fā)展到今天，DNA是遺傳物質已經是眾所周知，不容質疑的了。你有什么證據(jù)證明DNA是遺傳物質呢？今天我們就和科學家一起來尋找DNA是遺傳物質的證據(jù)，同時我們還要理解科學家的設計思路和實驗設想，并且學會科學研究的方法。進行科學研究時首先遇到的是選擇合適的實驗材料，這是科學研究成敗的關鍵。問：無論是高等的、復雜的生物，還是低等的、簡單的生物，它們共同具有的物質基礎是什么？（答：是蛋白質和核酸。）問：既然都含有核酸，你覺得選擇什么樣的生物做實驗材料合適呢？為什么？（答：低等的，簡單的生物。因為這樣的生物結構簡單，含有的物質少，分析起來簡便、快捷，容易得出結論）問：你能試著說出幾種生物嗎？（答：能。像病毒，細菌都可以。）很好！這位同學的想法與科學家的思路是一致的。1928年，英國科學家格里菲思用一種細菌肺炎雙球菌進行了實驗。（展示投影片）（邊投影邊講述）肺炎雙球菌有兩種類型：一種是R型細菌，無多糖類的莢膜，是無毒性的，注入小鼠體內后，小鼠不死亡。另一種是S型細菌，有多糖類的莢膜，是有毒性的，注入到小鼠體內可以使小鼠患病死亡。如果用加熱的方法殺死S型細菌后注入到小鼠體內，小鼠不死亡。下面又做了一個實驗，將己殺死的S型細菌與R型細菌混合后注入到小鼠體內，小鼠卻死亡了，而且在尸體上分離出了有毒性的S型活細菌。問：思考一下，這幾組實驗，尤其是第四組實驗表明什么問題？（答：無毒性的R型細菌與已死的有毒性的S型細菌混合后，可以轉化成有毒性的S型活細菌。）很好。這就是著名的肺炎雙球菌的轉化實驗。這個實驗給我們留下了一個問題：究竟是什么使R型細菌轉化成為S型細菌的呢？剛才同學還提到可以選擇病毒進行實驗。科學家赫爾希和沙斯在19S2年用T噬菌體進行了侵染細菌的實驗。（放映軟件，講解）這是一種寄生在大腸桿菌里的病毒。它是由蛋白質外殼和存在于頭部內的DNA所構成。它侵染細菌時可以產生一大批與親代噬菌體一樣的子代噬菌體。這個實驗也給我們留下了一個問題：起決定性作用的到底是蛋白質還是DNA？另外，19S7年，格勒和歇萊姆用另一種病毒進行了實驗。（放映軟件，講解）這是煙草花葉病病毒。它只有蛋白質外殼和內部的RNA，并不含有DNA，但煙草感染了它以后，葉子上會出現(xiàn)病斑。煙草花葉病病毒中沒有DNA，只有蛋白質和RNA，誰起了關鍵作用呢？圍繞著這三個實驗留下的問題，大家討論一下，你用什么樣的方法去證明到底什么物質起了決定性的作用。（屏幕上顯示三種生物的結構圖）（教師在學生中巡視，參與討論，啟發(fā)指導）同學們已經有了一些初步的想法了。我們設計實驗時要有規(guī)范的方法步驟。（屏幕上出現(xiàn)實驗設計的基本步驟）實驗材料：假設：實驗方法：預期效果：實驗現(xiàn)象的觀察：分析結論：每一小組只選擇一種實驗材料進行設計。（教師在學生中巡視，參與討論，掌握討論情況。）討論就到這里。下面請小組代表發(fā)表你們的見解。（第一小組學生發(fā)言。選用肺炎雙球菌；假設DNA是遺傳物質；將S型細菌中的多糖、蛋白質、脂類和DNA等提取出來，分別與R型細菌進行混合；預期效果是只有DNA與R型細菌進行混合，才能使R型細菌轉化成S型細菌）這一小組的設計，正如美國科學家艾弗里1944年的設計。我們一起來看一看他們的實驗結果。（放映軟件，學生觀察）問：你觀察到了什么實驗現(xiàn)象？（答：用S型細菌的DNA與R型細菌混合可以得到S型細菌。）問：你們的假設是否成立？（答：成立。）問：分析實驗結果你可以得出什么結論？（答：DNA是遺傳物質。）下面再請一個小組同學，說一說他們的設計。（答：我們選用煙草花葉病病毒；假設RNA是遺傳物質；將RNA與蛋白質分開，分別感染煙草；預期效果是RNA可引起煙草葉出現(xiàn)病斑，而蛋白質不能。）設計得很好！下面我們觀察一下實驗現(xiàn)象。（放映軟件）問：這個實驗的現(xiàn)象是什么？（答：RNA可以引起病斑而蛋白質不能。）問：通過這組實驗你能得出什么結論？假設是否成立？（答：RNA是遺傳物質，假設成立。）再看一看哪個小組選擇噬菌體作為實驗材料？請給我們說一下你們的設計。（答：實驗材料是T噬菌體；假設DNA是遺傳物質；方法是將DNA與蛋白質分開，分別去感染細菌；預期效果是DNA可以便噬菌體繁殖出大量的后代，而蛋白質不能。）他們的方法是將DNA與蛋白質分開去研究。其他的小組有沒有更好的方法？例如：可以給DNA和蛋白質做上記號去研究。（答：用同位素標記法。）很好。那么要思考讓什么帶標記呢？問：你是否知道DNA與蛋白質在元素組成上有什么特別明顯的不同？（答：DNA中P的含量多，蛋白質中P的含量少；蛋白質中有S而DNA中沒有S）所以用放射性同位素S標記一部分噬菌體的蛋白質，用放射性同位素P標記另一部分噬菌體的DNA。如果試驗用同位素標記法進行，預期效果是怎樣的？（答：用帶S的兒噬菌體侵染細菌，產生的新的噬菌體都不帶標記。用帶32p的T噬菌體侵染細菌，產生的新的噬菌體帶標記。）很好。下面我們就看一下實驗現(xiàn)象。（放映錄像片和軟件）實驗的現(xiàn)象正如我們預期的效果。問：你可以由此得出什么結論？（答：DNA是遺傳物質。）問：綜合上述三個實驗，你認為生物的遺傳物質是什么？（答：含有DNA的生物體DNA是遺傳物質。不含DNA，只含RNA的生物RNA是遺傳物質。）由于多數(shù)生物體內部含有DNA，所以歸納起來，生物體的遺傳物質是什么？（答：DNA是主要的遺傳物質。）通過今天的學習，我們不僅用實驗的方法找出了DNA是遺傳物質的證據(jù)，同時還明確了進行科學研究中的幾個重要環(huán)節(jié)。像實驗材料的選擇，實驗設計的基本步驟。思考一下這三個驗證性實驗在方法上有什么共同的特點？（答：都是DNA與其它物質分開，分別去研究它們的作用，尤其是DNA的作用。）這就是研究什么是遺傳物質的基本思路。大家打開書看一下第二頁第三段。前面我們是用簡單生物進行研究的，那么在自然界中真核生物也有很多，尤其是存在著復雜的高等生物，它們的遺傳物質是否也是DNA呢？（投影：1生物學家通過對真核生物的有絲分裂和減數(shù)分裂，以及受精作用的研究，認識到在生物遺傳中具有重要作用。它是由和組成的，證明遺傳物質的基本思路是 。需要的關鍵技術是。2噬菌體侵染細菌后，合成新噬菌體的蛋白質外