DNA是主要的遺傳物質(zhì)--教案

1、DNA是主要的遺傳物質(zhì) 教案山陰一中生物組 朱小麗一、教學(xué)目標(biāo)1、知識目標(biāo)：（1）總結(jié)“DNA是主要的遺傳物質(zhì)”的探索過程。（2）知道肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗和“同位素標(biāo)記法”研究噬菌體侵染細(xì)菌所采取的方法是目前自然科學(xué)研究的主要方法。（3）理解DNA是主要的遺傳物質(zhì)。2、過程與方法：（1）通過肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實驗，訓(xùn)練學(xué)生邏輯思維的能力。（2）用“同位素標(biāo)記法”來研究噬菌體侵染細(xì)菌的實驗說明DNA是遺傳物質(zhì)，蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)，訓(xùn)練學(xué)生由特殊到一般的歸納思維能力。3、情感態(tài)度與價值觀：學(xué)習(xí)科學(xué)家嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致的工作作風(fēng)和科學(xué)態(tài)度以及對真理不懈追求的科學(xué)精神，進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生辨證唯物主義世界觀的樹立。二、教

2、學(xué)重難點1、教學(xué)重點：（1）肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實驗的原理和過程。（2）噬菌體侵染細(xì)菌實驗的原理和過程。（3）證明DNA是遺傳物質(zhì)的實驗的關(guān)鍵設(shè)計思路。2、教學(xué)難點： （1）噬菌體侵染細(xì)菌實驗的原理和過程。（2）證明DNA是遺傳物質(zhì)的實驗的關(guān)鍵設(shè)計思路。三、課時安排：1課時四、教學(xué)過程：復(fù)習(xí)（導(dǎo)入）：前面我們一起學(xué)習(xí)了減數(shù)分裂和受精作用，請大家回憶一下：減數(shù)分裂和受精作用的意義。（使染色體數(shù)目恒定，對于生物體遺傳和變異具有重要作用。）也就是說染色體在生物的傳種接代中有重要作用。我們知道染色體主要是由蛋白質(zhì)和DNA組成的。那么，這兩種物質(zhì)究竟哪一種是遺傳物質(zhì)呢？請大家把書打開到42頁，我們今天一起學(xué)

3、習(xí)第三章第一節(jié)DNA是主要的遺傳物質(zhì)。（出題：第一節(jié) DNA是主要的遺傳物質(zhì)）授課：科學(xué)發(fā)展到今天，DNA是遺傳物質(zhì)已經(jīng)是眾所周知，不容質(zhì)疑的了?？墒怯惺裁醋C據(jù)證明DNA是遺傳物質(zhì)呢？今天我們就和科學(xué)家一起來尋找DNA是遺傳物質(zhì)的證據(jù)，同時我們還要理解科學(xué)家的設(shè)計思路和實驗設(shè)想，并且學(xué)會科學(xué)研究的方法。要想找到DNA是遺傳物質(zhì)的證據(jù)，首先得選擇合適的實驗材料。我們知道不管是高等的、復(fù)雜的生物（動物、植物），還是低等的、簡單的生物（病毒、細(xì)菌等等），它們都含有核酸，大家覺得應(yīng)該選擇什么樣的生物做實驗材料呢？為什么？（答：低等的，簡單的生物。因為這樣的生物結(jié)構(gòu)簡單，含有的物質(zhì)少，便于研究）問：說幾

4、種簡單低等的生物？（答：病毒，細(xì)菌等。） 同學(xué)們的想法與科學(xué)家的思路是一致的，1928年，格里菲思利用肺炎雙球菌這樣一種細(xì)菌做實驗尋找遺傳物質(zhì)，請大家閱讀書本43頁，看看格里菲思怎樣做實驗的。（板）一、肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗（板：1. 1928，體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗）通過看書我們知道肺炎雙球菌有兩種類型：一種是R型細(xì)菌（粗糙），無多糖類的莢膜，是無毒性的，注入小鼠體內(nèi)后，小鼠不死亡。另一種是S型細(xì)菌（光滑），有多糖類的莢膜，是有毒性的，注入到小鼠體內(nèi)可以使小鼠患病死亡。請一學(xué)生敘述各組實驗的做法及現(xiàn)象：無毒性的R型活細(xì)菌注射到鼠體內(nèi)，鼠不死亡； 有毒性的S型活細(xì)菌注射到鼠體內(nèi)，鼠死亡；加熱殺死的S型細(xì)菌注

5、射到鼠體內(nèi)，鼠不死亡；無毒性的R型活細(xì)菌與加熱殺死的S細(xì)菌混合后注射到鼠體內(nèi)，鼠死亡提問：從第組實驗鼠體內(nèi)可分離出有毒性的S型活細(xì)菌說明了什么？（回答：無毒性的R型活細(xì)菌與加熱殺死的S型細(xì)菌混合后，可轉(zhuǎn)化成有毒性的S型活細(xì)菌）講述：格里菲思的結(jié)論：已加熱殺死的S型細(xì)菌中必然含有某種促成這一轉(zhuǎn)化的活性物質(zhì)。這種轉(zhuǎn)化因子是什么？格里菲思沒有找到。（板： 結(jié)論：）提問：如果請你設(shè)計一個實驗來確定轉(zhuǎn)化因子是什么，你覺得關(guān)鍵的設(shè)計思路是什么？（提示：排除干擾，設(shè)法將DNA與蛋自質(zhì)分開，單獨，直接地觀察DNA的作用。）（回答：從活的S型細(xì)菌中分離，提取出各種成分，分別與R型細(xì)菌混合培養(yǎng)，觀察其后代是否有S

6、型細(xì)菌出現(xiàn)）講述：設(shè)計思路很好，但這個設(shè)計思路的實施需要依賴于分離提取技術(shù)和其它有關(guān)技術(shù)的。因此，直至1944年，美國的科學(xué)家艾弗里和他的同事才進(jìn)行了確定轉(zhuǎn)化因子的實驗，并獲得了成功。他們的做法是從S型活細(xì)菌中提取出了DNA，蛋白質(zhì)和多糖等物質(zhì)，分別將它們加入培養(yǎng)R型細(xì)菌的培養(yǎng)基中。（44頁） （板：2. 1944，體外轉(zhuǎn)化實驗）請一學(xué)生敘述各組實驗的做法及現(xiàn)象： R+S的DNAR、SR+S的ProRR+S的DNA和DNA酶。說明DNA是遺傳物質(zhì)，但有人懷疑是DNA不純，夾雜有蛋白質(zhì)，為此他們又設(shè)計了，用DNA酶處理DNA，使其水解，結(jié)果在培養(yǎng)R型活細(xì)菌的培養(yǎng)基中沒有發(fā)現(xiàn)S型細(xì)菌。提問：艾弗里

7、實驗的結(jié)論是什么？（板：結(jié)論）（回答：DNA是轉(zhuǎn)化因子，是使R型細(xì)菌產(chǎn)生穩(wěn)定的遺傳變化的物質(zhì)，即DNA是遺傳物質(zhì)）講述：因為艾弗里的實驗提取的DNA夾雜有少量蛋白質(zhì)，所以有人對實驗結(jié)論仍有懷疑，讓我們看看DNA是遺傳物質(zhì)的另一個證明實驗：噬菌體侵染細(xì)菌的實驗。（4445頁）（板：二、噬菌體侵染細(xì)菌的實驗 ）我們首先介紹一下噬菌體這種病毒。（演示：噬菌體結(jié)構(gòu)的投影片。）講述：噬菌體是一種寄生在細(xì)菌體內(nèi)的病毒，它的結(jié)構(gòu)很簡單，外殼是蛋白質(zhì)，頭部內(nèi)是DNA。它侵染細(xì)菌后，就會在自身遺傳物質(zhì)的作用下，利用細(xì)菌體內(nèi)的物質(zhì)來合成自身的組成成分，進(jìn)行大量的增殖。簡述噬菌體侵染細(xì)菌的過程。（吸附注入復(fù)制、合成

8、組裝釋放）那么，噬菌體的兩種成分中哪一種是遺傳物質(zhì)呢？我們需要設(shè)計實驗把DNA和蛋白質(zhì)分開來，1952年赫爾希和沙斯設(shè)計了一個巧妙實驗：用放射性同位素標(biāo)記和測試。提問： 從元素組成看，DNA有但多數(shù)蛋白質(zhì)沒有的元素是哪種？（P）蛋白質(zhì)有，而DNA沒有的元素又是哪種？（S）請同學(xué)們仔細(xì)看教材P4的圖63，敘述實驗的方法步驟。（回答：一部分噬菌體只用35S標(biāo)記蛋白質(zhì)，另一部分噬菌體只用32P標(biāo)記DNA。用被標(biāo)記的兩種噬菌體分別去侵染細(xì)菌。當(dāng)噬菌體在細(xì)菌體內(nèi)大量增殖時，對被標(biāo)記物質(zhì)進(jìn)行放射性測試）（板： 結(jié)論： ）提問：測試的結(jié)果如何？表明了什么？（回答：用35P標(biāo)記蛋白質(zhì)的噬菌體侵染后，細(xì)菌體內(nèi)無

9、放射性，即表明噬菌體的蛋白質(zhì)沒有進(jìn)入細(xì)菌內(nèi)部；而用3P標(biāo)記DNA的噬菌體侵染細(xì)菌后，細(xì)菌體內(nèi)有放射性，即表明噬菌體的DNA進(jìn)入了細(xì)菌體內(nèi)。）由此可知，DNA是遺傳物質(zhì)，而蛋白質(zhì)不是。講述：是不是所有生物的遺傳物質(zhì)都是DNA呢？（46頁）（板：三、DNA是主要的遺傳物質(zhì)）現(xiàn)代科學(xué)研究證明，有些病毒只含有蛋白質(zhì)和RNA，如煙草花葉病病毒。從煙草花葉病病毒中提取出RNA和蛋白質(zhì)，分別侵染煙草，前者能使煙草感染病毒，而后者卻不能提問：對于這些病毒來說，什么是它們的遺傳物質(zhì)？（回答： RNA。）總結(jié)：因為絕大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是DNA，只有少數(shù)病毒的遺傳物質(zhì)是RNA，因此說DNA是主要的遺傳物質(zhì)。今天我們證實了DNA是主要的遺傳物質(zhì)，那么DNA是