蘇教版第一節(jié)《探索遺傳物質的過程》教案

高中生物高中生物優(yōu)質課教案探索遺傳物質的過程（教案）鹿邑縣第二高級中學楊明燈第四章遺傳的分子基礎第一節(jié)探索遺傳物質的過程（第一課時）教學目標：1分析肺炎球菌轉化實驗的過程原理和結論。2說出噬菌體的結構特點。3分析噬菌體侵染細菌實驗的過程和結論4通過分析圖文資料，嘗試信息的處理。模仿科學家通過分析、比較、推理、歸納去解決實際的問題。教學重點：肺炎球菌轉化實驗和噬菌體侵染細菌實驗的原理和過程。教學難點：肺炎球菌轉化實驗的原理和過程。教學方法：實驗過程分析，小組討論，教師引導啟發(fā)，與學生觀察探索相結合。教學過程：引課：俗話說“種瓜得瓜，種豆得豆”“龍生龍，鳳生鳳，老鼠生的兒子會打洞”。這些俗話說的就是生物的遺傳現(xiàn)象，這些現(xiàn)象是怎樣發(fā)生的？生物體內的哪種物質控制了這些遺傳現(xiàn)象哪?也就是說誰是生物體內的遺傳物質哪？經過科學家們長期的大量實驗探索，最終證明DNA是生物的主要遺傳物質。本節(jié)課就讓我們沿著科學家們的探索足跡，去探索誰是生物的遺傳物質。（板書本節(jié)的探索課題）新課研學：遺傳和變異現(xiàn)象是通過生殖過程發(fā)生的，生物科學家們對自然界中有性生殖過程進行了研究。請同學們思考一下，通過有性生殖過程產生一個多細胞的生物體要經過哪些生理過程？生：減數(shù)分裂、受精作用和有絲分裂三個生理過程。請同學們仔細分析一下這三個生理過程，看那些物質或結構在生物體前后代之間具有一定的連續(xù)性和穩(wěn)定性。生：染色體。由此，生物學家們認為染色體與生物的遺傳有著密切的關系。請思考，染色體的化學組成主要是那些？生：染色體的主要成分是DNA和蛋白質。這兩種化合物究竟誰是生物體的遺傳物質哪？對于這個問題，世界上的生物學家們開展了大量的實驗。最終證明，DNA是生物的遺傳物質。其中，證明DNA是遺傳物質的最直接、最有力的證據(jù)是肺炎球菌的轉化實驗和噬菌體侵染細菌的實驗。下面我們重點來探究這兩個實驗。一肺炎球菌的轉化實驗1請同學們思考一下，作為遺傳物質應至少具備哪些條件？請學生回答后，教師總結。主要有四個條件：①攜帶遺傳信息，能控制生物的遺傳性狀；②能產生可遺傳的變異；③能自我復制，從而傳遞遺傳性息；④分子結構具有相對的穩(wěn)定性，從而維持自然界的相對穩(wěn)定性。21928年格里菲思的肺炎球菌轉化實驗課件展示，肺炎球菌的兩種類型：（1）S型細菌：菌落光滑、菌體有夾膜、有毒性（2）R型細菌：菌落粗糙、菌體無夾膜、無毒性課件展示，格里菲思的肺炎球菌轉化實驗的過程和結果。請同學們仔細觀察格里菲思的肺炎球菌轉化實驗的過程，分析其實驗結果，回答下列問題。課件展示所提出的問題，經過學生思考分組討論后，請學生回答。問題一，在第四組實驗中的小鼠體內除了發(fā)現(xiàn)無毒性的R型活細菌外,還發(fā)現(xiàn)了少量有毒性的S型活細菌，這能說明什么？結論1：無毒性的R型活細菌與被加熱殺死的有毒性的S型細菌混合后，轉化為有毒性的S型活細菌。問題二，在第四組實驗中的小鼠體內出現(xiàn)的有毒性的S型活細菌的后代也是有毒性的S型細菌，這說明這種性狀的轉化可不可以遺傳？結論2：這種性狀的轉化是可以遺傳的。問題三，無毒性的R型活細菌與被加熱殺死的S型細菌混合后會轉化成有毒性的S型活細菌，對此你有何想法？推論（格里菲思）：在第四組實驗中，已經被加熱殺死S型細菌中，必然含有某種促成這一轉化的活性物質—“轉化因子”。格里菲斯的實驗設計是一個對照試驗，請思考，對照組和實驗組分別是誰？本實驗的結果能否得出誰是肺炎球菌的遺傳物質這樣一個結論？生：對照組是第一組、第二組和第三組，實驗組是第四組。本實驗的結果不能得出誰是肺炎球菌的遺傳物質這樣一個結論。很好，這個實驗給我們留下一個問題，到底是S型細菌的那種物質使R型細菌轉化成S型細菌？現(xiàn)在請同學們思考一下，S型細菌是由哪些化合物組成的？生：水、無機鹽、糖類、脂質、蛋白質和核酸（DNA和RNA）等。如果在此基礎上讓你去設計實驗，來探究其“轉化因子”到底是哪種化合物，你將如何去設計？生：把這些化合物分開（分離提純），分別加入到培養(yǎng)R型細菌的培養(yǎng)基中，看到底是哪種化合物使R型細菌轉化成S型細菌。非常好，這就是艾弗里等人的實驗設計。31944年艾弗里等人的肺炎球菌的轉化實驗課件展示艾弗里等人的肺炎球菌的轉化實驗過程。S型活細菌多糖脂質蛋白質RNADNADNA和DNA酶分別與R型活細菌混合培養(yǎng)分別與R型活細菌混合培養(yǎng)RRRRRSR由該實驗結果我們可以得到什么結論哪？生：是S型細菌的DNA使R型細菌產生了穩(wěn)定的可遺傳變異，由此證明DNA是遺傳物質。請思考，加入S型細菌的DNA和DNA酶的這一組實驗，有什么作用？能夠獲得什么結論？生：證明DNA的水解產物不能使R型細菌發(fā)生轉化，從而進一步證明是S型細菌的DNA使R細菌發(fā)生轉化的。那么，R型細菌轉化為S型細菌的原理是什么哪？其原理是：S型細菌的DNA在接觸到R型細菌后，侵染到了R型細菌細胞中，使R型細菌得到了S型細菌的DNA，從而就出現(xiàn)了S型細菌的遺傳特征，有莢膜，有毒性，這樣，就使R型菌轉變成了S型菌?？偨Y遺傳物質的概念：能攜帶遺傳信息，控制生物體的特定性狀，并通過細胞增殖過程將遺傳信息傳遞給后代的物質，稱為遺傳物質。課件展示資料，艾弗里等人實驗的缺陷：艾弗里等人的試驗引起了人們的注意，但是，并不是所有的人都信服這一結果。因為，艾弗里的試驗中提取的DNA的純度最高時也還有0.02%的蛋白質，因此不能完全排除蛋白質的作用。那么，怎樣才能將DNA和蛋白質完全分開，直接證明誰是生物體的遺傳物質呢？下面我們看噬菌體侵染細菌的實驗二、1952年郝爾希和蔡斯噬菌體侵染細菌的實驗課件展示噬菌體的結構圖，介紹噬菌體的有關知識，蛋白質：C、H、O、N、ST2噬菌體DNA：C、H、O、N、PT2噬菌體是一種專門寄生在大腸桿菌體內的病毒。無細胞結構，只能在寄主細胞內才能完成其代謝和繁殖過程。課件展示噬菌體侵染細菌的過程（包括五步：吸附→注入→合成DNA和蛋白質→組裝→釋放）。請思考，采用什么方法將噬菌體的DNA和蛋白質分開呢？生：采用放射性同位素標記的方法?；卮鸬姆浅：茫敲从檬裁丛剡M行放射性標記將二者分開？為什么？生：用35S標記蛋白質外殼，用32P標記DNA。因為在噬菌體中S只存在于蛋白質外殼中，而P基本上都存在于DNA中。思考：如何用35S和32P分別對噬菌體進行放射性標記？生：標記噬菌體含35S的培養(yǎng)基含35S的細菌35S蛋白質外殼含35S的噬菌體含32P的培養(yǎng)基含32P的細菌內部DNA含32P的噬菌體獲得用35S和32P分別標記的噬菌體后，就可以進行噬菌體侵染細菌的實驗了。課件展示噬菌體侵染細菌試驗的過程和結果，噬菌體侵染細菌的實驗：含35S的噬菌體細菌體內沒有放射性35S含32P的噬菌體細菌體內有放射線32P請同學們仔細觀察，回答下列問題。1用35S標記噬菌體的那一組實驗，檢測結果是上清液的放射性比較高，說明什么問題？生：噬菌體的蛋白質外殼沒有侵入到細菌細胞中，使其主要存在于細菌細胞外。用32P標記的噬菌體哪一組，結果是沉淀物的放射性比較高，說明什么問題？生：說明噬菌體的DNA侵入到細菌細胞中。3由此，我們可以得到什么結論呢？生：子代噬菌體的各種性狀是通過親代的DNA遺傳的，DNA才是真正的遺傳物質。實驗誤差分析，在本實驗中用32P標記噬菌體的那一組，理論上放射性應只存在于沉淀物中，而實驗結果是上清液中也有放射性，請同學們思考一下其誤差來源是什么？生：其誤差來源有二：一是沒有侵染到細菌體內的親代噬菌體；二是由于時間長，細菌菌體裂解，釋放出子代噬菌體。通過以上實驗都證明了DNA是遺傳物質，而自然界中有的生物沒有DNA，只有RNA如：煙草花葉病毒、車前草病毒等，那么其遺傳物質是誰？能否通過實驗驗證哪？請同學們下去思考一下，并預習教材后面的內容。三為什么說DNA是生物體的主要遺傳物質哪？課件展示下列表格。細胞生物（真核、原核）非細胞生物

（病毒）核酸

DNA和RNADNA

RNA遺傳物質DNA

DNARNA因為絕大多數(shù)生物的遺傳物質是DNA，所以DNA是主要的遺傳物質。課堂小結：師生共同總結出本節(jié)的主要內容。1肺炎球菌的轉化實驗實驗設計（1）格里菲思的肺炎球菌轉化實驗結果結論實驗設計（2）艾弗里等人的肺炎球菌的轉化實驗結果結論實驗設計2噬菌體侵染細菌的實驗結果結論3DNA是主要的遺傳物質：因為絕大多數(shù)生物的遺傳物質是DNA，所以DNA是主要的遺傳物質課堂鞏固訓練：1.注射后能使小白鼠因患敗血病而死亡的是（

）A．R型肺炎雙球菌B．加熱殺死后的R型肺炎雙球菌C．加熱殺死后的S型肺炎雙球菌D．加熱殺死后的S型肺炎雙球菌與R型肺炎雙球菌2.所有病毒的遺傳物質（)A．都是DNA

B．都是RNA

C．是DNA或RNA

D．是D