人教版生物必修二：3.1 DNA是主要的遗传物质 教学设计

DNA是主要的遗传物质
教学目标
1.知识与能力
（1）知道肺炎双球菌转化实验和“同位素标记法”是研究噬菌体侵染细菌所采用的方法，也是目前自然科学研究的主要方法。
（2）分析证明DNA是主要的遗传物质的实验思路。
2.方法与过程
（1）分析证明DNA是遗传物质的实验设计思路，提高逻辑思维的能力。
（2）用“同位素标记法”来研究噬菌体浸染细菌的实验，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
学习科学家严谨细致的工作作风和科学态度以及对真理不懈追求的科学精神，进一步激发学生辩证唯物主义世界观的树立。
教法导引
根据主体性教学目标，以“自主性、探究性、合作性”为学生学习的三个基本维度，以培养学生的科学素质为指导，以侧重科学方法教育为归宿，本节课采用“引导探究”教学模式，融合讨论法、比较法、归纳法等多种教学方法，并配以多媒体辅助教学，引导学生模拟科学发现过程，进行分析、讨论、归纳和总结。
学法建议
1.认真听课，思考总结每个实验得出什么结论，从而确立科学严密性的观念。
2.通过做实验，分组讨论、观察并用语言描述实验过程。
名师课堂
（一）名师说课
1.组成蛋白质的主要氨基酸约有20种。由于氨基酸的种类和数量不同，排列顺序不同，可以组成无数种蛋白质，这一点符合上述的第三个条件。蛋白质（特别是酶）能够控制生物的性状和代谢，这一点符合第二个条件。但是蛋白质不能进行自我复制，而且它在染色体中的含量往往是不固定的，分子结构也不稳定；它也不能遗传给后代，所以蛋白质不可能是遗传物质。
2.科学研究已经充分证明，核酸具备上述4个条件，所以核酸才是生物体的遗传物质。核酸又分为脱氧核糖核酸（DNA）和核糖核酸（RNA）。绝大多数生物体的遗传物质是DNA，有些病毒的遗传物质是RNA。
（二）精品教案
教师活动：多媒体展示商品条形码。请同学们说一说在哪些地方见到这些条形码，它们有什么作用？引导学生思考：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？它在哪里？
学生活动：学生根据日常生活经验获取的信息回答：商品上的条形码包含着商品名称、价格、生产日期、产地等信息。
教师活动：讲述
1.对遗传物质的早期推测
指导学生阅读
学生活动：学生阅读思考问题：20世纪30年代以前，人们认为蛋白质是遗传物质。
分组讨论、观察并用语言描述实验过程。最后得出结论。
2.肺炎双球菌的转化实验
教师用多媒体展示肺炎双球菌转化实验。
转化是指一种生物由于接受了另一种生物的遗传物质（DNA或RNA）而表现出后者的遗传性状，或发生遗传性状改变的现象。
（1）肺炎双球菌转化实验
（2）体外转化1944年美国艾弗里
师问：
①实验先进行第一、二组的目的是什么？可否直接进行第四组？
②对比分析第一、二组说明什么？第二、三组说明什么？第三、四组又说明什么？
③该实验能否证明DNA是遗传物质？该实验的结论是什么？
④艾弗里实验最关键的设计思路是什么？
教师引导学生共同得出结论：
①第一、二组起对照作用，证明R型细菌和S型细菌的作用，同时可排除使小鼠死亡的其他原因。因此，不能直接进行第四组。
②第一、二组说明了R型细菌不具有致死性，S型细菌具有致死性；第二、三组说明了死亡的S型细菌不具有致死性；第三、四组说明了R型活细菌与S型死细菌混合培养后产生了S型活细菌，并且这种转化的性状可以遗传。
③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。
④最关键的设计思路是将DNA与多糖、脂质、蛋白质、RNA分开，分别与R型活细菌混合培养，直接、单独地观察它们的作用。
实验指导思想是将DNA与蛋白质分开，分别去感染细菌，直接、单独地观察它们的作用。
证明了DNA能自我复制，具有连续性；能指导蛋白质的合成。结论：DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。DNA是遗传物质，蛋白质不是。
3.噬菌体侵染细菌的实验
课件展示赫尔希和蔡斯所做的噬菌体侵染细菌的实验。
噬菌体侵染细菌实验1952年赫尔希、蔡斯用电镜观察和同位素示踪
32P标记DNA
35S标记蛋白质
提出问题供学生讨论，教师深入小组成员中参与讨论。
①该实验用了什么方法？在什么探究中还用过此方法？
②用35S、32P标记物质的理论基础是什么？能否用14C和18O进行标记？
③如果实验用上述方法进行，测试的结果如何？表明了什么？
④噬菌体在细菌体内的增殖是在哪种物质的作用下完成的？子代噬菌体的蛋白质和DNA分别是怎样形成的？
⑤此实验的指导思想是什么？
⑥此实验证明DNA具备遗传物质的哪些特性？实验的结论是什么？教师引导学生共同得出结论：
用同位素标记法。
用35S、32P标记是因为DNA中P的含量多，蛋白质中P的含量少；蛋白质中有S而DNA中没有S。而DNA和蛋白质中均含有C和O两种元素。
用带35S的噬菌体侵染细菌，产生的新的噬菌体都不带标记。用带35P的T2噬菌体侵染细菌，产生的新的噬菌体带标记。用32P标记蛋白质的噬菌体侵染后，细菌体内无放射性，即表明噬菌体的蛋白质没有进入细菌内部；而用32P标记DNA的噬菌体侵染细菌后，细菌体内有放射性，即表明噬菌体的DNA进入了细菌体内。
由实验过程分析可知：噬菌体是在自身DNA的作用下在细菌体内完成增殖的。DNA是自我复制形成的，蛋白质是在DNA指导下合成的。
该实验表明：噬菌体侵染细菌时，DNA进入到细菌的细胞中，而蛋白质外壳仍留在外面。因此，子代噬菌体的各种性状，是通过亲代的DNA遗传的。DNA才是真正的遗传物质。
学生活动：
（1）分组、学生观察用语言描述实验过程。
（2）学生观察、分析、讨论问题。
4.烟草花叶病病毒感染烟草的实验
烟草花叶病毒实验RNA也是遗传物质。
教师提供给学生烟草花叶病病毒相关知识，引导学生设计实验方案证明RNA也是遗传物质（参照前面的实验）
学生结合肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌的实验进行分组讨论、设计实验方案，进行实验探究；然后汇报交流实验方案和实验现象、分析原因。
教师活动：根据以上实验思考问题：
不同生物的遗传物质是什么？
学生活动：学生分析、讨论：因为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
教师活动：
（1）请学生思考并回答教材课后习题。（略）
（2）结合格利菲思、艾弗里、赫尔希与格勒等人的实验，分析作为遗传物质应具备哪些特点？（提示：肺炎双球菌转化实验和噬菌体感染大肠杆菌的实验证明，作为遗传物质至少要具备以下几个条件：能够精确地复制自己；能够指导蛋白质合成，从而控制生物的性状和新陈代谢；具有贮存遗传信息的能力；结构比较稳定等。）
学生活动：学生结合所学知识进行分析，以加深对所学知识的理解和应用。
师结：总结这节课的主要内容。