《DNA是主要的遗传物质》教材分析
《DNA是主要的遗传物质》一节是人教版必修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、明确了基因和染色体之间的关系、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，遗传物质到底是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，渗透科学方法教育。即：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掌握科学研究的方法。
本节主要的知识点及突破方法
格里菲思所做的肺炎双球菌的体内转化实验。介绍肺炎双球菌，让学生对肺炎双球菌有一个感性认识。紧接着让学生通过阅读格里菲思的肺炎双球菌转化实验，分析得出活的R型细菌和加热杀死的S型细菌在一起转化成了活的S型细菌。提出疑问：S型细菌体内的什么物质致使获得R型细菌转化为活的S型细菌？
艾弗里实验过程。让学生分组设计实验进行上述的疑问。在学生设计的基础上，呈现艾弗里的实验肯定学生的学习成果。然后提出两个疑问：第一，为什么当时格里菲思做不出这个实验？这个实验需要什么技术手段支持？（学生通过讨论会发现科学的发展是循序渐进的，也了解有关分离技术等知识）。第二，为什么最后还要加入S型细菌的DNA和DNA酶来重复实验？（从反例进一步证明完整的DNA才是转化因子）。解答完这两个问题以后补充：当时科学家提出质疑“提取DNA时无法做到100%的提纯，那么也有可能是其中掺杂的蛋白质让其发生了转化”。艾弗里也无法否定此种质疑。怎样才能获得很纯的DNA？（引出）
噬菌体侵染细菌的实验。先介绍噬菌体，并指出噬菌体和染色体在结构上相似的地方：都由DNA和蛋白质组成。两种物质到底哪种起遗传作用呢？如何将这两种物质分开呢？之后介绍同位素标记技术，让学生通过阅读教材上的小资料来找出当时科学家为什么要用32P来标记DNA,而用35S来标记蛋白质。然后让学生思考如何分别获得被32P标记的噬菌体和用35S标记的噬菌体。之后让学生阅读艾弗里的实验过程图解，找出实验过程中“保温、搅拌、离心”等关键步骤的目的，提问“上清液和沉淀物分别是什么”。学生通过讨论，获得结论；DNA是遗传物质。最后组织学生进行误差分析：为什被32P标记的噬菌体的实验中的沉淀物中也有少量的放射性？为什么被35S标记的噬菌体的试验中的上清液中也有少量的放射性？
烟草花叶病毒的实验。课件展示实验过程，学生分析得出结论：RNA是遗传物质。然后对比分析多种生物的遗传物质，总结得出DNA是主要的遗传物质。
《DNA是主要的遗传物质》教学反思
本节课从科学家的经典实验入手，设计问题引发学生思考、分析实验，让学生真正理解实验的设计思想，认同“DNA是主要的遗传物质”，掌握科学实验方法，发展探究能力。在本节课中应该充分发挥学生的主体地位，使其主动参与，一起体验科学探究的快乐。所以，必需通过各种教学方法来调节，如多媒体的使用，使用动画、图片等，通过多种形式调动学生的积极性。在此基础上，通过核心下的小问题层层递进，来支持并解决核心问题，从而突出重点，突破了难点，是学生在生疑、设疑、论疑和答疑的过程中消化理解重难点内容。另外，本节课关于同位素标记的相关变式习题出现频率较高，如果直接将其呈现给学生，会显得新授课课堂容量过多、难度过大，所以设计“课后探究”题：在噬菌体侵染细菌的实验中，为何上清液和沉淀物中都有放射性？这样做的目的，一是可以弥补教学中时间的不足；二是在提高学生学习能力的同时，也提高了其发散思维能力和解题能力。
DNA是主要的遗传物质
——教学设计
教学设计
课文标题
《DNA是主要的遗传物质》
教材版本
人教版必修2第3章第一节
授课年级
高一
二、教学目标
知识与技能
1、总结人类对遗传物质的探索过程。
2、分析证明DNA是主要的遗传物质的实验思路。
过程与方法
1、分析证明DNA是遗传物质的实验设计思路，提高逻辑思维和设计实验的能力。
2、用“同位素标记法”来研究噬菌体侵染细菌的实验，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。
情感态度价值观
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。
三、教学重点和难点
教学重点：（1）肺炎双球菌转化实验的原理和过程。
（2）噬菌体侵染细菌实验的原理和过程。
教学难点：（1）噬菌体侵染细菌实验的原理和过程。
（2）如何理解DNA是主要遗传物质。
四、教学方法
1、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。
五、教学准备
课件：多媒体教学平台、学案、PPT
六、教学过程
（一）导入新课
师：多媒体展示“北极熊的后代还是北极熊”图片，请同学们说出谁在亲子代之间传递遗传信息？
生：DNA。
师：我们现在知道了这一结论，但大家并不清楚DNA是遗传物质的探究历程，今天，我们就重温一下科学家的探索历程。
【探究新知】
师：引导学生回忆已学过的和遗传物质相关的知识：
1、20世纪二三十年代人们认为遗传物质是哪种物质？为什么会有这种认识？
生：人们认为蛋白质是遗传物质。
师：带领学生按时间顺序整理关于遗传方面的发展，提出20世纪30年代以前，人们认为蛋白质是遗传物质。
师：那么，是谁首先向遗传物质是蛋白质这一传统观点提出挑战的呢？
生：艾弗里。
师：艾弗里的实验是建立在格里菲思的实验基础上的。
教师用多媒体展示肺炎双球菌图片，介绍R型细菌和S型细菌的特点。然后课件展示格里菲思肺炎双球菌转化实验，并提出问题：
第三、四组实验，对比分析可以得出什么结论？
生：分组讨论、观察，并用语言描述实验过程。最后小组汇报：
第三、四组说明了R型细菌与死亡的S型细菌混合培养后产生了S型活细菌，并且这种转化的形状可以遗传。
格里菲思推论：加热杀死的S型细菌中，必然含有某种促进R型细菌转化成S型细菌的活性物质。
师：促进R型细菌转化成S型细菌的活性物质到底是什么？格里菲思有没有证明出来？
生：没有证明出来。
师：转化因子到底是什么呢？艾弗里和他的同事们设计了一下实验。
多媒体展示艾弗里的实验设计。
教师引导学生共同得出实验的设计意图及所得结论。
最关键的设计思路是讲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。
结论：DNA是遗传物质。
师：有科学家质疑：艾弗里实验中DNA纯度最高时也有0.02%的蛋白质，仍然不能排除蛋白质是遗传物质的可能性，怎样设计实验才能让人无可挑剔呢？
（引入噬菌体侵染细菌的实验）
师：课件展示噬菌体结构并强调：
1、T2噬菌体是由头部和尾部组成的，头部和尾部的外壳由蛋白质组成，在头部内含有DNA分子。它是一种专门寄生在大肠杆菌内的病毒。
噬菌体侵染大肠杆菌后，就会在自身遗传物质的作用下，利用大肠杆菌体内的物质来合成自身的组成成分，进行大量繁殖。当噬菌体政增值到一定数量后，大肠杆菌裂解，释放出大量的噬菌体。
师：赫尔希和蔡斯使用同位素标记法获得了分别被35S和32P标记的噬菌体。请同学们思考，如何获得用35S、32P标记的噬菌体？
师：课件展示赫尔希和蔡斯所做的实验过程。请大家思考过程中的保温、搅拌和离心这些操作的目的分别是什么？
生：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重量较轻的T2噬菌体颗粒，而离心管中的沉淀物中留下被感染的大肠杆菌。
师：实验的记过如何？结果表明了什么？
生：实验结果表明，噬菌体的DNA进入细菌中，蛋白质外壳没有进入细菌中。自带噬菌体的各种形状是通过亲代噬菌体的DNA遗传的。
师：这个实验证明了DNA能自我复制，具有连续性；能指导蛋白质的合成。因此我们课推导得出该实验的结论是：DNA是遗传物质。
师：课件演示“烟草花叶病毒重建实验”，分析烟草花叶病毒的遗传物质是什么。
生：烟草花叶病毒的遗传物质是RNA。
师：动物和人体的遗传物质是什么？
生：DNA.
师：烟草的遗传物质是什么？
生：DNA.
师：细菌的遗传物质是什么？
生：DNA。
师：病毒的遗传物质是什么？
生：RNA或DNA。
师：综上所述，我们可以得出：绝大多数生物都是以DNA为遗传物质，只有少数RNA病毒以RNA为遗传物质。因此说DNA是主要的遗传物质。
【作业布置】
完成学案中的课时检测。
评测练习
【同步练习】
1．所有病毒的遗传物质是（ ）
A．都是DNA B.都是RNA C. 是DNA和RNA D. 是DNA或RNA
2．噬菌体侵染细菌的实验不能说明（ ）
A．DNA是遗传物质 B. DNA能自我复制
C. DNA能控制性状 D. DNA能产生可遗传的变异
3．如果用15N、32P、 35S标记噬菌体后，让其侵染细菌，在产生的子代噬菌体的组成结构成分中，能够找到的放射性元素情形为（ ）
A.可在外壳中找到15N和35S B.可在DNA中找到15N和32P
C.可在外壳中找到15N D.可在DNA中找到15N、32P、35S
4．在肺炎双球菌转化实验中，将R型活细菌与加热杀死的S型细菌混合后，注射到小鼠体内，下列能在死亡小鼠体内出现的细菌类型有 ( ) ①少无毒R型 ②多无毒R型 ③少有毒S型 ④多有毒S型 A．①④ B．②③ C．③ D．①③
5．噬菌体在繁殖过程中利用的原料是 ( ) A．噬菌体的核苷酸和氨基酸 B．噬菌体的核苷酸和细菌的氨基酸 C．细菌的核苷酸和氨基酸 D．噬菌体的氨基酸和细菌的核苷酸
6． 噬菌体侵染细菌的实验中新噬菌体的蛋白质外壳是（ ）
Ａ.在细菌的ＤＮＡ指导下，用细菌的物质合成
Ｂ.在噬菌体的ＤＮＡ指导下，用噬菌体的物质合成
Ｃ.在细菌的ＤＮＡ指导下，用噬菌体的物质合成
Ｄ.在噬菌体的ＤＮＡ指导下，用细菌的物质合成
7．下列说法正确的是（? ）
A．一切生物的遗传物质都是DNA B．一切生物的遗传物质都是RNA
C．一切生物的遗传物质是核酸 D．一切生物的遗传物质是蛋白质
8、用噬菌体去感染体内含有大量3H的细菌，待细菌解体后3H （ ）
A.随细菌的解体而消失 Ｂ.发现于噬菌体的外壳及ＤＮＡ中
Ｃ.仅发现于噬菌体的ＤＮＡ中 Ｄ.仅发现于噬菌体的外壳中
课件21张PPT。北极熊的后代还是北极熊金丝猴的后代还是金丝猴第三章 基因的本质
第一节 DNA是主要的遗传物质对遗传物质的早期推测阅读课本42-43页的相关内容，解决以下问题
1、20世纪20年代，人们认为谁是遗传物质，为什么？
2、20世纪30年代，人们的观点是什么？为什么？蛋白质是遗传物质;氨基酸多种多样的排列顺序，可能蕴含着遗传信息。蛋白质是遗传物质的观点仍占主导地位
虽然认识到DNA时由许多脱氧核糖核苷酸聚合而成的生物大分子，但是对DNA分子的结构没有清晰了解。对传统观点的挑战一、肺炎双球菌体内转化实验——格里菲思二、肺炎双球菌体外转化实验——艾弗里R型菌：无荚膜、无毒、菌落粗糙 S型菌：有荚膜、有毒、可
致死、菌落光滑 2、实验材料：两种肺炎双球菌 小鼠一、肺炎双球菌体内转化实验——格里菲思不死亡死亡不死亡死亡S型活细菌实验结论：加热杀死的S型细菌中有“转化因子”，使R型活细菌转化为S型活细菌。一、格里菲思——肺炎双球菌体内转化实验二、肺炎双球菌体外转化实验——艾弗里实验思路：将DNA和其他的物质分开，单独研究各自的功能实验过程：多糖 脂类 蛋白质 RNA DNA DNA+DNA酶分别与R型活细菌混合培养实验结论：DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质R R R R R 艾弗里的实验引起了人们的注意，但是，由于艾弗里的实验中提取的DNA，纯度最高时也还有0.02%的蛋白质，因此，仍有人表示怀疑。
那么要怎样设计才能让人无可挑剔呢？
疑问1952年，赫尔希和蔡斯以T2噬菌体为实验材料，利用同位素标记的新技术，完成了另一个更具有说服力的实验。噬菌体的模式图资料：
T2噬菌体是一种专门寄生在大肠杆菌内的病毒。在T2噬菌体的化学组分中，60%是蛋白质，40%是DNA。三、赫尔希和蔡斯——噬菌体侵染细菌的实验思考：我们如果要培养噬菌体，应该怎么操作？用活的细菌培养噬菌体噬菌体侵染细菌的过程：侵染别的细菌注入合成组装释放吸附三、赫尔希和蔡斯——噬菌体侵染细菌的实验1、实验方法：蛋白质的组成元素：
DNA的组成元素：
35S32P同位素标记法C、H、O、N（S）C、H、O、N 、P2、实验思路：将DNA和蛋白质分开，单独研究各自的功能噬菌体 + 含 的大肠杆菌→含 的噬菌体
噬菌体 + 含 的大肠杆菌→含 的噬菌体 大肠杆菌 + 含有 的培养基→含 的大肠杆菌
大肠杆菌 + 含有 的培养基→含 的大肠杆菌 35S32P32P35S第二步：标记噬菌体32P32P35S35S第一步：标记大肠杆菌 3、实验过程： 三、赫尔希和蔡斯——噬菌体侵染细菌的实验◇蛋白质没有进入细菌细胞◇DNA进入到细菌的细胞中，繁殖后代第三步：分析实验结果，得出结论三、赫尔希和蔡斯——噬菌体侵染细菌的实验DNA是遗传物质。结论：结果：能说明DNA是主要的遗传物质吗？是遗传物质RNA四、烟草花叶病毒感染实验五、DNA是主要的遗传物质RNA病毒:常见病毒DNA病毒:T2噬菌体原核生物真核生物遗传物质是DNA遗传物质是RNADNA和RNA均有DNA是主要的遗传物质非细胞生物病毒细胞
生物生物结论： 思考 DNA或RNADNADNA 2、烟草的遗传物质是什么？DNA 1、动物和人体的遗传物质是什么？
3、细菌的遗传物质是什么？ 4、一切生物的遗传物质是什么？ 5、病毒的遗传物质是什么？核 酸2、噬菌体侵染细菌的实验不能说明（ ）
A．DNA是遗传物质 B. DNA能自我复制
C. DNA能控制性状 D. DNA能产生可遗传的变异同步练习1．所有病毒的遗传物质是（ ）
A．都是DNA B.都是RNA
C. 是DNA和RNA D.是DNA或RNADD3、在肺炎双球菌转化实验中，将R型活细菌与加热杀死的S型细菌混合后，注射到小鼠体内，下列能在死亡小鼠体内出现的细菌类型有 ( ) ①少无毒R型 ②多无毒R型 ③少有毒S型 ④多有毒S型
A．①④ B．②③ C．③ D．①③B4、噬菌体侵染细菌的实验中新噬菌体的蛋白质外壳是（ ）
Ａ.在细菌的ＤＮＡ指导下，用细菌的物质合成
Ｂ.在噬菌体的ＤＮＡ指导下，用噬菌体的物质合成
Ｃ.在细菌的ＤＮＡ指导下，用噬菌体的物质合成
Ｄ.在噬菌体的ＤＮＡ指导下，用细菌的物质合成同步练习D若1个35S标记的大肠杆菌被1个32P标记的噬菌体侵染，裂解后释放的所有噬菌体( )
A．一定有35S，可能有32P B．只有35S
C．一定有32P，可能有35S D．只有32P
【尝试解答】 能力提升A
