3.1 DNA是主要的遗传物质 教学设计
课题
3.1 DNA是主要的遗传物质
单元
必修2
学科
生物
年级
高中
教材分析
本章教材在初中生物课和高中生物必修1《分子与细胞》的基础上,从分子水平上进一步详尽地阐述遗传的物质基础和作用原理。通过讲述DNA是遗传物质的实验证据,DNA分子的结构和复制功能,以及基因的基本概念等内容,使学生对DNA和基因的有关结构、它们之间的关系,以及在遗传上的作用等方面的知识,有更深入的理解和认识。
学习
目标
一、知识性目标：
1.了解人类对遗传物质的探索过程。
2.理解DNA是主要的遗传物质。
二、能力目标:
1.通过对观察图文资料,学习资料和信息的处理。
2.通过分析、比较、推理、归纳等练习,进一步提高科学思维能力和解决实际问题的能力。
三、情感目标:
1.概述人类对遗传物质的探索过程,认同科学认识是不断深化、不断完善的过程,树立辩证唯物主义观。
2.通过模拟科学发现的过程,培养学生实事求是的科学态度和不断探究的科学精神。
生命观念：理解DNA是主要的遗传物质。
科学思维：通过分析、比较、推理、归纳等练习,进一步提高科学思维能力和解决实际问题的能力。
社会责任：通过学生自己设计验证性实验,培养分析问题、解决问题的能力,发展科学思维和创新的能力。
重点
教学重点：
肺炎双球菌转化的实验、噬菌体侵染细菌实验的原理、过程和结论。
难点
教学难点：
通过探究遗传物质的发现过程,建构DNA是主要的遗传物质这一知识网络。
教学过程
教学环节
教师活动
学生活动
设计意图
导入新课
（一）创设情境，激趣导入
20世纪中叶，科学家发现染色体主要是由蛋白质和DNA组成的。在这两种物质中，究竟哪一种是遗传物质呢？
学生根据染色体的成分以及蛋白质、DNA的结构分析讨论。
创设问题情景，激发学生强烈的求知欲。
新课讲授
一、对遗传物质的早期推测
一、对遗传物质的早期推测
指导学生阅读“对遗传物质的早期推测。
学生阅读并思考问题：20世纪30年代以前，为什么“蛋白质是遗传物质”得观点占主导地位？
引导学生分析实验结果，得出“DNA是遗传物质”的结论。
二、肺炎双球菌的转化实验
二、肺炎双球菌的转化实验：
教师利用教材图：肺炎双球传的转化实验和艾弗里证明DNA是遗传物质的实验，以及多媒体课件展示“肺炎双球传的转化实验”，提出思考题：
对比分析第一和第二组实验说明了什么？
第二和第三组实验说明了什么？第三和第四组实验又说明了什么？
2、格里菲斯实验的结论是什么？
3、艾弗里实验最关键的设计思路是什么？
4、艾弗里实验的结论是什么？
分组讨论，并在教师引导下得出结论：
1、第一和第二组实验说明R型细菌不具有致死性，S型细菌具有致死性。第二和第三组实验说明加热杀死的S型细菌没有致死性。
第三和第四组实验说明热杀死的S型细菌可以转化R型细菌。
2、加热杀死的S型细菌具有转化因子。
3、关键是将DNA和蛋白质、多糖分开，单独的，直接的观察它们的作用。
4、DNA是遗传物质
让学生学会分析问题。培养学生分析问题，处理信息和归纳总结的能力。
三、噬菌体侵染细菌的实验
三、噬菌体侵染细菌的实验：
首先阐明噬菌体的结构特点、寄生生活方式，以及同位素示踪技术。
利用多媒体及教材插图展示噬菌体侵染细菌的实验，教师提出讨论题，组织学生分组讨论。
1、为什么选择35S和P32分别对蛋白质和DNA进行标记？用14C和15N标记可行吗？为什么？
2、如何得到蛋白质含有35S和DNA 含有32P的噬菌体？
3、短时间保温的目的是什么？
4、搅拌和离心的目的分别是什么？
5、噬菌体在细菌体内的增值是如何完成的？子代噬菌体的蛋白质和DNA分别是怎样形成的？
6、实验结果如何？表明了什么？
7、实验证明了DNA具有遗传物质的哪些特性？
了解噬菌体没有细胞结构，必须过寄生生活的特点，以及同位素失踪法的运用。
1、DNA中P含量多而蛋白质中含量很少；蛋白质中有S而DNA中没有。而DNA和蛋白质中均含有C和N两种元素。
2、首先在分别含有放射性35S和P32的培养基上培养大肠杆菌，再用上述大肠杆菌培养噬菌体。
3、让噬菌体充分侵入大肠杆菌。
4、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噬菌体颗粒，而沉淀物中留下被感染的大肠杆菌。
5、噬菌体侵染大肠杆菌后，在自身遗传物质的作用下，利用大肠杆菌体内的物质复制出自身的DNA，并在DNA指导下合成自身的蛋白质。
6、用35S标记的一组感染实验，放射性主要分布在上清液中；用32P标记的一组感染实验，放射性主要分布在沉淀物中。
实验结果表明：DNA才是真正的遗传物质。
7、DNA能够自我复制，具有连续性；能够指导蛋白质合成。
让学生学会分析问题。
培养学生分析问题，处理信息和归纳总结的能力。
四、烟草花叶病毒感染烟草
提供给学生烟草花叶病毒的相关知识，引导学生了解到RNA也是遗传物质。
结合肺炎双球菌转化实验和噬箘体侵染细菌的实验进行分组讨论，得出 RNA是烟草花叶病毒的遗传物质的结论。
培养学生探究问题和分析实验的能力。
随堂练习
小刀：
1.下列关于“核酸是遗传物质的证据”相关实验的叙述，正确的是（ A ）
A．烟草花叶病毒感染实验中，单独使用A型TMV的RNA感染烟草，可从烟草细胞中分离出A型TMV
B．噬菌体侵染细菌实验中，用32P标记的噬菌体和大肠杆菌混合后未经过搅拌，则沉淀物中的放射性下降
C．活体细菌转化实验中，加热杀死的S型菌DNA整合到了R型菌的染色体上，使其发生稳定的遗传变异
D．离体细菌转化实验中，从死的S型菌中抽提DNA、蛋白质和荚膜物质，与R型菌混合悬浮培养
2. 下列关于“核酸是遗传物质的证据”的经典实验的叙述，正确的是（ C ） A．用S型肺炎双球菌的荚膜多糖注射到小鼠体内，则小鼠死亡 B．用RNA酶处理烟草花叶病毒后再去感染烟草叶片，烟草会出现病斑 C．将S型菌的DNA用DNA酶处理后再与R型菌混合，培养基中不会出现S型细菌 D．可以分别用14C和18O对蛋白质和DNA进行标记，来进行噬菌体侵染细菌的实验
3. 下列有关“DNA是生物的主要遗传物质”的叙述，正确的理解是（C） A．T2噬菌体侵染细菌的实验证明了DNA是主要的遗传物质 B．格里菲思通过肺炎双球菌转化实验证明了DNA是遗传物质 C．细胞生物的遗传物质都是DNA，只有少部分病毒遗传物质是RNA D．真核生物、原核生物的遗传物质都是DNA，其他生物的遗传物质都是RNA
思考、回答问题
通过精选习题，检测并巩固学生课堂所学内容。
课堂小结
师（总结）：
今天这节课我们了解了DNA是主要的遗传物质。
主要内容包括以下方面：
一、肺炎双球菌的转化实验
1、格里菲思实验（体内）
结论：S型菌具有“转化因子”
2、艾弗里实验（体外）
结论：转化因子是DNA，DNA是遗传物质
二、噬菌体侵染细菌的实验
结论：DNA是遗传物质
三、烟草花叶病毒的实验
结论：RNA是遗传物质
四、大量实验得出DNA是主要的遗传物质
总结、归纳本课所学
师生共同总结回顾知识，强化重点知识，加深对知识的掌握
板书
第1节 DNA是主要的遗传物质
课件23张PPT。第3章 基因的本质人教版 必修2第1节 DNA是主要的遗传物质新课导入 20世纪中叶，科学家发现染色体主要是由蛋白质和DNA组成的。在这两种物质中，究竟哪一种是遗传物质呢？问题探讨20世纪中叶，科学家发现染色体主要是由蛋白质和DNA组成的。在这两种物质中，究竟哪一种是遗传物质呢?这个问题曾引起生物学界激烈的争论。
讨论
1.你认为遗传物质可能具有什么特点?
2.你认为证明某一种物质是遗传物质的可行方法有哪些?对遗传物质的早期推测讲授新课蛋白质DNA蛋白质肺炎双球菌的转化实验两种肺炎双球菌： R型菌
菌落：粗糙，无荚膜，无毒S型菌
菌落：光滑，有荚膜，有毒，可致死第一组：注射R型活细菌，小鼠不死亡。肺炎双球菌的转化（体内）实验第二组：注射S型活细菌，小鼠死亡，从小鼠体内分离出S型活细菌。第三组：注射加热致死后的S型细菌，小鼠不死亡。第四组：将R型活细菌与加热致死的S型细菌混合后注射，小鼠死亡，从小鼠体内分离出S型活细菌。结论：S型死菌中含有一种“转化因子”，能使R型菌转化为S型菌使小鼠致死。 多糖 脂类 蛋白质 RNA DNA DNA和DNA酶 分别与R型活细菌混合培养 R R R R R S R 加热致死的S型细菌艾弗里证明DNA是遗传物质的实验示意图结论：DNA才是使R型细菌转化的遗传物质，蛋白质等不是遗传物质。噬菌体侵染细菌的实验蛋白质外壳DNA噬菌体（细菌病毒）噬菌体侵染细菌的电镜照片被35S标记的噬菌体被35S标记噬菌体与细菌混合上清夜的放射性很高沉淀物的放射性很低被32P标记的噬菌体被32P标记噬菌体与细菌混合上清夜的放射性很低沉淀物的放射性很高结论：噬菌体侵染细菌时，DNA进入到细菌的细胞中，而蛋白质的外壳仍留在外面。因此，子代噬菌体的各种性状，是通过亲代的DNA传递的。DNA才是真正的遗传物质。思考·讨论 1.艾弗里与赫尔希等人选用细菌或病毒作为实验材料，以细菌或病毒作为实验材料具有哪些优点?
2. 从控制自变量的角度，艾弗里实验的基本思路是什么?在实际操作过程中最大的困难是什么？
3.艾弗里与赫尔希等人都分别采用了哪些技术手段来实现他们的实验设计？这对于你认识科学与技术之间的相互关系有什么启示？
烟草花叶病毒示意图（左）和电镜照片（右）烟草花叶病毒的RNA控制其性状，RNA是烟草花叶病毒的遗传物质。课堂小结具有细胞结构的生物真核生物的遗传物质原核生物的遗传物质DNA多数病毒的遗传物质是DNA少数病毒的遗传物质是RNA绝大多数生物的遗传物质是DNA1.下列关于“核酸是遗传物质的证据”相关实验的叙述，正确的是（ ）
A．烟草花叶病毒感染实验中，单独使用A型TMV的RNA感染烟草，可从烟草细胞中分离出A型TMV
B．噬菌体侵染细菌实验中，用32P标记的噬菌体和大肠杆菌混合后未经过搅拌，则沉淀物中的放射性下降
C．活体细菌转化实验中，加热杀死的S型菌DNA整合到了R型菌的染色体上，使其发生稳定的遗传变异
D．离体细菌转化实验中，从死的S型菌中抽提DNA、蛋白质和荚膜物质，与R型菌混合悬浮培养
A课堂练习2.下列关于“核酸是遗传物质的证据”的经典实验的叙述，正确的是（ ） A．用S型肺炎双球菌的荚膜多糖注射到小鼠体内，则小鼠死亡 B．用RNA酶处理烟草花叶病毒后再去感染烟草叶片，烟草会出现病斑 C．将S型菌的DNA用DNA酶处理后再与R型菌混合，培养基中不会出现S型细菌 D．可以分别用14C和18O对蛋白质和DNA进行标记，来进行噬菌体侵染细菌的实验 C课堂练习3.下列有关“DNA是生物的主要遗传物质”的叙述，正确的理解是（ ） A．T2噬菌体侵染细菌的实验证明了DNA是主要的遗传物质 B．格里菲思通过肺炎双球菌转化实验证明了DNA是遗传物质 C．细胞生物的遗传物质都是DNA，只有少部分病毒遗传物质是RNA D．真核生物、原核生物的遗传物质都是DNA，其他生物的遗传物质都是RNA C课堂练习谢谢21世纪教育网（www.21cnjy.com) 中小学教育资源网站 有大把高质量资料？一线教师？一线教研员？
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