新人教版生物高中必修二《3.1DNA是主要的遗传物质》教案

第三章
基因的本质
第1节
DNA是主要的遗传物质
【教学目标】
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。
3、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。
4、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。
5、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，激发学生辩证唯物主义世界观的树立。
【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）肺炎双球菌转化实验的原理和过程。
（2）如何理解DNA是主要的遗传物质
【教学方法】
讨论法、
演示法
【课时安排】
2课时
【教学过程】
第一课时
一、导入：
第一章和第二章所涉及到的四位科学家：______→性状由遗传因子决定；______→提出遗传因子位于染色体上的假说；______→把遗传因子改为基因；______→证实基因位于染色体上。但是基因到底是什么？通过第三章——基因的本质的学习，就可以解决这个问题。
染色体在遗传上有重要的作用，染色体主要由哪两种物质组成呢？在这两种物质中，究竟哪一种是遗传物质呢？
二、对遗传物质的早期推测
科学家要通过实验来确定哪个是遗传物质，要解决的第一个问题就是选材，选择合适的实验材料是实验成败的关键。无论是高等的、复杂的生物，还是低等的、简单的生物，一般都含有核酸和蛋白质，你觉得选择什么样的生物做实验材料才比较合适呢？
（1）具有贮存大量遗传信息的潜在能力；
（2）能够指导蛋白质合成，从而控制生物的性状和新陈代谢的过程；
（3）在细胞生长和繁殖的过程中能够精确地复制自己，使得前后代具有一定的连续性；
（4）结构比较稳定，但在特殊情况下又能发生突变，而且突变以后还能继续复制，并能遗传给后代。
三、肺炎双球菌的转化实验
学生活动:阅读教材第2页，了解肺炎双球菌的两种类型:R型和S型。
1、教师投影显示格里菲思的如下实验:
(1)活的无毒性的R型细菌老鼠→健康
(2)活的有毒性的S型细菌老鼠→死亡
(3)灭活的S型细菌老鼠→健康
(4)活的R型
+
死的S型老鼠→死亡
思考：
1、对比分析第一、二组说明什么？
2、在第三组中被加热杀死的S型细菌还有没有毒性？
3、对比分析第二、三组说明什么？
4、在第四组中是谁导致小鼠死亡?
5、第四组小鼠体内能分离出S型活细菌，它是开始注射进去的，还是混合后重新出现的？
6、对比分析第三、四组又说明什么？
7、实验先进行第一、二组，与第三、四组相比，起？作用。
8、该实验能否证明DNA是遗传物质？该实验的结论是什么？
师生从投影的四组实验共同讨论看出：在第四组实验中，已经被加热杀死的S型细菌中，定含有一种促使R型细菌转化成S型细菌的活性物质，那么它到底是什么呢?
2、在1944年，美国科学家艾弗里和他的同事，做了如下实验:
在肺炎双球菌中有蛋白质、DNA、荚膜多糖等物质，你可以和其他同学共同讨论寻找有效的方法，来证明哪一种成分是转化因子。
把S型细菌的组成物质全部分离，并分别与R型细菌混合培养，得到如下结果:
学生通过上图对比，得知是S型细菌的DNA使得R型转化成S型细菌，并能传递给后代，说明DNA是遗传物质。
四、课堂小结
1、格里菲思的体内转化实验只提出“S型细菌体内有转化因子”，并没有具体证明哪种物质是转化因子。
2、艾弗里的实验和噬菌体侵染细菌实验可以证明DNA是遗传物质，但是不能说明DNA是主要的遗传物质。
五、课后反思
第1节
DNA是主要的遗传物质
第二课时
一、导入
因为艾弗里实验中提取出的DNA，纯度最高时也还有0.02%的蛋白质。因此，仍有人对实验结论表示怀疑。
二、噬菌体侵染细菌的实验（1952年，赫尔希和蔡斯）
学生活动：阅读教材P4，了解T2噬菌体的结构和化学组成。
1.
T2噬菌体的介绍：噬菌体是一种寄生在细菌体内的病毒，它的外壳是蛋白质，头部内含有DNA，它侵染细菌后，就会在自身遗传物质的作用下，利用细菌体内的物质来合成自身的组成成分，进行大量的增殖。
设疑:
（1）科学家为什么把噬菌体作为研究DNA是遗传物质的材料?
细菌和病毒作为实验材料，具有的优点是：个体很小，结构简单，容易看出因遗传物质改变导致的结构和功能的变化。细菌是单细胞生物，病毒无细胞结构，只有核酸和蛋白质外壳。繁殖快。细菌20～30
min就可繁殖一代，病毒短时间内可大量繁殖。
（2）科学家是如何进行研究的?
2.
实验方法：___________________________________________。
学生活动：阅读教材P4页并回答，由于T2噬菌体只有DNA和蛋白质两种化学物质组成，而DNA是由C、H、O、N、P五种元素组成，蛋白质是由C、H、O、N，有的含有P和S元素组成的。所以科学家采用放射性同位素标记法进行研究。
3.
实验过程：
①用放射性同位素35S和32P分别标记一部分噬菌体；
②被标记的噬菌体分别侵染细菌；
③当噬菌体在细菌体内大量增殖时，对被标记物质进行放射性测试。
思考与讨论：
①噬菌体有DNA和蛋白质两种组分，用35S和32P分别标记噬菌体的哪一种组分？用14C和18O等同位素可行吗，为什么？
②实验过程中搅拌的目的是什么？离心的目的是什么？③离心后沉淀物与上清液各有什么成分？
④结果
亲代噬菌体
寄主细胞内
子代噬菌体
32p标记DNA
有32P标记DNA
DNA有32P标记
35S标记蛋白质
无35S标记蛋白质
外壳蛋白质无35S标记
学生讨论总结得出结论:DNA分子具有连续性，是遗传物质。
再设疑：遗传物质是否只有DNA一种呢?
由实验结果可知，噬菌体在细菌内的增殖是在
的作用下完成的。
拓展：
噬菌体侵染实验结果误差分析
用32P标记噬菌体侵染大肠杆菌，上清液中为何含少量放射性？
①保温时间过短，一部分噬菌体还未侵入大肠杆菌
②保温时间过长，噬菌体在大肠杆菌内增殖后已经裂解释放子代噬菌体
用35S标记噬菌体侵染大肠杆菌，沉淀物中为何具有一定放射性？
可能搅拌不充分，有少量35S的噬菌体蛋白质外壳吸附在细菌表面，随细菌离心到沉淀物中沉淀物出现放射性。
思考：是不是所有生物都含有DNA？
通过烟草花叶病毒感染烟草实例，说明RNA也是遗传物质。
三、DNA是主要的遗传物质
学生阅读教材第4页可知:除了DNA外还有RNA，如烟草花叶病毒，它不含DNA，只含有蛋白质和RNA，在这两种成分中，科学家研究证明RNA是遗传物质。
归纳总结。从三个实验的结论中，拓展出下列规律：
（1）非细胞结构的生物体内，只有一种核酸，只有一种遗传物质，即DNA或RNA；
（2）在具有细胞结构的生物体内，有DNA和RNA两种核酸，但DNA是主要的遗传物质；
（3）染色体是DNA的主要载体；
（4）遗传物质控制蛋白质的合成，并由蛋白质表达遗传信息。
生物类型
核酸
遗传物质
实例
细胞
真核生物
DNA和RNA
DNA
人
原核生物
蓝藻
病毒
DNA病毒
DNA
DNA
噬菌体
RNA病毒
RNA
RNA
SARS,HIV
四、课堂小结
1．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。
2．S型细菌具有毒性，菌体有多糖类的荚膜，在培养基上形成的菌落表面光滑；R型细菌没有毒性，菌体没有多糖类的荚膜，在培养基上形成的菌落表面粗糙。
3．在噬菌体侵染细菌实验中，用
32P标记一组噬菌体的DNA，用35S标记另一组噬菌体的蛋白质。
五、课堂习题
1．噬菌体在增殖过程中利用的原料是（
C
）
A．细菌的核苷酸和自己的氨基酸
B．自己的核苷酸和细菌的氨基酸
C．细菌的脱氧核苷酸和氨基酸
D．自己的氨基酸和细菌的核苷酸
2．用噬菌体去感染体内含有32P的细菌，在细菌解体后含32P的是（
A
）
A．子代噬菌体DNA
B．子代噬菌体蛋白质外壳
C．子代噬菌体所有部分
D．子代噬菌体不含32P