資源簡介

DNA是主要的遺傳物質 教學設計
教 學 目 標 知識 目標 理解證明DNA是遺傳物質的兩個實驗。
能力 目標 1．通過肺炎雙球菌的轉化實驗，訓練學生確定自變量和因變量，設計科學實驗方案的能力。 2．培養學生分析、歸納的能力。
情感 目標 遺傳的主要物質是DNA，這從遺傳和變異的角度強調了生命的物質性，培養學生辨證唯物主義世界觀的樹立。 2.學習科學家嚴謹細致的工作作風和科學態度以及對真理不懈追求的科學精神
教學重難點 1.肺炎雙球菌的轉化實驗的原理和過程。 2.肺炎雙球菌轉化實驗的原理和過程 3.如何理解DNA是主要的遺傳物質。
教學內容 教師行為 學生活動 設計意圖
導入 教學內容 格里菲思肺炎雙球菌轉化實驗 艾弗里實驗 【講述】我們在必修一就已經知道DNA是主要的遺傳物質…… 【提問】我們是怎么真正知道主要遺傳物質是DNA呢？ 【講述】這一問題曾經是生物界激勵爭論的話題。大多數學者認為，蛋白質是生命活動的承擔者和體現者，因此蛋白質在生物的遺傳中起決定性的作用。今天我們一起來學習證明DNA是遺傳物質的經典實驗。 【講述】1928年英國科學家格里菲思做了這樣一個實驗。1、將R型活細菌注射到小鼠體內，小鼠生活健康，沒有死亡。2、將S型的細菌注射到小鼠體內，小鼠患病死亡。講到這里，同學們肯定很驚訝為什么S型的細菌會使小鼠死亡。 肺炎雙球菌是一種病原菌，存在光滑型（Smooth 簡稱S型）和粗糙型（Rought 簡稱R型）。其中，光滑型的細菌會產生夾膜，菌落是光滑的，有毒，在人體內導致肺炎，在小鼠體內會使小鼠患敗血癥而死亡。而粗糙型的細菌不產生夾膜，菌落表面是粗糙的，沒有毒性，在人和動物體內都不會導致病害。因此，1組中小鼠沒有死亡，2組中小鼠死亡了。 【講述】實驗繼續。3、將加熱殺死的S型細菌注射到小鼠體內，小鼠不死亡。同學們，我們看到1組中注射R型細菌小鼠沒有死亡，3組中，加熱殺死的S型細菌也沒有使小鼠死亡。那同學們猜想一下，如果把它們混合在一起注射到小鼠體內，小鼠會死亡嗎？ 事實與我們的想法背道而行，小鼠患病死亡了。于是格里菲思把小鼠解剖開，在小鼠的體內分離出了有毒性S型活細菌，將S型細菌繼續培養，再注射到小鼠體內。小鼠同樣患病死亡了。 【提問】綜合上述實驗，思考造成實驗4結果的原因，可以做哪些假設？ 【背景】蛋白質和核酸對于高溫的耐受力是不同的。在80—100OC溫度范圍內，蛋白質將會失活，，DNA雙鏈將解開；當溫度降至55OC左右時DNA雙鏈能夠重新恢復，但蛋白質的活性卻不能恢復。R型細菌使S型細菌復活？S型細菌已經加熱殺死了，而R型細菌也并沒有“靈丹妙藥”，很明顯不可能。R型細菌用了“變身術”，變成了S型細菌，這就像魔術師耍魔術，我們都知道，魔術師是用了一定的道具的，那R型細菌的道具是什么呢？ 【講述】 很有可能就是S型菌內的一種物質就是這個“道具”，使R菌轉化成S菌。我們一起看格里菲斯是怎么想的，他認為：加熱殺死的S型菌內必然有某種促進這一轉化的活性物質，他把這種活性物質稱為轉化因子。我們和科學家不謀而合呀。 既然有轉化因子，那這種轉化因子是什么呢？ 【講述】后來艾弗里和他的同事改進了格里菲思的實驗。從S型細菌提取得到DNA、蛋白質和多糖等物質。1、將提取到得DNA加入已培養了R菌的培養基中，培養一段時間后，培養基上出現了S菌，R菌也有。大家想一想，這樣能不能證明DNA就是轉化因子？ 這樣是不能的，因為還沒有否定其他物質不是轉化因子。因此，實驗繼續，2、將蛋白質和多糖分別加入已培養了R菌的培養基中，培養一段時間后，培養基上只有R菌。為了更加充分證明DNA就是轉化因子，艾弗里又做了一組實驗，4、將提取的DNA用DNA酶（降解DNA）處理一段時間，再加入到已培養了的R型細菌的培養基中，培養一段時間后，培養基上只有R菌。 我們一起分析一下實驗，從4組實驗中看出，只有加入了DNA的培養基中才有S菌出現。這說明了什么呢？ 【講述】回答很正確。當時，艾弗里也是這樣想的，他得出一個結論：DNA才是使R菌產生穩定遺傳的物質。也就是說：DNA才是遺傳物質，而蛋白質不是遺傳物質。 【提問】這個實驗的設計有何巧妙之處？ 這個實驗的成功之處就在于將S菌體內的物質分開，單獨地觀察它們的作用。 艾弗里的實驗引起了人們的關注，但是并不是所以惹都相信這一結果。科學是一個很嚴謹的，不能有任何馬虎。有人提出，艾弗里實驗過程中提取的DNA純度最高時也還有0.02%的蛋白質，很有可能就是這0.02%的蛋白質使R菌轉化成S菌。因此并不能證明DNA就是遺傳物質。那要怎樣才能證明呢？ 如果我們徹底把DNA和蛋白質分開，再單獨觀察它們的作用，是不是就可以證明DNA是遺傳物質了呢？ 那要怎樣把它們分開呢？同學們可以從它們的元素組成著手思考，下節課我們一起來解決。 下課。 板書設計 肺炎雙球菌轉化實驗 格里菲思實驗 (1)R型菌→ 老鼠→活 (2)S型菌→ 老鼠→死 (3)滅活S型菌→ 老鼠→活 (4)活R型 + 死S型→ 老鼠→死 結論： 二、艾弗里實驗 結論：DNA是遺傳物質。 回答：DNA(或蛋白質) 回答： S型細菌可能有毒 回答：不會 學生討論并回答：①R型細菌使S型細菌復活。②R型細菌轉化成了S型細菌 思考 有可能是是S型細菌體內的一種物質使R菌轉化成S菌。 思考 回答：能 回答：DNA就是轉化因子 回答：把DNA、蛋白質、多糖等分開單獨觀察效果。 思考討論 通過提問導入新課 先通過實驗讓學生“看到”現象，讓學生思考，再講解原因，這樣更能引發學生的思考 通過設疑引起學生的興趣 形象比喻，使學生更容易理解 培養學生科學的態度和分析問題的能力 引發學生思考

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