資源簡介

3.1 DNA是主要的遺傳物質(zhì)的教案
【教材分析】
本章內(nèi)容在結(jié)構(gòu)體系上體現(xiàn)了人們對科學理論的認識過程（DNAS是主要的遺傳物質(zhì)探索過程），是進行探究式教學的極好素材。在教學中，通過發(fā)揮學生的主體作用，優(yōu)化課堂教學，妙用科學史實例，把知識的傳授過程優(yōu)化成一個科學的探究過程，讓學生在探究中學習科學研究的方法，從而滲透科學方法教育。
【學情分析】
學生已經(jīng)具備了有絲分裂、減數(shù)分裂和受精作用等細胞學基礎(chǔ)，掌握了染色體的化學組成、蛋白質(zhì)與核酸的元素組成等相關(guān)知識，這為學習基因的本質(zhì)奠定了認知基礎(chǔ)。高中學生具備了一定的認知能力，思維的目的性、連續(xù)性和邏輯性也已初步建立，但還很不完善，他們對事物的探究有激情，但往往對探究的目的性及過程，結(jié)論的形成缺乏理性的思考。所以在學習過程中教師要發(fā)揮好引導作用，教師可通過創(chuàng)設(shè)問題情境，設(shè)置問題串的方式引導學生進行探究性學習和合作學習。從而提高學生的邏輯思維能力和分析概括能力，從而養(yǎng)成善于分析善于交流討論和與他人合作的能力。
【教學目標】
1.闡明DNA是主要的遺傳物質(zhì)的探索過程。
2.說明DNA是主要的遺傳物質(zhì)。
3.說明自變量控制中的加法原理和減法原理。
4.認同人類對遺傳物質(zhì)的認識是不斷深化、不斷完善的過程，認同實驗技術(shù)在證明DNA是遺傳物質(zhì)中的作用。
【教學重難點】
教學重點
肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實驗的原理和過程
噬菌體侵染細菌實驗的原理和過程
教學難點
噬菌體侵染細菌實驗的原理和過程
理解科學家證明DNA是遺傳物質(zhì)的實驗的關(guān)鍵設(shè)計思路。
【新課導入】
教師課件給出一家四口的圖片，圖片中的四名男性，均有長相相似之處。這稱為遺傳現(xiàn)象。那么，是什么導致了遺傳現(xiàn)象的發(fā)生呢？其實是人體內(nèi)的遺傳物質(zhì)。教師給出染色體、蛋白質(zhì)和DNA的示意圖，學生結(jié)合之前所學知識，對染色體、蛋白質(zhì)和DNA加以區(qū)分。學生完成討論問題，你認為遺傳物質(zhì)可能具有什么特點？你認為證明某一種物質(zhì)是遺傳物質(zhì)的可行方法有哪些？教師引導學生給出答案。并讓學生猜測遺傳物質(zhì)可能是什么？帶著疑問，走入今天的課堂學習。
【新課講解】
對遺傳物質(zhì)的早期推測
教師引導學生閱讀課本P42頁“對遺傳物質(zhì)的早期推測”，回答問題。
1．20世紀20年代
（1）觀點：蛋白質(zhì)是生物體的遺傳物質(zhì)。
（2）理由：
　①它是由大約20種的氨基酸組成的。
　②氨基酸有多種的排列順序，可能蘊含有遺傳信息。
2．20世紀30年代
（1）觀點：DNA是遺傳物質(zhì)的觀點占主導地位。
（2）對DNA分子的認識：
　①DNA分子是由許多脫氧核苷酸聚合而成的生物大分子。
　②脫氧核苷酸有四種，化學組成包括磷酸、堿基和脫氧核糖。
那么，科學家是如何證明DNA是遺傳物質(zhì)的呢？接下來，我們將跟著科學家的步伐，重走科學探究之路。
肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實驗
1928年，格里菲思用兩種不同類型的 肺炎鏈球菌 去感染小鼠。
S型細菌：光滑（Smooth）
有多糖莢膜
有毒性
R型細菌：粗糙（Rough)
無多糖莢膜
無毒性
思考討論：1、為什么加熱殺死的S型細菌還能使R型活細菌轉(zhuǎn)化為S型活細菌？
加熱殺死S型細菌是指破壞了細菌的結(jié)構(gòu)，蛋白質(zhì)等大分子失去活性，但是DNA分子沒有失活。
2、第四組的R型細菌全部轉(zhuǎn)化為了S型細菌嗎？
第四組實驗中也能分離出R型菌，轉(zhuǎn)化的只是部分，R型菌依然存在。
3、該實驗可得到什么結(jié)論？該實驗能否證明DNA是遺傳物質(zhì)？
結(jié)論：已經(jīng)加熱致死的S型細菌，含有某種促使R型活細菌轉(zhuǎn)化為S型活細菌的活性物質(zhì)——轉(zhuǎn)化因子。
【連接】這種轉(zhuǎn)化因子究竟是什么物質(zhì)呢？
關(guān)鍵思路：把S型細菌的各種物質(zhì)分開，單獨的、直接的觀察它們的作用。
實驗過程歸納
結(jié)論：DNA才是使R型細菌產(chǎn)生穩(wěn)定遺傳變化的物質(zhì)；
注意：1.艾弗里的體外轉(zhuǎn)化實驗既證明了DNA是遺傳物質(zhì)，同時證明了蛋白質(zhì)等不是遺傳物質(zhì)；2.被轉(zhuǎn)化的R型菌只是少量，在培養(yǎng)后既有R型細菌又有S型細菌的培養(yǎng)基中，R型菌的菌落占多數(shù)；
【小結(jié)】格里菲斯的體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗表明：加熱殺死的S型細菌中含有轉(zhuǎn)化因子，能將R型細菌轉(zhuǎn)化為S型細菌。
艾弗里的體外轉(zhuǎn)化實驗表明：DNA是使R型細菌產(chǎn)生穩(wěn)定遺傳變化的物質(zhì)，DNA就是轉(zhuǎn)化因子。
【連接】弗里的實驗引起了人們的注意。但是，由于艾弗里實驗中無法真正提取出純DNA來進一步驗證遺傳物質(zhì)就是DNA，因此，仍有人對實驗結(jié)論表示懷疑
那么，有沒有比細菌更為簡單的實驗材料，還能夠把蛋白質(zhì)和DNA徹底分開？
1952年，赫爾希和蔡斯以T2噬菌體為實驗材料，利用放射性同位素標記技術(shù)，完成了另一個有說服力的實驗。
噬菌體侵染細菌的實驗
1.T2噬菌體
專門寄生在大腸桿菌體內(nèi)，由頭部（含DNA）和尾部組成
侵染大腸桿菌后，在自身遺傳物質(zhì)作用下，利用大腸桿菌體內(nèi)的物質(zhì)合成自身的組成成分，進行大量增殖。當噬菌體增殖到一定數(shù)量后，大腸桿菌裂解，釋放出大量的噬菌體。
2.T2噬菌體侵染大腸桿菌的過程
研究方法：放射性同位素標記技術(shù)
思考：標記哪一種元素可以把DNA和蛋白質(zhì)分開？為什么？
資料：
在T2噬菌體的化學組分中，60%是蛋白質(zhì)，40%是DNA。對蛋白質(zhì)和DNA的進一步分析表明：S僅存在于蛋白質(zhì)分子中，P幾乎都存在于DNA分子中。
標記T2噬菌體方法：
1、先培養(yǎng)細菌：在分別含有放射性同位素32P 和35S的培養(yǎng)基中培養(yǎng)大腸桿菌
2、再培養(yǎng)噬菌體：分別用上述大腸桿菌培養(yǎng)T2噬菌體，制備含32P的噬菌體和含35S的噬菌體。
4、實驗步驟：（圖略）
（1）分別在含有放射性同位素35S和放射發(fā)現(xiàn)位素的32P的培養(yǎng)基上培養(yǎng)大腸桿菌。
（2）用上述大腸桿菌培養(yǎng)T2噬菌體，得到蛋白質(zhì)含有35S標記的噬菌體或DNA含有32P標記的噬菌體。
（3）分別用35S 或32P的T2噬菌體侵染未標記的大腸桿菌。
5、實驗結(jié)論：在噬菌體中，親代和子代之間具有連續(xù)性的物質(zhì)是DNA，而不是蛋白質(zhì)。也就是說，子代噬菌體的各種性狀是通過親代的DNA遺傳給后代的，DNA才是噬菌體的遺傳物質(zhì)。
【連接】DNA是所有生物的遺傳物質(zhì)嗎？
【板書】
DNA是主要的遺傳物質(zhì)
一、格里菲斯:肺炎鏈球菌的體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗
　　 1.觀察實驗，提出問題（假說演繹法）
二、艾弗里：肺炎鏈球菌的體外轉(zhuǎn)化實驗
　　 2.根據(jù)事實，作出假說
三、赫爾希和蔡斯：噬菌體侵染細菌的實驗
　　 3.設(shè)計實驗，演繹推理
　　 4.實驗驗證，得出結(jié)論
四、煙草花葉病毒侵染實驗
五、DNA是主要的遺傳物質(zhì)
【課后反思】
本節(jié)課可能出現(xiàn)的問題：學生不清楚肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化的實質(zhì)及噬菌體侵染細菌的過程，因而對這兩個實驗是如何證明DNA是遺傳物質(zhì)的不能真正理解。相信講解、討論、分析之后，學生們一定掌握這兩個重點。這節(jié)課采用了引導探究式的教學方法，創(chuàng)設(shè)自主合作的學習情景，有利于培養(yǎng)學生自主學習的能力和探究能力。

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