1、必修2第3章第1节DNA是主要遗传物质 教学设计一、教学目标1.知识目标a.总结“DNA是主要的遗传物质”的探索过程b.理解DNA是主要的遗传物质2.能力目标a. 通过分析肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验，归纳科学实验的单因子变量原则3.情感目标a.认同与人合作在科学研究中的重要性，讨论技术的进步在探索遗传物质奥秘中的重要作用b.认同人类对遗传物质的认识是不断深化不断完善的过程二、 教学重点a.肺炎双球菌转化实验的原理和过程b.噬菌体侵染细菌实验的原理和过程三、教学难点a.肺炎双球菌转化实验的原理和过程b.噬菌体侵染细菌实验的原理和过程四 教学流程教学流程教师活动学生活动设计意图环节一：
2、课程导入展示染色体由蛋白质和DNA组成的结构图，讲述：20世纪中叶，科学家发现：染色体主要由蛋白质和DNA 组成。 设问：蛋白质和DNA,谁是遗传物质? 让学生讨论问题：1.科学家是怎样证明DNA是遗传物质的？2.为什么说DNA是主要的遗传物质？观察、讨论、回答。激发学生的学习兴趣；导入学习目标。 环节二：讲授新课一、对遗传物质的早期推测1.讲述：现在大家都认为遗传物质是DNA，但这一结论是由科学家们经过长期的质疑与探索才得到的。指导学生读教材思考：（1）在20世纪早期人们普遍认为遗传物质是DNA还是蛋白质？（2）为什么会有这种认识？2.讲述：限于当时的认识水平，认为蛋白质是遗传物质的观点处于
3、主导地位。原因是人们对DNA的了解很少，而且构成DNA的脱氧核苷酸只有四种，把它和生物多样性很难联系在一起，反而构成蛋白质的氨基酸种类较多，和生物的多样性联系在一起看似容易理解。所以，大家以为蛋白质遗传物质也就不足为奇了。其实，从这个事实中我们也可以看出，科学的发展过程就是一个不断纠正错误的过程。科学家是如何认识DNA是遗传物质的呢，让我们重温科学家对遗传物质的认识过程吧。二、肺炎双球菌转化实验 1.讲述两种菌落的比较；菌落荚膜毒性R型菌落粗糙无荚膜无毒S型菌落光滑有荚膜有毒2.展示格里菲思的肺炎双球菌体内转化实验，提问：（1）为什么第四组实验将R型活细菌和加热杀死后的S型细菌混合后注射到小鼠
4、体内，导致小鼠死亡？因为R型细菌转化成了S型细菌，使小鼠患败血症而死亡。（2）格里菲思实验的结论是什么?已经被加热杀死的S型细菌中，必然含有某种促成这一转化的活性物质（转化因子）。3.展示艾弗里确定转化因子的体外转化验，提问：(1)艾弗里及其同事的设计思路是什么？ 把DNA和蛋白质、糖类等分开，单独地、直接地观察它们的作用 （2）第3步你得出什么结论？ 只有完整的DNA才能进行转化。脱氧核苷酸没有转化作用。 (3)艾弗里及其同事的实验结论是什么？ 转化因子是DNA。 【典型例题】1928年，英国细菌学家格里菲思以小鼠为实验材料做了如下实验：第一组第二组第三组第四组实验处理注射活的R型菌注射活的
5、S型菌注射加热杀死的S型菌注射活的R型菌与加热杀死的S型菌实验结果小鼠不死亡小鼠死亡，从小鼠体内分离到S型活细菌小鼠不死亡小鼠死亡，从小鼠体内分离到S型活细菌下列关于此实验的分析不正确的是()A.实验的关键现象是第四组小鼠死亡并分离到S型活细菌B.对第四组实验的分析必须是以第一三组的实验为参照C.本实验说明R型肺炎双球菌发生了某种类型的转化D.本实验结论为“DNA是使R型菌转化为S型菌的转化因子”【答案】D【方法点拨】本实验只能得出存在转化因子，但是转化因子的化学本质需要通过艾弗里的体外转化实验来得出。三、噬菌体侵染细菌的实验1.选材：噬菌体 让学生观察噬菌体模式图，思考选材原因。T2噬菌体结
6、构简单，只有蛋白质和DNA构成。2.实验技术：同位素标记法，用35S、32P分别标记噬菌体的蛋白质和DNA。让学生观察噬菌体模式图，思考分别用何种同位素标记噬菌体的蛋白质外壳和DNA。提示：T2噬菌体的化学组成中，仅蛋白质分子中含有硫，磷几乎都存在于DNA分子中。3.实验过程：(1)标记噬菌体让学生阅读教材，思考如何得到35S和32P分别标记的噬菌体。（2）侵染过程让学生观察分析噬菌体侵染大肠杆菌实验图解，思考回答问题：【问题1】实验中搅拌的目的是什么？使噬菌体蛋白质外壳与细菌分离【问题2】离心后上清液、沉淀物分别是什么？上清液是噬菌体蛋白质外壳，沉淀物是细菌及其细胞内的噬菌体。【问题3】为什
7、么含35S噬菌体侵染细菌，沉淀物中还有很低放射性？由于搅拌不充分，有少量含35S的噬菌体吸附在细菌表面，随细菌离心到沉淀物中。 【问题4】为什么含32P噬菌体侵染细菌，上清液中还有很低放射性？保温时间过短，部分噬菌体还没有侵染到大肠杆菌细胞内，经离心后分布于上清液中。保温时间过长，噬菌体在大肠杆菌内增殖后释放子代，经离心后分布于上清液。 4.实验结果分析在学生回答问题基础上，以表格形式帮助学生进行结果分析。分组结果结果分析对比实验(相互对照)含32P噬菌体细菌上清液中几乎无32P，32P主要分布在宿主细胞内32PDNA进入了宿主细胞内含35S噬菌体细菌宿主细胞内无35S,35S主要分布在上清液
8、中35S蛋白质外壳未进入宿主细胞，留在外面5.实验结论：DNA分子具有连续性，是遗传物质根据实验结果，让学生归纳实验结论。【典型例题】 用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌，经培养、搅拌、离心、检测，上清液的放射性占10%，沉淀物的放射性占90%。上清液带有放射性的原因可能是() A.离心时间过长，上清液中析出较重的大肠杆菌 B.搅拌不充分，吸附在大肠杆菌上的噬菌体未与细菌分离 C.噬菌体侵染大肠杆菌后，大肠杆菌裂解释放出子代噬菌体 D.32P标记了噬菌体蛋白质外壳，离心后存在于上清液中 【答案】C【方法点拨】1.上清液是质量较轻的噬菌体外壳，沉淀物是被侵染的大肠杆菌 2.噬菌体侵染大肠杆菌时注入
9、自身的DNA，子代噬菌体的DNA会含32P，上清液带有放射性的原因可能是噬菌体侵染大肠杆菌后，大肠杆菌裂解释放出子代噬菌体四、RNA是遗传物质实验展示烟草花叶病毒感染烟草花叶过程图解甲，指出烟草花叶病毒的组成是蛋白质外壳和RNA，让学生完成实验设计，探究烟草花叶病毒的遗传物质RNA或蛋白质。实验流程如下：实验结论：烟草花叶病毒的遗传物质是RNA 。五、DNA是主要的遗传物质讲述：（1）某些病毒的遗传物质是RNA。如烟草花叶病毒，不含有DNA，只含有蛋白质和RNA。对这些病毒来说，RNA就起着遗传物质的作用。（2）绝大多数生物的遗传物质是DNA。虽然少数病毒的遗传物质是RNA，但绝大多数生物的遗
10、传物质是DNA，所以DNA是主要的遗传物质。【典型例题】 下列关于生物体遗传物质的叙述，正确的是()A.人体内的遗传物质主要是DNAB.肺炎双球菌的遗传物质主要分布在染色体上C.大肠杆菌的遗传物质中含有硫元素D.烟草花叶病毒的遗传物质水解后产生4种核糖核苷酸【答案】D【方法点拨】1.细胞生物遗传物质是DNA，而不是RNA 2.肺炎双球菌是原核生物，其细胞内无染色体，但遗传物质仍是DNA，主要分布在拟核中 3.大肠杆菌的遗传物质是DNA，所含有的元素是C、H、O、N、P，不含S 阅读、思考、回答。观察、分析、回答。演练、作答。观察、分析、回答。观察、分析、回答。演练、作答。实验设计。倾听、呼应。
11、演练、作答。认同人类对遗传物质的认识是不断深化不断完善的过程。肺炎双球菌转化实验的原理和过程。理解选材噬菌体原因。噬菌体侵染细菌实验的原理和过程。能够进行探究遗传物质的实验设计。理解DNA是主要遗传物质。环节三：课堂小结以知识网络图帮助学生回顾主干知识。呼应。回顾本节要点环节四：课堂练习（2016江苏卷.改编）下列关于探索DNA是遗传物质实验的相关叙述，正确的是（ ） A.格里菲思实验中加热杀死后的S型细菌的DNA已经全部断裂，失去活性 B.格里菲思实验证明了DNA是肺炎双球菌的遗传物质 C.赫尔希和蔡斯实验中T2噬菌体的DNA是用32P直接标记的 D.赫尔希和蔡斯实验证明了DNA是T2噬菌体的遗传物质 【答案】D【方法点拨】 1.加热杀死S型细菌的过程中，其蛋白质变性失活，但是其内部的DNA在加热结束后随温度的恢复又逐渐恢复活性。2.格里菲思实验证明了S型细菌中存在一种转化因子。3.T2噬菌体属于病毒，营寄生生活，需先标记细菌，再标记噬菌体。演练，回答。突出本节重点。