1、课题、章节第三章 基因的本质 第1节 DNA是主要遗传物质教学目的和要求1、知识目标（1）了解“DNA是主要的遗传物质”的探索过程和实验设计思路（2）理解DNA是主要的遗传物质2、能力目标要培养学生观察、分析、质疑、探究的能力3、情感目标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；认同合作在科学研究中的重要性、实验技术的进步在探索遗传物质奥秘中的重要作用。重点、难点教学重点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的原理和过程。教学难点肺炎双球菌转化实验的原理和过程。教学过程课前板书： 第1节 DNA是主要的遗传物质1.格里菲思 肺炎双球菌的转化实
2、验2.艾弗里 肺炎双球菌的转化因子实验3.赫尔希和蔡斯 噬菌体侵染大肠杆菌的实验4.烟草花叶病毒感染烟草的实验课题导入：学生朗诵“基因是什么？DNA或蛋白质？几多实验，几多论争。是谁将谜底揭破？”今天，吴老师准备用40分钟的时间和大家一起重走科学家的探索之路，去寻找遗传物质是什么？一、格里菲斯 肺炎双球菌转化实验导入：科学家的探索之路是从肺炎双球菌的转化实验开始的，首先让我们一起来认识一下肺炎双球菌。介绍肺炎双球菌的类型和实验过程：肺炎双球菌有两种类型，一种细菌在培养基上形成的菌落表面光滑（smooth），简称为S型。另一种在培养基上形成的菌落表面粗糙（rough），简称为R型。S型细菌的菌体
3、有相当发达的多糖类荚膜包裹着，可以保护自己不被感染动物的免疫系统消灭，从而能使人或小鼠致病，是有毒的。接下来让我们一起去重温格里菲斯做的肺炎双球菌的转化实验。播放肺炎双球菌的转化实验的动画。合作探究：这个实验中最奇妙的就是第四组实验了，小鼠为什么死亡呢？下面就让我们当一回福尔摩斯，逐一排查吧。下面的问题请大家抢答：1、小鼠最终是因为什么细菌而死亡的？2、S型细菌是从哪里来的呢？你觉得有哪些可能？ 3、活的R型细菌会自发的转化为S型细菌吗？为什么？通过第4组和第1组的实验对照，我们似乎可以做出一个大胆的猜测。得出结论：教师课件展示格里菲斯的推论。加热杀死的S型细菌中，含有 “转化因子”,将R型活
4、细菌转化为S型活细菌。教师板书：转化因子二、艾弗里 肺炎双球菌转化实验导入：假如你是当时的科学家,接下来你最想研究什么问题呢？这个转化因子是什么。在加热杀死的S型细菌中含有多糖、脂质、蛋白质、DNA、RNA等多种有机物，究竟哪一个才是使R型细菌发生转化的转化因子呢？你有没有什么想法？介绍艾弗里的实验过程：设法将蛋白质、DNA等物质分开，单独、直接地观察它们的作用。艾弗里及其同事按照这样的思路完成了肺炎双球菌的体外转化实验。从S型细菌中提取并分离出DNA、蛋白质和多糖等物质，分别如入到培养R型细菌的培养基中，结果发现：只有加入DNA， R型细菌才能转化为S型细菌。艾弗里是严谨的，他并没有急着下结
5、论，而是用DNA酶对DNA进行处理，结果被处理过的S型的DNA不能使R型菌发生转化。得出结论：艾弗里提出了不同于当时大多数科学家观点的结论：DNA是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。教师板书：DNA是遗传物质。三、赫尔希、蔡斯的噬菌体侵染细菌的实验导入：艾弗里的实验引起了人们的注意，但是由于提取出的DNA纯度不够，不能排除蛋白质的作用，因此仍有人对实验结论表示怀疑，有没有更好的材料、更好的方法能够将DNA和蛋白质分开、单独去观察它们的作用呢？下面我们来认识一种生物， T2噬菌体这是吴老师给大家带来的噬菌体的简易模型。它是一种寄生在大肠杆菌体内的病毒，它的头部和尾部的外壳都是由蛋白质构成的，头部
6、含有DNA分子，对这两种物质的化学分析表明：只有蛋白质分子含有硫元素，磷元素几乎都存在于DNA分子中。看到这里，你有没有什么方法不直接把DNA和蛋白质分离开，但是又可以追踪到它的去向？引出同位素标记法。非常好，有了材料，有了技术的支持，下面我们一起来完成“噬菌体侵染细菌”科学探究吧。科学探究一般包括提出问题、做出假设、实验设计、预期实验现象及结果，进行实验得出结论这样几个必需的步骤。首先提出我们今天想研究的课题：提出问题：噬菌体侵染细菌时，注入细菌细胞内的物质究竟是DNA还是蛋白质？做出假设：你想做出什么样的假设呢？有这样不同的3种假设仅供大家参考：只注入蛋白质，不注入DNA只注入DNA，不注
7、入蛋白质同时注入DNA和蛋白质实验设计：那么我们用什么方法来检测到底是什么物质注入细菌细胞内？这个实验要借助同位素标记法、离心等比较先进的技术。下面我们一起来看一下赫尔希和蔡斯以T2噬菌体为材料完成的噬菌体侵染细菌实验。首先分别用35S标记噬菌体的蛋白质，32P标记噬菌体的DNA，然后用被标记的噬菌体侵染未标记的细菌，经过短时间的保温后，用搅拌器搅拌，使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离，最后进行离心并检测上清液和沉淀物中的放射性物质，被感染的大肠杆菌留在沉淀物中，重量较轻的噬菌体颗粒留在上清液中。预期实验现象及结论：根据我们先前的3种假设情况，大家合作讨论一下：每一种情况所对应的实验现象应该是什
8、么样的？为了节约时间，请1、2组讨论只有DNA注入的情况，3、4组讨论只有蛋白质注入的情况，5、6组讨论DNA和蛋白质同时注入的情况。请大家参照我课件上的图解分析法来完成结果预期。并将图解画到黑板上，做好展示交流的准备。选1、3、5组介绍自己的讨论结果。实验结果及结论：赫尔希和蔡斯完成了这样的实验流程后发现，用35S标记的噬菌体，上清液的放射性很高，用32P标记的噬菌体，沉淀物的放射性很高，实验表明：噬菌体侵染细菌时，DNA进入到细菌的细胞中，而蛋白质外壳仍留在外面。即DNA才是真正的遗传物质。教师板书：DNA才是真正的遗传物质四、DNA是主要的遗传物质导入：从1928年格里菲斯的肺炎双球菌转
9、化实验，到1944年艾弗里的实验，再到1952年赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染实验，人们终于确信DNA是遗传物质。但是，人们又发现，有些病毒，只有两种成分：蛋白质和RNA，比如，烟草花叶病毒和SARS病毒。这类病毒的遗传物质又是什么呢？实验过程：科学家做了和艾弗里他们相类似的实验，从烟草花叶病毒中提取出的蛋白质和RNA分别去感染烟草，发现，只有提取出的RNA使烟草感染病毒。实验结论：可见，在这些病毒中，RNA是遗传物质。板书：RNA是遗传物质因为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。最后5分钟，请大家完成本节课的冥思清单：1、 本节课科学家的实验选用了哪些实验材料？2、 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？3、 虽然艾弗里与赫尔希等人的实验方法不同，但是实验的设计思路却有共同之处，他们最关键的实验设计思路是什么？板书：第3章 第1节 DNA是主要的遗传物质1.格里菲思 肺炎双球菌的转化实验 存在转化因子2.艾弗里 肺炎双球菌的转化因子实验 DNA是遗传物质3.赫尔希和蔡斯T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验 DNA才是真正的遗传物质4. 烟草花叶病毒感染烟草的实验 RNA是遗传物质DNA是主要的遗传物质
