2310DNA是主要的遗传物质

DNA是主要的遗传物质 李华 陕西师大生科院2007级生科4班一、学习内容与教材分析 1）“DNA是主要的遗传物质”是经过两个著名的肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染实验得出的结论。这两个实验是科学家们经过多次设计的著名探究实验，设计方法独特、逻辑性极强，学生要充分理解可能有一定困难，但这又是理解DNA是主要的遗传物质的基础，进而可以帮助学生进一步学习DNA分子的结构和复制。 2）引导学生体验科学探索过程，领悟科学研究方法。为了让学生领悟科学的过程和方法，教材不仅按照科学家的探索历程，以问题的形式引领学生层层深入地进行思考，还较详细地讲述了这两个实验的具体方法。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。通过对两个实验方法的讲述，使学生理解科学家最关键的实验设计思路是：把DNA与蛋白质区分开，分别观察DNA或蛋白质的作用。二、学生情况分析 （1） 知识：学生经过遗传因子的发现以及基因和染色体的关系的两章的学习，已经初步掌握了遗传因子即基因在遗传中的重要作用，又通过减数分裂及伴性遗传的学习，了解了基因与染色体的平行关系，之后学生和老师一起探讨基因的本质问题就顺理成章了。 （2）技能：高二学生通过高一的学习，已经具有了一定的实验、观察、逻辑思维和分析探究的能力;但是，高中学生充分理解这两个实验可能还有一定困难，这将是讲授的难点和重点所在。 （3）情感、态度与价值观：通过平时的训练，学生已经初步形成了科学思维的意识，另外通过遗传规律的学习，学生对人类遗传与生殖的奥秘以及生物课都产生了浓厚的兴趣。三、教学重点和难点重点：肺炎双球菌实验的原理和过程 噬菌体侵染实验的原理和过程难点：肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染实验的理解。 如何理解DNA是主要的遗传物质。四、教学目标 4.1 知识目标 （1）总结“DNA是主要的遗传物质”的探索过程。 （2）分析证明DNA是主要的遗传物质的实验设计思路。 （3）探讨“同位素示踪法”实验技术在证明DNA是主要的遗传物质中的作用。 4.2 能力目标 探索实验技术在证明DNA是主要遗传物质中的作用，训练学生由特殊到般的归纳思维的能力。 初步形成分析和解决一些简单的科学问题的能力。 4.3情感、态度、价值观目标： （1）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。（2）认同人类对遗传物质的认识不断深化不断完善的过程。 （3）总结“DNA是主要的遗传物质”的探索过程认同和理解生命的物质性，有利于科学世界观的树立。 五、教学策略 5.1 教学方法 创设问题情境，引导学生观察、讨论和思考，通过分组讨论、小组汇报，进行小组合作学习。 5.2 媒体选择 根据本节课的内容制作了相关的ppt课件(含图片与视频)六、教学过程设计6.1课前准备：教师将全班同学分成几组，并让每组在课前就遗传物质展开讨论，并安排每组汇报人在课前汇报讨论结果，教师将对其简单总结。6.2 导课：通过对孟德尔遗传规律以及细胞的有丝分裂、减数分裂和受精作用的学习，我们已经知道生物的遗传与细胞中的染色体有关。染色体的主要成分是蛋白质和DNA。对于遗传物质的推测：那么组成染色体的DNA和蛋白质，哪一个才是遗传物质呢？20世纪20年代，多数科学家认为蛋白质是生物体的遗传物质。如果作为遗传物质，应具备下列条件：分子结构具有相对的稳定性，但在特殊情况下又能产生可遗传的变异；能自我复制，前后代保持一定的（连续性）；能指导蛋白质的合成，从而控制生物的新陈代谢和性状；具有存储巨大数量遗传信息的能力。师：科学家们通过不断的实践探索，最终得出了正确结论，让我们一起回顾对于遗传物质探索过程的几个经典实验。6.2格里菲思的肺炎球菌体内转化实验师：阅读课本P53积极思维第一段，思考格里菲思的转化实验材料是什么？生：R型和S型的肺炎球菌和小鼠。师：R型和S型球菌有什么区别？生：讨论。师：总结并列表比较。 荚膜是细菌的细胞壁外具有水分的黏胶状物质，主要成分是多糖和蛋白质。菌落荚膜毒性S型细菌表面光滑有有R型细菌表面粗糙无无师：阅读实验过程，并思考每个实验分别得出了什么结论。生：阅读，讨论。师：总结。实验方 法现 象 结 论 1R菌活菌注射小白鼠正常R菌无毒性 2S菌活菌注射小白鼠死亡S菌能使小白鼠致死 3S菌高温灭活注射小白鼠正常加热杀死的S菌不使小白鼠致死 4高温灭活的S菌+R菌小白鼠死亡死亡S菌中有使R菌转化的因子师：格里菲思的实验能得出什么结论。生：思考，几个人简单讨论并提出自己看法。师总结：加热杀死的S型细菌中含有“转化因子”，能将R型活菌转化为S型活菌。师：为什么在第四组实验里，不认为是R型菌促使S型失活的菌转化成活菌呢？（教师引导学生思考）师总结：这里的加热处理温度一般不超过60，所谓“杀死”是指使得S型球菌失去感 染力，并不代表转化因子的彻底破坏，接着对实验结论进行深入解释。师：格里菲思并不知道转化因子究竟是什么物质。假如你是当时的科学家，你认为要确定“转化因子” 是什么物质，你该如何设计这个实验呢？生：思考，发表自己的观点。师：引导学生思考，组成细菌的成分（化合物）有多种，如何确定其中的某一种才是转化因子。（关键思路是：把各种化合物分开，单独观察，确定单一变量 。）6.3艾弗里DNA转化实验（PPT）实验方法及过程师：艾弗里采用了什么方法？生：将S型细菌中的多糖、 蛋白质、脂类和DNA等提取出来，分别与R 型细菌进行混合培养。师：从艾弗里的实验图解中，通过阅读，你可以总结出什么结果？生：加入S型活菌的DNA，R型菌才转化为S型菌，且与纯度有关；加入其它物质，不能使R型细菌发生转化。师：但是，艾弗里转化实验所使用的DNA中仍然含有极少量的蛋白质。因此人们认为不能完全排除蛋白质的作用。那么，还有没有更具有说服力的方法来证明DNA是遗传物质呢？生：思考，讨论。师：提示。是否有更好的实验材料,可以不用经过人工提纯DNA，就能单独地去观察DNA或蛋白质的作用呢？（引出下一个经典实验）噬菌体侵染细菌的实验DNA是遗传物质师：PPT介绍T2噬菌体的结构（蛋白质外壳和内部的DNA）、增殖特点（T2噬菌体侵染大肠杆菌后，在自身遗传物质的作用下，利用大肠杆菌体内的物质来合成自身的组成成分，进行增殖，当噬菌体增殖到一定数量后,大肠杆菌裂解,释放出大量的噬菌体）及侵染过程（flash）。师：观察噬菌体侵染大肠杆菌的实验过程，并且思考以下两个问题：（1）此实验采用了什么方法？（2）为什么用35S标记蛋白质外壳、32P标记T2噬菌体DNA？生：思考发言。教师加以补充和总结（1）同位素标记法（2）在T2噬菌体的组分中。60%是蛋白质。40%是DNA，而只有蛋白质分子中含有S，P几乎都存在于DNA分子中。师：从这个实验中，我们可以得到什么结果？生：发言。（第一组：在新形成的噬菌体中没有检测到35S，第二组：在新形成的噬菌体中检测到32P）教师列表总结：亲代噬菌体寄主细胞内子代噬菌体实验结论第二组实验32P标记DNA有32P标记DNADNA有32P标记DNA分子具有连续性，是遗传物质第一组实验35S标记蛋白质无35S标记蛋白质外壳蛋白质无35S师：这个实验我们可以得出结论：DNA是遗传物质。所有生物的遗传物质都是DNA吗？生：不是。有些病毒的遗传物质是RNA。6.4烟草花叶病毒侵染烟草的实验RNA也是遗传物质师：阅读P55，了解烟草花叶病毒的结构与组成以及证明RNA是遗传物质的方法。6.5小结：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是转化因子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.有些病毒不含DNA，只含RNA和蛋白质 RNA也是遗传物质DNA是主要的遗传物质 七、板书设计 1. 格里菲思的实验 R型活细菌细菌注入到小鼠中，不死亡。 S型活细菌注入到小鼠中，死亡。加热杀死的S型细菌注入到小鼠中，不死亡。R型细菌与加热杀死的S型细菌混合后注射，死亡。 2.艾弗里实验八、课后反思：本节课将模拟实验引入