湖南省怀化市湖天中学高中生物 第3章 第1节 DNA是主要的遗传物质教案(1).docVIP

湖南省怀化市湖天中学2014高中生物 第3章 第1节 dna是主要的遗传物质教案三维目标知识与技能过程与方法1. 认同“dna是主要的遗传物质”的实验设计思路，养成学生的逻辑思维能力和归纳推理能力2. 探讨实验技术在证明dna是主要遗传物质中的作用情感态度与价值观遗传的物质主要是dna，也有rna，这从遗传和变异的角度，强调了生命的物质性，有利于辩证唯物主义世界观的树立。教学用具教学重点（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。教学步骤及要点： 第一课时导入：人类早期对遗传变异的认识只停留在直观的定性的描述上，如“种瓜得瓜，种豆得豆”等。19世纪，孟德尔通过豌豆的杂交实验，提出生物的性状由遗传因子决定，它在哪里呢？摩尔根发现基因位于染色体上，后来生物学家在对生殖发育中减数分裂、受精作用和有丝分裂等过程进行研究时，发现通过减数分裂和受精作用，染色体在前后代能保持连续性和稳定性，认识到染色体在生物的遗传中起着重要作用。染色体主要是由蛋白质和dna组成的。那么，它们中究竟哪一种是遗传物质呢？学生活动：请同学们根据以前所学知识分组讨论遗传物质应具备那些特征？讨论后由各组代表回答讨论结果。教师归纳如下：（1）能复制，在前后代保持连续性，稳定性；（2）能控制物质性状和代谢过程；（3）有贮存巨大数量遗传信息的潜在能力；（4）能引起可遗传的变异。分子结构比较稳定，但在特殊情况下能够发生突变，而且突变后还能继续复制，并能够遗传给后代。因为蛋白质具有前面遗传物质的第（2）、（3）特点，所以曾有人认为蛋白质是遗传物质。但越来越多的科学实验证明，生物体内主要的遗传物质是dna，而不是蛋白质。那么人们是如何证明dna是主要的遗传物质的呢？一、肺炎双球菌转化实验格里菲思肺炎双球菌体内转化实验学生活动：学生阅读教材p43了解r型和s型肺炎双球菌各有什么特点。1、两种菌落的比较菌落荚膜毒性r型细菌菌落粗糙无荚膜无毒s型细菌菌落光滑有荚膜有毒2、实验过程教师用投影展示格里菲思肺炎双球菌转化实验的内容设疑综合上述实验，分析造成实验四结果的原因，可以作出几种假设？学生讨论回答（略）教师进行归纳：r型细菌使s型细菌复活；r型细菌被转化成为s型细菌讲解：显然第一种假设是不可能的，那么如果是第二种又是什么将r型细菌被转化成为s型细菌的呢？格里菲思认为已加热杀死的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。那么这种转化因子又是什么呢？格里菲思没有找到。艾弗里的肺炎双球菌体外转化实验1944年，美国的科学家艾弗里和他的同事改进了格里菲思的实验：实验结论：“转化因子”是dna，dna才是使r型细菌产生稳定遗传变化的物质。思考：在这个实验中，最关键的设计思路是什么？必须将蛋白质、其他物质与dna分开，单独、直接地观察它们的作用，才能确定究竟谁是遗传物质讲解： 艾弗里的实验引起了人们的关注，但有人提出艾弗里实验中提取的dna纯度最高时也还有0.02%的蛋白质，这样可能会影响到实验的结论，怎样才能将蛋白质与dna彻底分开呢？有没有更简单的实验材料？1952年科学家赫尔希和蔡斯利用t2噬菌体（一种病毒）作实验材料完成了一个非常有说服力的实验。 第二课时三、噬菌体侵染细菌的实验介绍t2噬菌体的结构和化学组成。介绍t2噬菌体的t2繁殖特点：噬菌体（仅由dna和蛋白质两种成分）侵染细菌后，在自身遗传物质的控制下，利用细菌体内的物质合成t2噬菌体自身的组成成分，从而进行大量繁殖学生阅读教材，思考以下问题:1、本实验设计思路是什么？2、如何把dna和蛋白质区分开来？如何培养并标记t2噬菌体3. 为什么选择35s和32p这两种同位素分别对蛋白质和dna进行标记?目的是什么？用14c和18o的同位素标记可行吗？4.短时间保温，搅拌和离心的目的是什么？5.上清液主要是什么？沉淀物主要是什么？35s标记的一组，放射性主要分布在上清液，32p标记的一组，放射性主要分布在沉淀物中，这说明了什么问题？讲解实验：1.实验设计思路：把蛋白质和dna区分开，直接地、单独地观察dna和蛋白质的作用2.实验方法：放射性同位素标记法蛋白质的组成元素：c、h、o、n、s（标记35s）dna的组成元素：c、h、o、n、p(标记32p) 标记噬菌体方法：（1）分别含有放射性同位素32p和35s的培养基中培养细菌（2）分别用上述细菌培养t2噬菌体，制备含32p的噬菌体和含35s的噬菌体3.实验过程过程分析：短时间：保证细菌未裂解保温：为噬菌体提供适宜温度，保证酶的活性搅拌：使吸附在细菌上的噬菌体外壳与细菌分离离心：上清液中析出噬菌体外壳，沉淀物中留下被感染的大肠杆菌4、实验结果：上清液：噬菌体外壳沉淀物：细菌（被注入的遗传物质）35s标记的实验32p标记的实验标记部位蛋白质dna放射性情况上清液 很高很低沉淀物很低很高结果分析：沉淀物少量放射性的原因：噬菌体外壳与细菌分离不完全上清液少量放射性的原因：保温时间长，子代噬菌体释放，未侵染的噬菌体5.实验结论提问：这个结果说明什么问题？（噬菌体的蛋白质并没有进入细菌内部，进入细菌内部的是噬菌体的dna）dna是噬菌体的遗传物质6.小结噬菌体侵染细菌的过程吸附-侵入-合成-组装-释放教师归纳结论： dna分子在噬菌体的亲代与子代之间具有连续性，所以dna才是真正遗传物质。探究一:比较艾弗里实验和噬菌体侵染细菌实验设计思路相同：都是将dna与蛋白质分开，单独研究他们各自的功能处理方式不相同：艾弗里：直接分离dna和蛋白质 噬菌体实验：利用噬菌体的侵染特点是dna与蛋白质自然分开小结：三大经典实验的结论分别是：思考：遗传物质是否只有dna一种呢?三、dna是主