DNA是主要的遗传物质1

1、WNA 是主要的遗传物质 【教学目标】 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汁思路： 3. 探讨实验技术在证明 DNA 是主要遗传物质中的作用。 【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 【教学过程】 导入 教师：十九世纪，孟徳尔通过豌豆的杂交实验发现了遗传立律，提岀了遗传因子的概念，但 是他并没有找到遗传因子在哪里，后来,约翰逊将遗传因子改名为基因，随着细胞学的发展, 魏斯曼预言了减数分裂过程，后来人们在显微镜下观察到了减数分裂，证实了

2、魏斯曼的预言, 这时，萨顿通过观察减数分裂过程，发现减数分裂过程中，染色体的行为与基因的行为具有 明显的平行关系，因此，他推论，基因位于染色体上，后来，摩尔根通过果蝇的杂交实验, 证明了基因位于染色体上。那么现在，人们找到了基因的位置，那么基因的本质是什么呢， 是 DNA,还是蛋白质？这就是我们第三章的内容，基因的本质。要知道基因的本质，首先 要知道遗传物质是什么，经过科学家的大量研究表明，DNA 是主要的遗传物质，那么今天 我们就一起来重走科学家们的探索之路。 一、 对遗传物质的早期推测 教师：首先请同学们快速阅读教材 4243 页对遗传物质的早期猜测相关内容。 教师播放 PPT,检测（判断

3、题） 二、 肺炎双球菌的转化实验 1、格里菲斯一“体内转化” 教师：那么遗传物质究竟谁 DNA 还是蛋白质不能只靠猜测，作为自然学科，每一个结论的 得出都必须要有实验作为依据。我们首先来看格里菲斯的体内转化实验 教师：以什么做实验材料？研究的是？ 学生：小鼠：肺炎双球菌是如何使人患肺炎 教师：讲解 R 型菌和 S型菌的特点和区別。播放 PPT让学生判断 S型菌和 R 型菌的结构模 式图，和形成的菌落。 实验过程： 教师：请同学们看到 43 页图 3-2 实验过程，首先实验分为几个组？ 学生：4 个 教师：当实验中有多个实验组时，我们如何对实验进行分析？ 学生：选取其中的一些组进行对比 教师：我

4、们可以选取哪些组进行对比？ 学生：回答 教师：我们选取这些组遵循的原则是？ 学生：单一变量原则 教师，很好，那么接下来请同学们思考 PPT上的问题，并讨论 学生：思考，讨论，交换意见（3min） 第一组和第二组对比，说明？ 第二组和第三组对比，说明？ 第三组加热杀死的 S型菌为什么无致病性？（铺垫：联系必修一，髙温会使什么物质的 结构发生改变？追问：为什么蛋白质变性了，S型菌就没有致病性了？） 对比第一组和第四组，以及第三组和第四组，他们在操作上有何不同？导致的结果？ 教师：请学生代表回答 教师：那么第四组小鼠死亡的原因是什么？ 学生：岀现了活的 S型菌 教师：S型活细菌从何而来？同学们有哪些

5、猜测？ 学生：S型菌死而复活、R 型菌转化？ 教师：分析实验过程，S型菌死而复活成不成立？为什么？ 学生：不成立，对比第三组，小鼠不死亡，而且蛋白质髙温变性不可逆。说明加热杀死的 S 型菌不会复活 教师：那么 S型活细菌应该是 R 型菌转化的，R 型菌在什么条件下才能转化为 S型活细菌？ 学生：对比第一组，R 型菌转化为 S型活细菌应该在加热杀死的 S型菌的条件下。因此， 格里菲斯推论，请大家阅读教材 43 页倒数第二段倒数第五排，并勾画。 实验结论： 教师：PPT展示结论：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。 2、艾弗里-“体外转化” 教师：格里菲斯的

6、实验中，S型菌中的所有物质都混合在一起的，所以无法确左转化因子具 体是S型菌中的哪一种物质，那么当实验中有多个因素共同影响实验结果时，我们应该怎 样分析每一种因素对实验结果的影响？ 学生：将他们都分开，单独用去观察每一种因素的影响 教师：所以我们想确泄转化因子是 S型菌中的哪一种物质，我们实验设计的关键思路是设 法把DNA 与蛋白质、多糖等物质分开，单独地、直接地去观察它们的作用。而艾弗里正是 应用这种思路在格里菲斯的实验基础上设汁了肺炎双球菌的体外转化实验。请大家阅读 43 页最后一段，看艾弗里是通过什么措施对不同物质进行单独分析的 学生：阅读回答 教师：接下来请同学们看到 44 页图 3-

7、3 艾弗里肺炎双球菌体外转化实验的过程。同样，我 们选取哪些组来进行对比分析？ 学生：回答 教师：接下来请同学们思考以下问题，小组讨论，展示 PPT的问题 学生：思考，讨论交流 3min 实验过程： 对比第一组和第二组，说明？ 第三组中，DNA 酶的作用？ 对比第一组和第三组，说明？ 第一组中，有多少 R 型菌转化为了 S型菌？ 实验结论？ 教师：请学生代表回答 三、噬菌体侵染细菌的实验赫尔希和蔡斯 教师：艾弗里在格里菲斯的实验基础上，对 S型菌的不同物质进行分离提纯，分别在接种 R 型菌的培养基中加入了 S型菌的 DNA、蛋白质等物质，结果证明了 DNA 是使 R 型细菌产 生稳左遗传变化的

8、物质。那么同学们思考，艾弗里当时的实验条件，能否做到提纯的 DNA 中完全不含蛋白质？请大家阅读噬菌体侵染大肠杆菌实验的第一段。 学生：阅读 教师：所以当时科学界面临的的问题就是如何才能是 DNA 和蛋白质彻底分离。这个时候， 赫尔希和蔡斯发现，T2噬菌体在侵染大肠杆菌时，会自己实现 DNA 与蛋白质的分离，从而 避免了提纯技术限制的问题。请同学们阅读教材 44 页最后一段噬菌体的简介（lmin） 教师：请学生总结她噬菌体的生存方式、结构特点 教师：那么 T2 噬菌体在侵染大肠杆菌时是如何实现 DNA 与蛋白质的彻底分离的呢，我们 先观看视频。（边看边讲解过程：吸附注入合成组装释放），合成时原

9、料谁 提供？请学生阅读教材最后一段。 教师：现在我们知道了 T2噬菌体是如何实现 DNA 与蛋白质的彻底分离，那么我们如何对 DNA和蛋白质进行单独分析呢？赫尔希和蔡斯利用了当时非常先进的技术，同位素标记法, 对 DNA和蛋白质进行分别标记，单独的对 DNA 和蛋白质进行观察和分析。因此，赫尔希 和蔡斯的实验思路与艾弗里一样，都是对 DNA 和蛋白质进行单独分析。那么，我们如何对 DNA 和蛋白质进行分别标记呢？他们对 T2 噬菌体进行了成分分析，请大家阅读 45 页相关 信息。 学生：阅读 教师：所以我们可以通过 35S来标记蛋白质，用 32P标记 DNA 教师：下而请同学们阅读实验过程，结

10、合图文，并思考以下问题（PPT展示） 学生：阅读、思考、讨论交流（4min） 实验过程： 1、 标记：如何获得 35S标记的噬菌体和 32P标记的噬菌体？ 2、 侵染：注意侵染时要经短时间保温 3、 搅拌：搅拌的目的？ 4、 离心：上淸液成分主要是？沉淀成分的主要是？ 教师：结合问题讲解过程。 教师：因此，用 35S标记的这一组实验，放射性主要分布在？，32P标记的一组放射性主要 分布在？ 学生：回答。 教师：这一结果说明什么？ 学生：蛋白质外壳未进入大肠杆菌体内，而 DNA 进入了。（第一组标记噬菌体的蛋白质外 壳，而蛋白质外壳不会进入大肠杆菌体内，离心时分布在上淸液，所以放射性在上淸液中：

11、 而第二组标记的是噬菌体 DNA, DNA 会进入大肠杆菌体内，随噬菌体分布在试管底部，因 此放射性主要在沉淀中。） 教师：进一步观察发现，细菌释放岀的子代噬菌体中，可以检测到 32P标记的 DNA,检测 不到35S标记蛋白质，这又说明了什么？ 学生：亲代噬菌体将 DNA 传递给了子代噬菌体。证明 DNA 是遗传物质。 实验结论： 教师：那么本实验得出实验结论，请同学们勾画教材 45 最后一句话。 四、生物的遗传物质 教师：这三个实验能否证明我们的标题：DNA 是主要的遗传物质？ 学生：不能，只能证明 DNA 是遗传物质 教师：后来科学家发现一些没有 DNA 的生物，比如烟草花叶病毒，他们的遗

12、传物质是 RNA, 因此对所有生物而言，DNA 是主要的遗传物质。 五、总结 教师：我们再次梳理这三个实验，首先在蛋白质是遗传物质占主导地位的情况下，格里菲斯 做了肺炎双球菌的体内转化实验，推论 S型菌中有一种能够使 R 型菌转化为 S型活细菌的 活性物质，但是由于 S型菌中所有物质混合在一起，所以格里菲斯不能确龙具体是哪一种 物质，因此，艾弗里在格里菲斯的实验基础上，对 S型菌中的物质进行了提纯，在接种了 R 型菌的培养基上，分别加入了 S型菌的不同物质，最后发现，S型菌的 DNA 才是使 R 型菌 产生稳左遗传变化的物质。但是由于提纯技术的限制，他无法解决 DNA 与蛋白质分离不彻 底的问

13、题，这个时候赫尔希和蔡斯利用 T2 噬菌体为实验材料、 利用放射性同位素标记法设 计了噬菌体侵染大肠杆菌的实验，证明了 DNA 是真正的遗传物质。那么，这一结论的得出, 对你有哪些启示？ 学生：思考，回答 教师：首先，科学技术是科学研究的有保障，儿科学研究的进步有利于科学技术的进步。另 外我们如今学习的每一个结论的背后。都凝聚了科学家们的艰辛付岀，那么科学家们是如何 开展科学研究的呢？ 教师：在前人的研究基础上，利用新的科学技术、新的研究方法设 il实验解决问题，当问题 解决之后，又会衍生出新的问题，然后又想办法解决问题，科学就是在这样螺旋式上升的过 程中不断的传承，不断的进步。而我们今天所享受的，正是一代又一代科学家们所创造的,