苏教版第一节《探索遗传物质的过程》教案

高中生物高中生物优质课教案探索遗传物质的过程（教案）鹿邑县第二高级中学杨明灯第四章遗传的分子基础第一节探索遗传物质的过程（第一课时）教学目标：1分析肺炎球菌转化实验的过程原理和结论。2说出噬菌体的结构特点。3分析噬菌体侵染细菌实验的过程和结论4通过分析图文资料，尝试信息的处理。模仿科学家通过分析、比较、推理、归纳去解决实际的问题。教学重点：肺炎球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验的原理和过程。教学难点：肺炎球菌转化实验的原理和过程。教学方法：实验过程分析，小组讨论，教师引导启发，与学生观察探索相结合。教学过程：引课：俗话说“种瓜得瓜，种豆得豆”“龙生龙，凤生凤，老鼠生的儿子会打洞”。这些俗话说的就是生物的遗传现象，这些现象是怎样发生的？生物体内的哪种物质控制了这些遗传现象哪?也就是说谁是生物体内的遗传物质哪？经过科学家们长期的大量实验探索，最终证明DNA是生物的主要遗传物质。本节课就让我们沿着科学家们的探索足迹，去探索谁是生物的遗传物质。（板书本节的探索课题）新课研学：遗传和变异现象是通过生殖过程发生的，生物科学家们对自然界中有性生殖过程进行了研究。请同学们思考一下，通过有性生殖过程产生一个多细胞的生物体要经过哪些生理过程？生：减数分裂、受精作用和有丝分裂三个生理过程。请同学们仔细分析一下这三个生理过程，看那些物质或结构在生物体前后代之间具有一定的连续性和稳定性。生：染色体。由此，生物学家们认为染色体与生物的遗传有着密切的关系。请思考，染色体的化学组成主要是那些？生：染色体的主要成分是DNA和蛋白质。这两种化合物究竟谁是生物体的遗传物质哪？对于这个问题，世界上的生物学家们开展了大量的实验。最终证明，DNA是生物的遗传物质。其中，证明DNA是遗传物质的最直接、最有力的证据是肺炎球菌的转化实验和噬菌体侵染细菌的实验。下面我们重点来探究这两个实验。一肺炎球菌的转化实验1请同学们思考一下，作为遗传物质应至少具备哪些条件？请学生回答后，教师总结。主要有四个条件：①携带遗传信息，能控制生物的遗传性状；②能产生可遗传的变异；③能自我复制，从而传递遗传性息；④分子结构具有相对的稳定性，从而维持自然界的相对稳定性。21928年格里菲思的肺炎球菌转化实验课件展示，肺炎球菌的两种类型：（1）S型细菌：菌落光滑、菌体有夹膜、有毒性（2）R型细菌：菌落粗糙、菌体无夹膜、无毒性课件展示，格里菲思的肺炎球菌转化实验的过程和结果。请同学们仔细观察格里菲思的肺炎球菌转化实验的过程，分析其实验结果，回答下列问题。课件展示所提出的问题，经过学生思考分组讨论后，请学生回答。问题一，在第四组实验中的小鼠体内除了发现无毒性的R型活细菌外,还发现了少量有毒性的S型活细菌，这能说明什么？结论1：无毒性的R型活细菌与被加热杀死的有毒性的S型细菌混合后，转化为有毒性的S型活细菌。问题二，在第四组实验中的小鼠体内出现的有毒性的S型活细菌的后代也是有毒性的S型细菌，这说明这种性状的转化可不可以遗传？结论2：这种性状的转化是可以遗传的。问题三，无毒性的R型活细菌与被加热杀死的S型细菌混合后会转化成有毒性的S型活细菌，对此你有何想法？推论（格里菲思）：在第四组实验中，已经被加热杀死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”。格里菲斯的实验设计是一个对照试验，请思考，对照组和实验组分别是谁？本实验的结果能否得出谁是肺炎球菌的遗传物质这样一个结论？生：对照组是第一组、第二组和第三组，实验组是第四组。本实验的结果不能得出谁是肺炎球菌的遗传物质这样一个结论。很好，这个实验给我们留下一个问题，到底是S型细菌的那种物质使R型细菌转化成S型细菌？现在请同学们思考一下，S型细菌是由哪些化合物组成的？生：水、无机盐、糖类、脂质、蛋白质和核酸（DNA和RNA）等。如果在此基础上让你去设计实验，来探究其“转化因子”到底是哪种化合物，你将如何去设计？生：把这些化合物分开（分离提纯），分别加入到培养R型细菌的培养基中，看到底是哪种化合物使R型细菌转化成S型细菌。非常好，这就是艾弗里等人的实验设计。31944年艾弗里等人的肺炎球菌的转化实验课件展示艾弗里等人的肺炎球菌的转化实验过程。S型活细菌多糖脂质蛋白质RNADNADNA和DNA酶分别与R型活细菌混合培养分别与R型活细菌混合培养RRRRRSR由该实验结果我们可以得到什么结论哪？生：是S型细菌的DNA使R型细菌产生了稳定的可遗传变异，由此证明DNA是遗传物质。请思考，加入S型细菌的DNA和DNA酶的这一组实验，有什么作用？能够获得什么结论？生：证明DNA的水解产物不能使R型细菌发生转化，从而进一步证明是S型细菌的DNA使R细菌发生转化的。那么，R型细菌转化为S型细菌的原理是什么哪？其原理是：S型细菌的DNA在接触到R型细菌后，侵染到了R型细菌细胞中，使R型细菌得到了S型细菌的DNA，从而就出现了S型细菌的遗传特征，有荚膜，有毒性，这样，就使R型菌转变成了S型菌。总结遗传物质的概念：能携带遗传信息，控制生物体的特定性状，并通过细胞增殖过程将遗传信息传递给后代的物质，称为遗传物质。课件展示资料，艾弗里等人实验的缺陷：艾弗里等人的试验引起了人们的注意，但是，并不是所有的人都信服这一结果。因为，艾弗里的试验中提取的DNA的纯度最高时也还有0.02%的蛋白质，因此不能完全排除蛋白质的作用。那么，怎样才能将DNA和蛋白质完全分开，直接证明谁是生物体的遗传物质呢？下面我们看噬菌体侵染细菌的实验二、1952年郝尔希和蔡斯噬菌体侵染细菌的实验课件展示噬菌体的结构图，介绍噬菌体的有关知识，蛋白质：C、H、O、N、ST2噬菌体DNA：C、H、O、N、PT2噬菌体是一种专门寄生在大肠杆菌体内的病毒。无细胞结构，只能在寄主细胞内才能完成其代谢和繁殖过程。课件展示噬菌体侵染细菌的过程（包括五步：吸附→注入→合成DNA和蛋白质→组装→释放）。请思考，采用什么方法将噬菌体的DNA和蛋白质分开呢？生：采用放射性同位素标记的方法。回答的非常好，那么用什么元素进行放射性标记将二者分开？为什么？生：用35S标记蛋白质外壳，用32P标记DNA。因为在噬菌体中S只存在于蛋白质外壳中，而P基本上都存在于DNA中。思考：如何用35S和32P分别对噬菌体进行放射性标记？生：标记噬菌体含35S的培养基含35S的细菌35S蛋白质外壳含35S的噬菌体含32P的培养基含32P的细菌内部DNA含32P的噬菌体获得用35S和32P分别标记的噬菌体后，就可以进行噬菌体侵染细菌的实验了。课件展示噬菌体侵染细菌试验的过程和结果，噬菌体侵染细菌的实验：含35S的噬菌体细菌体内没有放射性35S含32P的噬菌体细菌体内有放射线32P请同学们仔细观察，回答下列问题。1用35S标记噬菌体的那一组实验，检测结果是上清液的放射性比较高，说明什么问题？生：噬菌体的蛋白质外壳没有侵入到细菌细胞中，使其主要存在于细菌细胞外。用32P标记的噬菌体哪一组，结果是沉淀物的放射性比较高，说明什么问题？生：说明噬菌体的DNA侵入到细菌细胞中。3由此，我们可以得到什么结论呢？生：子代噬菌体的各种性状是通过亲代的DNA遗传的，DNA才是真正的遗传物质。实验误差分析，在本实验中用32P标记噬菌体的那一组，理论上放射性应只存在于沉淀物中，而实验结果是上清液中也有放射性，请同学们思考一下其误差来源是什么？生：其误差来源有二：一是没有侵染到细菌体内的亲代噬菌体；二是由于时间长，细菌菌体裂解，释放出子代噬菌体。通过以上实验都证明了DNA是遗传物质，而自然界中有的生物没有DNA，只有RNA如：烟草花叶病毒、车前草病毒等，那么其遗传物质是谁？能否通过实验验证哪？请同学们下去思考一下，并预习教材后面的内容。三为什么说DNA是生物体的主要遗传物质哪？课件展示下列表格。细胞生物（真核、原核）非细胞生物

（病毒）核酸

DNA和RNADNA

RNA遗传物质DNA

DNARNA因为绝大多数生物的遗传物质是DNA，所以DNA是主要的遗传物质。课堂小结：师生共同总结出本节的主要内容。1肺炎球菌的转化实验实验设计（1）格里菲思的肺炎球菌转化实验结果结论实验设计（2）艾弗里等人的肺炎球菌的转化实验结果结论实验设计2噬菌体侵染细菌的实验结果结论3DNA是主要的遗传物质：因为绝大多数生物的遗传物质是DNA，所以DNA是主要的遗传物质课堂巩固训练：1.注射后能使小白鼠因患败血病而死亡的是（

）A．R型肺炎双球菌B．加热杀死后的R型肺炎双球菌C．加热杀死后的S型肺炎双球菌D．加热杀死后的S型肺炎双球菌与R型肺炎双球菌2.所有病毒的遗传物质（)A．都是DNA

B．都是RNA

C．是DNA或RNA

D．是D