人教版（2019）必修二

遺傳與進(jìn)化

第3章

基因的本質(zhì)

第1節(jié)

DNA是主要的遺傳物質(zhì)

教學(xué)設(shè)計

一、教學(xué)目標(biāo)的確定

概述DNA是遺傳物質(zhì)的探索過程。

闡述肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實驗的過程及結(jié)論。

闡述噬菌體侵染細(xì)菌的實驗的過程及結(jié)論。

二、教學(xué)重難點

1、教學(xué)重點

肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實驗。

噬菌體侵染細(xì)菌的實驗。

2、教學(xué)難點

肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實驗。

噬菌體侵染細(xì)菌的實驗。

三、教學(xué)設(shè)計思路

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通過遺傳現(xiàn)象導(dǎo)入本節(jié)知識，讓學(xué)生帶著遺傳物質(zhì)是什么的疑問走近本節(jié)課堂。學(xué)生通過對人類對遺傳物質(zhì)的探索過程的總結(jié)，大概了解本節(jié)課的內(nèi)容，通過教師對本節(jié)課知識的講解和梳理，明白人類對遺傳物質(zhì)的探索過程的艱辛。教師結(jié)合課件圖片對肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實驗、噬菌體侵染細(xì)菌的實驗、煙草花葉病毒對煙草花葉細(xì)胞的感染實驗，這三個實驗的實驗過程進(jìn)行講解，并和學(xué)生一起總結(jié)實驗結(jié)論，使學(xué)生對這些實驗的掌握更加牢固。通過分組討論，完成思考問題，有助于增強學(xué)生之間的合作意識。

框架圖

通過遺傳現(xiàn)象導(dǎo)入本節(jié)知識，學(xué)生帶著遺傳物質(zhì)是什么的疑問走近本節(jié)課堂。

新課導(dǎo)入

探索總結(jié)

通過對人類對遺傳物質(zhì)的探索過程的總結(jié)，明白人類對遺傳物質(zhì)的探索過程的艱辛。

實驗探索

學(xué)習(xí)肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實驗、噬菌體侵染細(xì)菌的實驗、煙草花葉病毒對煙草花葉細(xì)胞的感染實驗。

合作探討

通過分組討論，完成思考問題，有助于增強學(xué)生之間的合作意識。

四、教學(xué)步驟

1、新課導(dǎo)入

教師課件給出一家四口的圖片，圖片中的四名男性，均有長相相似之處。這稱為遺傳現(xiàn)象。那么，是什么導(dǎo)致了遺傳現(xiàn)象的發(fā)生呢？其實是人體內(nèi)的遺傳物質(zhì)。教師給出染色體、蛋白質(zhì)和DNA的示意圖，學(xué)生結(jié)合之前所學(xué)知識，對染色體、蛋白質(zhì)和DNA加以區(qū)分。學(xué)生完成討論問題，你認(rèn)為遺傳物質(zhì)可能具有什么特點？你認(rèn)為證明某一種物質(zhì)是遺傳物質(zhì)的可行方法有哪些？教師引導(dǎo)學(xué)生給出答案。并讓學(xué)生猜測遺傳物質(zhì)可能是什么？帶著疑問，走入今天的課堂學(xué)習(xí)。

2、新課講授

一、對遺傳物質(zhì)的早期推測

學(xué)生通讀課本，自己總結(jié)人類對遺傳物質(zhì)的探索過程。

教師結(jié)合課件，講解人類度遺傳物質(zhì)的早起推測。20世紀(jì)20年代，人們已經(jīng)認(rèn)識到蛋白質(zhì)是由多種氨基酸連接而成的生物大分子。氨基酸多種多樣的排列順序，可能蘊含著遺傳信息。因此，當(dāng)時大多數(shù)科學(xué)家認(rèn)為，蛋白質(zhì)是生物體的遺傳物質(zhì)。

20世紀(jì)30年代，人們才認(rèn)識到DNA是由許多脫氧核苷酸聚合而成的生物大分子，脫氧核苷酸的化學(xué)組成包括磷酸、堿基和脫氧核糖。但是，由于對DNA的結(jié)構(gòu)沒有清晰的了解，認(rèn)為蛋白質(zhì)是遺傳物質(zhì)的觀點仍占主導(dǎo)地位。

美國微生物學(xué)家艾弗里通過確鑿的實驗證據(jù)向遺傳物質(zhì)是蛋白質(zhì)的觀點提出挑戰(zhàn)的，而艾弗里的實驗又是在英國微生物學(xué)家格里菲思的實驗基礎(chǔ)上進(jìn)行的。

二、肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實驗

教師首先對格里菲思的體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗進(jìn)行講解，結(jié)合課件列表比較S型細(xì)菌和R型細(xì)菌，讓學(xué)生比較學(xué)習(xí)兩種細(xì)菌。

教師結(jié)合課件圖片對實驗過程進(jìn)行講解。最后和學(xué)生一起總結(jié)實驗過程和實驗結(jié)論。

該實驗的實驗結(jié)論：已經(jīng)加熱致死的S型細(xì)菌，含有某種促使R型活細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型活菌的活性物質(zhì)——轉(zhuǎn)化因子。

教師提出轉(zhuǎn)化因子究竟是什么物質(zhì)？學(xué)生大膽回答，教師課件給出一些猜測。

其次，對艾弗里的體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗進(jìn)行講解。20世紀(jì)40年代，艾弗里和他的同事將加熱致死的S型細(xì)菌破碎后，設(shè)法去除絕大部分糖類、蛋白質(zhì)和脂質(zhì)，制成細(xì)胞提取物。

教師首先講解艾弗里及其同事的實驗設(shè)計思路。其次結(jié)合課件圖片對實驗過程進(jìn)行講解。最后和學(xué)生一起總結(jié)實驗過程和實驗結(jié)論。實驗結(jié)論：

（1）該實驗說明了莢膜多糖、蛋白質(zhì)、RNA、脂質(zhì)等不是S型細(xì)菌的遺傳物質(zhì)。

（2）艾弗里的結(jié)論可描述為DNA是轉(zhuǎn)化因子，也可描述為DNA是遺傳物質(zhì)，但不能描述為DNA是主要的遺傳物質(zhì)。

三、噬菌體侵染細(xì)菌的實驗

1952年，美國遺傳學(xué)家赫爾希和他的助手蔡斯以T2噬菌體為實驗材料，利用放射性同位素標(biāo)記技術(shù)，完成了另一個有說服力的實驗。

教師解釋同位素標(biāo)記法，和該實驗的標(biāo)記方法。并結(jié)合課件圖片講解實驗過程，最后和學(xué)生一起總結(jié)實驗過程和實驗結(jié)論。赫爾希和蔡斯的實驗表明：噬菌體侵染細(xì)菌時，DNA進(jìn)入細(xì)菌的細(xì)胞中，而蛋白質(zhì)外殼仍留在細(xì)胞外。因此，子代噬菌體的各種性狀，是通過親代的DNA遺傳的。DNA才是噬菌體的遺傳物質(zhì)。

教師課件展示噬菌體侵染細(xì)菌過程。以便學(xué)生更直觀的了解該過程。

學(xué)生分組討論，完成思考·討論中的問題。教師指導(dǎo)給出正確答案。

1.艾弗里與赫爾希等人選用細(xì)菌或病毒作為實驗材料，以細(xì)菌或病毒作為實驗材料具有哪些優(yōu)點？

細(xì)菌和病毒作為實驗材料，具有的優(yōu)點：（1）個體很小，結(jié)構(gòu)簡單，容易看出遺傳物質(zhì)改變導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)和功能的變化。細(xì)菌是單細(xì)胞生物，病毒無細(xì)胞結(jié)構(gòu)，只有核酸和蛋白質(zhì)外殼。（2）繁殖快，細(xì)菌20~30min就可繁殖一代，病毒短時間內(nèi)可大量繁殖。

2.從控制自變量的角度，艾弗里實驗的基本思路是什么？在實際操作過程中最大的困難是什么？

實驗設(shè)計思路是單獨研究DNA、蛋白質(zhì)、糖類等物質(zhì)在特化中的作用。艾弗里分別用蛋白酶、RNA酶或酯酶去除S型細(xì)菌提取物中的蛋白質(zhì)、RNA和脂質(zhì)，由于這些不能將相應(yīng)的物質(zhì)全部分解，因此去除得不徹底，不能完全排除這些物質(zhì)在轉(zhuǎn)化中的作用。

3.艾弗里和赫爾希等人都分別采用了哪些技術(shù)手段來實現(xiàn)他們的實驗設(shè)計？這對于你認(rèn)識科學(xué)與技術(shù)之間的相互關(guān)系有什么啟示？

艾弗里采用的主要技術(shù)手段有細(xì)菌的培養(yǎng)技術(shù)，物質(zhì)的提純和鑒定技術(shù)等。赫爾希等人采用的主要技術(shù)手段有噬菌體的培養(yǎng)技術(shù)、同位素標(biāo)記技術(shù)，以及物質(zhì)的提取和分離技術(shù)等?？茖W(xué)成果的取得必須有技術(shù)手段做保證，技術(shù)的發(fā)展需要以科學(xué)原理為基礎(chǔ)，因此，科學(xué)與技術(shù)是相互支持相互促進(jìn)的。

最后教師講解煙草花葉病毒對煙草花葉細(xì)胞的感染實驗，得出RNA是煙草花葉病毒的遺傳物質(zhì)，蛋白質(zhì)不是煙草花葉病毒的遺傳物質(zhì)的結(jié)論。

學(xué)生趁熱打鐵，完成教師課件給出的練習(xí)題。

五、課堂小結(jié)

（1）絕大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是DNA

（2）生物主要的遺傳物質(zhì)是DNA。

（3）細(xì)胞生物的遺傳物質(zhì)是DNA。

（4）病毒的遺傳物質(zhì)是DNA或RNA。

六、板書設(shè)計

第1節(jié)

DNA是主要的遺傳物質(zhì)

一、對遺傳物質(zhì)的早期推測

二、肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實驗

三、噬菌體侵染細(xì)菌的實驗