高二生物第三章第1节DNA是主要的遗传物质教案人教版必修2

高中生物必修2 第三章 第1节 DNA 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计思路。

3．探讨实验技术在证明DNA 是主要遗传物质中的作用。

【教学重点与难点】
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
【教学手段与方法】
课件、讲述、讨论、练习
【教时安排】
1课时
【教学过程】
创设情景，设疑引入
课件展示商品条形码
请同学们看屏幕，这些是什么？它们有什么作用呢？
（学生根据日常生活经验获取的信息回答：条形码，它们包含着商品名称、价格、生产日期、产地等信息。

）
那么 ，在生物体内，有没有类似商品条形码这样隐含着生命信息的“条形码”呢？回
答当然是肯定的，它便是我们熟悉而陌生的遗传物质。

一、对遗传物质的早期推测
在20世纪20年代，由于人们已经认识到蛋白质是由多种氨基酸连接而成的生物大分子。

而氨基酸多种多样的排列顺序，可能蕴涵遗传信息。

因此，大多数科学家认为，蛋白质是生
物体的遗传物质。

但是科学是不断探索与发现的。

到了20世纪30年代，人们认识到DNA
是由许多脱氧核苷酸聚合而成的生物大分子，人们看到了DNA 的重要性，认为DAN 是生物
体的遗传物质。

那么，到底是蛋白质是遗传物质，还是DAN 是遗传物质呢？
下面我们来看几个实验，明确一下到底谁才是真正的遗传物质。

二、肺炎双球菌的转化实验
（一）格里菲思的实验（1928）
1．材料：肺炎双球菌
2．实验过程
教师用课件展示格里菲思肺炎双球菌转化实验的内容（四组，详见课本43页图
3-2），同时完成四个阶段的文字总结。

（1）活R 型细菌−−→−感染
老鼠−→−健康
（2）活S 型细菌−−
→−感染
老鼠−→−死亡 （3）灭活S 型细菌−−→−感染老鼠−→−健康 （4）活R 型细菌＋死S 型细菌−−
→−感染
老鼠−→−死亡 讲述：从第一、二组实验可以说明R 型活细菌不具有致死性，S 型活细菌具有致死性；从第
二、三组实验可以说明死亡的S 型细菌不具有致死性。

那么大家思考一下：
问题1：为什么第四组实验将R 型活细菌和加热杀死后的S 型细菌混合后注射到小鼠体内，
导致小鼠死亡呢？
要找出小鼠死亡的原因就要从它的尸体着手，进行尸检，因为尸体也是会讲话的。

通
过尸检发现了什么？
（小鼠体内出现了有毒S 型活菌，使其致死。

）
问题2：为什么无毒R 型活菌能转化成有毒S 型活菌呢？
S 型细菌中有一种转化因子能使R 型活细菌转化为S 型活细菌。

问题3：该实验能否证明DNA 是遗传物质？该实验的结论又是什么？
该实验不能证明DNA 是遗传物质。

其结论是S 型细菌中有一种转化因子能使R 型活细
菌转化为S 型活细菌。

3．结论
S 型死菌中含有一种转化因子，能使R 型菌转化为S 型菌使小鼠死亡
（学生讨论、教师补
充）
再设问：“转化因子”究竟是什么物质呢？为了弄清楚这一问题，艾弗里做了如下实验。

（二）艾弗里的实验（1944）
课件展示实验过程（课本P44图3-3）
R 型菌型菌型菌
R 型菌和S 型菌 R 型菌 R 型菌
思考：
1．这个实验的设计思路是什么？
（将S 型活细菌体内物质分开，提取各种成分，分别与R 型活细菌混合培养，直接、
单独地去观察它们的作用。

）
2．这个实验证明了什么问题？
（“转化因子”是S 型菌的DNA ，因转化而来的S 型菌能将性状传递给子代，说明DNA
是遗传物质。

）（简单一点讲就是：DNA 是遗传物质，蛋白质等不是遗传物质）
3．该实验的成功之处？
（把DNA 与蛋白质分开，从而单独地、直接地去观察DNA 的作用。

）
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。

那怎样才能将蛋白质与DNA 彻底分开呢？1952年科学家赫尔希和蔡斯利
用T 2噬菌体（一种病毒）作为实验材料完成了一个非常有说服力的实验。

三．噬菌体侵染细菌的实验（1952赫尔希、蔡斯）
1．材料：T2噬菌体（病毒）
课件展示T2噬菌体的结构，学生阅读教材P44．了解T2噬菌体的结构和化学组成。

讲解：T2噬菌体是由头部和尾部组成的，头部和尾部的外壳
是由蛋白质组成，在头部内含有一个DNA分子。

它是一种专门
寄生在细菌体内的病毒。

而细菌是一种单细胞的原核生物。

具体
T2噬菌体是如何侵染细菌的，我们看一下课件（课件展示侵染过
程）
侵染细菌的过程：吸附→注入→合成→组装→释放
（注意：注入时只有DNA进入细菌体内，而蛋白质没有进入）
现在我们对T2噬菌体已经有所了解了，那请同学们去阅读教材
P44-P45的内容，看一下赫尔希、蔡斯具体是怎么来做噬菌体侵
染细菌的实验的，并思考回答以下问题
问题1．科学家为什么把噬菌体作为研究DNA是遗传物质的材料?
（T2噬菌体只有DNA和蛋白质两种化学物质组成）
问题2．科学家是采用什么方法进行研究的?
（放射性同位素标记法）
问题3．用35S，32P分别标记什么？为什么这么标记？
（用35S标记蛋白质，32P标记DNA。

由于仅蛋白质分子中含有S，而P几乎都存在于DNA 中）
问题4．搅拌，离心的目的分别是什么？上清液中的是什么，沉淀物中的是什么？
（搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离，离心的目的是让上清液中析出质量较轻的T2噬菌体，而离心管的沉淀物中留下被感染的大肠杆菌。

）
讲解：用放射性同位素35S标记的噬菌体在侵染细菌并进行增殖的过程中，出现了把蛋白质外壳留在细菌外面的现象。

而用放射性同位素32P标记的噬菌体则表现出了其内部的DNA进入细菌细胞内的现象。

正是这些DNA在细菌中增殖出许多噬菌体。

新形成的噬菌体同亲代一样有着同样的DNA和蛋白质外壳。

释放出来后又能去侵染其他的细菌。

那把这两组实验的结果综合起来看，我们能够得出什么结论呢？
结论：DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质。

设问：遗传物质是不是只有一种？某些不含有DNA的病毒，其遗传物质又是什么呢？下面请同学们看一下一个实验，并思考回答。

（课件展示烟草花叶病毒感染烟草的实验）四．DNA是主要的遗传物质
烟草花叶病毒感染烟草的过程：
RNA →
→感染病毒
烟草花叶病毒→
→未感染病毒
RNA）
小结：在少数RNA病毒中，RNA是遗传物质。

但由于绝大多数生物的遗传物质仍是DNA，所以说DNA是主要的遗传物质。

总结
本节课主要学习了征明DNA是主要遗传物质的两个经典实验:
(一)肺炎双球菌转化实验：证明S型细菌中的DNA是转化因子并能够使后代具有连续性--说明是遗传物质。

(二)噬菌体侵染细菌:证明噬菌体的蛋白质和DNA两种成分是DNA进入细菌体内并产生出与亲代噬菌体性状相同的子代噬菌体--说明DNA是遗传物质。

最后指出遗传物质除了DNA外还有RNA，但绝大多数生物的遗传物质是DNA，所以说DNA是主要的遗传物质。

下面我们来看一下以下题目（课件展示）
课堂巩固
1．所有病毒的遗传物质是（）
A．DNA B．RNA
C．DNA和RNA D．DNA或RNA
2．在噬菌体侵染细菌的实验中，新噬菌体的蛋白质外壳是（）
A．在细菌DNA指导下，用细菌的物质合成的
B．在噬菌体DNA指导下，用噬菌体的物质合成
C．在细菌DNA指导下，用噬菌体的物质合成
D．在噬菌体DNA指导下，用细菌的物质合成的
3．用32P标记噬菌体的DNA，用35S标记噬菌体的蛋白质，用这种噬菌体去侵染大肠杆菌，则新生的噬菌体内可含有（）
A．32P B．35S C．32P 和35S D．二者都无
4．在证明DNA是遗传物质的几个著名经典实验中，在实验设计思路中最关键的是（）A．要用同位素标记DNA和蛋白质 B．要得到噬菌体和肺炎双球菌
C．要分离DNA 和蛋白质 D．要区分DNA和蛋白质，单独观察它们的作用5．科学家通过实验，研究控制生物遗传的物质基础。

下面有关分析正确的是（）
A．将R型活细菌注射到小鼠体内，小鼠正常；将S型活细菌注射到小鼠体内，小鼠死亡。

实验结论：S型细菌有毒，R型细菌无毒
B．将加热杀死的S型细菌与活的R型细菌混合后，注射到小鼠体内，小鼠死亡。

实验结论：R型细菌有毒
C．从S型活菌中提取出蛋白质、多糖和DNA，分别与R型活细菌混合培养，从实验结果可以得出：RNA是遗传物质
D．用15N和32P这两种同位素标记烟草花叶病毒，然后侵染烟草叶片。

通过示踪观察可以得出：RNA是烟草花叶病毒的遗传物质，而蛋白质不是
6. 病毒甲具有RNA甲和蛋白质甲，病毒乙具有RNA乙和蛋白质乙。

若将RNA甲和蛋白质乙组成一种病毒丙，再以病毒丙去感染宿主细胞，则细胞中的病毒具有（）A．RNA甲和蛋白质乙 B．RNA甲和蛋白质甲
C．RNA乙和蛋白质甲 D．RNA乙和蛋白质乙
作业布置
板书设计
第六章遗传和变异
第一节遗传的物质基础
一．肺炎双球菌转化实验
（一）格里菲思的实验
1．肺炎双球菌的类型R型无毒
型有毒
2．转化过程：格里菲思四组实验
3．结论：S型死菌中含有一种转化因子，能使R型菌转化为S型菌使小鼠死亡
（二）艾弗里的实验（1944）
1．实验过程
2．设计思路：把DNA与蛋白质分开，从而单独地、直接地去观察它们的作用
3．结论：DNA是转化因子，DNA是遗传物质
二．噬菌体侵染细菌实验
1．噬菌体的基本结构外壳：蛋白质
内部：DNA
2．侵染过程：
吸附→注入→合成→组装→释放3．实验过程
方法：放射性同位素标记法
4．结论：DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质。

三．DNA是主要的遗传物质。