探究遗传物质的过程

1教学目标评论

1、知识与技能:

总结人类对遗传物质的探索过程;

分析DNA是遗传物质的实验设计思路。

2、过程与方法:

利用归纳法比较肺炎双球菌的体内转化与体外转化实验,提高学生分析归纳问题的

能力;

通过模拟科学家的实验实际思路,增强学生实验探究的能力。

3、情感态度与价值观:

通过学习科学家对遗传物质的探索过程,认同科学家对实验付出的艰苦努力,学习

科学家孜孜不倦的探索精神,了解科学不是一蹴而就的,养成科学的世界观和方法

论。

2学情分析评论

高中的学生已经具有一定的逻辑思维能力和分析抽象事物的能力,在之前的学习中,他们已经了解了我们生物体内有"遗传因子",但这一物质究竟是什么,是如何被研

究出来的,他们充满了好奇。在学生有求知欲的基础上进行教学,还要注意引导他们

学习科学家的实验设计思路和方法,帮助他们理性思考。

3重点难点评论

重点:各实验的实验设计思路、基本方法及实验过程的分析。

难点:噬菌体侵染大肠杆菌实验中上清液与沉淀物中的放射性情况的分析;DNA是主

要的遗传物质。

4教学过程

4.1第一学时

教学活动

1【导入】探索人类遗传物质的过程评论

很久以前,人们对于蛋白质的研究早于DNA,由于蛋白质种类的多样性,造成了

人们的错误认知:蛋白质是遗传物质。但是另一边,科学家却用实验力证了其

实DNA才是真正的遗传物质。这一过程包含了几个著名的实验,这节课我们便

来研习这几个实验。【教师展示本节课的学习目标以及需要学习的四个实验

名称。】

2【讲授】肺炎双球菌的转化实验评论

1、1928年格里菲思的体内转化实验

布置学生课前收集的有关肺炎双球菌的小百科,课上进行交流展示。

教师通过刚才的展示,向学生展示两幅培养皿中的菌群图,让学生进行辨认哪

个是S型哪个是R型。

问:如何辨认这两幅图中哪个是R型哪个是S型?【辨析两者的不同点-有无荚

膜】

问:有荚膜的的S型有毒吗?【辨析荚膜的特点-有荚膜有毒】

展示4组实验,学生通过刚才的学习已经书本上的相关知识,先自主学习再小

组合作研究,分析这四组实验的现象和原因。

问:实验一、二、三分别得出什么结论?

问:实验四中造成小鼠死亡的原因可能有哪些?结合实验一、二、三可以排除

哪些假设,得到什么结论?

最后得出实验结论:加热杀死的S型菌体内有某种“转化因子”使得R型活菌

转化为S型活菌。

2、1944年艾弗里的体外转化实验

1928年时由于当时的实验条件和科学技术的限制,格里菲思只能在活体内进

行肺炎双球菌的转化实验。到1944年时,艾弗里作为当时大财阀投资下的实

验室中一名科学家,有了更为先进的技术和优越的实验条件,这次他在体外进

行了肺炎双球菌的转化实验。

探究:已知:加热杀死的S型细菌体内有“转化因子”;S型细菌由蛋白质、多

糖、DNA等组成。如果你是艾弗里,你可以利用已给的条件和已学的知识设计

一个实验来验证“转化因子”究竟是什么吗?

学生讨论,推荐代表进行发言:可以将蛋白质、多糖和DNA分别与R型活菌进

行培养,看培养皿中的菌落形态。【表扬学生】

这也是艾弗里设计的思路,最后他发现是S型菌中的DNA可以使R型菌转化为

S菌。为了进一步证明,他又做了第四个实验。

问:第四个实验的作用是什么?

问:艾弗里得出什么结论?

艾弗里的实验结论:DNA是肺炎双球菌的“转化因子”即遗传物质,蛋白质和多

糖不是。

3【讲授】噬菌体侵染大肠杆菌的实验评论

当时艾弗里的实验结论与人们一直认为的“蛋白质是遗传物质”发生了巨大

冲突,所以有人发出质疑:实验的DNA中还混有了少量蛋白质,或许就是这些少

量的蛋白质在起作用也说不定呢?这场争论在赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染大

肠杆菌的实验中落下帷幕。

由学生介绍噬菌体的相关知识,学生填写其相关知识点。【强调噬菌体是一种

病毒,营寄生】

教师介绍该实验的方法:同位素标记法

问:蛋白质与DNA含有的元素有哪些?

问:如果分别选择一种代表性的元素对两者进行标记,该分别标记哪个元素?

【35S、32P】

问:噬菌体侵染大肠杆菌的过程如何?【学生阅读书本图片并进行概述】【将

蛋白质与DNA完美的分来】

问:如何获得被标记的噬菌体?能不能直接用含有标记元素的培养皿直接培养?

【学生小组讨论,教师点拨】

问:能否同时用两种放射性元素标记噬菌体?

教师介绍实验步骤,动画展示噬菌体侵染大肠杆菌的过程。通过问题引导学生

分析离心后上清液与沉淀物中的放射性分布。

问:含35S的噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌,沉淀物中有少量放射性的原因

有哪些?

问:含32P的噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌,上清液中含少量放射性的原因

有哪些?

【学生先思考讨论,再分组讨论,表达概述,教师点拨,得出结论】

通过表格进行归纳整理,得出结论:DNA是遗传物质。

4【讲授】病毒的重建实验评论

上述三个实验证明了DNA是遗传物质,那么生物界有没有其他物质也可能是遗

传物质呢?

随着时间的推移,科学家利用了病毒重组实验证明了RNA也可以是某些病毒的

遗传物质。

教师展示感染了烟草花叶病毒的烟草以及介绍烟草花叶病毒的结构。学生阅

读书本相关内容,并概述该实验的过程。

最后得出结论:RNA是烟草花叶病毒的遗传物质。

5【讲授】小结+板书评论