高中生物高中生物優(yōu)質(zhì)課教案探索遺傳物質(zhì)的過程（教案）鹿邑縣第二高級(jí)中學(xué)楊明燈第四章遺傳的分子基礎(chǔ)第一節(jié)探索遺傳物質(zhì)的過程（第一課時(shí)）教學(xué)目標(biāo)：1分析肺炎球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)的過程原理和結(jié)論。2說出噬菌體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。3分析噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)的過程和結(jié)論4通過分析圖文資料，嘗試信息的處理。模仿科學(xué)家通過分析、比較、推理、歸納去解決實(shí)際的問題。教學(xué)重點(diǎn)：肺炎球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)和噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)的原理和過程。教學(xué)難點(diǎn)：肺炎球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)的原理和過程。教學(xué)方法：實(shí)驗(yàn)過程分析，小組討論，教師引導(dǎo)啟發(fā)，與學(xué)生觀察探索相結(jié)合。教學(xué)過程：引課：俗話說“種瓜得瓜，種豆得豆”“龍生龍，鳳生鳳，老鼠生的兒子會(huì)打洞”。這些俗話說的就是生物的遺傳現(xiàn)象，這些現(xiàn)象是怎樣發(fā)生的？生物體內(nèi)的哪種物質(zhì)控制了這些遺傳現(xiàn)象哪?也就是說誰是生物體內(nèi)的遺傳物質(zhì)哪？經(jīng)過科學(xué)家們長(zhǎng)期的大量實(shí)驗(yàn)探索，最終證明DNA是生物的主要遺傳物質(zhì)。本節(jié)課就讓我們沿著科學(xué)家們的探索足跡，去探索誰是生物的遺傳物質(zhì)。（板書本節(jié)的探索課題）新課研學(xué)：遺傳和變異現(xiàn)象是通過生殖過程發(fā)生的，生物科學(xué)家們對(duì)自然界中有性生殖過程進(jìn)行了研究。請(qǐng)同學(xué)們思考一下，通過有性生殖過程產(chǎn)生一個(gè)多細(xì)胞的生物體要經(jīng)過哪些生理過程？生：減數(shù)分裂、受精作用和有絲分裂三個(gè)生理過程。請(qǐng)同學(xué)們仔細(xì)分析一下這三個(gè)生理過程，看那些物質(zhì)或結(jié)構(gòu)在生物體前后代之間具有一定的連續(xù)性和穩(wěn)定性。生：染色體。由此，生物學(xué)家們認(rèn)為染色體與生物的遺傳有著密切的關(guān)系。請(qǐng)思考，染色體的化學(xué)組成主要是那些？生：染色體的主要成分是DNA和蛋白質(zhì)。這兩種化合物究竟誰是生物體的遺傳物質(zhì)哪？對(duì)于這個(gè)問題，世界上的生物學(xué)家們開展了大量的實(shí)驗(yàn)。最終證明，DNA是生物的遺傳物質(zhì)。其中，證明DNA是遺傳物質(zhì)的最直接、最有力的證據(jù)是肺炎球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)和噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)。下面我們重點(diǎn)來探究這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)。一肺炎球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)1請(qǐng)同學(xué)們思考一下，作為遺傳物質(zhì)應(yīng)至少具備哪些條件？請(qǐng)學(xué)生回答后，教師總結(jié)。主要有四個(gè)條件：①攜帶遺傳信息，能控制生物的遺傳性狀；②能產(chǎn)生可遺傳的變異；③能自我復(fù)制，從而傳遞遺傳性息；④分子結(jié)構(gòu)具有相對(duì)的穩(wěn)定性，從而維持自然界的相對(duì)穩(wěn)定性。21928年格里菲思的肺炎球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)課件展示，肺炎球菌的兩種類型：（1）S型細(xì)菌：菌落光滑、菌體有夾膜、有毒性（2）R型細(xì)菌：菌落粗糙、菌體無夾膜、無毒性課件展示，格里菲思的肺炎球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)的過程和結(jié)果。請(qǐng)同學(xué)們仔細(xì)觀察格里菲思的肺炎球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)的過程，分析其實(shí)驗(yàn)結(jié)果，回答下列問題。課件展示所提出的問題，經(jīng)過學(xué)生思考分組討論后，請(qǐng)學(xué)生回答。問題一，在第四組實(shí)驗(yàn)中的小鼠體內(nèi)除了發(fā)現(xiàn)無毒性的R型活細(xì)菌外,還發(fā)現(xiàn)了少量有毒性的S型活細(xì)菌，這能說明什么？結(jié)論1：無毒性的R型活細(xì)菌與被加熱殺死的有毒性的S型細(xì)菌混合后，轉(zhuǎn)化為有毒性的S型活細(xì)菌。問題二，在第四組實(shí)驗(yàn)中的小鼠體內(nèi)出現(xiàn)的有毒性的S型活細(xì)菌的后代也是有毒性的S型細(xì)菌，這說明這種性狀的轉(zhuǎn)化可不可以遺傳？結(jié)論2：這種性狀的轉(zhuǎn)化是可以遺傳的。問題三，無毒性的R型活細(xì)菌與被加熱殺死的S型細(xì)菌混合后會(huì)轉(zhuǎn)化成有毒性的S型活細(xì)菌，對(duì)此你有何想法？推論（格里菲思）：在第四組實(shí)驗(yàn)中，已經(jīng)被加熱殺死S型細(xì)菌中，必然含有某種促成這一轉(zhuǎn)化的活性物質(zhì)—“轉(zhuǎn)化因子”。格里菲斯的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是一個(gè)對(duì)照試驗(yàn)，請(qǐng)思考，對(duì)照組和實(shí)驗(yàn)組分別是誰？本實(shí)驗(yàn)的結(jié)果能否得出誰是肺炎球菌的遺傳物質(zhì)這樣一個(gè)結(jié)論？生：對(duì)照組是第一組、第二組和第三組，實(shí)驗(yàn)組是第四組。本實(shí)驗(yàn)的結(jié)果不能得出誰是肺炎球菌的遺傳物質(zhì)這樣一個(gè)結(jié)論。很好，這個(gè)實(shí)驗(yàn)給我們留下一個(gè)問題，到底是S型細(xì)菌的那種物質(zhì)使R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化成S型細(xì)菌？現(xiàn)在請(qǐng)同學(xué)們思考一下，S型細(xì)菌是由哪些化合物組成的？生：水、無機(jī)鹽、糖類、脂質(zhì)、蛋白質(zhì)和核酸（DNA和RNA）等。如果在此基礎(chǔ)上讓你去設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，來探究其“轉(zhuǎn)化因子”到底是哪種化合物，你將如何去設(shè)計(jì)？生：把這些化合物分開（分離提純），分別加入到培養(yǎng)R型細(xì)菌的培養(yǎng)基中，看到底是哪種化合物使R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化成S型細(xì)菌。非常好，這就是艾弗里等人的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。31944年艾弗里等人的肺炎球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)課件展示艾弗里等人的肺炎球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)過程。S型活細(xì)菌多糖脂質(zhì)蛋白質(zhì)RNADNADNA和DNA酶分別與R型活細(xì)菌混合培養(yǎng)分別與R型活細(xì)菌混合培養(yǎng)RRRRRSR由該實(shí)驗(yàn)結(jié)果我們可以得到什么結(jié)論哪？生：是S型細(xì)菌的DNA使R型細(xì)菌產(chǎn)生了穩(wěn)定的可遺傳變異，由此證明DNA是遺傳物質(zhì)。請(qǐng)思考，加入S型細(xì)菌的DNA和DNA酶的這一組實(shí)驗(yàn)，有什么作用？能夠獲得什么結(jié)論？生：證明DNA的水解產(chǎn)物不能使R型細(xì)菌發(fā)生轉(zhuǎn)化，從而進(jìn)一步證明是S型細(xì)菌的DNA使R細(xì)菌發(fā)生轉(zhuǎn)化的。那么，R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌的原理是什么哪？其原理是：S型細(xì)菌的DNA在接觸到R型細(xì)菌后，侵染到了R型細(xì)菌細(xì)胞中，使R型細(xì)菌得到了S型細(xì)菌的DNA，從而就出現(xiàn)了S型細(xì)菌的遺傳特征，有莢膜，有毒性，這樣，就使R型菌轉(zhuǎn)變成了S型菌?？偨Y(jié)遺傳物質(zhì)的概念：能攜帶遺傳信息，控制生物體的特定性狀，并通過細(xì)胞增殖過程將遺傳信息傳遞給后代的物質(zhì)，稱為遺傳物質(zhì)。課件展示資料，艾弗里等人實(shí)驗(yàn)的缺陷：艾弗里等人的試驗(yàn)引起了人們的注意，但是，并不是所有的人都信服這一結(jié)果。因?yàn)?，艾弗里的試?yàn)中提取的DNA的純度最高時(shí)也還有0.02%的蛋白質(zhì)，因此不能完全排除蛋白質(zhì)的作用。那么，怎樣才能將DNA和蛋白質(zhì)完全分開，直接證明誰是生物體的遺傳物質(zhì)呢？下面我們看噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)二、1952年郝爾希和蔡斯噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)課件展示噬菌體的結(jié)構(gòu)圖，介紹噬菌體的有關(guān)知識(shí)，蛋白質(zhì)：C、H、O、N、ST2噬菌體DNA：C、H、O、N、PT2噬菌體是一種專門寄生在大腸桿菌體內(nèi)的病毒。無細(xì)胞結(jié)構(gòu)，只能在寄主細(xì)胞內(nèi)才能完成其代謝和繁殖過程。課件展示噬菌體侵染細(xì)菌的過程（包括五步：吸附→注入→合成DNA和蛋白質(zhì)→組裝→釋放）。請(qǐng)思考，采用什么方法將噬菌體的DNA和蛋白質(zhì)分開呢？生：采用放射性同位素標(biāo)記的方法?；卮鸬姆浅：茫敲从檬裁丛剡M(jìn)行放射性標(biāo)記將二者分開？為什么？生：用35S標(biāo)記蛋白質(zhì)外殼，用32P標(biāo)記DNA。因?yàn)樵谑删w中S只存在于蛋白質(zhì)外殼中，而P基本上都存在于DNA中。思考：如何用35S和32P分別對(duì)噬菌體進(jìn)行放射性標(biāo)記？生：標(biāo)記噬菌體含35S的培養(yǎng)基含35S的細(xì)菌35S蛋白質(zhì)外殼含35S的噬菌體含32P的培養(yǎng)基含32P的細(xì)菌內(nèi)部DNA含32P的噬菌體獲得用35S和32P分別標(biāo)記的噬菌體后，就可以進(jìn)行噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)了。課件展示噬菌體侵染細(xì)菌試驗(yàn)的過程和結(jié)果，噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)：含35S的噬菌體細(xì)菌體內(nèi)沒有放射性35S含32P的噬菌體細(xì)菌體內(nèi)有放射線32P請(qǐng)同學(xué)們仔細(xì)觀察，回答下列問題。1用35S標(biāo)記噬菌體的那一組實(shí)驗(yàn)，檢測(cè)結(jié)果是上清液的放射性比較高，說明什么問題？生：噬菌體的蛋白質(zhì)外殼沒有侵入到細(xì)菌細(xì)胞中，使其主要存在于細(xì)菌細(xì)胞外。用32P標(biāo)記的噬菌體哪一組，結(jié)果是沉淀物的放射性比較高，說明什么問題？生：說明噬菌體的DNA侵入到細(xì)菌細(xì)胞中。3由此，我們可以得到什么結(jié)論呢？生：子代噬菌體的各種性狀是通過親代的DNA遺傳的，DNA才是真正的遺傳物質(zhì)。實(shí)驗(yàn)誤差分析，在本實(shí)驗(yàn)中用32P標(biāo)記噬菌體的那一組，理論上放射性應(yīng)只存在于沉淀物中，而實(shí)驗(yàn)結(jié)果是上清液中也有放射性，請(qǐng)同學(xué)們思考一下其誤差來源是什么？生：其誤差來源有二：一是沒有侵染到細(xì)菌體內(nèi)的親代噬菌體；二是由于時(shí)間長(zhǎng)，細(xì)菌菌體裂解，釋放出子代噬菌體。通過以上實(shí)驗(yàn)都證明了DNA是遺傳物質(zhì)，而自然界中有的生物沒有DNA，只有RNA如：煙草花葉病毒、車前草病毒等，那么其遺傳物質(zhì)是誰？能否通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證哪？請(qǐng)同學(xué)們下去思考一下，并預(yù)習(xí)教材后面的內(nèi)容。三為什么說DNA是生物體的主要遺傳物質(zhì)哪？課件展示下列表格。細(xì)胞生物（真核、原核）非細(xì)胞生物

（病毒）核酸

DNA和RNADNA

RNA遺傳物質(zhì)DNA

DNARNA因?yàn)榻^大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是DNA，所以DNA是主要的遺傳物質(zhì)。課堂小結(jié)：師生共同總結(jié)出本節(jié)的主要內(nèi)容。1肺炎球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)（1）格里菲思的肺炎球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)結(jié)果結(jié)論實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)（2）艾弗里等人的肺炎球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)結(jié)果結(jié)論實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)2噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)結(jié)果結(jié)論3DNA是主要的遺傳物質(zhì)：因?yàn)榻^大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是DNA，所以DNA是主要的遺傳物質(zhì)課堂鞏固訓(xùn)練：1.注射后能使小白鼠因患敗血病而死亡的是（

）A．R型肺炎雙球菌B．加熱殺死后的R型肺炎雙球菌C．加熱殺死后的S型肺炎雙球菌D．加熱殺死后的S型肺炎雙球菌與R型肺炎雙球菌2.所有病毒的遺傳物質(zhì)（)A．都是DNA

B．都是RNA

C．是DNA或RNA

D．是D