高中生物 教案 第四章第1节 DNA是主要的遗传物质

第3章   基因的本质
一、教材分析
本章《基因的本质》就是在学习了第一章《遗传因子的发现》和第二章《基因和染色体的关系》的基础上，从分子水平上认识基因的本质，以解决“基因究竟是什么物质，基因是怎样进行工作的”这两个遗传的最基本的问题。
（一）   教学目的要求
知识方面
1、总结人类对遗传物质的探索过程。
2、概述DNA分子结构的主要特点。
3、概述DNA分子的复制。
4、说明基因和遗传信息的关系。
情感态度与价值观方面
1、认同与人合作在科学研究中的重要性，讨论技术的进步在探索遗传物质奥秘中的重要作用。
2、认同人类对遗传物质的认识是不断深化不断完善的过程。
3、初步形成遗传物质的结构与功能相统一、多样性与共同性相统一的观点。
能力方面
1、制作DNA双螺旋结构模型。
2、进行遗传信息多样性原因的探究。
3、就科学家探索基因的本质的过程和方法进行分析和讨论，领悟假说一演绎和模型方法在这些研究中的应用。
二、本章的课时安排
授课时数为5课时。
三、本章各章节每课时的教学流程
第1节   DNA是主要的遗传物质
（一）教学目标
1、总结“DNA是主要遗传物质”的探索过程。
2、分析证明DNA是主要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。
（二）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。
（三）教学难点
肺炎双球菌转化实验的原理和过程。
（四）课时安排
1课时
（五）教学流程
内容
教师活动
学生活动
意图
导入
对遗传物质早期推测
肺炎双球菌转化实验
“转化因子”的探究
噬菌体侵染细菌实验
起初，人们关注遗传现象，只着眼于亲代与子代相似的性状，而蛋白质是各种生命活动的主要承担者与性状表现直接有关。所以，自然以为蛋白质是遗传物质，即亲代直接传给子代的是蛋白质。
我们知道，亲代与子代是以生殖细胞作为“桥梁”，通过对细胞的有丝分裂、减数分裂和受精作用的研究，人们了解到染色体在生物的传种接代过程中能保持一定的稳定性和连续性。故人们认为染色体在遗传上有重要作用。
染色体为什么在遗传上起作用呢？通过对染色体的化学成分分析：得知它是由DNA和蛋白质组成的，其中DNA在染色体里含量稳定，由此，人们推测①DNA很可能是遗传物质。②蛋白质是遗传物质③二者共同在一起完成生物遗传。（投影演示DNA中脱氧核苷酸的组成）
“DNA是遗传物质”这是逻辑推理的观点，需要事实来证明！
究竟是以上三种情况中的哪一种？
设法把DNA与蛋白质分开，单独地、直接去观察DNA作用。
演示肺炎双球菌R与S型示意图，并介绍两种菌对鼠致病性的区别。
投影演示人教版教材必修2《遗传与进化》（以下同）P43图后，再投影演示：
感染
（1）活的R型细菌        老鼠        健康
感染
（2）活的S型细菌        老鼠         死亡
感染
（3）灭活的S型细菌        老鼠        健康
感染
（4）活的R型+死的S型     老鼠        死亡
师生从投影演示的四组实验共同讨论看出：在第四组实验中，已经被加热杀死的S型细菌中，一定含有一种促使R型细菌转化成S型细菌的活性物质，那么它到底是什么呢？
在1944年，美国科学家艾弗里和他的同事，做了如下实验：把S型细菌的组成物质全部分离，并分别与R型细菌混合培养，得到如下结果：
师生通过上图对比，得知是S型细菌的DNA使得R型转化成S型细菌，并能传递给后代，说明DNA是遗传物质。
由于当时分离技术所限，分离的DNA并不十分纯，所以，DNA是遗传物质结论并不是有了充分证据。
投影演示T2噬菌体模式图，介绍其结构，并强调：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。
噬菌体侵染细菌时是噬菌体全部进入细菌细胞内，还是只是噬菌体的DNA或者是蛋白质二者之一侵入细菌细胞内？所以，应把构成噬菌体的DNA和蛋白质分别标记。
演示表格：
亲代噬菌体
寄主细胞内
子代噬菌体
32P标记DNA
有32P标记DNA
DNA有32P标记
35S标记蛋白质
无35S标记蛋白质
外壳蛋白质无35S标记
再设疑：生物的遗传物质是否只有DNA一种物质呢？
学生阅读教材P46可知：生物的遗传物质除了DNA外还有RNA，如烟草花叶病毒没有DNA，只含有蛋白质和RNA，在这两种成分中，科学家研究证明RNA是烟草花叶病毒的遗传物质。因为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。
学生联想回忆自己与父母及其他生物亲子代间的遗传现象。
亲子代之间相似现象的确是蛋白质的相似。
质疑
思考：需要设计实验来验证。
产生探究心理活动。
感悟为什么分离DNA与蛋白质后，就能推测出属于哪一种情况的逻辑思维。
学生看投影演示或板画。
学生观看并思考：，形象思维
抽象思维！
思考：S型细菌中有DNA、蛋白质、多糖、脂质等化合物，是其中一种起转化作用还是几种共同在一起转化作用？
思考：用纯的DNA做实验得出结论才千真万确。
阅读教材P44噬菌体侵染细菌实验的内容。
学生思考：噬菌体侵染细菌有三种可能，究竟是哪一种可能？需要标记DNA和蛋白质特有元素P和S。
阅读教材P45第一自然段。
学生讨论，总结得出结论：DNA分子具有连续性，是遗传物质。
温故知新，导入新课。
逻辑推理，思维探究生物的遗传物质。
激发学生的探究欲望，学会设计实验思路。
实验是检验真理的唯一标准。
用已有的知识解释新问题，再发现问题。
培养学生的逻辑推理能力和分析问题的能力。
培养学生透过实验现象，分析实验原理，得出实验结论的能力。
自主学习，深入探究。
技术的进步，提供了更科学、更精确的实验手段，为DNA是遗传物质提供了新的证据。
生命科学的发展需要物理和化学提供更科学的实验证据。
培养学生的归纳总结能力。
（六）课堂教学效果评价检测
［例1］用噬菌体去感染细胞内含大量的3H的细菌，待细菌解体后3H（    ）
A.随细菌的解体而消失                      B.发现于噬菌体的外壳及DNA中
C.仅发现于噬菌体的DNA中                 D.仅发现于外壳中
解析：考查蛋白质和DNA的组成元素。DNA和蛋白质都含H元素，所以3H为原料合成的DNA和蛋白质外壳都含3H。
答案：B
［例2］噬菌体的繁殖过程中利用的原料是（    ）
A.自己的核苷酸和氨基酸                  B.自己的核苷酸和细菌的氨基酸
C.细菌的脱氧核苷酸和氨基酸              D.自己的氨基酸和细菌的核苷酸
解析：噬菌体侵染细菌，只有噬菌体DNA注入细菌，然后利用细菌的脱氧核苷酸和氨基酸合成噬菌体的DNA和蛋白质。
答案：C
［例3］用噬菌体去侵染含32P的细菌，在细菌解体后含32P的是（    ）
A.子代噬菌体DNA                       B.子代噬菌体外壳
C.子代噬菌体外壳及DNA                 D.部分子代噬菌体
解析：噬菌体侵染细菌的过程，只有噬菌体DNA注入细菌，蛋白质外壳留在外面不起作用，噬菌体DNA注入细菌后，以细菌的原料为原料，场所为场所，合成噬菌体的DNA和蛋白质。含32P的成分只有子代噬菌体DNA。
答案：A
［例4］用DNA酶处理过的S型细菌就不能使R型细菌发生转化。下列关于这一实验的叙述，不正确的是(    )
A.这个实验是为了证实DNA的分解产物是不是遗传物质
B.这个实验为了从反面证明DNA是遗传物质
C.这个实验证实DNA的分解产物不是“转化因子”
D.这个实验是艾弗里关于遗传物质研究的重要工作之一
解析：肺炎双球菌的转化实验的转化因子是DNA，用DNA水解酶处理DNA，DNA分解，R型菌不能转化成S型菌，从反面证明转化因子是DNA，DNA是遗传物质。
答案：A
［例5］下图是烟草花叶病毒侵染烟草的实验示意图。
（1）在丙组实验中观察到的现象是­                 ___；结论：            ______ 。
（2）在乙组实验中观察到的现象是                  _ ；结论：             ______。
（3）甲组实验的目的是________。
解析：考查烟草花叶病毒的遗传物质。烟草花叶病毒的遗传物质是RNA，而不是蛋白质。所以烟草花叶病毒侵入烟草细胞的只有RNA，蛋白质外壳留在外面不起作用。
答案：（1）出现病株，并能从中提取完整的病毒    RNA是遗传物质
（2）不出现病株    蛋白质不是遗传物质
（3）对照实验