人教版（2019）必修二
遗传与进化
第3章
基因的本质
第1节
DNA是主要的遗传物质
教学设计
一、教学目标的确定
概述DNA是遗传物质的探索过程。
阐述肺炎链球菌的转化实验的过程及结论。
阐述噬菌体侵染细菌的实验的过程及结论。
二、教学重难点
1、教学重点
肺炎链球菌的转化实验。
噬菌体侵染细菌的实验。
2、教学难点
肺炎链球菌的转化实验。
噬菌体侵染细菌的实验。
三、教学设计思路
文字叙述
通过遗传现象导入本节知识，让学生带着遗传物质是什么的疑问走近本节课堂。学生通过对人类对遗传物质的探索过程的总结，大概了解本节课的内容，通过教师对本节课知识的讲解和梳理，明白人类对遗传物质的探索过程的艰辛。教师结合课件图片对肺炎链球菌的转化实验、噬菌体侵染细菌的实验、烟草花叶病毒对烟草花叶细胞的感染实验，这三个实验的实验过程进行讲解，并和学生一起总结实验结论，使学生对这些实验的掌握更加牢固。通过分组讨论，完成思考问题，有助于增强学生之间的合作意识。
框架图
通过遗传现象导入本节知识，学生带着遗传物质是什么的疑问走近本节课堂。
新课导入
探索总结
通过对人类对遗传物质的探索过程的总结，明白人类对遗传物质的探索过程的艰辛。
实验探索
学习肺炎链球菌的转化实验、噬菌体侵染细菌的实验、烟草花叶病毒对烟草花叶细胞的感染实验。
合作探讨
通过分组讨论，完成思考问题，有助于增强学生之间的合作意识。
四、教学步骤
1、新课导入
教师课件给出一家四口的图片，图片中的四名男性，均有长相相似之处。这称为遗传现象。那么，是什么导致了遗传现象的发生呢？其实是人体内的遗传物质。教师给出染色体、蛋白质和DNA的示意图，学生结合之前所学知识，对染色体、蛋白质和DNA加以区分。学生完成讨论问题，你认为遗传物质可能具有什么特点？你认为证明某一种物质是遗传物质的可行方法有哪些？教师引导学生给出答案。并让学生猜测遗传物质可能是什么？带着疑问，走入今天的课堂学习。
2、新课讲授
一、对遗传物质的早期推测
学生通读课本，自己总结人类对遗传物质的探索过程。
教师结合课件，讲解人类度遗传物质的早起推测。20世纪20年代，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。氨基酸多种多样的排列顺序，可能蕴含着遗传信息。因此，当时大多数科学家认为，蛋白质是生物体的遗传物质。
20世纪30年代，人们才认识到DNA是由许多脱氧核苷酸聚合而成的生物大分子，脱氧核苷酸的化学组成包括磷酸、碱基和脱氧核糖。但是，由于对DNA的结构没有清晰的了解，认为蛋白质是遗传物质的观点仍占主导地位。
美国微生物学家艾弗里通过确凿的实验证据向遗传物质是蛋白质的观点提出挑战的，而艾弗里的实验又是在英国微生物学家格里菲思的实验基础上进行的。
二、肺炎链球菌的转化实验
教师首先对格里菲思的体内转化实验进行讲解，结合课件列表比较S型细菌和R型细菌，让学生比较学习两种细菌。
教师结合课件图片对实验过程进行讲解。最后和学生一起总结实验过程和实验结论。
该实验的实验结论：已经加热致死的S型细菌，含有某种促使R型活细菌转化为S型活菌的活性物质——转化因子。
教师提出转化因子究竟是什么物质？学生大胆回答，教师课件给出一些猜测。
其次，对艾弗里的体内转化实验进行讲解。20世纪40年代，艾弗里和他的同事将加热致死的S型细菌破碎后，设法去除绝大部分糖类、蛋白质和脂质，制成细胞提取物。
教师首先讲解艾弗里及其同事的实验设计思路。其次结合课件图片对实验过程进行讲解。最后和学生一起总结实验过程和实验结论。实验结论：
（1）该实验说明了荚膜多糖、蛋白质、RNA、脂质等不是S型细菌的遗传物质。
（2）艾弗里的结论可描述为DNA是转化因子，也可描述为DNA是遗传物质，但不能描述为DNA是主要的遗传物质。
三、噬菌体侵染细菌的实验
1952年，美国遗传学家赫尔希和他的助手蔡斯以T2噬菌体为实验材料，利用放射性同位素标记技术，完成了另一个有说服力的实验。
教师解释同位素标记法，和该实验的标记方法。并结合课件图片讲解实验过程，最后和学生一起总结实验过程和实验结论。赫尔希和蔡斯的实验表明：噬菌体侵染细菌时，DNA进入细菌的细胞中，而蛋白质外壳仍留在细胞外。因此，子代噬菌体的各种性状，是通过亲代的DNA遗传的。DNA才是噬菌体的遗传物质。
教师课件展示噬菌体侵染细菌过程。以便学生更直观的了解该过程。
学生分组讨论，完成思考·讨论中的问题。教师指导给出正确答案。
1.艾弗里与赫尔希等人选用细菌或病毒作为实验材料，以细菌或病毒作为实验材料具有哪些优点？
细菌和病毒作为实验材料，具有的优点：（1）个体很小，结构简单，容易看出遗传物质改变导致的结构和功能的变化。细菌是单细胞生物，病毒无细胞结构，只有核酸和蛋白质外壳。（2）繁殖快，细菌20~30min就可繁殖一代，病毒短时间内可大量繁殖。
2.从控制自变量的角度，艾弗里实验的基本思路是什么？在实际操作过程中最大的困难是什么？
实验设计思路是单独研究DNA、蛋白质、糖类等物质在特化中的作用。艾弗里分别用蛋白酶、RNA酶或酯酶去除S型细菌提取物中的蛋白质、RNA和脂质，由于这些不能将相应的物质全部分解，因此去除得不彻底，不能完全排除这些物质在转化中的作用。
3.艾弗里和赫尔希等人都分别采用了哪些技术手段来实现他们的实验设计？这对于你认识科学与技术之间的相互关系有什么启示？
艾弗里采用的主要技术手段有细菌的培养技术，物质的提纯和鉴定技术等。赫尔希等人采用的主要技术手段有噬菌体的培养技术、同位素标记技术，以及物质的提取和分离技术等。科学成果的取得必须有技术手段做保证，技术的发展需要以科学原理为基础，因此，科学与技术是相互支持相互促进的。
最后教师讲解烟草花叶病毒对烟草花叶细胞的感染实验，得出RNA是烟草花叶病毒的遗传物质，蛋白质不是烟草花叶病毒的遗传物质的结论。
学生趁热打铁，完成教师课件给出的练习题。
五、课堂小结
（1）绝大多数生物的遗传物质是DNA
（2）生物主要的遗传物质是DNA。
（3）细胞生物的遗传物质是DNA。
（4）病毒的遗传物质是DNA或RNA。
六、板书设计
第1节
DNA是主要的遗传物质
一、对遗传物质的早期推测
二、肺炎链球菌的转化实验
三、噬菌体侵染细菌的实验
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