人教版（2019）必修二

遺傳與進化

第3章

基因的本質

第1節

DNA是主要的遺傳物質

教學設計

一、教學目標的確定

概述DNA是遺傳物質的探索過程。

闡述肺炎鏈球菌的轉化實驗的過程及結論。

闡述噬菌體侵染細菌的實驗的過程及結論。

二、教學重難點

1、教學重點

肺炎鏈球菌的轉化實驗。

噬菌體侵染細菌的實驗。

2、教學難點

肺炎鏈球菌的轉化實驗。

噬菌體侵染細菌的實驗。

三、教學設計思路

文字敘述

通過遺傳現象導入本節知識，讓學生帶著遺傳物質是什么的疑問走近本節課堂。學生通過對人類對遺傳物質的探索過程的總結，大概了解本節課的內容，通過教師對本節課知識的講解和梳理，明白人類對遺傳物質的探索過程的艱辛。教師結合課件圖片對肺炎鏈球菌的轉化實驗、噬菌體侵染細菌的實驗、煙草花葉病毒對煙草花葉細胞的感染實驗，這三個實驗的實驗過程進行講解，并和學生一起總結實驗結論，使學生對這些實驗的掌握更加牢固。通過分組討論，完成思考問題，有助于增強學生之間的合作意識。

框架圖

通過遺傳現象導入本節知識，學生帶著遺傳物質是什么的疑問走近本節課堂。

新課導入

探索總結

通過對人類對遺傳物質的探索過程的總結，明白人類對遺傳物質的探索過程的艱辛。

實驗探索

學習肺炎鏈球菌的轉化實驗、噬菌體侵染細菌的實驗、煙草花葉病毒對煙草花葉細胞的感染實驗。

合作探討

通過分組討論，完成思考問題，有助于增強學生之間的合作意識。

四、教學步驟

1、新課導入

教師課件給出一家四口的圖片，圖片中的四名男性，均有長相相似之處。這稱為遺傳現象。那么，是什么導致了遺傳現象的發生呢？其實是人體內的遺傳物質。教師給出染色體、蛋白質和DNA的示意圖，學生結合之前所學知識，對染色體、蛋白質和DNA加以區分。學生完成討論問題，你認為遺傳物質可能具有什么特點？你認為證明某一種物質是遺傳物質的可行方法有哪些？教師引導學生給出答案。并讓學生猜測遺傳物質可能是什么？帶著疑問，走入今天的課堂學習。

2、新課講授

一、對遺傳物質的早期推測

學生通讀課本，自己總結人類對遺傳物質的探索過程。

教師結合課件，講解人類度遺傳物質的早起推測。20世紀20年代，人們已經認識到蛋白質是由多種氨基酸連接而成的生物大分子。氨基酸多種多樣的排列順序，可能蘊含著遺傳信息。因此，當時大多數科學家認為，蛋白質是生物體的遺傳物質。

20世紀30年代，人們才認識到DNA是由許多脫氧核苷酸聚合而成的生物大分子，脫氧核苷酸的化學組成包括磷酸、堿基和脫氧核糖。但是，由于對DNA的結構沒有清晰的了解，認為蛋白質是遺傳物質的觀點仍占主導地位。

美國微生物學家艾弗里通過確鑿的實驗證據向遺傳物質是蛋白質的觀點提出挑戰的，而艾弗里的實驗又是在英國微生物學家格里菲思的實驗基礎上進行的。

二、肺炎鏈球菌的轉化實驗

教師首先對格里菲思的體內轉化實驗進行講解，結合課件列表比較S型細菌和R型細菌，讓學生比較學習兩種細菌。

教師結合課件圖片對實驗過程進行講解。最后和學生一起總結實驗過程和實驗結論。

該實驗的實驗結論：已經加熱致死的S型細菌，含有某種促使R型活細菌轉化為S型活菌的活性物質——轉化因子。

教師提出轉化因子究竟是什么物質？學生大膽回答，教師課件給出一些猜測。

其次，對艾弗里的體內轉化實驗進行講解。20世紀40年代，艾弗里和他的同事將加熱致死的S型細菌破碎后，設法去除絕大部分糖類、蛋白質和脂質，制成細胞提取物。

教師首先講解艾弗里及其同事的實驗設計思路。其次結合課件圖片對實驗過程進行講解。最后和學生一起總結實驗過程和實驗結論。實驗結論：

（1）該實驗說明了莢膜多糖、蛋白質、RNA、脂質等不是S型細菌的遺傳物質。

（2）艾弗里的結論可描述為DNA是轉化因子，也可描述為DNA是遺傳物質，但不能描述為DNA是主要的遺傳物質。

三、噬菌體侵染細菌的實驗

1952年，美國遺傳學家赫爾希和他的助手蔡斯以T2噬菌體為實驗材料，利用放射性同位素標記技術，完成了另一個有說服力的實驗。

教師解釋同位素標記法，和該實驗的標記方法。并結合課件圖片講解實驗過程，最后和學生一起總結實驗過程和實驗結論。赫爾希和蔡斯的實驗表明：噬菌體侵染細菌時，DNA進入細菌的細胞中，而蛋白質外殼仍留在細胞外。因此，子代噬菌體的各種性狀，是通過親代的DNA遺傳的。DNA才是噬菌體的遺傳物質。

教師課件展示噬菌體侵染細菌過程。以便學生更直觀的了解該過程。

學生分組討論，完成思考·討論中的問題。教師指導給出正確答案。

1.艾弗里與赫爾希等人選用細菌或病毒作為實驗材料，以細菌或病毒作為實驗材料具有哪些優點？

細菌和病毒作為實驗材料，具有的優點：（1）個體很小，結構簡單，容易看出遺傳物質改變導致的結構和功能的變化。細菌是單細胞生物，病毒無細胞結構，只有核酸和蛋白質外殼。（2）繁殖快，細菌20~30min就可繁殖一代，病毒短時間內可大量繁殖。

2.從控制自變量的角度，艾弗里實驗的基本思路是什么？在實際操作過程中最大的困難是什么？

實驗設計思路是單獨研究DNA、蛋白質、糖類等物質在特化中的作用。艾弗里分別用蛋白酶、RNA酶或酯酶去除S型細菌提取物中的蛋白質、RNA和脂質，由于這些不能將相應的物質全部分解，因此去除得不徹底，不能完全排除這些物質在轉化中的作用。

3.艾弗里和赫爾希等人都分別采用了哪些技術手段來實現他們的實驗設計？這對于你認識科學與技術之間的相互關系有什么啟示？

艾弗里采用的主要技術手段有細菌的培養技術，物質的提純和鑒定技術等。赫爾希等人采用的主要技術手段有噬菌體的培養技術、同位素標記技術，以及物質的提取和分離技術等。科學成果的取得必須有技術手段做保證，技術的發展需要以科學原理為基礎，因此，科學與技術是相互支持相互促進的。

最后教師講解煙草花葉病毒對煙草花葉細胞的感染實驗，得出RNA是煙草花葉病毒的遺傳物質，蛋白質不是煙草花葉病毒的遺傳物質的結論。

學生趁熱打鐵，完成教師課件給出的練習題。

五、課堂小結

（1）絕大多數生物的遺傳物質是DNA

（2）生物主要的遺傳物質是DNA。

（3）細胞生物的遺傳物質是DNA。

（4）病毒的遺傳物質是DNA或RNA。

六、板書設計

第1節

DNA是主要的遺傳物質

一、對遺傳物質的早期推測

二、肺炎鏈球菌的轉化實驗

三、噬菌體侵染細菌的實驗