第三章
基因的本质
第1节
DNA是主要的遗传物质
教案
冠县一中
赵桂芳
三维目标
1．知识与技能
（1）总结DNA是遗传物质的探索历程。
（2）知道肺炎双球菌转化实验和“同位素标记法”研究噬菌体侵染细菌所采用的方法。 （3）理解DNA是主要的遗传物质。
2．过程与方法
（1）通过证明DNA是遗传物质实验的最关键的设计思路，训练学生的逻辑思维能力。 （2）用“同位素标记法”来研究噬菌体侵染细菌的实验，训练学生由特殊到一般的归纳思维能力。
3．情感态度与价值观
遗传物质主要是DNA，也有RNA，从遗传和变异的角度，强调了生命的物质性，有利于辩证唯物主义世界观的树立。
【教学重点、难点、疑点及解决办法】
1．教学重点及解决办法
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。
解决办法：
（1）通过学生分析格里菲思的肺炎双球菌转化实验过程，使学生确信S型死细菌细胞中含有某种转化因子。再通过艾弗里的体外转化实验，即从S型活细菌中提取DNA、蛋白质和多糖等分别加入培养R型细菌的培养基中，引导学生明确只有DNA具有转化作用。
（2）通过学生分析赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌的实验过程，用同位素标记法，明确只有噬菌体的DNA注入到细菌体内，而蛋白质外壳留在外面，经分析得出，子代噬菌体DNA和蛋白质，都是在注入到细菌体内的噬菌体DNA指导下完成的，说明DNA是连续的。
2．教学难点及解决办法
教学难点：
（1）肺炎双球菌转化实验的原理和过程。
（2）如何理解DNA是主要的遗传物质，RNA也是遗传物质？ 解决办法：
（1）从科学研究方法入手，对每一个实验步骤进行分析，尤其要重视第3步和第4步两个实验。何谓加热杀“死”？杀“死”后的S型细菌还含有某种转化因子？这里需要从两方面说明，一方面加热的温度一般为60℃左右，不能太高；另一方面说明转化因子的结构相当稳定。另外，在设问“肺炎双球菌的转化实验中，证明DNA是遗传物质的实验设计中最关键的思路是什么？”通过学生回答、教师引导，最后指出关键是“DNA和蛋白质分开，单独、直接地去观察DNA和蛋白质的作用。”
（2）通过讲解烟草花叶病的实例来说明，并列表对比。
【课时安排】
1课时 【教学过程】
引言：前面我们已经学习过了“遗传因子的发现”、“基因和染色体的关系”，那么基因到底是什么？从今天开始，我们将要探讨这方面的知识。
新课： 第三章 基因的本质
我们知道，子代和亲代在性状上相似，是由于亲代将决定生物性状的遗传物质传给了后代，那么什么是遗传物质呢？它又有什么独特的特点呢？
第1节 DNA是主要的遗传物质
浸染展示照片并提出问题：
（1）亲代是否把性状直接传给了子代？ （2）亲代传给子代的是什么物质？ （3）谁是遗传物质？
一、对遗传物质的早期推断
20世纪中叶，科学家发现染色体主要是由蛋白质和DNA组成的。 当时大多数科学家认为，蛋白质是生物的遗传物质。
通过确凿的实验证据首先向遗传物质是蛋白质的观点提出挑战的是美国科学家艾弗里，而艾弗里的实验又是在英国科学家格里菲思的肺炎双球菌转化实验的基础上进行的。
请看这个著名的经典实验：
二、肺炎双球菌的转化实验
出示R型细菌和S型细菌的菌体和菌落图，让学生对图指出何者是R型菌体？何者是S型菌体？菌落各是怎样？毒性呢？以加深学生对两种细菌的了解。
2 展示格里菲思的实验过程并提问：
（1）肺炎双球菌的转化实验分哪几个步骤？各看到哪些现象？ （2）第三步“加热杀死”怎样理解？
（3）第四组的实验结果说明了什么？
（4）艾弗里及其同事的设计思路是什么？他们的研究结果说明了什么？ 教师根据学生回答进行点拨，并强调：
实验过程可分为四大步骤：注射无毒性的R型活细菌，小鼠正常；注射有毒性的S型活细菌，小鼠患败血症死亡；注射加热杀死了的S型细菌，小鼠正常；注射“R型活细菌+杀死的S型细菌”，小鼠患败血症死亡。
第四组的实验结果表明，被加热杀死的S型细菌中，存在着使R型活细菌转变成S型细菌的“转化因子”。这一“转化因子”究竟是什么物质，当时的格里菲思并不知道。 讨论（1）DNA、蛋白质和多糖等，何者是“转化因子”，即何者是遗传物质？
（2）假如你是当时的科学家，怎样设计实验来证明这个问题？最关键的设计思路是什么？
展示艾沸里确定转化因子的实验并提出问题： （1） 每一步的实验结果怎样？说明什么问题？ （2） 分析总结实验结果，你会得到什么结论？ 师生共同总结：
艾弗里和他的同事设法以S型活细菌中提取DNA、蛋白质、糖类及无机物，分别与R型细菌混合培养，其结果是，只有加入DNA的，R型才转化为S型细菌。，分析实验结果，得出结论：DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质。 想一想：肺炎双球菌的转化实验是否是完美的？
三、噬菌体浸染细菌的实验
出示 噬菌体模式图，学习完各部分结构名称后，教师归纳：
噬菌体是一种专门寄生在细菌体内的病毒，它的头部和尾部都具蛋白质的外壳，头内部含有DNA。从元素组成来看，由于蛋白质分子中含S而不含P，DNA分子中含P而不含S。这样，就可让一部分噬菌体只标记蛋白质而不标记DNA，另一部分噬菌体只标记DNA而不标记蛋白质，从而分别观察这两种大分子物质的变化和作用。
思考：（1）放射性同位素
（2）怎样标记？ 出示 噬菌体细菌的实验过程图，然后提出问题： （1）两组实验的结果各是什么？分别说明了什么？
（2）归纳总结实验结果，你会得到什么结论？
和放射性同位素 用于标记噬菌体的何种成分？
（3）实验最关键的设计思路是什么？ 教师归纳：
（1）噬菌体侵染细菌的过程：
吸附→注入（DNA）→复制子代噬菌体的DNA和合成子代噬菌体的蛋白质→组装子代噬菌体→释放。
（2）噬菌体在细菌体内的增殖是在噬菌体DNA的指导下完成的，因为对被标记物质进行测试，结果表明噬菌体的蛋白质并没有进入细菌内部，只有噬菌体的DNA才进入细菌体内。
（3）实验结果表明：DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质。
四、DNA是主要的遗传物质
（1）某些病毒的遗传物质是RNA
如烟草花叶病毒，不含有DNA，只含有蛋白质和RNA。对这些病素来说，RNA就起着遗传物质的作用。
（2）绝大多数生物的遗传物质是DNA。所以DNA是主要的遗传物质
总结：
通过肺炎双球菌的转化实验和噬菌体浸染细菌的实验，充分说明了DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质。
虽然少数病毒的遗传物质是RNA，但绝大多数生物的遗传物质是DNA，所以DNA是主要的遗传物质。
