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1、学科生物年级高一备课主笔岑东照 备课组员课时第 1 课时课题第一节 遗传的物质基础DNA是主要的遗传物质课型新授课教学目的教学目的:1通过“肺炎双球菌的转化实验”和“噬菌体侵染细菌的实验”,理解DNA是主要的遗传物质。2通过引导学生设计实验并分析实验结果,培学生的思维能教学重点难点教学重点1肺炎双球菌的转化实验的原理和过程。2噬菌体侵染细菌的实验的原理和过程。教学难点肺炎双球菌的转化实验的原理和过程。教学方法手段教学方法教师讲述与谈话相结合。教学引言:俗话说,种瓜得瓜,种豆得豆;一母生九子,九子各不同。这些现象表明生物具有遗传和变异的特性。 我们已知,生物体的性状之所以能够传给后代,是由于生物
2、体内具有DNA或RNA这些遗传物质。那么,如何确定DNA是主要的遗传物质呢? DNA有什么样的结构和功能呢?在生物遗传过程中,它是怎样发挥作用的呢?这些即是本节所要阐述的问题。本节课,我们主要了解为什么说DNA是主要的遗传物质这一内容。提问:通过我们对生殖发育中减数分裂,受精作用,有丝分裂等环节的学习可知,细胞中哪一结构在前后代能保持连续性和稳定性?(回答:染色体。)小结:染色体在生物的遗传中起着重要作用。讲述:据此人们对染色体的成分进行研究,化学分析的结果表明,染色体主要是由蛋白质和DNA组成的。那么,它们中究竟哪一种是遗传物质呢?教学反思过程设计因为人们认识蛋白质具有多样性,那时还没有认清
3、DNA的结构, 所以曾有人认为蛋白质是遗传物质,但越来越多的科学实验证明,DNA是遗传物质,而蛋白质不是。在此我们只介绍两个著名的证明实验。提问:在生物体内DNA与蛋白质往往同时存在,你认为证明DNA是遗传物质的实验中关键的设计思路是什么?(回答:设法将DNA与蛋自质分开,单独,直接地观察DNA的作用。)讲述:首先了解肺炎双球菌的转化实验。请一学生叙述各组实验的做法及现象。(回答:无毒性的R型活细菌注射到鼠体内,鼠不死亡;有毒性的S型活细菌注射到鼠体内,鼠死亡;加热杀死的S型细菌注射到鼠体内,鼠不死亡;无毒性的R型活细菌与加热杀死的S细菌混合后注射到鼠体内,鼠死亡,并且从鼠体内分离出有毒性的S
4、型活细菌,其后代也有毒性。)提问:从第组实验鼠体内可分离出有毒性的S型活细菌说明了什么?这种S型活细菌的后代也是有毒性的S型细菌又说明了什么?(回答:无毒性的R型活细菌与加热杀死的S型细菌混合后,可转化成有毒性的S型活细菌,并且这种转化的性状可以遗传。)讲述:格里菲思的结论是,已加热杀死的S型细菌中必然含有某种促成这一转化的活性物质。这种转化因子是什么?格里菲思没有找到。提问:同学们,如果你是当时的科学家,你认为在确定转化因子的实验中,关键的设计思路是什么?(提示:参考前面证明实验的关键思路。)(回答:从活的S型细菌中分离,提取出各种成分,分别与R型细菌混合培养,观察其后代是否有S型细菌出现)
5、讲述:同学们的设计思路很好,但这个设计思路的实施需要依赖于DNA。蛋白质、多糖等的分离提取技术和其它有关技术的掌握。因此,直至1944年,美国的科学家艾弗里和他的同事才进行了确定转化因子的实验,并获得了成功。他们的做法是从S型活细菌中提取出了DNA,蛋白质和多糖等物质,分别将它们加入培养R型细菌的培养基中,结果发现只有加入DNA,才能在培养R型细菌的培养基中找到S型细菌。 可表明以上做法。但有人怀疑是DNA不纯,夹杂有蛋白质,为此他们又设计了,用DNA酶处理DNA,使其水解,结果在培养R型活细菌的培养基中没有发现S型细菌。提问:艾弗里实验的结论是什么?(回答:DNA是转化因子,是使R型细菌产生
6、稳定的遗传变化的物质,即DNA是遗传物质)请同学们回顾整个双球菌的转化实验,你们有什么疑问吗?(学生甲问:加热杀死S型肺炎双球菌后,其细胞中的DNA是否变性?)解答:实验证明,把DNA溶液加热到沸点,可使其氢键断裂,双螺旋解体,但如将其缓慢冷却,分离的单链就可部分地得以重聚,恢复其双螺旋结构。(学生乙问:S型细菌的DNA是怎样将它的核苷酸序列加在R型细菌上的呢?)解答:这是因为外源DNA分子一旦找到它的内源同源体,这两个分子就可进行遗传交换了。交换的结果是使外源DNA被整合,而使同源的内源DNA分子从R型细菌的DNA中排斥出去,从而产生由R型细菌变为S型细菌的遗传转化。教学过程设计讲述: DN
7、A是遗传物质的另一个证明实验是:噬菌体侵染细菌的实验。讲述:噬菌体是一种寄生在细菌体内的病毒,它的外壳是蛋白质,头部内含有DNA,它侵染细菌后,就会在自身遗传物质的作用下,利用细菌体内的物质来合成自身的组成成分,进行大量的增殖。那么,它的两种成分中哪一种是遗传物质呢?1952年赫尔希和沙斯设计了一个巧妙实验:用放射性同位素标记和测试。提问: DNA有,但多数蛋白质没有的元素是哪种?只有蛋白质有,而DNA没有的元素又是哪种?(回答:前者是P后者是S)请同学们仔细看教材P4的图6-3,看后请叙述实验的方法步骤。(回答:用35P标记了一部分噬菌体的蛋白质,并用32P标记了另一部分噬菌体的DNA。用被
8、标记的两种噬菌体分别去侵染细菌。当噬菌体在细菌体内大量增殖时,对被标记物质进行放射性测试) 提问:测试的结果如何?表明了什么? (回答:用35P标记蛋白质的噬菌体侵染后,细菌体内无放射性,即表明噬菌体的蛋白质没有进入细菌内部;而用3P标记DNA的噬菌体侵染细菌后,细菌体内有放射性,即表明噬菌体的DNA进入了细菌体内。)提问:由此可知,噬菌体在细菌体内的增殖是在哪种物质的作用下完成的?子代噬菌体的蛋白质和DNA分别是怎样形成的?(回答:噬菌体是在DNA的作用下完成在细菌体内的增殖的。DNA是自我复制形成的,蛋白质是在DNA指导下合成的。)提问:此实验证明DNA具备遗传物质的哪些特性?实验的结论是
9、什么、(回答:证明了DNA能自我复制,具有连续性;能指导蛋白质的合成。结论: DNA是遗传物质,蛋白质不是。)讲述:现代科学研究证明,有些病毒只含有蛋白质和RNA,如烟草花叶病病毒。从烟草花叶病病毒中提取出RNA和蛋白质,分别侵染烟草,前者能使烟草感染病毒,而后者却不能提问:对于这些病毒来说,什么是它们的遗传物质?(回答: RNA。)总结:因为绝大多数生物的遗传物质是DNA,只有少数病毒的遗传物质是RNA,因此说DNA是主要的遗传物质。巩固:请思考并回答教材P6的一、二、三题作业布置课后练习和练习卷板书设计 一、 DNA是主要的遗传物质(一)染色体在生物遗传中起着重要作用染色体体的成分:DNA和蛋白质DNA是遗传物质的证明实验关键是:设法把DNA与蛋白质分开,单独直接地观察DNA的作用1.肺炎双球菌的转化实验(1)格里菲思的转化实验 结论:已被加热杀死的S型细菌中,必然含有某种促成细菌由R型转化成S型的活性物质,即转化固子。 (2)艾弗里确定转化因子的实验 结论:DNA是转化因子,是使R型细菌产生稳定的遗传变化的物质,即DNA是遗传物质。 2噬菌体侵染细菌的实验噬菌体:DNA和蛋白质外壳 结论:在噬菌体中,亲代与子代之间具有连续性的是DNA,而不是蛋白质。即DNA是遗传物质。 (三)有些病毒的成分是:RNA和蛋白质。RNA是遗传物质4用心 爱心 专心