《人類對(duì)遺傳物質(zhì)的探究》教案

《DNA是主要的遺傳物質(zhì)》

段蓉

一、教材分析

1、教材的地位和作用

《DNA是主要的遺傳物質(zhì)》是人教版普通高中新課程生物必修2《遺傳與進(jìn)化》中第3

章第1節(jié)的內(nèi)容。本節(jié)首先是以“問題探討”的形式呈現(xiàn)了曾經(jīng)在科學(xué)界爭議了很長的問題：

“DNA和蛋白質(zhì)究竟誰是遺傳物質(zhì)？”目的在于引導(dǎo)學(xué)生思考如何對(duì)這一問題進(jìn)行研究，

激發(fā)學(xué)生的探索欲望；接著介紹了20世紀(jì)早期人們對(duì)于遺傳物質(zhì)的推測(cè)，在此基礎(chǔ)之上教

材詳細(xì)講述了DNA是遺傳物質(zhì)的直接證據(jù)──“肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)”和“噬菌體侵染細(xì)

菌的實(shí)驗(yàn)”,引導(dǎo)學(xué)生重溫科學(xué)家的探究歷程，領(lǐng)悟科學(xué)的過程和方法，最終得出科學(xué)的結(jié)

論。

本節(jié)是在學(xué)習(xí)了遺傳的細(xì)胞基礎(chǔ)、基因與染色體的關(guān)系等內(nèi)容之后，從分子層面上認(rèn)識(shí)

遺傳物質(zhì)的本質(zhì)，為學(xué)習(xí)DNA的復(fù)制，基因的表達(dá)和基因突變打下了基礎(chǔ)。本內(nèi)容的兩個(gè)生

物學(xué)經(jīng)典實(shí)驗(yàn)，不僅向?qū)W生展示了生物學(xué)史上的重大事件，更重要的是其中的科學(xué)思維和

方法對(duì)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)的提高的重要的作用。

課標(biāo)對(duì)本內(nèi)容的要求為“總結(jié)人類對(duì)遺傳物質(zhì)的探索過程”，近幾年的高考考綱知識(shí)點(diǎn)

為“人類對(duì)遺傳物質(zhì)的探索過程”，要求為II級(jí)。課標(biāo)和考綱對(duì)此均做了較高的要求，其

原因與本節(jié)課的內(nèi)容有關(guān)。

2、教學(xué)目標(biāo)

（1）知識(shí)目標(biāo)

①總結(jié)兩個(gè)經(jīng)典實(shí)驗(yàn)的研究方法和思路

②說明“DNA是主要的遺傳物質(zhì)”的含義

確立依據(jù)：本節(jié)內(nèi)容的課程標(biāo)準(zhǔn)是“總結(jié)人類對(duì)遺傳物質(zhì)的探索過程”。本節(jié)內(nèi)容包括

兩個(gè)人類在探索遺傳物質(zhì)的過程中的兩個(gè)經(jīng)典實(shí)驗(yàn)。此外，本節(jié)課的結(jié)論“DNA是主要的

遺傳物質(zhì)”是重要的生物學(xué)事實(shí)，應(yīng)當(dāng)讓學(xué)生理解。

（2）能力目標(biāo)

通過分析兩個(gè)經(jīng)典實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維

確立依據(jù)：本節(jié)內(nèi)容以遺傳物質(zhì)的本質(zhì)的探究歷程為主線，以學(xué)生動(dòng)腦分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象得

出實(shí)驗(yàn)結(jié)論為重點(diǎn)，讓學(xué)生們從中體驗(yàn)科學(xué)研究的過程與方法。

（3）情感目標(biāo)

①體驗(yàn)科學(xué)探索的艱辛過程；

②認(rèn)同人類對(duì)遺傳物質(zhì)的認(rèn)識(shí)是不斷深化、不斷完善的過程；認(rèn)同科學(xué)與技術(shù)的關(guān)系。

確立依據(jù)：本節(jié)教材介紹了人類探究遺傳物質(zhì)的過程和方法，可以加深學(xué)生對(duì)生物科學(xué)

史本質(zhì)的認(rèn)識(shí)，特別是這些內(nèi)容中所體現(xiàn)的生物學(xué)思想、技術(shù)手段促進(jìn)科學(xué)的發(fā)展等觀點(diǎn)對(duì)

于學(xué)生的情感態(tài)度與價(jià)值觀領(lǐng)域的發(fā)展有重要價(jià)值。

3、重點(diǎn)與難點(diǎn)

(1)肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)的原理和過程（重點(diǎn)）

(2)噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)的原理和過程；（重點(diǎn)與難點(diǎn)）

(3)證明DNA是遺傳物質(zhì)的關(guān)鍵實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路（重點(diǎn)與難點(diǎn)）

確立依據(jù)：重要的生物學(xué)史實(shí)是生物科學(xué)素養(yǎng)的的組成部分。本屆內(nèi)容涉及到的實(shí)驗(yàn)都

不能動(dòng)手完成，要理解實(shí)驗(yàn)并得出結(jié)論，學(xué)生不僅要有扎實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí)，而且對(duì)邏輯思維的

要求也比較高。高一學(xué)生已有的生物學(xué)知識(shí)和生活經(jīng)驗(yàn)較少，空間想象能力和邏輯推理能力

有限。

二、教法與學(xué)法

本課遵照以教師為主導(dǎo)，學(xué)生為主體的理念，采用講授、問答、討論、比較、歸納等方

法指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)。在指導(dǎo)學(xué)生了解了實(shí)驗(yàn)過程之后，通過一連串的問題，啟發(fā)學(xué)生由淺入深，

獲取各實(shí)驗(yàn)的目的、思路，這樣教學(xué)不僅能使學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)過程，體會(huì)到生物現(xiàn)象的物質(zhì)性，

而且能激發(fā)學(xué)生的求知欲，增強(qiáng)獲取新知識(shí)的渴望。

三、教學(xué)課時(shí)

1課時(shí)

四、教學(xué)過程設(shè)計(jì)

教學(xué)環(huán)節(jié)教師組織和引導(dǎo)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖

1、介紹當(dāng)時(shí)的科學(xué)背景，感受科學(xué)學(xué)生回顧所學(xué)尋找新舊

創(chuàng)設(shè)情家大智慧知識(shí)，思考回答相關(guān)知識(shí)的結(jié)合

景，導(dǎo)入2、引導(dǎo)學(xué)生回憶性狀的遺傳實(shí)質(zhì)是問題，總結(jié)遺傳物質(zhì)點(diǎn)，制造矛盾，

新課遺傳物質(zhì)通過染色體的傳遞，說明遺傳物的特點(diǎn)：能夠控制生激發(fā)探究欲

質(zhì)應(yīng)具備什么特點(diǎn)。物的性狀、能夠復(fù)望。

3、提出問題：染色體上的兩種成分制，在親子代之間保

——蛋白質(zhì)和DNA，哪一種才是遺傳物質(zhì)持連續(xù)

指導(dǎo)學(xué)生讀教材，提取信息：分析當(dāng)時(shí)認(rèn)為進(jìn)一步激

對(duì)遺傳物在20世紀(jì)早期人們普遍認(rèn)為遺傳物蛋白質(zhì)是遺傳物質(zhì)發(fā)學(xué)生對(duì)遺傳

質(zhì)的早期質(zhì)是DNA還是蛋白質(zhì)？為什么？的原因：組成DNA物質(zhì)認(rèn)識(shí)的研

推測(cè)講述：限于當(dāng)時(shí)的認(rèn)識(shí)水平，認(rèn)為蛋的脫氧核苷酸只有究，為實(shí)驗(yàn)的

白質(zhì)是遺傳物質(zhì)的觀點(diǎn)處于主導(dǎo)地位。4種而組成蛋白質(zhì)講解做鋪墊。

科學(xué)家是如何認(rèn)識(shí)DNA是遺傳物質(zhì)的氨基酸種類有20

的呢，讓我們重溫科學(xué)家對(duì)遺傳物質(zhì)的認(rèn)種，蛋白質(zhì)的多樣性

識(shí)過程吧。很容易和生物的多

樣性相聯(lián)系。

DNA是遺（一）格里菲斯的實(shí)驗(yàn)認(rèn)真閱讀，獲取引導(dǎo)學(xué)生

傳物質(zhì)的提出問題，引導(dǎo)學(xué)生閱讀獲取信息：信息。重溫科學(xué)探究

的證據(jù)I1、格里菲斯的實(shí)驗(yàn)材料是什么？具1、總結(jié)出R型歷程，親身體

——肺炎有什么特點(diǎn)？細(xì)菌和S型細(xì)菌的驗(yàn)科學(xué)研究的

雙球菌轉(zhuǎn)區(qū)別思路和方法，

化實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)科學(xué)家嚴(yán)

菌莢毒謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度和合

落膜性作精神。體驗(yàn)

R型菌粗無無科學(xué)探索的艱

落糙莢毒辛，學(xué)習(xí)科學(xué)

膜精神，養(yǎng)成科

S型菌光有有學(xué)態(tài)度。

落滑莢毒

膜

2、格里菲斯的實(shí)驗(yàn)過程是怎樣的？

敘述實(shí)驗(yàn)過程，

說明什么問題。PPT3格里菲斯的實(shí)嘗試解釋各步

驗(yàn)實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象。

3、根據(jù)學(xué)生回答，引導(dǎo)學(xué)生解釋格（1）對(duì)照。

里菲斯的實(shí)驗(yàn).問題：（2）與第二組，說

（1）前兩組實(shí)驗(yàn)的作用？明只有活的S型細(xì)

（2）第3組實(shí)驗(yàn)與哪一組形成對(duì)菌可以使小鼠患敗

照？說明什么問題？血癥死亡。

（3）第4組實(shí)驗(yàn)與哪一組結(jié)果相（3）與第二組，說

同？說明什么，如何驗(yàn)證？明第四組產(chǎn)生了活

(4)第4組結(jié)果出現(xiàn)的原因是什的S型細(xì)菌，可以在

么？尸體中分離到S型

提示：是加熱殺死的S復(fù)活了嗎？細(xì)菌。

哪一組可以說明？(4)R的轉(zhuǎn)化需要加

是R直接轉(zhuǎn)化成S了嗎？哪一組對(duì)熱殺死的S型細(xì)菌

照可以說明？提供一種物質(zhì)——

R的轉(zhuǎn)化需要什么條件？“轉(zhuǎn)化因子”。

（二）艾弗里的實(shí)驗(yàn)學(xué)生思考、分進(jìn)一步培

設(shè)疑：這種轉(zhuǎn)化因子究竟是什么物質(zhì)析、討論得出結(jié)論：養(yǎng)學(xué)生探究問

呢?是不是S型細(xì)菌的莢膜呢？是不是蛋設(shè)計(jì)：把S型細(xì)題與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

白質(zhì)呢？還是DNA呢？現(xiàn)在請(qǐng)同學(xué)們進(jìn)菌中的各種物質(zhì)分的能力及創(chuàng)新

行討論：如果讓你來設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來進(jìn)一步探離提純，分別加入R意識(shí)。

究“轉(zhuǎn)化因子”是什么物質(zhì)，你將如何設(shè)型細(xì)菌培養(yǎng)基中，單

計(jì)實(shí)驗(yàn)？又將如何檢測(cè)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果？獨(dú)地直接地觀察各

學(xué)生邊講述邊投影：種物質(zhì)的作用。

結(jié)果預(yù)測(cè)：如果

在培養(yǎng)基上出現(xiàn)粗

糙的菌落，就說明有

R型細(xì)菌產(chǎn)生，加入

的物質(zhì)不是轉(zhuǎn)化因

子。如果出現(xiàn)了光滑

的菌落，說明有S

對(duì)最后一組進(jìn)行深入分析：型細(xì)菌，那么這種物

最后一組與哪一組形成對(duì)照？單一質(zhì)就是轉(zhuǎn)化因子。

變量是什么？說明什么問題？最后一組與加

入DNA的一組形成

對(duì)照，單一變量是

DNA是否完整。說明

只有完整的DNA是

遺傳物質(zhì)。

DNA是遺講述：讓學(xué)生認(rèn)

傳物質(zhì)的艾弗里的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了十年，實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊鸷闷妫菏曜R(shí)到一個(gè)正確

證據(jù)II到底是什么？他實(shí)現(xiàn)了嗎？就做一件事，為什么的結(jié)論可以通

——噬菌為了把DNA和其他物質(zhì)徹底的分離呢？過不同的途徑

體侵染細(xì)開，最終只能把蛋白質(zhì)含量降低到獲得。

菌的實(shí)驗(yàn)0.02%，沒有徹底分離提純。所以，嚴(yán)格心理活動(dòng)：好可認(rèn)同人類

來說他的實(shí)驗(yàn)并沒有構(gòu)成單一變量。不能惜，那怎么辦？對(duì)遺傳物質(zhì)的

夠排除蛋白質(zhì)在轉(zhuǎn)化過程中的作用。認(rèn)識(shí)是不斷深

另一個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)軌驅(qū)NA和蛋白質(zhì)徹化、不斷完善

底分離開，證明了DNA是遺傳物質(zhì)。——的過程；

噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)。認(rèn)同科學(xué)

1.講述并投影：回憶病毒的特的發(fā)展離不開

T2噬菌體的結(jié)構(gòu)模式圖，說明其結(jié)點(diǎn)，認(rèn)識(shí)噬菌體技術(shù)的支持。

構(gòu)特點(diǎn)、物質(zhì)（元素）組成，培養(yǎng)條件。

投影其電鏡下的照片，說明根據(jù)電鏡分析：DNA進(jìn)入

照片顯示的其可能的寄生和繁殖方式。細(xì)菌，蛋白質(zhì)沒有進(jìn)

觀察圖片，思考：注入細(xì)菌的物質(zhì)是入細(xì)菌，兩者徹底分

什么？你認(rèn)為哪一種物質(zhì)是噬菌體的遺離開了。DNA能夠在

傳物質(zhì)？為什么？能不能排除蛋白質(zhì)的親子代之間保持連

作用？續(xù)，是噬菌體的遺傳

2、投影分別用不同放射性元素標(biāo)記物質(zhì)。

的噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)過程。思考并嘗試回

思考：答：（1）化學(xué)成分

（1）為什么選擇噬菌體作為實(shí)驗(yàn)材只有兩種，在自然的

料？生理過程中把DNA

（2）有多種同位素：14C、3H、18O、和蛋白質(zhì)徹底分開。

15N、32P、35S，應(yīng)該用什么同位素標(biāo)記噬（2）32P和35S

菌體的DNA和蛋白質(zhì)？如何標(biāo)記？分別DNA和蛋白質(zhì)

（3）保溫、攪拌和離心的作用是什的特有元素，能把兩

么？種物質(zhì)完全區(qū)分開。

（4）離心之后細(xì)菌的位置在哪里？（3）保溫讓噬

子代噬菌體的位置在哪里？菌體吸附在細(xì)菌表

（5）對(duì)沉淀、上清、和子代的放射面，注入遺傳物質(zhì)，

性測(cè)試結(jié)果怎樣？得出什么結(jié)論？離心是使噬菌體外

殼與細(xì)菌分離。

（4）離心之后

細(xì)菌的位置在沉淀，

子代噬菌體的位置

在細(xì)菌中，隨細(xì)菌沉

淀在底部。

（5）標(biāo)記蛋白

質(zhì)的一組，放射性主

要出現(xiàn)在上清，說明

蛋白質(zhì)外殼主要在

上清，子代中沒有檢

測(cè)到放射性，說明子

代不含有親代的蛋

白質(zhì)。標(biāo)記DNA的一

組，放射性主要出現(xiàn)

在沉淀，說明親代

DNA出現(xiàn)在沉淀中，

并且子代噬菌體中

也檢測(cè)到了親代的

DNA。綜合兩組，在

噬菌體親子代之間

連續(xù)的物質(zhì)是DNA，

因此DNA才是噬菌

體的遺傳物質(zhì),蛋白

質(zhì)不是

DNA是主（選講——設(shè)疑：DNA是生物唯一學(xué)生根據(jù)已有進(jìn)一步明

要的遺傳的遺傳物質(zhì)嗎？經(jīng)驗(yàn)回答。確某些病毒的

物質(zhì)投影演示煙草花葉病毒侵染煙草的觀看幻燈片，回遺傳物質(zhì)是

結(jié)果，思考：煙草花葉病毒的遺傳物質(zhì)答：煙草花葉病毒的RNA，DNA

是？）遺傳物質(zhì)是RNA。是主要的遺傳

投影并講述：大量科學(xué)研究證明：總結(jié)上述探究物質(zhì)的原因。

具有細(xì)胞結(jié)構(gòu)的生物，遺傳物質(zhì)是活動(dòng)，得出：DNA

DNA。多數(shù)病毒的遺傳物質(zhì)是DNA，例是主要的遺傳物質(zhì)。

如：T2噬菌體。少數(shù)病毒的遺傳物質(zhì)是

RNA，例如：SARS、HIV、煙草花葉病

毒等。

課堂小結(jié)總結(jié)本節(jié)內(nèi)容，點(diǎn)出重點(diǎn)。回顧本課內(nèi)容，加深理

查漏補(bǔ)缺。解、鞏固、深

化所學(xué)知識(shí)。

五、板書設(shè)計(jì)

DNA是主要的遺傳物質(zhì)

一、肺炎雙球菌的體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)

1.實(shí)驗(yàn)原理

2.實(shí)驗(yàn)過程

3.實(shí)驗(yàn)結(jié)論

二、肺炎雙球菌的體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)

1.實(shí)驗(yàn)原理

2.實(shí)驗(yàn)過程

3.實(shí)驗(yàn)結(jié)論

4.實(shí)驗(yàn)不足

三、T2噬菌體侵染大腸桿菌實(shí)驗(yàn)

1.T2噬菌體的優(yōu)點(diǎn)

2.實(shí)驗(yàn)原理

3.實(shí)驗(yàn)過程

4.實(shí)驗(yàn)結(jié)論

5.異?，F(xiàn)象及原因

四、DNA是主要遺傳物質(zhì)的依據(jù)

六、隨堂練習(xí)

1．格里菲思用肺炎雙球菌在小鼠身上進(jìn)行了著名的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)，此實(shí)驗(yàn)結(jié)果是（D）

A．證明了DNA是遺傳物質(zhì)

B．證明了RNA是遺傳物質(zhì)

C．證明了蛋白質(zhì)是遺傳物質(zhì)

D．沒有證明具體哪一種物質(zhì)是遺傳物質(zhì)

2.肺炎雙球菌中的S型具有多糖類莢膜，R型則不具有。下列敘述錯(cuò)誤的是（A）

A．培養(yǎng)R型活細(xì)菌時(shí)加S型細(xì)菌的多糖類物質(zhì)，能產(chǎn)生一些具有莢膜的細(xì)菌

B．培養(yǎng)R型活細(xì)菌時(shí)加S型細(xì)菌DNA的完全水解產(chǎn)物，不能產(chǎn)生具有莢膜的細(xì)菌

C．培養(yǎng)R型活細(xì)菌時(shí)加S型細(xì)菌的DNA，能產(chǎn)生具有莢膜的細(xì)菌

D．培養(yǎng)R型活細(xì)