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3.1DNA是主要的遗传物质

【教学目标】

1、总结DNA是遗传物质的探索过程

2、分析证明DNA是主要遗传物质的实验设计思路

3、探讨实验技术在证明DNA是主要遗传物质中的作用

【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

【教学难点】

同上

【教学方法】

启发式、讲解法

【教具】

多媒体课件

【课时安排】

2课时

【课前预习】

一、指导学生预习DNA相关知识。

二、阅读教材，回答问题。

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

【课堂教学】

第1课时

【导入】DNA是主要的遗传物质

通过学习孟德尔的豌豆杂交遗传实验知道,19世纪中期时,孟德尔的豌豆杂交实验证明了生物的性状是由(遗传因子后来称作基因)控制的;20世纪中期,萨顿通过类比推理得出基因和染色体行为存在明显的平行关系,后来摩尔根通过果蝇杂交实验证明了基因就在(染色体)上;那么,染色体是一种物质还是一种结构?染色体是一种结构;染色体又由(DNA)和(蛋白质)组成,那么,究竟哪一种才是遗传物质呢?屏幕展示标题和导学提纲:1、为什么早期的人们认为蛋白质是遗传物质?2、为什么现在人们确信DNA是遗传物质?请同学们带着问题阅读教材。

【讲授】DNA是主要的遗传物质

DNA和蛋白质究竟谁是遗传物质?作为遗传物质应具备怎样的条件?

一、对遗传物质的早期推测

20世纪20年代,大多数科学家认为蛋白质是遗传物质;到了20世纪30年代人们认识到DNA是由许多脱氧核苷酸合成的生物大分子,但认为蛋白质是遗传物质的观点仍占主导地位。

设问:历史上第一个向蛋白质是遗传物质这个观点提出挑战的科学家是谁?

二、肺炎双球菌转化实验

1)、体内转化

1、肺炎双球菌类型:R型无多糖荚膜无毒性;S型有荚膜有毒性

2、步骤:第一组活的R型+小鼠→不死亡

第二组活的S型+小鼠→死亡

第三组加热杀死的S型+小鼠→不死亡

第四组活的R型+加热杀死的S型+小鼠→死亡

提问:第一、二组得出什么结论?第四组小鼠为什么会死亡?活的S型细菌从哪里来?为什么无毒性活的R型可以转化成有毒性的活的S型细菌?

讲述:格里菲思的结论: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转化因子。这种转化因子是什么?格里菲思没有找到。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。

2)、体外转化实验

请一学生叙述各组实验的做法及现象:①R+S的DNA——R、S②R+S的蛋白质——R③R+S的DNA和DNA酶——R

①②说明DNA是遗传物质,但有人怀疑在加热的过程中DNA被破坏也能发挥作用;为此他们又设计了③,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,说明DNA必须保持完整性才能促成这一转化。

提问:艾弗里实验的结论是什么?

(回答:DNA是转化因子,是使R型细菌产生稳定的遗传变化的物质,即DNA是遗传物质。)

思考:艾弗里的实验设计有何巧妙之处?

(回答:设法将DNA和蛋白质分开,单独地直接地观察各自的作用。)

讲述:因为艾弗里的实验提取的DNA夹杂有少量蛋白质,所以有人对实验结论仍有怀疑,让我们看看DNA是遗传物质的另一个证明实验:噬菌体侵染细菌的实验。

第2课时

三、噬菌体侵染细菌的实验

我们首先介绍一下噬菌体这种病毒。(用课件演示噬菌体结构)

讲述:噬菌体是一种寄生在细菌体内的病毒,它的结构很简单,外壳是蛋白质,头部内是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,噬菌体的两种成分中哪一种是遗传物质呢?我们需要设计实验把DNA和蛋白质分开来,1952年赫尔希和蔡斯设计了一个巧妙实验:用放射性同位素标记和测试。

提问:用哪些同位素标记DNA和蛋白质?提示: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:用35S标记部分噬菌体的蛋白质,用32P标记部分噬菌体的DNA。)

提问:怎样用同位素分别标记噬菌体的DNA和蛋白质?

(回答:1、用分别含有