高中生物第3章基因的本质3.1DNA是主要的遗传物质第1课时教案新人教版必修

第3章 基因的本质 3.1 DNA是主要的遗传物质（第1课时）

一、教学目标

知识与技能

1.总结“DNA是主要的遗传物质”的探索过程

 2.分析DNA是主要的遗传物质的实验设计思路

 3.理解DNA是主要的遗传物质

  过程与方法

 1.领悟科学研究的过程和方法，培养学生的实验探究能力

 2.探讨实验技术在证明DNA是主要遗传物质中的作用

  情感态度和价值观

 1.体验科学探索的艰辛过程

 2.认同人类对遗传物质的认识是不断深化、不断完善的过程；认同科学与技术的关系

二、教学重点

 1.肺炎双球菌转化的实验原理和过程  2.噬菌体侵染细菌的原理和过程

 3.证明DNA是遗传物质的实验的关键设计思路

三、教学难点

1.肺炎双球菌转化的实验原理和过程 2.证明DNA是遗传物质的实验的关键设计思路

四、教具：挂图、投影、多媒体课件

五、教学方法

讨论法、 演示法、实验法

六、课时安排：2课时

七、教学过程：

第一课时

【导入】1.性状是受什么控制的？基因和染色体的关系是怎样的？

2.染色体的主要成分是什么？哪一种是遗传物质？

3.你认为作为遗传物质可能具有什么特点？

2.理由：蛋白质是由 各种氨基酸 按不同的排列方式形成的，氨基酸多种多样的 排列顺序 可能蕴含着 遗传信息。

限于当时的认识水平，认为蛋白质是遗传物质的观点处于主导地位。科学家是如何认识DNA是遗传物质的呢，让我们重温科学家对遗传物质的认识过程吧。

二、DNA是遗传物质的证据

（一）理论上，DNA必须具备遗传物质的4个特点：

①分子结构具有相对的稳定性 ← 双螺旋结构

②能自我复制，维持上下代的连续性 ← 传递遗传信息

③能指导蛋白质的合成，从而控制新陈代谢的过程和性状 ← 表达遗传信息

④能产生可遗传的变异

（二）肺炎双球菌的转化实验

1.格里菲思实验：1928年

（1）实验材料： S型细菌、R型细菌 。（S型菌是野生型，而R型菌是S型菌的突变型）

（2）原理：使小鼠患败血症（或使人患肺炎）

（3）过程、结果：

①R型活细菌+小鼠→小鼠不死亡；说明：R型菌无毒性

②S型活细菌+小鼠→小鼠死亡，并从小鼠体内分离出S型活细菌；说明S型菌有毒性。

③加热后杀死的S型细菌+小鼠→小鼠不死亡；说明：加热杀死的S型细菌失去活性。

④R型活细菌与加热后杀死的S型细菌混合+小鼠→小鼠死亡 ，并从小鼠体内分离出S型活细菌。把这些细菌培养后发现，其后代也是S型活细菌，即这种形状的转化是可以遗传的。

探究1.①为什么加热杀死的S型菌和活的R型菌混合可以导致小鼠死亡？导致小鼠死亡的直接原因是什么？   （加热杀死的S菌能促使活的R菌转变为活的S菌，即加热杀死的S菌中含有促使这一转化的活性物质──转化因子）

②促进活的R菌转变为S菌的因素是什么？是否有可能是蛋白质？ 

 这一转化因子不可能是蛋白质，因为蛋白质经过高温作用会变性失活

③这些有毒性的S型细菌怎么产生的呢？说出你的猜测。

加热引起蛋白质变性是导致S型细菌死亡的原因。但DNA在加热结束后随温度的恢复又逐渐恢复其活性，所以加热杀死的S型细菌的DNA被R型细菌吸收、整合、利用，使R型细菌转化为S型细菌，表现出了有荚膜、有毒的性状。

④本实验蕴含了那些科学实验方法，能得出什么结论？    

蕴含的实验方法有分组对照和对变量进行一定的控制

（4）结论：加热杀死的s型细菌中存在有“转化因子”，它可以把无毒性的 R 型菌转化为有毒性的 S 型细菌；而且这种性状的转化是可以 遗传 的。

探究2.DNA和蛋白质的热稳定性哪个高？转化的实质是什么？

DNA的热稳定性高

转化的实质：S型细菌的DNA片段整合到R型细菌的DNA中，即实现基因重组

（转化的场所是：R型细菌体内，而不是小鼠体内）

设疑：这种转化因子究竟是什么物质呢？S菌的化学成分很多，要找到转化因子，最关键的思路是什么？如果让你来设计实验来进一步探究“转化因子”是什么物质，你将如何设计实验？ 

2.艾弗里实验：1944年

（1）实验设计思路：设法把 DNA 和 蛋白质 分开，单独地直接地去观察它们的作用

（2）过程：

R型细菌+S型细菌的DNA混合培养后培养基中： 有R型细菌和S型细菌

R型细菌+S型细菌的蛋白质混合培养后培养基中： 只有R型细菌

R型细菌+S型细菌的DNA + DNA酶混合培养后培养基中： 只有R型细菌

探究3.①S型菌的DNA和R型菌混合培养后，所有的R型菌均转化为S型菌了吗？

②分析：实验设计R型菌与S型细菌的DNA + DNA酶混合培养的目的。

（3）结果：

发现只有加入 DNA ，R型细菌才能转化为S型细菌。且DNA纯度越高，转化越有效。

（4）结论： DNA是转化因子， DNA 是遗传物质， 蛋白质 不是遗传物质。

探究4.艾弗里实验中提取的DNA纯度最高时也还有0.02%的蛋白质，实验设计严谨吗？

典例：肺炎双球菌转化实验中，将加热杀死的S型细菌与R型活细菌混合后，注射到小鼠体内，在小鼠体内S型、R型活细菌含量变化情况如右图所示。下列有关叙述错误的是

A.在死亡的小鼠体内存在着S型、R型两种类型的细菌

B.小鼠体内出现活S型细菌是由于R型细菌基因突变的结果

C.曲线ab段下降的原因是R型细菌不断被小鼠的免疫系统清除所致

D.曲线bc段上升，与S型细菌在小鼠体内增殖导致小鼠免疫力降低有关

课堂小结：第3章 基因的本质

第1节 DNA是主要的遗传物质

一、对遗传物质的早期推测

二、DNA是遗传物质的证据

（一）理论上，DNA必须具备遗传物质的4个特点

（二）肺炎双球菌的转化实验

1.格里菲思实验：1928年

（1）实验材料

（2）过程、结果

（3）结论：加热杀死的S型菌中存在有“转化因子”，它可把 R 型菌转化为 S 型细菌

2.艾弗里实验：1944年

（1）实验设计思路

（2）过程、结果

（3）结论： DNA是转化因子， DNA 是遗传物质， 蛋白质 不是遗传物质

（4）转化的实质：DNA重组（基因重组）

基础训练

1.1944年，美国科学家艾弗里和他的同事从S型活细菌中提取了DNA、蛋白质和多糖等物质，然后将它们分别加入培养R型细菌的培养基中，结果发现加入DNA的培养基中，R型细菌转化成了S型细菌，而加入蛋白质、多糖等物质的培养基中，R型细菌不能发生这种转化。这一现象说明 ①在转化过程中，S型细菌DNA进入到了R型细菌中 ②DNA是转化因子 ③蛋白质和多糖在实验中正好起了对照作用 ④DNA是遗传物质

A.①③ B.②③ C.②③④ D.①②③④

4.R型肺炎双球菌菌体无多糖类的荚膜，是无毒性细菌；S型肺炎双球菌菌体有多糖类的荚膜，是有毒性细菌，可使人患肺炎或使小鼠患败血症。科学家艾弗里及其同事利用肺炎双球菌来探究什么是遗传物质的问题。

实验材料、用具：S型细菌、R型细菌、DNA酶、培养基、培养皿等。

艾弗里等人先做了以下三组实验：

①S型细菌的蛋白质+R型活细菌→R型菌落；

②S型细菌荚膜的多糖+R型活细菌→R型菌落；

③S型细菌的DNA+R型活细菌→S型菌落。

（1）艾弗里等人后来发现上述实验步骤并不严密，于是又做了第四组实验，请按照①②③中表达式写出第四组实验方法和结果：④　　　　　　　　　　　　　　　　　　。

（2）从上述实验可以得出的结论是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。

（3）从③④组实验可知，S型细菌的DNA能否通过R型细菌的细胞膜?　　　　　　　　。

（4）有人认为上述实验并不能说明蛋白质和多糖不是遗传物质，理由是：　　　　 　。

拓展提升

5.下面为格里菲斯的肺炎双球菌转化实验 ①将无毒性的R型活细菌注射入小鼠体内，小鼠 ；②将有毒性的S型活细菌注射入小鼠体内，小鼠 ；③将加热杀死的S型细菌注射入小鼠体内，小鼠不死亡；④将无毒性的R型活细菌和加热杀死的S型细菌混合注射入小鼠体内，小鼠 ，并在小鼠体内发现活的S型细菌，请分析回答：

 （1）实验③说明        对小鼠无毒害作用；实验④说明小鼠体内R型活细菌在加热杀死的S型细菌的作用下可以转化为         。

（2）该实验表明：在加热杀死的S型细菌中，很可能存在某种物质促使小鼠体内的R型活细菌转化成为有毒性的S型活细菌。为了进一步探究这种物质的成分，有人在上述实验的基础上设计了如下实验方案，请你完善下表中的实验设计。

 实验步骤、预期结果

 1.将加热杀死的S型细菌分离得到DNA和蛋白质 

2.将上述分离得到的蛋白质与R型菌混合后注入小鼠体内，小鼠 ，体内有 菌

 3． 

 实验结论： 。

课后反思：

本文来源：https://www.2haoxitong.net/k/doc/51751758905f804d2b160b4e767f5acfa0c78379.html