高一生物苏教版必修二教学案：第四章_第一节_探索遗传物质的过程

第一节探索遗传物质的过程第一课时DNA是主要的遗传物质(Ⅰ)【目标导航】 1.结合教材图文，阐明肺炎双球菌的体内转化实验的过程及结论。

2.结合所给材料，阐明肺炎双球菌的体外转化实验的过程及结论。

3.结合教材图文和相关材料，阐明噬菌体侵染细菌的实验，进一步加强对同位素标记技术的理解。

一、肺炎双球菌的转化实验1．肺炎双球菌的特点2.(1)格里菲思实验(体内转化)(2)艾弗里实验(体外转化)的发现①使R型活菌转化为S型细菌并不需要完整细胞。

②构成S型活菌的DNA、蛋白质和多糖等物质中，是DNA使球菌的致病性发生了转化。

③实验结论：DNA是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质，即DNA是遗传物质。

二、噬菌体侵染细菌的实验1．实验材料(1)T2噬菌体①结构(如图1)：头部和尾部的外壳都是由蛋白质构成的，头部内含有DNA。

②特点：营寄生生活，在宿主细胞外没有(有、没有)独立代谢能力。

③生活史(如图2)：T2噬菌体侵染大肠杆菌后，会在自身遗传物质的作用下，利用大肠杆菌体内的物质来合成自身的组成成分，进行大量增殖。

当噬菌体增殖到一定数量后，大肠杆菌裂解，释放出子代的噬菌体。

(2)大肠杆菌：单细胞原核生物。

2．实验方法放射性同位素标记法，用35S 标记一部分噬菌体的蛋白质，用32P 标记另一部分噬菌体的DNA 。

3．实验过程 (1)标记大肠杆菌⎩⎨⎧大肠杆菌＋含35S 的培养基―→含35S 的大肠杆菌大肠杆菌＋含32P 的培养基―→含32P 的大肠杆菌 (2)标记T 2噬菌体⎩⎨⎧T 2噬菌体＋含35S 的大肠杆菌―→含35S 的T 2噬菌体T 2噬菌体＋含32P 的大肠杆菌―→含32P 的T 2噬菌体(3)噬菌体侵染大肠杆菌(1)T 2噬菌体侵染细菌时，DNA 进入到细菌的细胞中，而蛋白质外壳留在外面。

(2)子代T 2噬菌体的各种性状是通过亲代的DNA 来遗传的。

5．实验结论DNA 才是真正的遗传物质。

判断正误(1)S 型肺炎双球菌有荚膜，有毒；R 型肺炎双球菌无荚膜，无毒。

探索遗传物质的过程（教案）鹿邑县第二高级中学杨明灯第四章遗传的分子基础第一节探索遗传物质的过程（第一课时）教学目标：1分析肺炎球菌转化实验的过程原理和结论。

2 说出噬菌体的结构特点。

3分析噬菌体侵染细菌实验的过程和结论4通过分析图文资料，尝试信息的处理。

模仿科学家通过分析、比较、推理、归纳去解决实际的问题。

教学重点：肺炎球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验的原理和过程。

教学难点：肺炎球菌转化实验的原理和过程。

教学方法：实验过程分析，小组讨论，教师引导启发，与学生观察探索相结合。

教学过程：引课：俗话说“种瓜得瓜，种豆得豆”“龙生龙，凤生凤，老鼠生的儿子会打洞”。

这些俗话说的就是生物的遗传现象，这些现象是怎样发生的？生物体内的哪种物质控制了这些遗传现象哪?也就是说谁是生物体内的遗传物质哪？经过科学家们长期的大量实验探索，最终证明DNA是生物的主要遗传物质。

本节课就让我们沿着科学家们的探索足迹，去探索谁是生物的遗传物质。

（板书本节的探索课题）新课研学：遗传和变异现象是通过生殖过程发生的，生物科学家们对自然界中有性生殖过程进行了研究。

请同学们思考一下，通过有性生殖过程产生一个多细胞的生物体要经过哪些生理过程？生：减数分裂、受精作用和有丝分裂三个生理过程。

请同学们仔细分析一下这三个生理过程，看那些物质或结构在生物体前后代之间具有一定的连续性和稳定性。

生：染色体。

由此，生物学家们认为染色体与生物的遗传有着密切的关系。

请思考，染色体的化学组成主要是那些？生：染色体的主要成分是DNA和蛋白质。

这两种化合物究竟谁是生物体的遗传物质哪？对于这个问题，世界上的生物学家们开展了大量的实验。

最终证明，DNA是生物的遗传物质。

其中，证明DNA是遗传物质的最直接、最有力的证据是肺炎球菌的转化实验和噬菌体侵染细菌的实验。

下面我们重点来探究这两个实验。

一肺炎球菌的转化实验1 请同学们思考一下，作为遗传物质应至少具备哪些条件？请学生回答后，教师总结。

第四章遗传的分子基础第一节《探索遗传物质的过程》教学设计第1课时一、教材分析《探索遗传物质的过程》是苏教版普通高中新课程生物必修二《遗传与进化》中第4章遗传的分子基础第1节的内容。

本节首先是以“问题探讨”的形式呈现了在科学界争议了很长的问题：“DNA 和蛋白质究竟谁是遗传物质？”目的在于引导学生结合自己已掌握的知识来思考如何对这一问题进行研究，激发学生的探索欲望；接着教材在“积极思维”中详细讲述了DNA是遗传物质的直接证据──“肺炎双球菌的转化实验”和“噬菌体侵染细菌的实验”,引导学生体验科学家的探究历程，最终得出科学的结论。

本节是从分子层面上认识遗传物质的本质，为学习DNA的复制，基因的表达和基因突变打下了基础，本节内容在教材编排上，起着承上启下的作用。

二、教学策略本节课由“问题探讨”所呈现的曾经在科学界争论很长时间的问题──“DNA和蛋白质究竟哪个是遗传物质？”引入新课，让学生结合自己已有知识思考如何对这一问题进行研究，同时利用多媒体展示格里菲斯的肺炎双球菌转化实验的实验视频，培养他们观察现象、分析问题和解决问题的能力，以激发学生了解科学家当年的研究过程和方法的兴趣。

通过重温科学家的探究历程，领会实验选材的巧妙、思维的严谨和实验方法的科学；通过实验结果的分析理解DNA是主要的遗传物质。

三、教学目标1、知识与能力：分析肺炎双球菌转化体内和体外实验的具体过程和实验设计思路及结论2、过程与方法：领悟科学研究的过程和方法，培养学生的实验探究能力和分析问题能力；3、情感态度价值观：(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。

四、教学重、难点1、教学重点：肺炎双球菌体内、体外转化实验的原理和过程2、教学难点：肺炎双球菌体内、体外转化实验的原理和过程五、教学用具多媒体六、教学方法教师引导启发与学生讨论探索相结合的方法。

七、板书设计第一节探索遗传物质的过程一、格里菲斯的肺炎双球菌体内转化实验1、实验材料2、实验过程3、结论二、艾弗里及其同事的肺炎双球菌体外转化实验1、实验材料2、实验过程3、结论八、教学过程1、有效导入同学们，到目前为止，我们通过对生物学的学习，现在已经清楚了生物体的遗传物质是？对，DNA或核酸。

探索遗传物质的过程一、肺炎双球菌的转化实验1．肺炎双球菌2.格里菲思实验(1)实验过程及现象：(2)结论：无毒性的R型活球菌和被加热杀死的有毒性的S型球菌混合后，有部分无毒性的R型球菌转化为有毒性的S型活球菌，且这种转化是可以遗传的。

3．艾弗里的体外转化实验(1)实验材料：S型和R型肺炎双球菌。

(2)设计思路：设法将DNA和蛋白质、多糖等物质分开，单独地、直接地去观察它们的作用。

(3)过程：(4)结论：DNA是使R型球菌产生稳定遗传变化的物质。

二、噬菌体侵染细菌的实验1．实验材料及方法(1)T2噬菌体的结构及代谢特点：(2)实验方法：放射性同位素标记法。

2．实验过程及结论(1)实验过程：(2)实验结论：DNA是噬菌体的遗传物质。

三、DNA是主要的遗传物质1．RNA是某些病毒的遗传物质的相关实验(1)烟草花叶病毒(TMV)的实验：①烟草花叶病毒结构：②实验过程：烟草花叶病毒水、苯酚――→震荡分离⎩⎪⎨⎪⎧RNA ――→感染烟草烟草叶发病蛋白质――→感染烟草烟草叶不发病③结论：控制烟草花叶病毒性状的物质是RNA ，不是蛋白质。

(2)TMV(烟草花叶病毒)与HRV(车前草病毒)的病毒重建实验： ①实验过程：⎭⎪⎬⎪⎫TMV 的蛋白质HRV 的RNA →重建病毒――→感染烟草→HRV 的病斑――→后代的类型HRV⎭⎪⎬⎪⎫TMV 的RNAHRV 的蛋白质→重建病毒――→感染烟草→TMV 的病斑――→后代的类型TMV②结论：控制TMV 、HRV 性状的物质是RNA 而不是蛋白质。

2.人类的探索结论DNA 是主要的遗传物质，因为实验证明绝大多数生物的遗传物质是DNA ，只有少部分生物的遗传物质是RNA 。

四、DNA 的粗提取与鉴定 1．提取DNA(1)DNA 在NaCl 溶液中的溶解度，随着NaCl 浓度的变化而改变。

当NaCl 的物质的量浓度为0.14_mol/L 时，DNA 的溶解度最低。

通过改变NaCl 溶液的浓度，可以使溶解在NaCl 溶液中的DNA 析出。

4.1 探索遗传物质的过程教案（苏教版必修2）●课标要求1．理解DNA是主要的遗传物质应具备的几个重要条件。

2.熟练掌握证明DNA是遗传物质的两大经典实验的过程、结论和分析比较。

3．通过肺炎球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验，能够掌握证明DNA是遗传物质的最关键的实验设计思路。

4．学会分析每种生物的遗传物质。

如细胞生物、噬菌体及烟草花叶病毒等。

5．学习提取DNA的实验方法。

●课标解读1．认识人类对遗传物质的探究过程。

2．尝试提取DNA。

●教学地位本节是从分子层面上认识遗传物质的本质，为学习DNA的复制、基因的表达和基因突变打下了基础。

在高考中，对细菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验分析考查较为突出。

●教法指导1．围绕“将DNA与蛋白质等物质分开，单独地直接地去观察DNA的作用”这一主线，引导学生主动参与证明“DNA是遗传物质”的实验设计及分析推理等一系列探究活动，从中培养学生的科学思维，使学生初步掌握科学研究的过程。

2．课件展示有关转化实验和侵染实验的比较表格，采取抢答、交流等方式填充两大经典实验的实验原理、实验结论及共同点。

●新课导入建议1．由每本书的后面都有的条形码引出超市携带商品信息的商品条形码引入新课，让学生思考细胞核内存在的什么物质是类似于条形码的物质，进而思考蛋白质和DNA哪个是遗传物质？2．图片展示成龙与父、子三代的照片，引导学生观察祖孙三代的大鼻子，引出一个普遍的生物现象－－生物的遗传。

那么，遗传物质是什么？毋庸置疑是DNA，但DNA是一切生物的遗传物质吗？●教学流程设计课前自主探究：(1)阅读教材P53－54相关内容填写“【课前自主导学】知识1，完成思考交流1”。

(2)阅读教材P55－56有关内容填写“【课前自主导学】知识2、3、4，完成思考交流2”。

⇒步骤1：情景导课：选择【新课导入建议】中的两种方式中之一创设情景，激趣导出本课时课题。

⇒步骤2：检测预习效果：(1)尝试描述DNA作为遗传物质应具备哪些特点？(2)分组抢答【正误判断】，并进行校正。

第一节探索遗传物质的过程第2课时一、教学目标1.知识目标：（1）初步掌握DNA的粗提取和鉴定的方法。

（2）观察提取出来的DNA物质。

（3）理解DNA的理化特性及根据其理化特性而提取和鉴定的原理。

（4）利用DNA的性质进行实验分析和实验设计。

2.能力目标：（1）初步掌握DNA的粗提取和鉴定的方法。

（2）在对实验原理、步骤的理解和分析过程中发展学生的科学思维。

（3）通过DNA的粗提取，培养学生的动手能力。

3.情感、态度和价值观目标：在科学实验过程中培养学生严谨比较细致、实事求是的科学态度。

二、教学重点难点重点：（1）DNA的提取的原理。

（2）DNA的提取的实验过程。

（3）DNA的鉴定技术。

难点：DNA的粗提取与鉴定方法及其相关原理三、教学方法1.利用以动画、视频形式表现提取DNA的原理与方法、步骤的全过程，化解教学难点。

2.指导学生的实验设计和动手操作能力，从亲身实验中感悟科学探索的艰辛。

3.以讲述法、谈话法为线索，引导学生自学教材，归纳知识，形成知识体系。

四、课前准备1.学生的学习准备：（1）DNA的物理、化学性质，尤其是DNA的溶解性知识的理解。

（2）DNA粗提取的方法以及DNA提纯的方法。

（3）二苯胺法鉴定DNA的方法和原理。

2.教师的教学准备：（1）根据教学内容收集相关图片、视频。

（2）收集新颖素材，设计课件内容，形象直观地介绍实验操作步骤，激起学生对本节内容学习的热情与欲望。

五、课时安排：2课时。

六、教学过程第2课时（一）预习检查、总结疑惑检查落实了学生的预习情况并了解了学生的疑惑，使教学具有了针对性。

（二）情景导入、展示目标。

教师：遗传物质究竟是什么?原来谁也不知道，通过许多科学家的不懈努力，才揭开了真相——DNA是主要的遗传物质。

不同生物的遗传物质是什么？教师：根据学生回答情况进行总结归纳：（1）有细胞结构的生物（原核生物、真核生物）的遗传物质是DNA（2）无细胞结构的生物（即病毒）的遗传物质是DNA或RNA学生：核酸是一切生物的遗传物质，核酸包括脱氧核糖核酸（DNA）和核糖核酸（RNA），绝大多数生物都是以DNA作为遗传物质的，因此DNA是主要的遗传物质。

A. 注射R型活细菌，小鼠死亡B. S型细菌的DNA可使小鼠死亡C. 注射加热后杀死的S型细菌，小鼠死亡D. 格里菲思的实验结果没有具体证明哪一种物质是遗传物质【深化探究】格里菲思将加热杀死的S型细菌与R型活细菌混合后，注射到小鼠体内，小鼠死亡，并从死亡小鼠体内分离到了活的S型细菌，请分析：1．已知在80～100 ℃温度范围内，蛋白质将失去活性，DNA的结构也会被破坏，但当温度降低到55 ℃左右时，DNA的结构会恢复，但蛋白质却不能恢复。

由此我们可以推断：在格里菲思的实验中，加热杀死的S型细菌中使R型细菌转化为S型细菌的物质是________。

2．研究表明，小鼠体内的两种细菌含量变化如图所示：(1)从免疫学角度解释曲线ab段下降的原因是什么？(2)S型活细菌是怎样产生的？(3)S型细菌是有毒性的，据此推测曲线bc段上升的原因是什么？三、艾弗里的体外转化实验1.实验目的：探究S型细菌中的“转化因子”是DNA还是蛋白质、多糖等？1．实验设计思路：直接分离S型细菌的等，将它们分别与混合培养，研究它们各自的遗传功能。

2．实验过程及结果：(1) R型活细菌＋S型细菌的DNA→培养基中有________型细菌。

(2) R型活细菌＋S型细菌的蛋白质→培养基中有________型细菌。

(3) R型活细菌＋S型细菌的多糖(或脂质、RNA)→培养基中有________型细菌。

(4) R型活细菌＋S型细菌的DNA＋________→培养基中只有________型细菌。

2.结论：________是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质，即________是遗传物质，而蛋白质等不是遗传物质。

(★艾弗里实验缺陷：提取DNA 不纯，含有少量的蛋白质。

【深化探究】1.肺炎双球菌体内转化实验中“加热”是否已导致DNA和蛋白质变性？2.肺炎双球菌体外转化实验中导致R型细菌转化为S型细菌时遗传物质、原料、能量分别由哪方提供？其转化的实质是什么？3．肺炎双球菌体外转化实验中，设置“S型细菌的DNA中加DNA酶”实验组的作用是什么？4.两个转化实验有哪些相同点及联系？【巩固提升】1．(2019·菏泽高一检测)在肺炎双球菌转化实验中，将R型活细菌与加热杀死的S型细菌混合后，注射到小鼠体内，下列能在死亡小鼠体内出现的细菌类型有()①有毒的R型活细菌②无毒的R型活细菌③有毒的S型活细菌④无毒的S型活细菌A．①④B．②③C．③D．①③2．如图为肺炎双球菌转化实验中的基本步骤，下列有关说法正确的是()A．①②都要加热处理B．③要将所有提取物与R型细菌共同培养C．④的结果是只有S型或R型一种菌落D．①④的结果可能是有S型、R型两种菌落3．(2019·山东烟台一中期末)肺炎双球菌中的S型细菌具有荚膜，R型细菌则不具备，在培养R型活细菌时加入S型细菌的什么物质，能得到具有荚膜的S型细菌()A．多糖类物质B．DNA水解产物C．DNA D．蛋白质4．如图表示肺炎双球菌的转化实验，在培养有R型细菌的1、2、3、4四支试管中，依次加入从S 型活细菌中提取的DNA、DNA和DNA酶、蛋白质、多糖，经过培养，检查结果发现试管内仍然有R型细菌的是()A．3和4 B．1、3和4C．2、3和4 D．1、2、3和45．(2018·北京延庆高一期末)如图表示肺炎双球菌的转化实验，下列相关叙述错误的是()S型细菌→破碎的S型细菌→提取的S型细菌DNA＋R型细菌→结果1DNA酶＋S型细菌DNA＋R型细菌→结果2A．DNA酶的作用是水解S型细菌的DNA B．结果1中S型细菌占绝大多数C．该实验证明DNA是遗传物质D．结果2中全部为R型细菌6．下图表示科研工作者重复“肺炎双球菌转化实验”的步骤，分析有关描述，错误的是()A．该实验证明起转化作用的物质是DNAB．1、2、3组为该实验的对照组C．第4组中正常的R型细菌有部分转化成了S型细菌D．第4组实验中分离出的S型细菌的后代仍然是S型细菌7．(2019·重庆模拟)肺炎双球菌有许多类型，有荚膜的有毒性，能使人患肺炎或使小鼠患败血症，无荚膜的无毒性。

第四章遗传的分子基础本章规划在我们学习了遗传和染色体之后，理解了遗传规律与染色体行为的关系，了解了孟德尔的遗传实验，理解了孟德尔定律的本质及其应用等知识。

在本章，我们将要学习遗传的分子基础的知识。

1．本章内容组成本章内容由五节组成：“探索遗传物质的过程”“DNA的结构和DNA的复制”“基因控制蛋白质的合成”“基因突变和基因重组”“关注人类遗传病”。

第一节“探索遗传物质的过程”，介绍了人类对遗传物质的探索过程，着重展示了肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌的实验，还着重介绍了DNA提取的方法。

通过这部分知识的学习，可以使学生理解人类对遗传物质的本质的认识是一个逐步发展的过程，科学的发展需要科学实验，同时更需要科学家的睿智与坚持。

第二节“DNA的结构和DNA的复制”介绍了DNA双螺旋结构的发现过程、DNA的分子组成及结构特点。

关于DNA的复制，教材首先通过“积极思维”介绍了DNA复制的精巧实验，然后从理论角度解释了DNA半保留复制的过程。

第三节“基因控制蛋白质的合成”介绍了基因控制蛋白质合成的转录和翻译的过程以及人类的基因组计划，并穿插介绍了人类对遗传密码子的探索过程和密码子表。

第四节“基因突变和基因重组”通过分析镰刀状贫血症的病因，介绍了基因突变的相关概念和特点，然后介绍了基因重组和重组DNA技术的相关概念。

第五节“关注人类遗传病”介绍了人类遗传病的病因以及相关实例、人类遗传病的检测与预防措施等。

2．本章教材地位本章教材在学生学习了遗传和染色体之后，理解了遗传规律与染色体行为的关系，了解了孟德尔的遗传实验，理解了孟德尔定律的本质及其应用等知识的基础上，讲述了分子水平上的遗传：探索遗传物质的过程、DNA的结构和DNA的复制、基因控制蛋白质的合成、基因突变和基因重组、关注人类遗传病。

促进学生从分子水平理解遗传与变异的本质，同时也为后续知识——“生物的进化”的学习奠定了基础。

遗传使得个体代代相传，使物种具有延续性；变异有可能让生物产生适应变化的环境的性状，从而在自然选择中得以生存，并产生新的物种，这也是生物多样性产生的物质基础。