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第三章基因的本质第1节DNA是主要的遗传物质一、对遗传物质的早期推测20世纪20年代，大多数科学家认为蛋白质是生物体的遗传物质。
20世纪30年代，人们认识到组成DNA分子的脱氧核苷酸有4种，每一种有一个特定的碱基。
这一认识本可以使人们意识到DNA的重要性，但是认为蛋白质是遗传物质的观点仍占主导地位。
二、DNA是遗传物质的实验证据（肺炎链球菌的转化实验）1、肺炎双球菌的体内转化实验（1）格里菲思的实验原理：S型细菌可使小鼠患败血症死亡。
实验过程及现象P43图3-2结论：加热杀死的S型细菌，含有某种促使R型活细菌转化为S型活细菌的活性物质——转化因子。
文字表述如下：（2）艾弗里实验（体外转化实验）P44图3-3实验过程及结果结论：DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。
实验方法：减法原理：在对照实验中，与常态比较，人为去除某种影响因素的称为“减法原理”。
例如，在艾弗里的肺炎链球菌转化实验中，每个实验组特异性地去除了一种物质，从而鉴定出DNA是遗传物质。
旧教材实验过程如下：结论：只有加入DNA，R型细菌才能转化为S型细菌，即DNA是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。
2、噬菌体侵染细菌的实验实验材料：T2噬菌体实验者：美国遗传学家赫尔希和蔡斯实验方法:放射性同位素标记法。
实验过程及结果（1）标记噬菌体：（先标记大肠杆菌）：在分别含有35S和32P的培养基中培养大肠杆菌，获得分别含35S 和32P的大肠杆菌。
（再标记T2噬菌体）：用分别含32P和35S的大肠杆菌培养T2噬菌体，得到DNA含有32P标记或蛋白质含有35S标记的噬菌体。
（2）噬菌体侵染大肠杆菌(1)T2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T2噬菌体的各种性状是通过亲代的DNA来遗传的。
实验结论: DNA才是真正的遗传物质。
注意：1、搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离2、离心的目的是让上清液中析出质量较轻的T2噬菌体颗粒，而离心管的沉淀物中留下被侵染的大肠杆菌3、不能用14C和18O标记噬菌体，因为DNA和蛋白质都含C和O；不能用32P和35S同时标记噬菌体，因为若用32P和35S同时标记噬菌体，则上清液和沉淀物中均会具有放射性，无法判断遗传物质的成分。
第1节DNA是主要的遗传物质1．掌握肺炎双球菌体内和体外转化实验的过程和结论。
(重、难点) 2.掌握噬菌体侵染细菌实验的方法、过程及结论。
(重、难点) 3.理解DNA是主要遗传物质的结论。
知识点一肺炎双球菌的转化实验[学生用书P41]阅读教材P43～P441．肺炎双球菌的特点种类S型细菌R型细菌项目菌落表面光滑表面粗糙菌体毒性有毒性无毒性2.体内转化实验——格里菲思的实验(1)原理：S型细菌可使小鼠患败血症死亡。
(2)实验过程及现象(3)结论：加热杀死的S型细菌中含有某种转化因子使R型活细菌转化为S型活细菌。
3．体外转化实验——艾弗里的实验(1)原理：只有加入DNA时，R型细菌才能够转化为S型细菌。
(2)过程(3)结论：DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。
1．肺炎双球菌体内转化实验和体外转化实验的比较项目体内转化实验体外转化实验培养细菌在小鼠体内体外培养基实验对照R型细菌与S型细菌的毒性对照S型细菌各组成成分的作用进行对照巧妙构思用加热杀死的S型细菌注射到小鼠体内作为对照实验来说明确实发生了转化将物质提纯分离后，直接、单独地观察某种物质在实验中所起的作用实验结论S型细菌体内有“转化因子”S型细菌的DNA是遗传物质联系(1)所用材料相同；(2)体内转化实验是体外转化实验的基础，体外转化实验是体内转化实验的延伸；(3)两个实验都遵循对照原则、单一变量原则2.实验拓展分析(1)在加热杀死S型细菌的过程中，其蛋白质变性失活，但是其内部的DNA在加热结束后随温度的降低又逐渐恢复活性。
(2)转化的实质是S型细菌的DNA片段整合到了R型细菌的DNA中。
(3)在转化实验中，使小鼠致死的是S型细菌，不是S型细菌的DNA。
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．①③[答案]B2．(2019·北京延庆高一期末)下图表示肺炎双球菌的转化实验，下列相关叙述错误的是()A．DNA酶的作用是水解S型菌的DNAB．结果1中S型肺炎双球菌占绝大多数C．该实验证明DNA是遗传物质D．结果2中全部为R型肺炎双球菌[解析]选B。
第3章基因的本质第1节 DNA是主要的遗传物质一、教学目标（一）知识目标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是遗传物质。
2.通过重演科学发现DNA是主要遗传物质的过程，学会科学研究的方法和实验设计的基本步骤。
（二）能力目标1.通过自己设计验证性实验，培养分析问题、解决问题的能力和创新思维能力。
2.以噬菌体侵染细菌的实验说明DNA是遗传物质，训练学生由特殊到一般的归纳思维能力。
（三）情感、态度与价值观目标1.养成实事求是的科学态度，培养不断探究新知识和合作的精神。
2.实验验证DNA与RNA是遗传物质，强调了生命的物质性，有助于辩证唯物主义世界观的树立。
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、课时安排1课时教学过程一、导入新课：复习导入19世纪中期，孟德尔通过豌豆实验证明了：生物的性状是由基因控制的。
20世纪初期，摩尔根通过果蝇实验证明了：基因位于染色体上。
20世纪中叶，科学家发现：染色体主要由蛋白质和DNA（成分）组成。
那么，这两种物质究竟哪一种是遗传物质呢？请大家把书打开到42页，我们今天一起学习——第3章第1节DNA是主要的遗传物质。
要想找到DNA是遗传物质的证据，首先得选择合适的实验材料，应该选择什么样的生物做实验材料呢？为什么？请举例。
1928年，格里菲思利用肺炎双球菌这样一种细菌做实验寻找遗传物质，请大家阅读书本43页，看看格里菲思怎样做实验的。
二、肺炎双球菌的转化实验（一）格里菲思的体内转化实验（1928）1、本实验用的生物材料是什么？肺炎双球菌有几种类型？2、动画展示四组实验过程①活的R型细菌感染老鼠不死亡②活的S型细菌感染老鼠死亡③灭活的S型细菌感染老鼠不死亡④活的R型+死的S型感染老鼠死亡讲述：从第一、二组实验可以说明R型活细菌不具有致死性，S 型活细菌具有致死性；从第二、三组实验可以说明死亡的S型细菌不具有致死性。
《DNA是主要的遗传物质》教学设计一、教材分析“DNA是主要的遗传物质”是人教版高中生物学教材必修2《遗传与进化》第3章第1节内容，主要以发现遗传物质的本质的发现史为主线，首先由早期科学家关于遗传物质是蛋白质还是DNA的争论，引出经典实验：肺炎链球菌的体内、体外转化实验和T2噬菌体侵染细菌实验，得出DNA是主要遗传物质的主张。
学生学习过有丝分裂、减数分裂和受精作用等知识，知道染色体在遗传中起着重要作用，具有一定的知识储备。
教材中蕴含着丰富的生物科学史素材，体现了人类对遗传物质本质的认知过程和研究方法的推进过程，而这也是本节内容的教学重难点。
二、教学目标1.生命观念：通过对不同生物遗传物质化学本质的学习与探讨，认识生物的多样性与统一性。
2.科学思维：通过梳理DNA可能是遗传物质、DNA是遗传物质和DNA 是主要遗传物质的层层论证，锻炼学生归纳概括、推理论证的能力，养成批判性思维。
3.科学探究：通过小组合作讨论分析几个经典实验的实验设计思路和基本环节，同时利用“减法原理”进一步完善RNA是遗传物质的实验，发展科学探究的精神及能力。
4.社会责任：体会科学发展过程中严密的逻辑推理，认同科学的发展是一个继承、发展与创新的辩证过程。
三、教学重点和难点1.教学重点（1）肺炎链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。
2.教学难点（1）肺炎链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。
质的认识；格里菲思活体转化实验与艾弗里设计的离体实验。
噬菌体侵染大肠杆菌实验1.对噬菌体的认识历程讲解：噬菌体的结构和生存方式。
噬菌体学派创始人——德尔布吕克和埃里斯的工作，分析噬菌体的一步生长曲线。
德森等科学家对噬菌体失活的研究。
2.赫尔希和蔡斯的工作实验方案讨论：假说演绎的分析过程①如何“追踪”蛋白质分子和DNA分子，看它们是否注入大肠杆菌?②选用何种元素对蛋白质分子和DNA 分子进行标记? 如何标记？能否同时标记?③多长时间后进行放射性检测较为适宜?④怎样使噬菌体外壳从大肠杆菌表面脱落下来，以便于检测?⑤观察到什么现象才能说明侵入细菌的只有噬菌体的DNA？讲述：实验结果分析（1）搅拌处理的曲线和数据分析搅拌可以把80% 左右的35 S 剥落下来;在这些硫释放的同时，只有30% 左右的噬菌体32P 释放出来。
第1节DNA是主要的遗传物质[学习目标] 1.了解人类对遗传物质的早期猜想。
2.分析肺炎链球菌转化实验的过程及结论。
3.掌握噬菌体侵染细菌实验的方法、过程及结论。
4.说明DNA是主要的遗传物质的原因。
知识点一肺炎链球菌的转化实验一、对遗传物质的早期推测20世纪20年代，大多数科学家认为□01蛋白质是生物体的遗传物质。
20世纪30年代，人们认识到□02DNA的重要性，但是认为□03蛋白质是遗传物质的观点仍占主导地位。
二、肺炎链球菌的转化实验1．肺炎链球菌类型易漏边角2．格里菲思的实验——体内转化实验(1)实验过程及现象问题探究肺炎链球菌是原核生物还是真核生物？提示：肺炎链球菌是细菌，属于原核生物。
问题探究格里菲思的肺炎链球菌转化实验中，R型活细菌与加热致死的S型细菌混合注射到小鼠体内后，从死亡小鼠中是否只分离出S型活细菌？提示：不是，分离出S型活细菌和R型活细菌，且R型活细菌数量多。
(2)结论：加热致死的S型细菌，含有某种促使□16R型活细菌转化为□17S型活细菌的活性物质——□18转化因子。
3．艾弗里的实验——体外转化实验(1)自变量：不同处理的细胞提取物因变量：培养基中活细菌的种类(2)实验过程及现象①预处理：将加热致死的S型细菌破碎，去除□19绝大部分糖类、蛋白质和脂质，制成细胞提取物。
②③分析细胞提取物的□25理化特性，发现这些特性与DNA的极为相似。
(3)结论□26DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。
三、自变量控制的原理1．加法原理与常态比较，人为□01增加某种影响因素。
如“比较H2O2在不同条件下的分解”的实验中，与对照组相比，实验组分别作加温、滴加FeCl3溶液、滴加肝脏研磨液的处理，就利用了加法原理。
2．减法原理与常态相比，人为□02去除某种影响因素。
如“艾弗里的肺炎链球菌转化实验”中，每个实验组特异性地去除了一种物质，从而鉴定出DNA是遗传物质，就利用了减法原理。
特别提醒肺炎链球菌的转化实验包括格里菲思和艾弗里的实验，其中格里菲思的实验证明了S型细菌体内含有某种转化因子，但并没有证明转化因子是哪种物质，而艾弗里的实验则证明了转化因子是S型细菌体内的DNA。
第三章第1节DNA是主要的遗传物质厦门外国语石狮分校张训正一、教材分析：本章节是第3章第1节的内容，是学习了“遗传因子的发现”和“基因和染色体的关系”后，对有关细胞学基础、染色体在前后代遗传中所起的联系作用、染色体的主要成分等知识有了一定的理解后来学习的。
在相当长的时间里，人们一直把蛋白质作为遗传物质，那么，遗传物质到底是DNA还是蛋白质呢？教材通过两个经典实验证明了DNA是遗传物质，最后烟草花叶病毒证明少数生物只有RNA而没有DNA的事实，归纳出“DNA是主要的遗传物质”这一结论。
本节课的教学内容涉及的实验，在我校实验室条件下是不可能完成的，只有尝试采用了引导探究式的教学方法，通过创设学习情景、激发学生积极主动地走进科学家的探究历程，在观察和思考中，愉快地学习。
二、【教学目标】1．知识目标（1）了解“DNA是遗传物质”的科学探索过程。
（2）分析证明DNA是遗传物质的实验设计思路。
（3）了解“同位素标记法”在噬菌体侵染细菌的实验中的运用。
2．能力目标（1）通过图文转换，提高信息处理能力。
（2）以噬菌体侵染细菌的实验为例，训练特殊到一般的归纳思维的能力。
3．情感态度与价值观（1）感悟科学研究实验不断完善、科学发现的曲折过程。
（2）认同科学与技术的关系，二者相互促进，相辅相成。
三、【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。
四、【教学难点及解决方法】噬菌体侵染细菌实验的原理和过程。
[解决方法]1.在第一章用Flash讲清噬菌体的结构和侵染细菌的过程。
2.让学生带着问题看书，看图去，再用反馈点拨的方法让学生充分理解。
五、【教学策略1．教师教法在介绍实验时以“问题引导呈探究过程→分析实验结果→得出结论→提出质疑→引入下一个实验”的教学程序，使各个实验一环扣一环，最后才得出最具说服力的结论。
2．学生学法学生可采用观察、探究、分组讨论，比较法，归纳法等进行分析、归纳和总结。
六、【课时安排】 2课时，多媒体辅助教学第一课时主要内容为肺炎双球菌的转化实验，第二课时重点评析噬菌体侵染细菌的实验，略讲烟草花叶病毒实验，最后小结所有生物的遗传物质。
七、【教学过程设计】CAI：肺炎双球菌转化实验观察现象：遗传现象提出问题遗传与染色体的关系染色体的组成哪种成分是遗传物质引导探究分析问题：遗传物质应具备哪些特点回顾科学家探索历程、作出假设：DNA可能是遗传物质分析探究DNA是遗传物质的实验CAI：噬菌体侵染细菌过程CAI：烟草花叶病毒实验小结：DNA是遗传物质RNA是遗传物质总结：DNA是主要的遗传物质课堂练习课后作业八、【教学过程】程序教师活动学生活动设计意图观察现象提出问题有趣的生物遗传现象：1、种瓜得瓜，种豆得豆。
2、龙生龙，凤生凤，老鼠的儿子会打洞。
引导简单回顾有丝分裂、减数分裂及受精作用的过程，提出问题：（1）生物子代与亲代性状相似的原因是什么？（2）什么在生物遗传中具有重要作？（3）染色体的主要成分是DNA和蛋白质，谁是遗传物质？（4）遗传物质具有什么特点？学生感受遗传现象和遗传规律分析、思考，得出结论。
激发兴趣，引入新课。
分析问题做出假设通过引导和学生讨论推出遗传物质的四个特点。
一、遗传物质的早期推测。
假设1：蛋白质是遗传物质假设2：DNA是遗传物质分析、归纳：蛋白质是遗传物质的观点仍占据主导地位体会时代知识背景对科学发展和认识的影响。
回顾科学家探索历程引导探究1二、肺炎双球菌的转化实验。
1、格里菲思的实验学生阅读课本PPT展示S型和R型肺炎双球菌图片观察归纳：动画展示格里菲思的肺炎双球菌转化实验，并提出问题:（1）实验先进行第一、二组的目的是什么？（2）对比分析第一、二组说明什么？第二、三组说明什么？第一、三、四组又说明什么？菌落荚膜毒性R型细菌菌落粗糙无荚膜无毒S型细菌菌落光滑有荚膜有毒分析S型和R型肺炎双球菌的特点归纳：加热杀死的S型细菌中含有某种可以使活的R型菌转化成S型菌的物质，即转化因子。
沿着科学的发展轨迹分析问题。
1.培养学语言组织能力。
2.培养观察能力和分析问题的能力。
3.培养处理信息和归纳总结能力。
分组讨论引导探究2这种转化因子是什么？格里菲思没有找到。
设问：如果请你设计一个实验来确定转化因子是什么，你觉得关键的设计思路是什么？（提示：S型细菌的化学组成：多糖、脂质、蛋白质、DNA和RNA等）以小组为单位，分析、讨论，写出实验设计方案并预测实验结果：培养团队协作能力和实验探究思维课堂预设过渡在格里菲斯的实验基础上大多数同学的设计思路都是设法把蛋白质和DNA 等单独分开，分别和R型菌混合注入小鼠体内，死亡的那组为转化因子。
有部分是不用小鼠而是选择培养基培养。
从而引出艾弗里肺炎双球菌体外转化实验。
思考、讨论哪种方法更科学渗透实验设计的科学性原则，探究实验材料是科学研究中重要内容，引导探究3 2、艾弗里的体外转化实验演示艾弗里的实验过程，问：各组实验可以得出什么结论?属于什么对照？为什么要补充最后一组实验？探究、分析问题得结论：S型菌的DNA是转化因子。
补充最后一组实验的目是从反面证明DNA是遗传物质。
领会科学家的实验方法。
过渡在当时的情况下，很多科学家也并不同意艾弗里的,这又是为什么呢？因此仍有人对实验结论表示怀疑。
问：有什么方法可以完全把DNA和蛋白质分开？艾弗里实验中提取的DNA 纯度最高时也还有0.02%的蛋白质，引入了下一实验:噬菌体细菌的实验。
引导探究4 三、噬菌体侵染细菌实验：（1）知识回顾：PPT展示T2噬菌体的结构和特点，Flash播放T2噬菌体侵染细菌的过程。
（2）PPT展示赫尔希和蔡斯所做的噬菌体侵染细菌的实验。
问题如下：①实验用了什么方法？②如何对噬菌体进行标记？③搅拌和离心的目的分别是什么？④上清液和沉淀物中不同的放射性说明了什么？并分析可能的原因。
⑤子代噬菌体中可以检测到32P标记的DNA，却不能检测到35S标记的蛋白质，说明什么？⑥子代噬菌体的蛋白质和DNA分别是怎样形成的？⑦该实验能不能证明蛋白质不是遗传物质？结论：“转化因子”是S型细菌的DNA。
因转化而来的S型细菌能将性状传递给后代，说明DNA是遗传物质。
过渡问题：DNA是唯一的遗传物质吗？观察、归纳：吸附→注入→复制、合成→组装→释放分组观察、讨论。
回答问题。
思考、讨论，交流。
进一步体会实验设计的思路和噬菌体侵染细菌的过程并得出结论：体会科学探究方法，培养解决问题的能力以及语言表达能力。
引导探究5 四、烟草花叶病毒重建实验展示烟草花叶归纳病毒重建实验分析得出结论：只有RNA的生物，RNA是遗传物质说明科学结论的相对性整合思考：噬菌体侵染细菌的实验能证明DNA是主要的遗传物质吗？引导学生归纳小结各类生物的遗传物质。
DNA是遗传物质DNA是主要的遗传物质强化对结论的准确理解练习展示设计的不同类型练习题思考、分析、回答反馈、巩固，深化、九、【板书设计】第三章第一节 DNA是主要的遗传物质一、遗传物质的早起推测。
二、肺炎双球菌的实验。
1、格里菲斯的体内转化实验：S型死菌含“转化因子”2、艾弗里的体外转化实验：DNA是“转化因子”，DNA是遗传物质三、噬菌体侵染细菌实验：同位素标记技术 DNA是遗传物质四、烟草花叶病毒重建实验：RNA是遗传物质结论：DNA是主要的遗传物质十、【随堂巩固】【例1】用DNA酶处理过的S型细菌不能使R型细菌发生转化。
下列关于这一实验的叙述，不正确的是（）A、这个实验是为了证实DNA的分解产物不是遗传物质。
B、这个实验是为了从反面证明DNA是遗传物质。
C、这个实验证实DNA的分解产物不是“转化因子”。
D、这个实验是艾弗里关于遗传物质研究的重要工作之一。
【答案】A【例2】噬菌体侵染细菌的实验中，子代噬菌体的蛋白质外壳是（）A、在噬菌体DNA的指导下，用细菌的物质合成的B、在细菌DNA的指导下，用细菌的物质合成的C、在噬菌体DNA的指导下，用噬菌体的物质合成的D、在细菌DNA的指导下，用噬菌体的物质合成的【答案】A【例3】下列能通过噬菌体侵染细菌实验过程证实的是( )A、DNA能产生可遗传的变异B、DNA是遗传物质C、DNA能自我复制D、DNA能控制蛋白质合成【答案】B、C、D十一、【教学反思与策略】（一）教学反思1、本节课创新之处在于利用引导探究和顿悟的教学策略，特别强调学生的主体作用，重视引导学生独立自主地提出问题、发现问题和解决问题。
重视顿悟、发现、创造等思维品质培养。
引导学生在探索中找到喜悦，增加学生实验学习的兴趣与信心。
本节课的教学达到了预期目的，在教师的引导下，学生的学习主动性得到了较大程度调动，课堂始终处在一种主动学习的良好氛围之中，学生真正把学习的过程演绎成一个主动探究、自动求知的过程。
2、分析总结出肺炎双球菌转化实验的结论后，让学生分组讨论，协作设计实验来探究S型菌中的“转化因子”是什么，这是对学生的一种锻炼、提高。
（二）教学环节设计1、创设情境，引入课题，激发学生探究欲望。
2、分析经典实验，引导学生探究学习。
（1）格里菲斯的实验我先让学生了解格里菲斯所用两种肺炎双球菌特点，再积极引导学生讨论分析四组实验的结果。
提出实验结论：已经被加热杀死的S型细菌中，有一种促使R型细菌转化成S型细菌的活性物质——转化因子。
（2）艾弗里的实验在格里菲斯实验的基础上，让学生运用自己的思维分析，分组讨论、设计实验方案，探究转化因子是什么物质。
之后介绍艾弗里的实验方法，逐步剖析经典实验。
（3）噬菌体侵染细菌的实验教师显示噬菌体图，让学生复习回顾噬菌体结构及侵染细菌的过程。
探究两组实验，与学生共同讨论分析，学生讨论，总结得出结论：DNA分子具有连续性，是遗传物质3.烟草花叶病毒及车前草病毒实验，证明某些生物RNA是遗传物质借助媒体手段与设疑分析突破DNA是主要的遗传物质。
