DNA是主要的遺傳物質教案886

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1第三章 基因的本質第一節 DNA 是主要的遺傳物質 【教學目標】1. 知識目標(1)總結“DNA 是主要的遺傳物質”的探索過程。(2)分析證明 DNA 是主要的遺傳物質的實驗設計思路。(3)了解實驗研究的方法是自然科學研究的主要方法。2. 能力目標(1)從生殖過程、染色體化學組成以及遺傳物質存在部位劃分來分析染色體是遺傳物質的主要載體,訓練學生邏輯思維的能力。(2)以肺炎雙球菌轉化實驗和噬菌體侵染細菌的實驗說明 DNA是遺傳物質,訓練學生由特殊到一般的歸納思維的能力。3. 情感態度與價值觀目標(1)認同與人合作在科學研究中的重要性,討論技術的進步在探索遺傳物質奧秘中的重要作用。(2)認同人類對遺傳物質的認識是不斷深化不斷完善的過程?!窘虒W重點和難點】1. 教學重點(1)肺炎雙球菌轉化實驗的原理和過程。(2)噬菌體侵染細菌實驗的原理和過程。2. 教學難點噬菌體侵染細菌實驗的原理和過程?!窘虒W課時】 1 課時【學情分析】本節課內容是人們由宏觀遺傳現象觀察向微觀遺傳物質本質探索的開始,因此要引導學生從細胞的分裂向分裂過程中染色體數目穩定再到染色體的物質組成,一步步從宏觀向微觀深入,不斷縮小可能成為遺傳物質的對象的范圍。本節的另一大特點是實驗分析,要讓學生從現象中學會總結和提出新的疑問,最終確定 DNA 是遺傳物質,又因為在部分病毒中沒有 DNA,只有 RNA,所以 RNA 也是遺傳2物質。因此,DNA 是主要的遺傳物質?!窘虒W過程】 “問題探討”你認為遺傳物質可能具有什么特點【提示】1.(1)具有貯存大量遺傳信息的潛在能力; (2)能夠指導蛋白質合成,從而控制生物的性狀和新陳代謝的過程; (3)在細胞生長和繁殖的過程中能夠精確地復制自己,使得前后代具有一定的連續性;(4)結構比較穩定,但在特殊情況下又能發生突變,而且突變以后還能繼續復制,并能遺傳給后代。遺傳物質必須穩定,要能貯存大量的遺傳信息,可以準確地復制出拷貝,傳遞給下一代等。引課親子代通過生殖細胞傳遞遺傳信息,親子代之間數目穩定的是染色體,因此染色體成為連接親子代的紐帶。染色體又由 DNA 和蛋白質構成,那么,究竟是誰是真正的遺傳物質呢一、對遺傳物質的早期推斷[講述] 20 世紀 20 年代以來,人們發現的蛋白質的種類越來越多,功能也越來越廣泛,一切生命活動,包括遺傳特性的表現都離不開蛋白質。如我們在前面學習過的起催化作用的酶、起免疫作用的球蛋白,以及一些對生命活動起調節作用的激素。據估計,人體中的蛋白質不少于十萬種。因此,許多生物學家都認為,只有蛋白質才有可能是遺傳物質。30 年代,人們才認識到 DNA 是許多脫氧核苷酸聚合成的生物大分子,而且也已經發現核酸中有四種不同的堿基,但是人們卻誤認為核酸是由四種核苷酸組成的單調均勻的大分子,因此,許多生物學家不相信核酸會是干變萬化的基因的載體,他們認為蛋白質才可能是遺傳物質。在核酸和蛋白質中究竟誰是遺傳物質呢如果我們能夠用實驗來證明某種物質具備這些特點,我們就能確定到底哪種物質是遺傳物質。3二、肺炎雙球菌的轉化實驗1、體內轉化實驗 1928 年 英國 格里菲思請學生閱讀關于肺炎雙球菌的知識。認識 R 型細菌和 S 型細菌。R 型細菌菌落粗糙,菌體無多糖類莢膜,無毒性。S 型細菌菌落光滑,菌體有多糖類莢膜,有毒型。板圖或動畫演示格里菲思肺炎雙球菌轉化實驗過程的四個階段,同時完成四個階段的文字總結。(1)活 R 型細菌 老鼠 不死亡(2)活 S 型細菌 老鼠 死亡(3)滅活 S 型細菌 老鼠 不死亡(4)活 R 型細菌死 S 型細菌 老鼠 死亡說明格里菲思從第四組實驗小鼠尸體上分離出有毒型 S 型活細菌。表明活 R 型細菌死 S 型細菌 活 S 型細菌(有毒) 子代活 S型細菌。設問(1)為什么無毒 R 型活菌能轉化成有毒 S 型活菌呢學生做初步回答后,請學生大膽、科學地進行探究。在教師引導下,得出格里菲思結論在第四組實驗中,已經被加熱殺死的 S 型細菌中,必然含有某種促成這一轉化的活性物質“轉化因子” 。(2) “轉化因子”究竟是什么物質接著順理成章地引入艾弗里的實驗。2、體外轉化實驗 1944 艾弗里1944 年,美國科學家艾弗里和它的同事,把 S 型細菌的組成物質全部分離,并分別與 R 型細菌混合培養,得出如下結果感染感染感染感染轉化 遺傳多糖 脂類 蛋白質 RNA DNA DNA 的水解產物S 型細菌分別與 R 型細菌混合培養R 型 R 型 R 型 R 型R 型 S 型R 型 R 型 S 型4請學生思考“轉化因子”是什么物質通過艾弗里實驗的思考,可準確地得出“轉化因子”是 S 型細菌的 DNA 的結論。因轉化而來的 S 型細菌能將性狀傳遞給后代,說明 DNA 是遺傳物質。三、噬菌體侵染細菌的實驗請學生閱讀關于 T2噬菌體的教材內容。了解 T2噬菌體的結構和化學組成及生活特性。對噬菌體、大腸桿菌進行簡單介紹,順便復習原核生物和病毒的特點“從丹麥首都哥本哈根來的物理學家德爾布呂克、從意大利來的生物學家盧里亞、美國生物學家赫爾希。他們在美國建立了研究小組,利用噬菌體與大腸桿菌研究基因復制的問題。 ” 介紹噬菌體侵染細菌的實驗【 講述 】 實驗是由赫爾希和他的學生蔡斯在 1951~ 1952 年做的。他們分別用兩種放射性同位素 32P 和 35S 對兩組噬菌體進行了巧妙的標記一組用放射性同位素 32P 標記噬菌體內部的 DNA,另一組用放射性同位素 35S 標記噬菌體的蛋白質外殼。由于放射性物質會不斷放出射線,可以檢測出來,這樣通過觀察放射性物質的行蹤,就可以判斷放射性物質在噬菌體侵染細菌過程中的行蹤,從而判斷 DNA 和蛋白質在生物遺傳過程中的作用了。1、 實驗過程與結論(1) 、標記噬菌體含 35S 的培養基細菌→含 35S 的細菌噬菌體→ 35S 標記的噬菌體噬菌體化學組成DNA、蛋白質結構頭部尾部內部含 DNA 外殼由蛋白質組成生活特性侵染細菌 子代噬菌體自身遺傳物質作用下利用細菌物質、合成自身成分5含 32P 的培養基細菌→含 32P 的細菌噬菌體→ 32P 標記的噬菌體(2) 、噬菌體侵染細菌含 35S 噬菌體細菌→上清液放射性高,沉淀物放射性低含 32P 噬菌體細菌→上清液放射性低,沉淀物放射性高用放射性同位素 35S 標記的噬菌體在侵染細菌并進行增殖的過程中,出現了把蛋白質外殼留在細菌外面的現象。而用放射性同位素32P 標記的噬菌體則表現出了其內部的 DNA 進入細菌細胞內的現象。正是這些 DNA 在細菌中增殖出許多噬菌體。新形成的噬菌體同親代一樣有著同樣的 DNA 和蛋白質外殼。釋放出來后又能去侵染其他的細菌。設問從這個實驗的結果來看,我們能夠得出什么結論呢 結論是當噬菌體在細菌內大量繁殖時,噬菌體的蛋白質
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