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2019-2020年高中生物《核酸是遺傳物質(zhì)的證據(jù)》教案5 浙教版必修2 教學(xué)過(guò)程： 流程 教師活動(dòng) 學(xué)生活動(dòng) 設(shè)計(jì)意圖 設(shè)疑引入 1、俗話說(shuō)“龍生龍，鳳生鳳，老鼠生的兒子會(huì)打洞”。這句話顯示生物的基本特征之一──遺傳。那么什么是遺傳物質(zhì)呢？ 2、科學(xué)家是怎么知道DNA是遺傳物質(zhì)的呢？從而引出經(jīng)典實(shí)驗(yàn)——肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)和噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)。 1、學(xué)生根據(jù)以往的生物學(xué)知識(shí)以及從媒體上獲取的信息都會(huì)回答：是DNA。 2、 學(xué)生閱讀課本 。 引入實(shí)際問(wèn)題，創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情景，激發(fā)學(xué)生的探究欲望。 一、經(jīng)典實(shí)驗(yàn) （一）肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn) （二）噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn) （三）煙草花葉病病毒感染煙草的實(shí)驗(yàn) 1、教師用多媒體分別展示肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)和噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)、煙草花葉病病毒感染煙草的實(shí)驗(yàn) 3個(gè)經(jīng)典實(shí)驗(yàn)過(guò)程的圖片。 2、教師針對(duì)學(xué)生的描述加以完善和補(bǔ)充，將實(shí)驗(yàn)的過(guò)程表格化或圖示化，用多媒體展示。 3、教師針對(duì)每一實(shí)驗(yàn)各出一組思考題，用多媒體展示 4、教師深入小組成員中參與討論。 5、教師提供學(xué)生煙草花葉病病毒相關(guān)材料，引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案證明RNA也是遺傳物質(zhì)（該部分內(nèi)容參見后面的附注）。 1、學(xué)生觀察用語(yǔ)言描述實(shí)驗(yàn)過(guò)程。 2、學(xué)生觀察、分析、討論。 3、學(xué)生結(jié)合肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)和噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行分組討論、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究；然后匯報(bào)交流實(shí)驗(yàn)方案和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、分析原因，最后歸納小結(jié)得出結(jié)論，最終轉(zhuǎn)化為自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)。 1、培養(yǎng)學(xué)生的語(yǔ)言組織能力。 2、培養(yǎng)學(xué)生觀察能力和分析問(wèn)題的能力。 3、培養(yǎng)學(xué)生處理信息和歸納總結(jié)能力 4、培養(yǎng)學(xué)生合作精神。 5、培養(yǎng)學(xué)生探究問(wèn)題與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的能力及創(chuàng)新意識(shí)。 二、DNA是主要的遺傳物質(zhì) 教師讓學(xué)生根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)思考問(wèn)題：①以細(xì)菌或病毒作為實(shí)驗(yàn)材料具有哪些特點(diǎn)？②分析作為遺傳物質(zhì)應(yīng)具備哪些特點(diǎn)？③分析不同生物的遺傳物質(zhì)是什么？ 學(xué)生觀察、分析、討論 培養(yǎng)學(xué)生分析、觀察、總結(jié)能力。 三、課堂鞏固 請(qǐng)學(xué)生思考并回答教材課后習(xí)題。 學(xué)生結(jié)合所學(xué)知識(shí)進(jìn)行分析，以加深對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解和應(yīng)用。 培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。 四、課堂小結(jié) 1、引導(dǎo)學(xué)生歸納本節(jié)課知識(shí)要點(diǎn)。 2、教師用多媒體展示本節(jié)課板書（黑板上有知識(shí)框架） 學(xué)生歸納知識(shí)要點(diǎn)，整理課堂知識(shí)結(jié)構(gòu)。 培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力。 附注：《核酸是遺傳物質(zhì)的證據(jù)》相關(guān)實(shí)驗(yàn)問(wèn)題式探究 1 肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)： 1.1 1928年，英國(guó)科學(xué)家格里菲思用肺炎雙球菌在小鼠身上進(jìn)行轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)步驟如下表： 實(shí) 驗(yàn) 過(guò) 程 結(jié) 果 第一步 無(wú)毒性的R型活細(xì)菌注射到鼠體內(nèi) 鼠不死亡 第二步 有毒性的S型活細(xì)菌注射到鼠體內(nèi) 鼠死亡 第三步 加熱殺死的S型細(xì)菌注射到鼠體內(nèi) 鼠不死亡 第四步 無(wú)毒性的R型活細(xì)菌與加熱殺死的S細(xì)菌混合后注射到鼠體內(nèi) 鼠死亡，并且從鼠體內(nèi)分離出有毒性的S型活細(xì)菌，其后代也有毒性。 （1）實(shí)驗(yàn)先進(jìn)行第一、二步的目的是什么？可否直接進(jìn)行第四步？ 第一、二步起對(duì)照作用，證明R型細(xì)菌和S型細(xì)菌的作用，同時(shí)可排除使小鼠死亡的其他原因。因此，不能直接進(jìn)行第四步。 （2）用“條件──結(jié)果”分析法，分析第一、二步說(shuō)明什么？第二、三步說(shuō)明什么？第三、四步說(shuō)明什么？ “條件──結(jié)果”分析法就是根據(jù)實(shí)驗(yàn)步驟不同的條件導(dǎo)致不同的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行結(jié)論性表述。第一、二步說(shuō)明了R型細(xì)菌不具有致死性，S型細(xì)菌具有致死性；第二、三步說(shuō)明了死亡的S型細(xì)菌不具有致死性；第三、四步說(shuō)明了R型活細(xì)菌與S型死細(xì)菌混合培養(yǎng)后產(chǎn)生了S型活細(xì)菌，并且這種轉(zhuǎn)化的性狀可以遺傳。 （3）該實(shí)驗(yàn)有無(wú)證明DNA是遺傳物質(zhì)？該實(shí)驗(yàn)的結(jié)論是什么？ 該實(shí)驗(yàn)不能證明DNA是遺傳物質(zhì)。其結(jié)論是S型細(xì)菌中有一種轉(zhuǎn)化因子能使R型活細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型活細(xì)菌。 1.2 1944年，美國(guó)的科學(xué)家艾弗里和他的同事進(jìn)行了確定轉(zhuǎn)化因子的實(shí)驗(yàn)，并獲得了成功。實(shí)驗(yàn)步驟如下圖： （1）實(shí)驗(yàn)過(guò)程中①②③④步說(shuō)明了什么？⑤⑥⑦步說(shuō)明了什么？ 實(shí)驗(yàn)過(guò)程中①②③④步說(shuō)明了從S型細(xì)菌提取的多糖、脂質(zhì)、蛋白質(zhì)、RNA，分別與R型活細(xì)菌混合培養(yǎng)后只產(chǎn)生R型活細(xì)菌；⑤⑥⑦步說(shuō)明了從S型細(xì)菌提取的DNA與R型活細(xì)菌混合培養(yǎng)，少數(shù)R型活細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型活細(xì)菌，轉(zhuǎn)化成的S型細(xì)菌的后代也是有毒性的S型細(xì)菌。 （2）艾弗里等人發(fā)現(xiàn)，通過(guò)1～7的實(shí)驗(yàn)步驟并不嚴(yán)密，仍不足以完全說(shuō)明DNA是轉(zhuǎn)化因子即是遺傳物質(zhì)，為此他們又設(shè)計(jì)了⑧，用DNA酶處理DNA，使其水解，結(jié)果在培養(yǎng)R型活細(xì)菌的培養(yǎng)基中沒有發(fā)現(xiàn)S型細(xì)菌。這組實(shí)驗(yàn)的必要性是什么？ 這組實(shí)驗(yàn)的必要性在于：是DNA本身，而不是DNA的碎片或化學(xué)組成單位使細(xì)菌發(fā)生了轉(zhuǎn)化。 （3）實(shí)驗(yàn)最關(guān)鍵的設(shè)計(jì)思路是什么？ 設(shè)計(jì)思路是將DNA與多糖、脂質(zhì)、蛋白質(zhì)、RNA分開，分別與R型活細(xì)菌混合培養(yǎng)，直接、單獨(dú)地觀察它們的作用。 （4）通過(guò)上述實(shí)驗(yàn)，能證明DNA是主要的遺傳物質(zhì)而蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)嗎？ 通過(guò)上述實(shí)驗(yàn)證明了DNA在細(xì)菌轉(zhuǎn)化中起到了關(guān)鍵作用，是遺傳物質(zhì)，但證明不出DNA是“主要”的遺傳物質(zhì)；能證明蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)。 2 噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)： 1952年赫爾希和沙斯設(shè)計(jì)了一個(gè)巧妙實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)步驟如下表： 實(shí) 驗(yàn) 過(guò) 程 結(jié) 果 標(biāo) 記 侵 染 攪 拌 第一組 用35S標(biāo)記了一部分噬菌體 用被標(biāo)記的兩種噬菌體分別去侵染未被標(biāo)記細(xì)菌 上清液的放射性很高沉淀物的放射性很低 細(xì)菌內(nèi)新形成的噬菌體中沒有檢測(cè)到35S 第二組 用32P標(biāo)記了另一部分噬菌體 上清液的放射性很低沉淀物的放射性很高 細(xì)菌內(nèi)新形成的噬菌體中檢測(cè)到32P 注：上清液為重量較輕的噬菌體；沉淀物為被感染的大腸桿菌。 （1） 該實(shí)驗(yàn)用了什么方法？在什么探究中還用過(guò)此方法？ 用同位素標(biāo)記法。如光合作用中魯賓和卡門研究氧氣來(lái)自于水的實(shí)驗(yàn)。 （2）用35S、32P標(biāo)記物質(zhì)的理論基礎(chǔ)是什么？能否用14C和18O進(jìn)行標(biāo)記？ 用35S、32P標(biāo)記是因?yàn)镈NA中P的含量多，蛋白質(zhì)中P的含量少；蛋白質(zhì)中有S而DNA中沒有S。由于DNA和蛋白質(zhì)中均含有C和O兩種元素，故不能用14C和18O進(jìn)行標(biāo)記。 （3）如果實(shí)驗(yàn)用上述方法進(jìn)行，測(cè)試的結(jié)果如何？表明了什么？ 用帶35S的噬菌體侵染細(xì)菌，產(chǎn)生的新的噬菌體都不帶標(biāo)記。用帶32P的T2噬菌體侵染細(xì)菌，產(chǎn)生的新的噬菌體帶標(biāo)記。用35P標(biāo)記蛋白質(zhì)的噬菌體侵染后，細(xì)菌體內(nèi)無(wú)放射性，即表明噬菌體的蛋白質(zhì)沒有進(jìn)入細(xì)菌內(nèi)部；而用32P標(biāo)記DNA的噬菌體侵染細(xì)菌后，細(xì)菌體內(nèi)有放射性，即表明噬菌體的DNA進(jìn)入了細(xì)菌體內(nèi)。 （4）噬菌體在細(xì)菌體內(nèi)的增殖是在哪種物質(zhì)的作用下完成的？子代噬菌體的蛋白質(zhì)和DNA分別是怎樣形成的？ 由實(shí)驗(yàn)過(guò)程分析可知：噬菌體是在自身DNA的作用下在細(xì)菌體內(nèi)完成增殖的。DNA是自我復(fù)制形成的，蛋白質(zhì)是在DNA指導(dǎo)下合成的。（注：噬菌體侵染細(xì)菌的過(guò)程：吸附→注入DNA→復(fù)制子代噬菌體的DNA和合成子代噬菌體的蛋白質(zhì)→組裝子代噬菌體。） （5）此實(shí)驗(yàn)的指導(dǎo)思想是什么？ 指導(dǎo)思想是將DNA與蛋白質(zhì)分開，分別去感染細(xì)菌，直接、單獨(dú)地觀察它們的作用。 （6）此實(shí)驗(yàn)證明DNA具備遺傳物質(zhì)的哪些特性？實(shí)驗(yàn)的結(jié)論是什么？ 證明了DNA能自我復(fù)制，具有連續(xù)性；能指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成。結(jié)論：DNA是遺傳物質(zhì)，蛋白質(zhì)不是。 3 病毒的重新構(gòu)建和侵染的實(shí)驗(yàn)──證明RNA是遺傳物質(zhì) 3.1 1957年，格勒（Girer）和施拉姆（Schramm）的實(shí)驗(yàn)。 煙草花葉病毒（簡(jiǎn)稱TMV），它的基本成分就是蛋白質(zhì)和RNA。格勒和施拉姆作了如下實(shí)驗(yàn)：①用石炭酸處理這種病毒，把蛋白質(zhì)去掉，只留下RNA，再將RNA接種到正常的煙草上，結(jié)果發(fā)生了花葉病；②如果用蛋白質(zhì)部分侵染正常煙草，則不發(fā)生花葉病。此實(shí)驗(yàn)的結(jié)論是什么？ 此實(shí)驗(yàn)的結(jié)論是RNA起著遺傳物質(zhì)的作用，而蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)。 3.2 以后有人將車前草病毒（HRV）與煙草花葉病毒(TMV)的RNA、蛋白質(zhì)分離、組合，分別進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，進(jìn)一步明確RNA也是遺傳物質(zhì)。實(shí)驗(yàn)步驟如下： ①用車前草病毒（HRV）與煙草花葉病毒（TMV）分別感染煙草葉片出現(xiàn)兩種不同病斑，如示意圖（a）、(b)。 ②用煙草花葉病毒（TMV）的蛋白質(zhì)外殼去侵染煙草葉片。 ③用車前草病毒（HRV）的RNA去侵染煙草葉片。 ④將車前草病毒（HRV）的RNA與煙草花葉病毒的蛋白質(zhì)結(jié)合在一起，形成一個(gè)類似“雜種”的新品系，用它進(jìn)行侵染實(shí)驗(yàn)。 （1） 根據(jù)所學(xué)知識(shí)分析實(shí)驗(yàn)過(guò)程②③④步的結(jié)果是什么？畫示意圖。 過(guò)程2的結(jié)果是蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)，用其單獨(dú)侵染不會(huì)使煙草葉片致病，如示意圖(c)；過(guò)程3的結(jié)果是用車前草病毒（HRV）的RNA去侵染煙草葉片，則RNA會(huì)在寄主細(xì)胞中復(fù)制并產(chǎn)生大量車前草病毒（HRV），使煙草葉片致病，病斑如示意圖(d)；過(guò)程4的結(jié)果是用“雜種”病毒侵染煙草葉片致病，病斑如示意圖(e)。 （2） 上述“雜種”病毒繁殖的后代是那種病毒？畫一個(gè)該病毒的示意圖。 “雜種”病毒繁殖的后代是車前草病毒（HRV），如示意圖(f)。 （3）艾弗里、赫爾希與格勒等人的實(shí)驗(yàn)選用了結(jié)構(gòu)十分簡(jiǎn)單的生物──細(xì)菌或病毒。以細(xì)菌或病毒作為實(shí)驗(yàn)材料具有哪些特點(diǎn)？ 以細(xì)菌或病毒作為實(shí)驗(yàn)材料是因?yàn)棰偎鼈兊膫€(gè)體很小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，容易看出因遺傳物質(zhì)改變導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)和功能的變化；細(xì)菌是單細(xì)胞生物，病毒無(wú)細(xì)胞結(jié)構(gòu)且只有核酸和蛋白質(zhì)外殼；②繁殖快，便于實(shí)驗(yàn)操作，且在較短的時(shí)間內(nèi)觀察到實(shí)驗(yàn)結(jié)果。 （4）結(jié)合格利菲思、艾弗里、赫爾希與格勒等人的實(shí)驗(yàn)，分析作為遺傳物質(zhì)應(yīng)具備哪些特點(diǎn)？ 作為遺傳物質(zhì)應(yīng)具備以下特點(diǎn)：能夠精確的復(fù)制自己；能夠指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成，從而控制生物的性狀和新陳代謝；具有儲(chǔ)存遺傳信息的能力；結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定等。 （5）結(jié)合格利菲思、艾弗里、赫爾希與格勒等人的實(shí)驗(yàn)，分析不同生物的遺傳物質(zhì)是什么？ 對(duì)于具有DNA的生物體（包括真核細(xì)胞、原核細(xì)胞和只有DNA的病毒）以DNA為遺傳物質(zhì)；對(duì)于只含有RNA的病毒來(lái)說(shuō)RNA是遺傳物質(zhì)。所以說(shuō)，絕大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是DNA，少數(shù)是RNA。DNA是主要的遺傳物質(zhì)。