《人类对遗传物质的探究》教案

《DNA是主要的遗传物质》

段蓉

一、教材分析

1、教材的地位和作用

《DNA是主要的遗传物质》是人教版普通高中新课程生物必修2《遗传与进化》中第3

章第1节的内容。本节首先是以“问题探讨”的形式呈现了曾经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？”目的在于引导学生思考如何对这一问题进行研究，

激发学生的探索欲望；接着介绍了20世纪早期人们对于遗传物质的推测，在此基础之上教

材详细讲述了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”,引导学生重温科学家的探究历程，领悟科学的过程和方法，最终得出科学的结

论。

本节是在学习了遗传的细胞基础、基因与染色体的关系等内容之后，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。本内容的两个生

物学经典实验，不仅向学生展示了生物学史上的重大事件，更重要的是其中的科学思维和

方法对学生的科学素养的提高的重要的作用。

课标对本内容的要求为“总结人类对遗传物质的探索过程”，近几年的高考考纲知识点

为“人类对遗传物质的探索过程”，要求为II级。课标和考纲对此均做了较高的要求，其

原因与本节课的内容有关。

2、教学目标

（1）知识目标

①总结两个经典实验的研究方法和思路

②说明“DNA是主要的遗传物质”的含义

确立依据：本节内容的课程标准是“总结人类对遗传物质的探索过程”。本节内容包括

两个人类在探索遗传物质的过程中的两个经典实验。此外，本节课的结论“DNA是主要的

遗传物质”是重要的生物学事实，应当让学生理解。

（2）能力目标

通过分析两个经典实验，培养学生的逻辑思维

确立依据：本节内容以遗传物质的本质的探究历程为主线，以学生动脑分析实验现象得

出实验结论为重点，让学生们从中体验科学研究的过程与方法。

（3）情感目标

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。

确立依据：本节教材介绍了人类探究遗传物质的过程和方法，可以加深学生对生物科学

史本质的认识，特别是这些内容中所体现的生物学思想、技术手段促进科学的发展等观点对

于学生的情感态度与价值观领域的发展有重要价值。

3、重点与难点

(1)肺炎双球菌转化实验的原理和过程（重点）

(2)噬菌体侵染细菌实验的原理和过程；（重点与难点）

(3)证明DNA是遗传物质的关键实验设计思路（重点与难点）

确立依据：重要的生物学史实是生物科学素养的的组成部分。本届内容涉及到的实验都

不能动手完成，要理解实验并得出结论，学生不仅要有扎实的基础知识，而且对逻辑思维的

要求也比较高。高一学生已有的生物学知识和生活经验较少，空间想象能力和逻辑推理能力

有限。

二、教法与学法

本课遵照以教师为主导，学生为主体的理念，采用讲授、问答、讨论、比较、归纳等方

法指导学生学习。在指导学生了解了实验过程之后，通过一连串的问题，启发学生由浅入深，

获取各实验的目的、思路，这样教学不仅能使学生掌握实验过程，体会到生物现象的物质性，

而且能激发学生的求知欲，增强获取新知识的渴望。

三、教学课时

1课时

四、教学过程设计

教学环节教师组织和引导学生活动设计意图

1、介绍当时的科学背景，感受科学学生回顾所学寻找新旧

创设情家大智慧知识，思考回答相关知识的结合

景，导入2、引导学生回忆性状的遗传实质是问题，总结遗传物质点，制造矛盾，

新课遗传物质通过染色体的传递，说明遗传物的特点：能够控制生激发探究欲

质应具备什么特点。物的性状、能够复望。

3、提出问题：染色体上的两种成分制，在亲子代之间保

——蛋白质和DNA，哪一种才是遗传物质持连续

指导学生读教材，提取信息：分析当时认为进一步激

对遗传物在20世纪早期人们普遍认为遗传物蛋白质是遗传物质发学生对遗传

质的早期质是DNA还是蛋白质？为什么？的原因：组成DNA物质认识的研

推测讲述：限于当时的认识水平，认为蛋的脱氧核苷酸只有究，为实验的

白质是遗传物质的观点处于主导地位。4种而组成蛋白质讲解做铺垫。

科学家是如何认识DNA是遗传物质的氨基酸种类有20

的呢，让我们重温科学家对遗传物质的认种，蛋白质的多样性

识过程吧。很容易和生物的多

样性相联系。

DNA是遗（一）格里菲斯的实验认真阅读，获取引导学生

传物质的提出问题，引导学生阅读获取信息：信息。重温科学探究

的证据I1、格里菲斯的实验材料是什么？具1、总结出R型历程，亲身体

——肺炎有什么特点？细菌和S型细菌的验科学研究的

双球菌转区别思路和方法，

化实验学习科学家严

菌荚毒谨的态度和合

落膜性作精神。体验

R型菌粗无无科学探索的艰

落糙荚毒辛，学习科学

膜精神，养成科

S型菌光有有学态度。

落滑荚毒

膜

2、格里菲斯的实验过程是怎样的？

叙述实验过程，

说明什么问题。PPT3格里菲斯的实尝试解释各步

验实验的现象。

3、根据学生回答，引导学生解释格（1）对照。

里菲斯的实验.问题：（2）与第二组，说

（1）前两组实验的作用？明只有活的S型细

（2）第3组实验与哪一组形成对菌可以使小鼠患败

照？说明什么问题？血症死亡。

（3）第4组实验与哪一组结果相（3）与第二组，说

同？说明什么，如何验证？明第四组产生了活

(4)第4组结果出现的原因是什的S型细菌，可以在

么？尸体中分离到S型

提示：是加热杀死的S复活了吗？细菌。

哪一组可以说明？(4)R的转化需要加

是R直接转化成S了吗？哪一组对热杀死的S型细菌

照可以说明？提供一种物质——

R的转化需要什么条件？“转化因子”。

（二）艾弗里的实验学生思考、分进一步培

设疑：这种转化因子究竟是什么物质析、讨论得出结论：养学生探究问

呢?是不是S型细菌的荚膜呢？是不是蛋设计：把S型细题与设计实验

白质呢？还是DNA呢？现在请同学们进菌中的各种物质分的能力及创新

行讨论：如果让你来设计实验来进一步探离提纯，分别加入R意识。

究“转化因子”是什么物质，你将如何设型细菌培养基中，单

计实验？又将如何检测实验的结果？独地直接地观察各

学生边讲述边投影：种物质的作用。

结果预测：如果

在培养基上出现粗

糙的菌落，就说明有

R型细菌产生，加入

的物质不是转化因

子。如果出现了光滑

的菌落，说明有S

对最后一组进行深入分析：型细菌，那么这种物

最后一组与哪一组形成对照？单一质就是转化因子。

变量是什么？说明什么问题？最后一组与加

入DNA的一组形成

对照，单一变量是

DNA是否完整。说明

只有完整的DNA是

遗传物质。

DNA是遗讲述：让学生认

传物质的艾弗里的实验进行了十年，实验目的引起好奇：十年识到一个正确

证据II到底是什么？他实现了吗？就做一件事，为什么的结论可以通

——噬菌为了把DNA和其他物质彻底的分离呢？过不同的途径

体侵染细开，最终只能把蛋白质含量降低到获得。

菌的实验0.02%，没有彻底分离提纯。所以，严格心理活动：好可认同人类

来说他的实验并没有构成单一变量。不能惜，那怎么办？对遗传物质的

够排除蛋白质在转化过程中的作用。认识是不断深

另一个实验能够将DNA和蛋白质彻化、不断完善

底分离开，证明了DNA是遗传物质。——的过程；

噬菌体侵染细菌的实验。认同科学

1.讲述并投影：回忆病毒的特的发展离不开

T2噬菌体的结构模式图，说明其结点，认识噬菌体技术的支持。

构特点、物质（元素）组成，培养条件。

投影其电镜下的照片，说明根据电镜分析：DNA进入

照片显示的其可能的寄生和繁殖方式。细菌，蛋白质没有进

观察图片，思考：注入细菌的物质是入细菌，两者彻底分

什么？你认为哪一种物质是噬菌体的遗离开了。DNA能够在

传物质？为什么？能不能排除蛋白质的亲子代之间保持连

作用？续，是噬菌体的遗传

2、投影分别用不同放射性元素标记物质。

的噬菌体侵染细菌的实验过程。思考并尝试回

思考：答：（1）化学成分

（1）为什么选择噬菌体作为实验材只有两种，在自然的

料？生理过程中把DNA

（2）有多种同位素：14C、3H、18O、和蛋白质彻底分开。

15N、32P、35S，应该用什么同位素标记噬（2）32P和35S

菌体的DNA和蛋白质？如何标记？分别DNA和蛋白质

（3）保温、搅拌和离心的作用是什的特有元素，能把两

么？种物质完全区分开。

（4）离心之后细菌的位置在哪里？（3）保温让噬

子代噬菌体的位置在哪里？菌体吸附在细菌表

（5）对沉淀、上清、和子代的放射面，注入遗传物质，

性测试结果怎样？得出什么结论？离心是使噬菌体外

壳与细菌分离。

（4）离心之后

细菌的位置在沉淀，

子代噬菌体的位置

在细菌中，随细菌沉

淀在底部。

（5）标记蛋白

质的一组，放射性主

要出现在上清，说明

蛋白质外壳主要在

上清，子代中没有检

测到放射性，说明子

代不含有亲代的蛋

白质。标记DNA的一

组，放射性主要出现

在沉淀，说明亲代

DNA出现在沉淀中，

并且子代噬菌体中

也检测到了亲代的

DNA。综合两组，在

噬菌体亲子代之间

连续的物质是DNA，

因此DNA才是噬菌

体的遗传物质,蛋白

质不是

DNA是主（选讲——设疑：DNA是生物唯一学生根据已有进一步明

要的遗传的遗传物质吗？经验回答。确某些病毒的

物质投影演示烟草花叶病毒侵染烟草的观看幻灯片，回遗传物质是

结果，思考：烟草花叶病毒的遗传物质答：烟草花叶病毒的RNA，DNA

是？）遗传物质是RNA。是主要的遗传

投影并讲述：大量科学研究证明：总结上述探究物质的原因。

具有细胞结构的生物，遗传物质是活动，得出：DNA

DNA。多数病毒的遗传物质是DNA，例是主要的遗传物质。

如：T2噬菌体。少数病毒的遗传物质是

RNA，例如：SARS、HIV、烟草花叶病

毒等。

课堂小结总结本节内容，点出重点。回顾本课内容，加深理

查漏补缺。解、巩固、深

化所学知识。

五、板书设计

DNA是主要的遗传物质

一、肺炎双球菌的体内转化实验

1.实验原理

2.实验过程

3.实验结论

二、肺炎双球菌的体外转化实验

1.实验原理

2.实验过程

3.实验结论

4.实验不足

三、T2噬菌体侵染大肠杆菌实验

1.T2噬菌体的优点

2.实验原理

3.实验过程

4.实验结论

5.异常现象及原因

四、DNA是主要遗传物质的依据

六、随堂练习

1．格里菲思用肺炎双球菌在小鼠身上进行了著名的转化实验，此实验结果是（D）

A．证明了DNA是遗传物质

B．证明了RNA是遗传物质

C．证明了蛋白质是遗传物质

D．没有证明具体哪一种物质是遗传物质

2.肺炎双球菌中的S型具有多糖类荚膜，R型则不具有。下列叙述错误的是（A）

A．培养R型活细菌时加S型细菌的多糖类物质，能产生一些具有荚膜的细菌

B．培养R型活细菌时加S型细菌DNA的完全水解产物，不能产生具有荚膜的细菌

C．培养R型活细菌时加S型细菌的DNA，能产生具有荚膜的细菌

D．培养R型活细