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DNA是主要的遗传物质
课时课题:
第三章基因的本质
第一节DNA是主要的遗传物质
课型:
新授
教
学
目
标
知识目标
1.总结“DNA是主要的遗传物质”的探索过程。
2.分析证明DNA是主要的遗传物质的实验设计思路。
3.了解实验研究的方法是自然科学研究的主要方法。
能力目标
探索实验技术在证明DNA是主要遗传物质中的作用,训练学生由特殊到一般的归纳思维的能力。
情感态
度和价
值观目标
1.认同与人合作在科学研究中的重要性,讨论技术的进步在探索遗传物质奥秘中的重要作用。
2.认同人类对遗传物质的认识不断深化不断完善的过程。
3.总结“DNA是主要遗传物质”的探索过程,强调了生命的物质性,有利于科学世界观的树立。
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。
难点
噬菌体侵染细菌实验的原理和过程。
知识点
DNA是主要的遗传物质的实验证据。
考试点
噬菌体侵染细菌实验的原理和过程。
能力点
噬菌体侵染细菌实验的原理和过程。
自主探究点
如何理解DNA是主要的遗传物质,RNA也是遗传物质?
易错易混点
噬菌体侵染细菌实验的原理和过程的分析。
训练点
DNA是主要的遗传物质的实验证据。
拓展点
噬菌体的繁殖过程。
教法与学法
讲述与学生练习、讨论相结合
教学模式
“三六五”课堂教学模式
教具
导学案
教学流程
教师活动
学生活动
设计意图
复习提问
1.蛋白质的基本单位是?
蛋白质种类繁多的原因?
2.DNA的基本单位是?
DNA种类繁多的原因?
学生回忆必修一所学知识,给出准确答案。
为学习“对遗传物质的早期推测做准备”。
【问题探讨、导入新课】
导入语:
遗传物质有什么特点?
总结作为遗传物质至少要具备的条件:
1.在细胞繁殖和生长的过程中能够精确地复制自己,使得前后代具有一定的连续性;
2.能够指导蛋白质合成,从而控制生物的性状和新陈代谢过程。
3.具有储存大量遗传信息的潜在能力。
4.结构比较稳定,但在特殊情况下又能发生突变,而且突变以后还能继续复制,并能遗传给后代。
过渡语:
本节课就是通过证明DNA能控制生物的性状和遗传给后代这一特性说明DNA是遗传物质的。
导入新课,板书课题
第一节DNA是主要的遗传物质
【出示教学目标并进行解读】
课前,根据目标设计一套“导学案”(附后)。
通过“导学案”来展示,包括知识、技能、情感态度和价值观三个层面。
同时要根据考纲的要求对各目标给出具体的记忆层次,并指出重难点。
具体如下:
知识目标
1.总结“DNA是主要的遗传物质”的探索过程。
2.分析证明DNA是主要的遗传物质的实验设计思路。
3.了解实验研究的方法是自然科学研究的主要方法。
能力目标
探索实验技术在证明DNA是主要遗传物质中的作用,训练学生由特殊到一般的归纳思维的能力。
情感态度和价值观目标
1.认同与人合作在科学研究中的重要性,讨论技术的进步在探索遗传物质奥秘中的重要作用。
2.认同人类对遗传物质的认识不断深化不断完善的过程。
3.总结“DNA是主要遗传物质”的探索过程,强调了生命的物质性,有利于科学世界观的树立。
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。
难点
噬菌体侵染细菌实验的原理和过程。
【出示“自学指导”,引导学生自学】
导学语1:
请同学们阅读课本P42的“对遗传物质的早期推测”并回忆必修一所学的知识,完成“导学案”中如下内容:
一、对遗传物质的早期推测
时间
项目
20世纪20年代
20世纪20年代
对大分子的认识
蛋白质是由_______连接而成的生物大分子。
基本单位:
____________
多样性原因:
__________
______________________
①DNA是由许________
聚合而成的生物大分子。
②脱氧核苷酸有____种,每种包括磷酸、________和__________。
观点
_______是生物体的遗传物质。
_______是遗传物质的观点仍占主导地位。
理由
氨基酸多种多样的______
___可能蕴含着遗传信息。
人们对DNA分子的结构没有清晰的了解。
导学语2:
早期就是根据遗传物质应具有储存大量遗传信息的潜在能力这一特点来推测什么是遗传物质的,但作为遗传物质必须自我复制后能遗传后代,并且能够指导蛋白质合成,从而控制生物的性状和新陈代谢过程。
课本中的实验就是通过证明DNA能控制生物的性状和遗传给后代这一特性说明DNA是遗传物质的。
下面请同学们默读课本P43-44的肺炎双球菌的转化实验同时在教材上的勾点圈画重要知识点,并完成“导学案”中如下内容:
二、肺炎双球菌的转化实验
1.肺炎双球菌的种类
种类项目
菌落
菌体表面
毒性
S型细菌
表面_______
表面_______
R型细菌
有___________
无__________
2.格里菲斯的实验(体内转化)
3.艾弗里的实验(体内转化)
导学语3:
请XX展示下自学情况,其他同学认真听并找出不一样的地方。
本部分内容简单,学生基本都明白,并写出正确答案,但要想真正理解本实验的结论,教师需要补充肺炎双球菌的转化的实质。
如图所示:
导学语4:
由于艾弗里实验中提取的DNA,纯度最高时也还有0.02%的蛋白质,仍有人对实验结论表示怀疑,在这种情况下赫尔希和蔡斯有做了一个具有说服力的实验——T2噬菌体侵染细菌实验。
为了便于同学们理解T2噬菌体侵染细菌实验的原理和过程,需要补充下列知识:
1.噬菌体的结构
2.T2噬菌体生活方式:
寄生
其侵染细菌的具体过程如下:
导学语5:
现在同学们已经知道了噬菌体的成分和繁殖过程,下面请同学们阅读课本P45赫尔系和蔡斯噬菌体侵染细菌实验,同时在教材上的勾点圈画重要知识点,并完成“导学案”中如下内容:
三、赫尔系和蔡斯噬菌体侵染细菌实验
1.实验方法:
________________________
2.过程及现象
(1)标记T2噬菌体
①大肠杆菌+含35S的培养基含____的大肠杆菌培养T2噬菌体含_____T2噬菌体;
②大肠杆菌+含32P的培养基含____的大肠杆菌培养T2噬菌体含_____T2噬菌体。
(2)T2噬菌体侵染大肠杆菌
分组过程
第一组
第二组
短时间保
温培养
被35S标记的
T2噬菌体侵染
未标记的细菌
被32P标记的T2噬菌
体侵染未标记的细菌
搅拌
目的:
_________________________________
_______________________________________
离心
目的:
__________________________________
________________________________________
检
测
放
射
性
上清
液放
射性
__________
理论上:
_________
实际上:
________
原因:
_______________
_____________________
沉淀
物放
射性
理论上:
_______
实际上:
_______
原因:
__________
________________
____________
检测子代噬菌体的放射性
在新形成的噬菌体
中没有检测到__
在新形成的噬菌
体中检测到_____
实
验
表
明
_________
没有进入细菌细胞
___进入细菌细胞,子代
噬菌体的各种性状是通
过亲代的____来遗传的
(3)结论:
_____________________________________________。
导学语6:
请XX展示下自学情况,其他同学认真听并找出不一样的地方。
预计表格中检测放射性时第一组沉淀物放射性理论上0,实际上低;第二组上清液放射性时理论上0,实际上低,不会分析原因。
教师引导学生结合噬菌体的繁殖过程去分析。
导学语6:
通过以上肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验,证明了遗传物质是DNA,那么遗传物质还有其他物质吗?
下面请同学们看课本最后一段,完成“导学案”中如下内容:
四、烟草花叶病毒侵染烟草实验
1.烟草花叶病毒的组成:
_________和__________。
2.侵染过程:
3.结论:
(1)组实验目的:
___________________
(2)组实验中观察道德现象是:
不出现病株,结论是______________。
(3)组实验中观察道德现象是:
出现病株,并能从中提取出完整的病
毒,结论是烟草花叶病毒的RNA控制其性状,即_____是遗传物质。
四、生物的遗传物质
1.具有细胞结构的生物含有_______和______两种核酸,
遗传物质为__________。
2.非细胞生物只含有_____种核酸,DNA病毒的遗传物质
为______,RNA病毒的遗传物质为______。
结论:
绝大多数生物的遗传物质是DNA,所以说______是主要遗传物质。
【合作探究】
1.在T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验中,用14C和18O同位素标记噬菌体行吗?
2.如果用3H、15N、35S、32P标记噬菌体后,让其侵染细菌,在产生的子代噬菌体的结构成分中,能找到的放射性元素为?
3.用噬菌体去感染体内含有大量3H的细菌,待细菌解体后3H出现在子代噬菌体的哪种成分中?
4.虽然艾弗里与赫尔希等人的实验方法不同,但是实验的设计思路却又共同之处。
思考一下,他们最关键的实验设计思路是什么?
【小结,形成知识体系】
小结语:
以上就是本节所学的内容,下面我们一起总结一下。
板书:
见上面知识体系。
组织语7:
同学们对基础知识的掌握已经非常熟练,能否利用所学的知识解决问题?
请同学们通过做下面的达标检测来检查下本节课的学习请况。
【达标拓展】
达标检测
针对本课时的教学目标,设计题目,进行课堂达标检测,当堂反馈结果,对学生的课堂表现作出评价,就其中重点知识布置适度的课下作业,进一步巩固所学知识。
达标检测题:
A类:
《导学案》第1—3题
B类:
《导学案》第4—6题
C类:
《导学案》第7题
课下作业:
A类:
《非常学案》随堂达标检测第1—3题
B类:
《非常学案》随堂达标检测第4—5题
C类:
《非常学案》活页卷
学生分小组讨论回答。
默读“导学案”中本节课的教学目标,
明确本节课需要达到的任务目标
阅读课本P42的“对遗传物质的早期推测”并回忆必修一所学的知识,完成完成“导学案”相应内容。
默读课本P43-44的肺炎双球菌的转化实验,同时在教材上勾点圈画重要知识点,注
明自己不会的地方,并完成“导学案”中相应内容。
一同学展示自学答案,其他同学质疑。
记住噬菌体的结构、成分及各成分的组成元素。
学习噬菌体的繁殖过程,思考合成子代噬菌体蛋白质外壳和DNA所需要的原料、场所和酶来自哪?
默读课本P44的赫尔系和蔡斯噬菌体侵染细菌实验,同时在教材上勾点圈画重要知识点,注明自己不会的地方,并完成“导学案”中相应内容。
一同学展示自学答案,其他同学质疑。
默读课本最后一段,结合右图,并完成“导学案”中相应内容。
选派代表陈述自学答案,其他的同学认真听,若有不同答案,随时提出。
分小组讨论后回答:
不行;
可在DNA中找到3H、15N、32P
发现于噬菌体的外壳及DNA中。
设法把DNA与蛋白质分开,单独地、直接地去观察DNA或蛋白质的作用。
和老师一起总结本节所学习的内容,形成知识体系。
定时独立完成后,教师公布答案。
同位互批、互助,最后提出同位没有解决的问题。
有其他同学或教师解答。
课下作业独立完成
为理解课本中实验通过证明DNA能控制生物的性状和遗传给后代这一特性说明DNA是遗传物质的实验设计思路做准备。
目标导学
明确本节课需要达到的任务目标
对遗传物质的早期推测内容简单,学生阅读课本后完成表格内容,了解即可,无需多讲。
培养学生自主学习能力,注意提醒学生在教材上的勾点
圈画,养成良好的学习习惯。
培养学生的表达能力,不但能学,还能讲出。
为同学们理解实验中为什么分别用35S和32P标记噬菌体,可以将噬菌体蛋白质外壳和DNA区分开做铺垫。
为分析噬菌体侵染细菌实验的原理和过程做准备。
列表比较,
系统清晰地分析本实验。
能说出、最好能写出,培养学生规范表达的能力。
培养学生规范表达的能力。
训练学生由特殊到一般的归纳思维的能力。
认同人类对遗传物质的认识不断深化不断完善的过程。
培养学生合作探究的能力,不但能写,还能表达出。
引导学生通过对本节学习内容的小结,理清知识之间的关系,形成知识框架和脉络,建构知识体系。
对所学知识的理解,同时培养学生的答题速度和规范,将学习延伸到课下。
针对不同层次的学生提出明确的完成目标。
教学反思:
在自学时,个别学生不投入,所以在此过程中教师认真巡视,组织好自学,同时全面了解学情及时发现学生自学过程中发现的疑难问题,为“后教”做准备,还要把握自学时间,当绝大数同学都完成自学任务后,就可以转入下一个环节。
本节难点是噬菌体侵染细菌实验的原理和过程。
为了学生理解透彻可进行如下补充:
赫尔系和蔡斯噬菌体侵染细菌实验误差分析
第一个实验是把35S标记的噬菌体与细菌混合,吸附几分钟后,离心除去没有吸附上的噬菌体,收集沉淀(噬菌体—细菌混合物),将沉淀悬浮后再一次离心,收集上清液和沉淀,分别测定放射性活性,发现80%的放射活性存在于上清液中,沉淀中只有20%的放射活性,这是由于在在这期间大部分吸附的噬菌体已经将其DNA注入细菌而蛋白质外壳与细菌解离进入上清液,但仍然有少部分留在细菌细胞壁上,后来证明沉淀中的20%放射活性确实是由于尾丝与细菌表面结合太紧,以至于搅拌器也不容易把它除去。
第二个实验是用32P标记的噬菌体和细菌混合,用上述方法同样处理后实验结果差别很大,70%的放射活性在沉淀里,而30%的放射活性在上清液里。
在上清液的30%的放射活性可能是由于搅拌细菌时破裂产生的。
(几年后发现有些缺损噬菌体粒子不能将其DNA注入到细菌中去)。
把这些沉淀悬浮在生长培养基中重新保温,发现能够产生子代噬菌体的细菌同时也具有从亲代噬菌体转移32P到细菌细胞中去的能力。
第三章基因的本质
第一节DNA是主要的遗传物质导学案
班级:
________________姓名:
________________
【目标解读】1.总结“DNA是主要的遗传物质”的探索过程。
2.分析证明DNA是主要的遗传物质的实验设计思路。
3.探讨实验技术在证明DNA是主要遗传物质中的作用。
学习重点:
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。
学习难点:
肺炎双球菌转化实验的原理和过程。
【自主学习】
一、对遗传物质的早期推测
时间
项目
20世纪20年代
20世纪20年代
对大
分子
的认识
蛋白质是由_______连接而成的生物大分子。
基本单位:
____________
多样性原因:
__________
______________________
①DNA是由许________
聚合而成的生物大分子。
②脱氧核苷酸有____种,每种包括磷酸、________和__________。
观点
_______是生物体的遗传物质。
_______是遗传物质的观点仍占主导地位。
理由
氨基酸多种多样的______
___可能蕴含着遗传信息。
人们对DNA分子的结构没有清晰的了解。
二、肺炎双球菌的转化实验
1.肺炎双球菌的种类
种类项目
菌落
菌体表面
毒性
S型细菌
表面_______
表面_______
R型细菌
有___________
无__________
2.格里菲斯的实验(体内转化)
3.艾弗里的实验(体内转化)
三、赫尔系和蔡斯噬菌体侵染细菌实验
1.噬菌体的结构
2.T2噬菌体侵染细菌过程
1吸附2注入3合成4组装5释放
3.实验方法:
________________________
4.过程及现象
(1)标记T2噬菌体
①大肠杆菌+含35S的培养基含___的大肠杆菌培养T2噬菌体含__T2噬菌体;②大肠杆菌+含32P的培养基含____的大肠杆菌培养T2噬菌体含__T2噬菌体。
(2)T2噬菌体侵染大肠杆菌
分组过程
第一组
第二组
短时间保
温培养
被35S标记的T2噬菌
体侵染未标记的细菌
被32P标记的T2噬菌
体侵染未标记的细菌
搅拌
目的:
_____________________________________________________________________
__________________________________________________________________________
离心
目的:
_____________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
检
测
放
射
性
上清
液放
射性
_____
理论上:
___________;实际上:
__________
原因:
_________________________________
______________________________________
沉淀
物放
射性
理论上:
_____;实际上:
_____
原因:
___________________________
________________________________
______
检测子代噬菌体的放射性
在新形成的噬菌体中没有检测到__
在新形成的噬菌体中检测到_____
实验
表明
_________没有进入细菌细胞
________进入细菌细胞,子代噬菌体的各
种性状是通过亲代的_________来遗传的
(3)实验结论:
_________________________________________________________________。
四、烟草花叶病毒侵染烟草实验
1.烟草花叶病毒的组成:
_________和__________。
2.侵染过程:
3.结论:
(1)组实验目的:
___________________
(2)组实验中观察道德现象是:
不出现病株,结论是______________。
(3)组实验中观察道德现象是:
出现病株,并能从中提取出完整的病毒,结论是烟草花叶病
毒的RNA控制其性状,即_____是遗传物质。
五、生物的遗传物质
1.具有细胞结构的生物含有_______和______两种核酸,遗传物质为__________。
2.非细胞生物只含有___种核酸,DNA病毒的遗传物质为____,RNA病毒的遗传物质为______。
结论:
绝大多数生物的遗传物质是DNA,所以说________是主要遗传物质。
【达标检测】
1.所有病毒的遗传物质是()
A.都是DNAB.都是RNAC.是DNA和RNAD.是DNA或RNA
2.噬菌体侵染细菌的实验不能说明()
A.DNA是遗传物质B.DNA能自我复制
C.DNA能控制性状D.DNA能产生可遗传的变异
3.如果用15N、32P、35S标记噬菌体后,让其侵染细菌,在产生的子代噬菌体的组成结构成分中,能够找到的放射性元素情形为()
A.可在外壳中找到15N和35SB.可在DNA中找到15N和32P
C.可在外壳中找到15ND.可在DNA中找到15N、32P、35S
4.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少无毒R型②多无毒R型③少有毒S型④多有毒S型
A.①④B.②③C.③D.①③
5.噬菌体在繁殖过程中利用的原料是()
A.噬菌体的核苷酸和氨基酸B.噬菌体的核苷酸和细菌的氨基酸
C.细菌的核苷酸和氨基酸D.噬菌体的氨基酸和细菌的核苷酸
6.用噬菌体去感染体内含有大量3H的细菌,待细菌解体后3H( )
A.随细菌的解体而消失 B.发现于噬菌体的外壳及DNA中
C.仅发现于噬菌体的DNA中 D.仅发现于噬菌体的外壳中
7.赫尔希和蔡斯为了证明噬菌体侵染细菌时,进入细菌的是噬菌体DNA,而不是它的蛋白质外壳,用两种不同的放射性同位素分别标记噬菌体的蛋白质外壳和噬菌体的DNA。
然后再让这两种不同标记的噬菌体分别去侵染未被标记的细菌,从而对此做出实验论证。
据分析,噬菌体的蛋白质外壳含有甲硫氨酸、半胱氨酸等多种氨基酸。
现请你完成以下关键性的实验设计:
①实验室已制备好分别含3H、14C.15N、18O、32P、35S等6种放射性同位素的微生物培养基。
你将选择哪两种培养基分别用于噬菌体蛋白质外壳和噬菌体DNA的标记:
___________________________________________________________________________。
②你用这两种培养基怎样去实现对噬菌体的标记?
请简要说明实验的设计方法和这样设计的理由。
_____________________________________________________________
___________________________________________________________________________。
③为什么不同时标记同一个噬菌体的蛋白质外壳和DNA___________________________
___________________________________________________________________________。
④用上述32P和35S标记的噬菌体分别去侵染未标记的大肠杆菌,子代噬菌体的DNA分子中含有_______________(31P、32P),原因是_______________________________;子代噬菌体的蛋白质中含有____________(32S、35S),原因是______________________。
此实验结果证明了__________________________________________________________。
参考答案:
1—6DDBBCB
7.①用32P标记DNA,用35S标记蛋白质外壳
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