DNA是主要的遗传物质
教学目标:
总结DNA是主要遗传物质的探究过程
分析证明DNA是主要遗传物质的实验设计思路
探讨实验技术在证明DNA是主要物质中的作用
重点:肺炎双球菌转化实验原理和过程
噬菌体侵染细菌实验原理和过程
难点:肺炎双球菌转化实验的原理和过程
教学过程:
导入:多莉像她她提供核的母亲,细胞核是控制中心,性状是由细胞核的遗传物质决定的,回忆细胞核结构,是细胞核的什么物质决定了亲子的相似性?思考:在减数分裂过程中,我们主要研究的是同源染色体,染色体的主要成分是什么?在有丝分裂、减数分裂和受精过程中数量变化是否很有规律? 那么DNA和蛋白质呢?
今天我们就循着前人的脚步,探寻遗传物质是什么?
一肺炎双球菌实验
展示格里菲思实验现象,根据该现象你有什么发现?依据是什么?
推论;加热死S菌产生某种转化因子,将R转变成S
拓展:蛋白质稍受热会变性死亡,而DNA结构稳定些,加热后没有死。DNA 先解旋,降温时又形成双螺旋结构
根据假说-演绎法,推论是否正确,还应得到实验的验证。请大家开动脑筋设计实验,验证你的推论。
已知S菌主要活性成分包括:多糖,脂类,蛋白质,DNA,并可将它们提取出来,但由于技术条件的限制,粗提品中仍含部分杂质,现有粗提品和各类水解酶请大家设计实验,验证你的推论。
将粗提品多糖,脂类,蛋白质,DNA分别与R菌混合培养是对比实验,而加入DNA水解酶是空白对照,有同学认为加清水也可以,但这样不能排除DNA杂质中蛋白质的干扰。
点出艾弗里的实验,体会实验设计思想:设法把DNA和蛋白质分开,单独直接观察DNA和蛋白质的作用;对照设置使实验更加严密。
由于提出的DNA含有微量的蛋白质,所以不被所有人信服。有没有在自然情况,可将DNA和蛋白质分离的材料呢,在生物学的研究中,选择合适的材料是关键的一步。(介绍噬菌体)
噬菌体是一种病毒,它必须寄生在宿主细胞内,利用宿主的原料合成自身的物质,若是遗传物质必能进入宿主细胞,进而合成子代,我们只要看是DNA还是蛋白质进入宿主细胞就可以了,我们怎样跟踪呢?
提示:蛋白质加工过程中各细胞器的分工合作,我们借助同位素3H 标记亮氨酸,然后跟踪3H 就清楚蛋白质加工所参与的细胞器。
如何分别标记DNA和蛋白质呢?找出DNA和蛋白质中特有的元素分别标记(出示甲硫氨酸和半光氨酸和脱氧核糖核苷酸的结构式)找出蛋白质特有的S元素和DNA特有的P元素。
展示噬菌体侵染大肠杆菌实验现象,大致标明实验过程,指出上清液为噬菌体而沉淀为被侵染的大肠杆菌。通过提问的方法引导学生思考:1 为什么不能直接标记噬菌体;2:当标记蛋白质时,上清液有放射性说明蛋白质外壳有没有进入大肠杆菌细胞?在新形成的噬菌体没有放射性说明蛋白质有没有指导子代噬菌体合成?3 当标记DNA时,沉淀有放射性说明DNA有没有进入大肠杆菌细胞?通过对比,说明哪一种是遗传物质?为什么?填写表格
读图、分析挂图
|
亲代噬菌体 |
寄主细胞内 |
子代噬菌体 |
实验结论 |
第一组 |
35 S 蛋白质外壳
|
|
|
|
第二组 |
32 P标记DNA
|
|
|
|
简要介绍噬菌体侵染过程,指出噬菌体将DNA注入大肠杆菌,利用大肠杆菌的原料合成自身的物质的事实,以图纸建房子为喻,将噬菌体亲代的DNA比做图纸,蛋白质外壳比做房子,子代DNA比做复印件,复印件和子代的房子都是在宿主里完成的,原料由宿主提供。
DNA是遗传物质的发现也是一次假说——演绎法的成功应用,从格里菲思的肺炎双球菌转化实验现象提出DNA是遗传物质的假说,接着艾弗里和赫尔希分别用实验验证了假说。
实验设计的应用:设问,既然DNA是遗传物质,为什么又是主要的呢?烟草花叶病毒只有RNA与蛋白质组成,请探究它的遗传物质。
学生能联想到艾弗里实验,将RNA和蛋白质分开,单独直接观察RN A和蛋白质的作用,但容易遗忘加RNA酶的对照的设置。
教学反思:
DNA是主要的遗传物质一节注重对学生科学素养的培养,学生不仅应了解DNA是主要的遗传物质这一事实,还应领悟一些科学思想,如:假说-演绎法的应用,实验设计的思想和常规,比如对比对照的设计。