学习目标

1、通过肺炎双球菌的转化试验和噬菌体侵染细菌的实验，理解DNA是主要的遗传物质。

2、通过重演科学家发现DNA是主要的遗传物质的过程，学会科学研究的方法和实验设计的基本步骤。

3、通过学生自己设计验证性实验，培养分析问题、解决问题的能力和创新的思维能力。

设计思想

学生具有一定的认知能力，思维的目的性、连续性和逻辑性也已初步建立，但很不完善，掌握的科学方法方面的知识也很少。在本节教学中通过典型事例，创设问题情境，把知识的传授变成一个科学探索的过程，让学生在探究中学习科学研究的方法，从而渗透科学方法的教育，引导学生观察、分析、推理、归纳，选择材料设计实验，以此对学生进行科学方法的训练。

采用引导探索式。程序：设疑导入－探索（建立假设－讨论验证）－归纳总结－反馈运用。即理解科学家的设计思路和实验设想，并且学会科学研究的方法。

过程设计

设疑：遗传和变异究竟是怎样发生的？遗传和变异有哪些共同的基本规律？

对于这些问题的科学研究，学生再叙论中已知开始于1865年孟德尔揭示的两个遗传规律，1953年DNA双螺旋结构的提出，使人们从分子水平上探讨遗传本质。已了解的一些转基因动植物，超级细菌等正是人类对遗传和变异原理深入了解和运用的结果。

生物体的性状之所以能够传给后代，是因为生物体内具有DNA或RNA这些遗传物质。那么如何确定DNA是主要的遗传物质呢？DNA有什么样的结构和功能呢？在生物遗传过程中，它是怎样发挥作用呢？这些既是本节所要阐述的问题。（带着问题综合前人知识，培养获取知识的能力）

这堂课探究的课题是为什么说“DNA是主要的遗传物质”这一内容。

学生阅读课本，分组讨论，学生总结归纳：人们确定遗传物质的前提是明确遗传物质应具备的特点：

①能复制，在前后代保持连续性，稳定性；

②能控制物质形状和代谢过程；

③有储存巨大数量遗传信息的潜在能力；

④能引起可遗传的变异。

遗传和变异是生物在生殖和发育过程中表现出的基本特征，通过生殖发育中减数分裂，受精作用，有丝分裂等环节的学习可知：染色体在生物的遗传中起着重要的作用。据此人们对染色体的成分进行研究，化学分析的结果表明，染色体主要有蛋白质与DNA组成。那么他们中究竟哪一种具备遗传物质的4个特点，是遗传物质呢？

因为蛋白质具有前面遗传物质所具有的第2、3特点，所以曾有人认为蛋白质是遗传物质，但越来越多的科学实验证明，DNA是遗传物质，而蛋白质不是。

提问：在生物体内蛋白质与DNA往往同时存在，你认为证明DNA是遗传物质的实验中关键的设计思路是什么？

学生回答：设法将蛋白质与DNA分离，单独直接观察DNA的作用。

提问：在进行科学实验时首先遇到的问题是选择合适的实验材料，这是科学研究成败的关键。无论高等复杂的生物还是低等简单的生物它们共同的物质基础是蛋白质和核酸。既然都含有核酸，应该选择什么样的生物做实验材料合适呢？为什么？

学生回答：低等简单的生物。因为这样的生物结构简单，含有的物质少，分析起来方便、快捷，容易得出结论。

经典实验：由老师提供实验方案。(理解科学家的设计思路和实验设想，并学会科学研究的方法)

方案内容：

1、肺炎双球菌转化试验：1928年，英国科学家格里菲斯用一种细菌――肺炎双球菌进行了实验。肺炎双球菌有两种类型：一种是R型，无多糖荚膜，是无毒性的，注入小鼠体内后，小鼠不会死亡。另一种是S型细菌，有多糖荚膜，是有毒的，注入小鼠体内后可使小鼠患病死亡。如果用加热的方法杀死S型细菌后注入到小鼠体内，小鼠不死亡。下面又做了一个实验，将已杀死的S型细菌与R型细菌混合后注射到小鼠体内，小鼠却死亡了，而且在尸体上分离出了有毒的S型或细菌。（演示肺炎双球菌转化实验录像）观看时请同学们仔细观察每组实验的做法及现象。

设疑：这个实验学生留下一个问题：究竟是什么使R型细菌转化为S型细菌呢？（展示投影片）

2.噬菌体侵染细菌的实验：科学家赫尔希和沙斯在1952年用T2噬菌体进行侵染细菌的实验。这是一种寄生在大肠杆菌里的病毒。它由蛋白质外壳和存在与头部内的DNA所构成。它侵染细菌时可以产生一大批与亲代一样的子代噬菌体。（放映软件）

设疑：起决定作用的到底是蛋白质还是DNA？

3.烟草花叶病毒感染烟草的实验：1957年，格勒和谢莱姆用一种病毒进行了实验。烟草花叶病毒，它只有蛋白质外壳和RNA，并不含有DNA，但烟草感染了它以后，叶子上会出现病斑。（放映软件）

设疑：烟草花叶病毒中没有DNA，只有蛋白质和RNA，谁起了关键作用呢？

围绕这个三个实验留下的问题，学生分组讨论，设计实验去证明到底什么物质起了决定性的作用。注意实验材料的选择，实验设计的基本步骤。设计实验时要有规范的方法步骤。

第一小组学生发言：选用肺炎双球菌；假设DNA是遗传物质；将S型细菌中的多糖、蛋白质、脂类和DNA等提取出来，分别与R型细菌进行混合；预期实验效果只有DNA与R型细菌混合，才能使R型细菌转化为S型细菌。这一设计，正如美国科学家埃弗里1944年的设计。看其实验结果。观察到什么实验现象？用S型细菌的DNA与R型细菌混合可以得到S型细菌。假设成立。分析实验结果得到的结论：DNA是遗传物质。

第二小组学生发言：选用烟草花叶病病毒；假设RNA是遗传物质；将RNA 与蛋白质分开，分别感染烟草；预期效果是RNA可以引起烟草叶出现病斑，而蛋白质不能。观察一下实验现象：RNA可以引起病斑而蛋白质不能。实验结论：RNA是遗传物质，假设成立。

第三小组学生发言：选择的材料是T2噬菌体；假设DNA是遗传物质；方法是给DNA和蛋白质做上标记去研究，即用同位素标记法。DNA中P的含量多，蛋白质中P的含量少；蛋白质中有S而DNA中无。所以用放射性同位素35S标记一部分噬菌体的蛋白质，用放射性同位素32P标记另一部分噬菌体的DNA。实验用同位素标记法进行，观察以下实验现象：用带35S 的噬菌体侵染细菌，产生的新噬菌体都不带35S标记。用带 32P的噬菌体侵染细菌，产生新的噬菌体带有标记。可以得出结论：DNA是遗传物质。

综合上面三个实验，可以得出结论;含有DNA的生物体DNA是遗传物质。不含DNA ，只含RNA的生物RNA是遗传物质。

由于多数生物体内部含有DNA，所以归纳起来DNA是主要的遗传物质。

总结：通过今天的学习，我们不仅用实验的方法找到了DNA是遗传物质的证据，同时还明确了进行科学研究中的几个重要环节。