生物遗传物质是篇一：DNA是生物的遗传物质

　　DNA是生物的遗传物质（第二课时）教学目的：理解“T2噬菌体侵染细菌实验”的设

　　计思路和原理，正确把握“DNA是主要遗传物质”的含义。教学重点：T2噬菌体侵染细菌实验的思路。

教学方式：主要采用问答式和启发式。

教学过程

一、导入：（教师）我们上一节课谈了证明DNA是遗传物质的经典实验之一——肺炎双球菌转化实验；在结尾，我们提到，那个实验并没有使人们普遍接受“DNA是遗传物质”。而是等到Hershey和Chase（同时板书）做了另一个经典实验——T2噬菌体侵染细菌实验（同时板书）——之后，这一事实才被最终接受。那么，今天，我们就来学习这个实验。

二、(教师)在介绍实验过程前的工作：我们先来认识一下这个实验的两个主角——T2噬菌体和大肠杆菌。

　　1．（教师）大肠杆菌(板书)，我们是否听说过呢？它是一种什么样的生命呢，是否有细胞结构？是原核生物还是真核生物？

　　（学生）生活在人体大肠中的一种细菌，应该是原核生物，有细胞结构。（教师）你认为它新陈代谢的同化作用类型应该是怎样的呢？为什么？（学生）应该是异养的。因为它生活在人的大肠中。

　　2．（教师）那么病毒呢？病毒是是原核生物还是真核生物？

　　（学生）病毒既不是原核生物也不是真核生物，因为它没有细胞结构。（这里学生可能会答错，教师则发问提示：病毒是细胞生命吗？）

　　（教师）病毒不仅没有细胞结构，而且不能自己产生能量和ATP，因此，我们说它是一种绝对寄生的生命，并且只有寄生在活细胞内才会表现为生命；一旦离开活细胞，不仅不能繁殖，而且很快就会死亡。按照其宿主的不同，我们将其分为植物病毒、动物病外壳

　　毒和细菌病毒。其中，噬菌体就是细

　　菌病毒，是专门寄生在细菌体内的蛋白质

　　一种病毒。T2噬菌体(板书)则是可

　　以侵染大肠杆菌的一种噬菌体，其尾丝

　　结构如图（板书画图，同时对之进行说明）

三、介绍实验过程

　　（教师）该实验采用的是同位素标记法或叫同位素示踪法。我记得我们以前好象用过这种方法，在哪儿呢？

　　（学生）在光合作用鉴定水的来源是来自于HO2还是CO2。

　　（教师）我们这儿的实验目的是什么？

　　（学生）鉴定遗传物质是DNA还是蛋白质？

　　（教师）那么这两种物质的组成元素分别是什么？

　　（学生）DNA的组成元素是C、H、O、N、P；蛋白质的组成元素是C、H、O、N，大多含S。

　　（教师）那么我们用什么元素对这两种物质进行标记呢？为什么？

　　（学生）用P标记DNA，用S标记蛋白质。因为DNA含P但不含S，而蛋白3235

　　质含有S却不含P。

　　（教师）那我们是否可以直接把它们分别注射到噬菌体体内呢？为什么？（学生）不能。噬菌体太小了。

　　（教师）那么，我们用如下方法来给它们作标记。（边说边板书画图如下①②）配制这两种培养基之后，分别在上面接种大肠杆菌。（发问）结果如何？为什么会这样？

　　（学生）两组培养基上的大肠杆菌分别被P和S标记上了。因为它是异养3235

　　的，必须从培养基中获取物质。

　　（教师）是的。（同时板书画图③）但我是不是说错了？不是要标记噬菌体吗？怎么去标记大肠杆菌了？

　　（学生）没错。因为噬菌体必须寄生在细菌细胞内，不能直接生活在培养基上。所以，要首先标记细菌，然后才能去标记噬菌体。（如果学生一时不能答出，教师提示性发问：噬菌体的生活方式怎样？）

　　（教师）对。所以，接下来我们用噬菌体分别去侵染这两组已经作上标记的大肠杆菌。（同时板书画图④）结果会怎样？

　　（学生）子代噬菌体分别被P和S标记上了。

　　（教师）以上4步就是给噬菌体作标记的过程。（同时板书画图⑤）

　　（教师）然后我们用这些噬菌体去侵染普通大肠杆菌。（同时板书画图⑥⑦）之3235后，我们要用离心的分离方法。这种方法是利用不同物质的密度不同，在高速旋转过程中，密度大的沉到下层，密度小的浮在上清夜中。那么，我们进行离心后（同时板书画图⑧）大肠杆菌和没有进入细菌的噬菌体，何者在上？何者位于沉淀中？为什么？

　　（学生）大肠杆菌在沉淀中，因为它有细胞结构，密度较大。

　　（教师）那么，进行分离后，我们选择什么指标观察，以鉴定噬菌体的哪种物质进入了细菌？

　　（学生）放射性。因为用了放射性元素。

　　（教师）你们思考一下可能的结果（同时板书预期结果及A、B、A′、B′如⑨，然后提问）

　　（教师）（预计学生完全可以回答出正确的可能的结果学生）根据学生回答板书填空“有”或“无”。然后请学生分析结果。（教师此时可以进行适当提示）

　　（学生）若为A，则意味着DNA未进入细菌，当然应该不会是遗传物质；若为B，则意味着DNA进入了细菌，就可能是遗传物质。类似地若为A′，则意味着蛋白质未进入细菌，当然应该不会是遗传物质；若为B′，则意味着蛋白质进入了细菌，就可能是遗传物质。

　　（教师）请同学将A、B与A′、B′进行组合，分析全部可能的结果和结论。

　　预期结果（有无放射性）⑨⑩32P标记的大肠杆菌AB

　　获得P标记的上清夜有无

　　噬菌体侵染⑥沉淀无有

　　离心⑧

　　子代噬菌体有放射性

　　3232P培养基①

　　用噬菌体侵染④

　　接种大肠杆菌③

　　⑤未标记的大肠杆菌

　　获得35

　　S标记的A′B′

　　噬菌体侵染⑦

　　上清夜有无

　　沉淀无有

　　离心⑧

　　35S培养基②35S标记的大肠杆菌子代噬菌体无放射性

　　（学生）①A+B′：表明DNA没有进入细胞而蛋白质进入了，因此蛋白质可能是遗传物质而DNA不是；②B+A′：表明蛋白质没有进入细胞而DNA进入了，因此DNA可能是遗传物质而蛋白质不是；③B+B′：表明DNA和蛋白质均进入细胞，因此此种方法还无法判断DNA和蛋白质谁是遗传物质，需要另外设计实验。

　　（可能还会有学生答出A+A′，则：教师）那么这种情况会否发生呢？若是这样，噬菌体怎么遗传呢？

　　（教师，待学生稍作理解）该实验的实际结果如何？说明什么？

　　（学生看书）是②B+A′。表明蛋白质没有进入细胞而DNA进入了，因此DNA可能是遗传物质而蛋白质不是。

　　（教师）但是这样有无缺陷呢？水也会进入细菌，但是否也是遗传物质呢？因此，我们还要进一步验证，检测看细菌裂解后，子代噬菌体有无放射性（板书画图⑩）。结果是什么？

　　（学生）用DNA标记的子代噬菌体有放射性而标记蛋白质的没有。

　　（教师）对，这就最终证明DNA是T2噬菌体的遗传物质。

四、解释实验结果

　　（教师）事实上，若干年以后，随着人类技术手段的进步，我们已经知道了T2噬菌体侵染大肠杆菌的详细过程。原来，它首先是附着于细菌表面，而后将其

　　DNA注射进细菌，蛋白质外壳却留在外面。DNA进去后，一方面进行复制，另一方面利用细菌指导合成病毒自己的蛋白质外壳，然后装配成子代噬菌体。这就是为什么我们的实验会出现上述的结果。

五、总结结论和说明

　　（教师）但后来，人们发现某些病毒不含DNA，只有RNA，并且通过实验证明它们的遗传物质就是RNA。因此，我们将生物的遗传物质归结：DNA是主要的遗传物质（同时大字板书）。

　　（教师）对这句话，应该正确理解。这里的“主要”指的是生物的种类，即“绝大多数生物，其遗传物质是DNA；但不排除少数生物的遗传物质是其他物质如RNA。而不是说，某种生物，其主要遗传物质是DNA，RNA则是它的次要遗传物质。”实际上，只有在DNA不存在时，RNA才会作为遗传物质。那么，什么样的生命会以RNA作为遗传物质呢？为什么？

　　（学生）病毒，因为它没有细胞结构，并且只有一种核酸。而细胞里头，既有DNA又有RNA。所以，细胞生命的遗传物质就是DNA，只有某些病毒的遗传物质才是RNA。

　　（教师总结）完全正确。我们这两节课，通过两个经典实验，证明了DNA是遗传物质。我们下去要继续领会它们的设计思路，并且完整理解“DNA是主要的遗传物质”这个结论。下课。

　　课后反思

　　对该实验的介绍，是从2004年的春季才改编为现在的形式的。这样改，我认为更符合科学史的本来面目，也更符合现代教育的目的和要求，有助于对学生创新精神的培养和科学素养的提高。而原来的教材，实质上是演绎性质的，确实非常系统、严密，但缺点是脱离了历史的真实，正如我课堂上说到的，“是在若干年以后人们才研究清楚的”，而不是实验本身。记得前些年教学时，就有学生问：“老师，既然已经知道噬菌体只有DNA进入了细菌而蛋白质没有进去，不就可以说明其遗传物质只能是DNA而不可能是蛋白质了吗？那这个实验还有必要吗？”当时，我只能告诉他：“教材中的介绍是之后才知道的，当时的实验显然不可能如此设计。但当时这个实验确实让人们信服了DNA是遗传物质。”现在，教材作了如此改动，我们讲起来应该说是更顺手了，但在教学设计的侧重点上，我们也必须相应改变，才能适应教育教学改革的要求及教材编纂者的初衷。当然，对原教材中的有益之处，仍要采用，因此，我在介绍完实验之后，用几句话对此简要说明了一下。从效果看，这样设计是成功的。既适应了新教材的要求，又兼顾了学生的理解能力。另外，鉴于学生知识面限制，我认为对“噬菌体”、“离心”等进行简要介绍，也是必需的，否则，学生不可能理解这个实验的设计思路，从而也不可能真正完成教学任务。