ＤＮＡ是主要的遺傳物質一節教學中重難點突破

高中生物“DNA是主要的遺傳物質”一節教材，通過格里菲斯和艾弗里的肺炎雙球菌轉化實驗得出結論:DNA是遺傳物質，而蛋白質不是#65377;但并不是所有人都信服這一結果，因為艾弗里的實驗中提取的DNA，純度最高時也還有0.02%的蛋白質，怎樣才能把DNA和蛋白質分開，直接#65380;單獨地去觀察DNA和蛋白質的作用，這是本節課的重難點所在，對于這部分內容我是這樣處理的#65377;

1 動畫演示，變抽象為直觀

首先出示大腸桿菌T2噬菌體的模式圖:其頭部和尾部的外殼是由蛋白質組成的，在它的頭部內含有DNA#65377;同時演示噬菌體侵染大腸桿菌的過程:吸附→注入核酸→合成核酸和蛋白質→裝配→釋放#65377;結合上述過程，提供了下述資料:噬菌體是由C#65380;H#65380;O#65380;N#65380;S#65380;P等元素組成，在它的化學組分中，60%是蛋白質，40%是DNA，而硫元素僅存在于蛋白質分子中，99%的磷元素都存在于DNA分子中#65377;這樣，一部分學生就想到了用放射性元素分別標記噬菌體的蛋白質和核酸，通過子代噬菌體放射性同位素的種類來確定誰是遺傳物質#65377;

2 定向質疑，引導學生探索思考

結合上述過程，提出了下述問題:最好選擇哪些元素分別對DNA和蛋白質進行標記?用C#65380;H#65380;O等元素是否可行?經分組討論，集思廣益，最后得出一致結論:分別用³⁵S和³²P標記噬菌體的蛋白質外殼和DNA，然后用它們分別去侵染細菌，在子代噬菌體中檢測放射性同位素的種類，進而確定在親子代之間具有連續性的物質是DNA還是蛋白質?

思路清晰了，然后提出下述問題:如何用³⁵S和³²P對噬菌體進行標記呢?一部分學生最容易想到:分別用含有³⁵S和³²P的培養基培養噬菌體#65377;這時可以適時點撥:作為病毒，噬菌體的生活方式為專性寄生，只有在寄主細胞內才能繁殖后代，噬菌體的寄主是什么?學生的思路一下子打開了，在培養基上培養噬菌體是不能成功的，因此先分別用含有放射性同位素³⁵S和³²P的培養基培養細菌，然后分別用上述細菌培養噬菌體，從而制備出DNA中含有³²P和蛋白質中含有³⁵S的噬菌體，然后分別用含有³⁵S和³²P的噬菌體去感染未被標記的細菌，最后根據放射性同位素在子代噬菌體的存在以確定DNA和蛋白質誰是遺傳物質#65377;

這樣的過程能很好地幫助學生完成知識的遷移以及相關章節知識的鏈接，能激發學生探究知識間內在聯系的興趣，讓學生在學習的過程中體會到成功的快樂#65377;

用不同的放射性元素標記的噬菌體侵染細菌的過程基本清楚了，但還有另一個問題沒有突破:即放射性元素如何檢測呢?

3 閱讀教材，指導學生歸納總結

教師引導學生結合教材圖6-4閱讀噬菌體侵染細菌的過程:用被³⁵S和³²P的噬菌體分別感染未被標記的細菌，經過短時間的保溫，用攪拌器攪拌，使在細菌外的噬菌體與細菌分開，經離心后檢測上清液(細菌外的噬菌體)和沉淀物(細菌)的放射性物質#65377;結果，用³⁵S標記的一組實驗，主要在上清液中檢測到了放射性同位素，而用³²P標記的一組實驗，主要在沉淀物中檢測到了放射性同位素，而且細菌裂解后，在釋放出來的大量噬菌體中，可以檢測到³²P標記的DNA，卻不能檢測到³⁵S標記的蛋白質#65377;教師要求學生總結:這樣的結果可以得到什么結論?學生們相互討論，最后得出一致結論:親代與子代之間具有連續性的物質是DNA，而不是蛋白質#65377;也就是說，子代噬菌體的各種性狀，是通過親代的DNA遺傳給后代的，因此，DNA才是真正的遺傳物質#65377;

4 反饋練習，使學生加深理解和記憶

用被放射性元素標記的噬菌體去侵染細菌以及如何檢測放射性元素的存在部位，進而確定DNA是遺傳物質的實驗過程清晰之后，為了加強學生對相關知識的理解和運用，教師可以設計相關的習題進行訓練:

噬菌體侵染細菌的實驗過程，證明了噬菌體前后代形狀的遺傳是靠DNA來完成的，根據實驗內容回答如下問題:

(1) 用³²P標記的一個噬菌體侵染大腸桿菌，待細菌解體后，檢測到256個噬菌體放出，則所釋放出的噬菌體中，含³²P標記的噬菌體與含³¹P的噬菌體的比例為_____，在此試驗之前，怎樣才能使噬菌體的DNA標記上³²P?

(2) ³²P標記的噬菌體侵染大腸桿菌，在理論上，上清液中不含放射性，下層沉淀物中具很高的放射性，但實驗數據和理論數據之間有較大的差異，分析原因:

① 在實驗中，從噬菌體和大腸桿菌混合培養到用離心機分離這段時間過長，會使上清液的放射性含量__________，其原因是__________#65377;

② 在實驗中，如果有一部分噬菌體沒有侵染到大腸桿菌細胞內，是否是誤差的來源?理由是_________________________#65377;

這道習題要求學生必須很好地掌握噬菌體侵染細菌的過程:即噬菌體的DNA分子進入細菌體內后，以解旋后單鏈DNA為模板，以細菌體內游離的脫氧核苷酸為原料，遵循半保留復制的原則，合成子代DNA分子的過程，同時以細菌的氨基酸為原料合成蛋白質外殼的過程#65377;同時使學生深入理解噬菌體侵染細菌后，經攪拌和離心后所得到的上清液和沉淀物的成分分別是侵染細菌后留在外部的蛋白質外殼和含有噬菌體的細菌#65377;這是對本節課重難點內容的有效反饋，第(1)問做答比較容易，比例為1∶128#65377;但對第(2)問，就暴露了學生的理論與實際脫節的共性問題，對于噬菌體侵染細菌的過程，能知道侵染細菌的噬菌體其蛋白質外殼留在了外部，卻不能聯系實際如果培養的時間過長，子代噬菌體從細菌體內釋放出來離心后也會存在于上清液中，致使上清液的放射性增高;同樣的道理，如果有一部分噬菌體沒有侵染到大腸桿菌的內部，離心后也會存在于上清液致使上清液的放射性增高#65377;也就是說教材的實驗結果是基于在合適的時間范圍內檢測到的實驗結果#65377;

通過這樣的教學過程，突出了重點，突破了難點，不僅使學生準確地掌握了知識，同時將所學的知識鞏固消化，并在綜合運用過程中構建知識網絡，真正做到了學有所得，學以致用。