师：同学们，今天我们学习的内容是回顾总结《人类对遗传物质的探索历程》，首先请拿出课前发的学案，我们一起梳理教材当中的与遗传学发展史相关的科学事件，理清时间、人物、事件、方法。第一章中的科学事件有哪些？
生：19世纪中期奥地利科学家孟德尔与他的豌豆杂交试验，
1866年孟德尔发表论文
1900年三位科学家分别重新发现孟德尔工作
1909年丹麦约翰逊给“遗传因子”命名为“基因”，提出表现型和基因型概念
师：所运用的科学方法有哪些？
生：观察实验法和假说—演绎法。
师：概括第一章内容是遗传学发展到这个阶段，解决了什么问题？
生：发现遗传因子。
师：第二章第一节中的科学事件有哪些呢？主要的方法有哪些？
生：第二章第一节中的科学事件有：
与孟德尔同时期的生物学家魏斯曼理论预测卵细胞和**形成为减数分裂；
1883年实验观察到马蛔虫**和卵细胞中染色体数目只有体细胞一半，而在受精卵中又恢复成两对染色体；
1890年科学家确认**和卵细胞的形成要经过减数分裂；
1891年，科学家描述了形成**和卵细胞的减数分裂。
主要的科学方法是假说—演绎法。
师：根据实验现象，提出合理的假说，再设计实验验证假说，这就是假说演绎法。减数分裂的发现过程中，先有魏斯曼的假说，再有其他人的实验证据，联系起来看，这也是假说—演绎法。第二章第二节呢？
生：1903年，美国遗传学家萨顿用蝗虫细胞作材料，推论基因就在染色体上
1909年，美国生物学家摩尔根用实验证明基因在染色体上
科学家故事：染色体遗传理论奠基人―摩尔根
主要的科学方法有：萨顿用了类比推理法，摩尔根用了假说—演绎法。
师：孟德尔的遗传定律明确了基因的行为规律，减数分裂的发现明确了染色体的行为规律，萨顿总结比较了前人的实验证据，发现基因和染色体有明显的平行关系，理论上推测出基因在染色体上，这个方法就叫类比推理法。第二章第三节的科学事件呢？
生：第二章第三节的科学事件：18世纪英国著名的化学家兼物理学家道尔顿第一外发现色盲症，并写了论文《论色盲》。
师：色盲其实就是一种什么类型的遗传病呢？
生：伴X的隐性遗传病！
师：遗传学发展到这个阶段，解决了什么问题？
生：基因与染色体的关系：基因在染色体上。
师：第三章第一节有哪些科学事件？
生：第三章第一节涉及到的科学事件有：
1928年，格里菲思肺炎双球菌体内转化实验
1944年，艾弗里肺炎双球菌的体外转化实验
1952年，赫尔希和蔡斯T2噬菌体侵染实验
师：人们并不是一开始就知道DNA是遗传物质的，直到20世纪20年代，当时大多数科学家认为，蛋白质是生物体的遗传物质，直到20世纪30年代，才认识DNA的化学组成成分。这个背景大家应该补充出来。那涉及到科学方法有哪些呢？
生：涉及到得方法有：提纯生物大分子离心、放射性同位素示踪
师：不断涌现出新的科学技术，为科学的发展提供了支持。第三章第二节有哪些科学事件呢？
生：1953年，美国生物学家沃森和英国物理学家克里克构建DNA双螺旋结构模型；
1953年，沃森和克里克撰写《核酸的分子结构——脱氧核糖核酸的一个结构模型》论文在英国《自然》杂志上刊载。标志着分子生物学的开启。
师：在这个过程中，还有其他的科学家也有突出的贡献。
生：英国著名生物物理学家威尔金斯和其同事富兰克林提供了DNA的X射线衍射图谱，奥地利的著名生物化学家查哥夫提供碱基等量信息。
师：众多科学家的合作才促成了这个跨时代的科学事件。那这些事件中的科学方法有哪些？
生：X射线衍射，生物化学方法，模型建构。
师：第三章第三节中的科学事件有哪些？科学方法有哪些？
生：第三章第三节中的科学事件有：
沃森和克里克接着发表第二篇遗传物质自我复制假说，并把这种复制方式称为半保留复制
1958年科学家用实验证实DNA是半保留复制，所用的方法是同位素示踪法。
师：从1953年沃森和克里克的假说，到1958年被试验证明，这实际上也是哪种方法的体现？
生：假说—演绎法！
师：遗传说发展到这个阶段，解决了哪个主要的问题？
生：解决了基因的本质是什么的问题，基因是有遗传效应的DNA片段。
师：第四章第二节中的遗传学发展中的科学事件有哪些？
生：1957年，克里克提出中心法则；
此后五六年，科学家揭示了蛋白质的合成过程，中心法则获得公认；
1965年，科学家在RNA肿瘤病毒里发现RNA复制酶，能对RNA进行复制；
1970年，科学家在致癌的RNA病毒中发现逆转录酶，它能以RNA模板合成DNA；
1982年，科学家发现疯牛病是由一种结构异常的蛋白质在脑细胞内大量增殖引起的；
1962年，科学家用电子显微镜观察到叶绿体DNA；
后来，科学家用生物化学方法，证明线粒体有DNA。
师：历经考验后的中心法则，补充了遗传信息从RNA流向RNA及从RNA流向DNA这两条全新的途径。背后的科学方法有哪些？
生：假说―演绎法，电子显微镜，生物化学方法。
师：第四章第三节有哪些科学事件呢？
生：伽莫夫提出3个碱基编码1个氨基酸设想；
1961年，科学家克里克和他的同事通过大量的实验工作，证明遗传密码中3个碱基编码1个氨基酸，遗传密码从一个固定的起点开始，以非重叠的方式阅读，编码之间没有分隔符；
1961年，尼伦伯格和马太破译了第一个遗传密码；
此后六七年，科学家沿着蛋白质体外合成的思路，不断改进实验方法，破译出全部的密码子，编制出密码子表。
主要的科学方法有：假说―演绎法。
师：遗传学发展到这个阶段，解决了什么问题呢？
生：解决了遗传信息的表达问题。
师：以上就是教材中人类对遗传物质的探索历程的材料，实际上，人类对遗传物质的探索一直没有停止过，在此我还补充几条课本上没有的重要的科学事件。
1977年，费雷德里克？桑格提出了DNA测序的双脱氧终止法，为基因组的大规模测序奠定了技术基础。核酸模板在核酸聚合酶、引物、四种单脱氧碱基存在条件下复制或转录时，如果在四管反应系统中分别按比例引入四种双脱氧碱基，只要双脱氧碱基掺入链端，该链就停止延长，链端掺入单脱氧碱基的片段可继续延长。如此每管反应体系中便合成以共同引物为5’端，以双脱氧碱基为3’端的一系列长度不等的核酸片段。反应终止后，分四个泳道进行电泳。以分离长短不一的核酸片段（长度相邻者仅差一个碱基），根据片段3’端的双脱氧碱基，便可依次阅读合成片段的碱基排列顺序。
1996年底完成对真核生物酵母的基因组测序；
1998年完成对多细胞生物线虫的基因组测序；
2001年，人类基因组序列草图由人类基因组计划和赛雷拉基因公司同时完成；
2003年人类基因组计划宣布，人类基因组序列图绘制成功，人类基因组计划的所有目标全部实现。
但要注意的是，这并不意味着人类达成了所有的有关遗传物质的探索目标，因为人类基因组计划仅仅局限于测序，偏重于对DNA哪个方面的研究？
生：偏重于对DNA结构的研究。
师：人类对遗传物质的探索还有很长的路要走，以后重点发展的方向是什么？
生：偏重于对DNA功能的研究。
师：以上的材料汇总后，我们再审视我们的课本，就会发现，在教材知识点的编排中有一条很明显的脉络。
生：是以遗传学的发展史为主线进行编排的。
师：这不仅仅是遗传学的发展史，也可以从这些事件可以看出整个生物科学发展史的三个主要阶段。描述性生物学阶段：20世纪以前；实验生物学阶段：1900年孟德尔遗传规律的重新发现——1953年；分子生物学阶段：1953年DNA分子双螺旋结构模型的建立——至今。
教材如此安排的用意何在？主要有两个方面的考虑。从孟德尔到摩尔根再到沃森和克里克等，从拉马克到达尔文再到现代生物进化理论，这样既展示科学的过程和方法，又体现个体水平、细胞水平、分子水平的遗传学知识的内在逻辑联系，帮助同学们达成对知识的理解；既能引导同学们不断提出问题，分析和解决问题，尝试像科学家那样进行解释和推理，又能从众多科学家表现出的科学精神、科学态度及其他优秀品质中多有感悟。
那同学们究竟有哪些感悟呢？这个感悟应该是多方面的。
生：科学发展是一个不断总结前人经验的过程，后人是站在前人肩膀上的。
师：后人是站在巨人的肩膀上的！
生：从假说—演绎法可以看出，理论是在不断的实验中得出来的，也必须由实验来检验。
师：实践是检验真理的唯一标准！
生：
师：这些科学家为什么能取得成功，他们身上的科学态度和优秀品质也值得我们学习。比如孟德尔，他的职业是什么？
生：神父。
师：那他为什么能在自然科学上取得重大成就？
生：孟德尔热爱科学、锲而不舍、敢于独立思考，并且数学和统计学基础扎实，在分析实验数据的时候从简单到复杂分析。
师：再比如摩尔根？为什么他能成功。他一开始的实验结果，并不符合两大遗传定律，但摩尔根尊重科学、勇于自我否定，不断的改进实验，锲而不舍，直到有一天，偶然的机会下，发现了一个突变的白眼果蝇，并以此为突破口，终于得到了实验成功，不仅体现了孟德尔的遗传定律，更在此基础上发现了新的成果？
生：基因在染色体上！
师：摩尔根的例子告诉我们，把一件小事做到极致就是奇迹！
同学们还有那些启示呢？比如从沃森和克里克构建DNA双螺旋结构模型的过程，你有什么启示？
生：科学的发展离不开合作。
师：既有学科层面的合作，又有科学家之间的合作。在这个过程作出重大贡献的科学家分别属于哪个学科？
生：沃森是生物学家，克里克、威尔金斯和富兰克林是物理学家，查哥夫是生物化学家。
师：由此可以看出DNA双螺旋结构模型是物理、化学和生物学科的共同成果。为什么这些人的实验成果能汇集在一起，帮助沃森和克里克构建成功DNA的双螺旋结构，体现了科学家的什么精神？
生：合作精神，无私的共享精神。
师：从科学发展与技术发展的关系看，你们又有什么启示呢？
生：科学发展与技术发展相辅相成。
师：我们总结的这个遗传学发展史中，出现的技术方法，按时间顺序，分别有哪些？
生：有归纳推理、假说—演绎法、类比推理法、生物大分子提纯技术、离心技术、放射性同位素示踪法、X射线衍射、生物化学方法、模型构建、电子显微镜的等技术和方法方法和技术。
师：科学的发展离不开技术的支持，技术的发展也离不开科学的推动，两者是相辅相成、共同进步的。
由于时间关系，我们就不再探讨。实际上生物科学发展史既包括科学家对生命现象的研究过程，又包括科学家研究生命现象时所持有的不同观点和态度；既包括生物学理论和方法的形成演变，又包括不同学科之间的联系、科学与社会的相互影响。在一节生物课上我们只能简单概述，值得我们深思的东西还很多，希望感兴趣的同学课后多关注相关内容。
今天我们讨论的课题在高中生物课程标准和2010年高考理综《考试说明》中的要求是II类要求，要求大家能理解、掌握、运用。但我们今天学习的目的其实不是为了大家去背这段历史，而是要让大家感悟历史、感悟科学，最后能落实到理解所学的知识点上。
大家思考一下，如果你是高考的命题专家，你将利用本节知识在哪些方面进行命题？
生：以实验为主题命题、以科学家为主题命题等等。
师：我个人总结，大概有三个命题方向。
一、以生物科学发展史为主线进行命题；
二、以做出突出贡献的科学家及其实验进行命题；
三、以重要的科学方法或技术进行命题。
下面，我们结合习题，从这三个方向进行对知识点运用的探讨。
第一类题型，以生物科学发展史为主线进行命题。
例题1、下列是中心法则的提出和发展过程中的几件大事，按时间先后顺序排列正确的是（ ）
①科学家发现RNA可复制
②科学家发现疯牛病是由一种结构异常的蛋白质引起的疾病
③克里克提出中心法则
④科学家发现逆转录酶
A.①②③④ B.③①④② C.②①④③ D.④③②①
生：B
师：除此以外，还可以直接给一大段的描述材料，从孟德尔到摩尔根，再到艾弗里，再到沃森、克里克，再到人类基因组计划，然后就结合材料出一些相关的填空题。比如：
例题2、（1）20世纪以前的生物学的研究是以描述为主的，可以称为 生物学阶段。在这一阶段（19世纪）最伟大的两项生物学成果是创立了 和 。
（2）1900年，孟德尔规律被重新提出，标志着生物学发展展到了 生物学阶段。
（3）DNA双螺旋结构模型的提出，标志着生物学发展到了 生物学阶段。
（4）参与“人类基因组”研究的国家还有 ，我国在此研究中承担了 %的研究任务。“人类基因组计划”是为了弄清人类大约2.6386—3.9114万个基因的结构与功能。目前公布的“人类基因工作草图’’是指人类基因的 （结构、功能）草图。在新世纪里，“人类基因组计划”研究将侧重弄清人类各个基因的 及相关工作。
生：（1）描述性 细胞学说 进化论
（2）实验
（3）分子
（4）德、日、中 1 结构 功能
师：第二类题型，以做出突出贡献的科学家及其实验为题。哪些科学家的贡献比较突出？
生：孟德尔、萨顿、摩尔根、格里菲斯、艾弗里、赫尔希、蔡斯、沃森、克里克等
师：大家还应熟记各位科学家的实验、贡献和所用的方法。请逐个说出。
生：孟德尔做了豌豆杂交实验，提出基因的分离定律和自由组合定律，用了假说—演绎法；
萨顿推论基因在染色体上，用了类比推理法；
摩尔根做了果蝇杂交实验，确定基因在染色体上，用了假说—演绎法；
格里菲斯、艾弗里做的是肺炎双球菌的转化实验，分别证明有转化因子和遗传物质是DNA，作用的是实验分析的方法；
赫尔希和蔡斯所做的是噬菌体侵染大肠杆菌的实验，证明了DNA是遗传物质，使用了同位素示踪法和离心技术；
沃森和克里克构建了DNA双螺旋结构，用了模型构建的方法，此外还提出了半保留复制；
克里克还提出了中心法则，并在密码子的破译中有重要贡献。
师：尤其注意孟德尔、摩尔根、沃森和克里克。他们在遗传学发展中的地位非常高，孟德尔是遗传学之父，摩尔根是现代遗传学的奠基人，沃森和克里克开创了分子生物学。
我们来看看对应的题型：
例题3、格里菲思（F. Griffith）用肺炎双球菌在小鼠身上进行了著名的转化实验，此实验结果（ ）
A.证明了DNA是遗传物质 B.证明了RNA是遗传物质
C.证明了蛋白质是遗传物质 D.没有具体证明哪一种物质是遗传物质
生：D
师：例题4、（09广东高考）艾弗里等人的肺炎双球菌转化实验和赫尔希与蔡斯的噬菌体侵染细菌试验都证明了DNA是遗传物质。这两个实验在设计思路上的共同点是（ ）
A.重组DNA片段，研究其表型效应
B.诱发DNA突变，研究其表型效应
C.设法把DNA与蛋白质分开，研究各自的效应
D.应用同位素示踪技术，研究DNA在亲代与子代之间的传递
生：C
师：例题5、（2003广东高考）下面是关于生命科学发展史和科学方法的问题。
孟德尔在总结了前人失败原因的基础上，运用科学的研究方法，经八年观察研究，成功地总结出豌豆的性状遗传规律，从而成为遗传学的奠基人。请回答：
（1）德尔选用豌豆为试验材料，是因为豌豆品种间的 ，而且是 和 植物，可以避免外来花为的干扰。在处理观察到数据时，应用 方法，得到前人未注意的子代比例关系。他根据试验中得到的材料提出了假设，并对此作了验证实验，从而发现了遗传规律。
（2）孟德尔的遗传规律是 。
生：（1）相对性状易于区分 自花传粉 闭花授粉 统计学
（2）分离定律和自由组合定律
师：第三类题型，以重要的科学方法和技术为题型。重要的科学方法和技术有哪些？
生：假说—演绎法、类比推理法、模型构建、实验观察法等科学方法和放射性同位素示踪技术。
师：本节最为重要的是假说—演绎法和同位素示踪法。相关的题型有：
例题6、 在探索遗传本质的过程中，科学发现与使用的研究方法配对正确的是（ ）
①1866年孟德尔的豌豆杂交实验，提出遗传定律
②1910年摩尔根进行果蝇杂交实验，证明基因位于染色体上
③1953年沃森和克里克构建DNA双螺旋结构模型
Ａ。①假说—演绎法 ②假说—演绎法 ③模型建构法
Ｂ。①假说—演绎法 ②类比推理 ③类比推理
Ｃ。①假说—演绎法 ②类比推理 ③模型建构法
Ｄ。①类比推理 ②假说—演绎法 ③类比推理
生：A
师：例题7、下列是生物学发展史上的几个重要实验，其中没有应用放射性同位素示踪技术的是（ ）
A.验证光合作用释放的氧全部来自水 B.噬菌体侵染细菌的实验
C.肺炎双球菌的转化实验 D.研究分泌蛋白的合成分泌途径
生：C
师：例题8、下图为用32P标记的T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验，据图回答下列问题：
（1）述实验对下列问题进行分析：锥形瓶中的培养液是用来培养________,其内的营养成分中是否含有32P?
（2）对下列可能出现的实验误差进行分析
①测定发现在搅拌后的上清液中含有0.8%的放射性，最可能的原因是培养时间较短，有部分噬菌体____________________，仍存在于_________________。
②当接种噬菌体后培养时间过长，发现在搅拌后的上清液中也有放射性，最可能的原因是复制增殖后的噬菌体________________。
（3）请你设计一个给T2噬菌体标记上32P的实验：
①配制适合培养大肠杆菌的培养基，在培养基中加入 ________ ，作为合成DNA的原料。
②______________________________________________________
③在培养液中提取出所需要的T2噬菌体，其体内的_________被标记上32P。
生：（1）大肠杆菌 不含有
（2）①没有侵入大肠杆菌 培养液中 ②从大肠杆菌内释放出来
（3）①用32P标记的脱氧核苷酸 ②在培养基中接种大肠杆菌，培养一段时间后再接种T2噬菌体，继续进行培养 ③DNA
师：今天我们感悟了人类对遗传物质的探索历程，并针对本节内容进行了习题训练。习题是做不完的，我们通过学习，找到解题思路了吗？
生：找到了。
师：以史为纲，串起知识点，结合命题方向，有针对性的记忆重大事件、人物、方法。
今天的课程就上到这里，课后完成相应的课后训练。下课，同学们再见。
生：老师再见！