DNA是主要的遗传物质教学设计

1《DNA是主要的遗传物质》教学设计【教材分析】《DNA是主要的遗传物质》是人教版生物必修2《遗传与进化》的第三章第一节内容。教材选择了20世纪中叶证明DNA是遗传物质的最具影响力，也是最经典的实验——“肺炎双球菌的转化实验”和“噬菌体侵染细菌的实验”，并按照科学家的探索历程，以问题的形式引领学生层层深入地进行思考：从不知道转化因子是什么，到确定转化因子是DNA，再到更加严谨地把DNA与蛋白质通过标记完全分开，单独地观察它们的作用，得到DNA是遗传物质的结论。再通过调查、实验发现在没有DNA，只含RNA的病毒中RNA是遗传物质，所以得出在生物界里DNA是主要的遗传物质这个结论。层层推进，逐步深化，使学生不但能理解DNA是主要的遗传物质，也学会生物科学研究的一般方法，训练学生的逻辑思维能力，让学生像科学家一样地思考。【学情分析】学生在《必修1》里学过的关于“染色体是由DNA和蛋白质组成的，且DNA是遗传物质”的内容有所淡忘了。所以，在新课引入时先让学生回顾旧知识，然后再进入新授课。另外，学生基础差，授课内容不宜过深和过广，要落实好课本的基础知识，通俗容易懂，将大问题细化成简单的小问题。【教学目标】1．知识目标1）了解“DNA是遗传物质”的科学探索过程。2）分析证明DNA是遗传物质的实验设计思路。3）了解“同位素标记法”在噬菌体侵染细菌的实验中的运用。4)了解DNA是主要的遗传物质的原因。2．能力目标1）通过图文转换，提高信息处理能力。3．情感态度与价值观1）感悟科学研究实验不断完善、科学发现的曲折过程。2）认同科学与技术的关系，二者相互促进，相辅相成。【教学重点】1．肺炎双球菌转化实验的原理和过程2．噬菌体侵染细菌实验的原理和过程。【教学难点】噬菌体侵染细菌实验的原理和过程。【教学策略】1．教师教法根据新课程理念，高中生物教学重在培养学生的科学思维、科学方法、科学精神等生物学科学素养，因此，在介绍实验时以“问题引导呈探究过程→分析实验结果→得出结论→提出质疑→引入下一个实验”的教学程序，使各个实验一环扣一环，认识到科学实验在一步一步地完善，最后才得出最具说服力的结论，并体会到科学研究的严谨性。2．学生学法2学生可采用观察、阅读、讨论，比较法，归纳法等进行分析、归纳和总结。【教学准备】多媒体课件，肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌的Flash动画。【课时安排】1课时【教学过程设计】1．教学流程图肺炎双球菌体内转化实验实验过程、结果（看书→填表→动画）提问（关于实验结果分析）结论疑问：“转化因子”是什么？实验过程、结果（看书→填表→描述）提问（关于实验设计思路）结论肺炎双球菌体外转化实验疑问：DNA纯度最高时还有0.02%的蛋白质噬菌体侵染细菌的实验理想的实验材料：T2噬菌体（以图文介绍）实验过程、结果（引导→看书→填表→讲解）提问（关于技术、方法）结论DNA是主要的遗传物质巩固练习，布置作业引入新课完善完善小结32．教学过程教学内容老师活动学生活动知识回顾引入新课展示染色体图。问：染色体由__________和__________组成。（通过减数分裂的学习，我们知道染色体在生物传种接代过程中的重要性，那么染色体中的蛋白质和DNA哪一种才是遗传物质呢？）（引入新课——DNA是主要的遗传物质）蛋白质和DNA。一、肺炎双球菌的转化实验体内转化实验(1928年，格里菲思)（由于早期先对蛋白质有所认识，对DNA的结构认识不多，所以早期大多数科学家推测蛋白质是遗传物质。首先对早期推测提出挑战的是美国科学家艾弗里，其证据是“肺炎双球菌转化实验”，而他的实验又是在英国科学家格里菲思的实验基础上进行的。）介绍格里菲里实验里的两种肺炎双球菌（S型细菌和R型细菌）（PPT展示）播放肺炎双球菌（体内）转化实验动画。（有声讲述）分析实验结果：，除R型活菌，还发现___型活菌R型活菌注射小鼠结果S型活菌注射小鼠结果S型死菌注射小鼠结果R型活菌S型死菌注射小鼠结果第一组：第二组：第三组：第四组:不死亡死亡不死亡死亡S，除R型活菌，还发现___型活菌R型活菌注射小鼠结果S型活菌注射小鼠结果S型死菌注射小鼠结果R型活菌S型死菌注射小鼠结果第一组：第二组：第三组：第四组:，除R型活菌，还发现___型活菌R型活菌注射小鼠结果S型活菌注射小鼠结果S型死菌注射小鼠结果R型活菌S型死菌注射小鼠结果第一组：第二组：第三组：第四组:不死亡死亡不死亡死亡不死亡死亡不死亡死亡S问：1）如何解释第四组的实验结果？（分成小问题：①死亡小鼠体内除了发现R型活菌和S型死菌外，还发现了S型活菌，那么是什么菌使小鼠死亡的呢？②S型活菌从哪里来的？③R型活菌怎么变成了S型活菌呢？）2）此实验的结论是什么？问：“转化因子”是什么？边看动画边完成学案中实验结果的填写。尝试分析实验结果。回答：1）①S型活菌。②R型活菌变成的。③S型死菌里可能有某种物质使R型活菌变成S型活菌。2）加热杀死的S型细菌中含有某种促成转化的活性物质——转化因子，使R型活菌转化为有毒性的S型活细菌。思考。S型菌内有这么多物质都混合在一起，怎么能知道“转化因子”是什么物质呢？如果让你做实验证明，你会怎么做？4体外转化实验（1944年，艾弗里及同事）为了弄清楚这个问题，艾弗里及同事做了这样的实验。（PPT展示课本的实验过程图，引导学生读图）R型S型菌提纯多糖蛋白质DNADNA+DNA酶分别与R型活菌混合培养S型R型R型R型R型S型菌提纯多糖蛋白质DNADNA+DNA酶分别与R型活菌混合培养S型R型R型R型问：1）此实验的主要设计思路是什么？2）比较第一、二、三组的实验结果，可知哪种物质是“转化因子”？3）在实验中设置DNA酶处理DNA的目的是什么？（解释：DNA酶可以水解DNA）4）本实验可得出什么结论？艾弗里通过将物质分开，单独地、直接地观察其作用，得出了“DNA是转化因子”这一结论。但仍然有人对此表示怀疑。他们为什么怀疑？（提示：从P44第三段找答案）看书填写实验结果。并尝试描述实验过程。答：1．将S型菌内的物质分开，单独地、直接地观察各种物质的作用。2．DNA。3．进一步说明DNA是转化因子。4．DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质看书P44第三段。答：DNA纯度最高时还有0.02%的蛋白质。即DNA与蛋白质没有完全分开。二、噬菌体侵染细菌的实验（1952年，赫尔希、蔡斯）但也有一些科学家支持艾弗里的观点，例如赫尔希和蔡斯。1952年，赫尔希和蔡斯找到一种比较理想的实验材料，利用一种新的技术，做了一个更具说服力的实验。问：是什么材料？什么技术？展示T2噬菌体模式图，介绍其结构和繁殖特点。T2噬菌体只含蛋白质和DNA，如何跟踪它们的去向？（引导学生理解用同位素标记技术的原因）(引导学生理解为什么选择35S和32P这两种同位素分别对蛋白质和DNA标记，而不用14C和18O同位素标记)（PPT展示噬菌体侵染大肠杆菌的实验过程图3-6，从图中找到关键词。引导学生读图。）填表：（在图中只观察标记物在哪里出现）查找课本P44第4段，回答：T2噬菌体，同位素标记技术。思考。阅读课本P45实验过程：标记→侵染→搅拌、离心→检测尝试填表。5亲代T2噬菌体沉淀物（大肠杆菌）子代T2噬菌体用32P标记_____（有、无）35S用35S标记_____第一组（有、无）32P（有、无）32P（有、无）35S第二组蛋白质DNA√√√√亲代T2噬菌体沉淀物（大肠杆菌）子代T2噬菌体用32P标记_____（有、无）35S用35S标记_____第一组（有、无）32P（有、无）32P（有、无）35S第二组亲代T2噬菌体沉淀物（大肠杆菌）子代T2噬菌体用32P标记_____（有、无）35S用35S标记_____第一组（有、无）32P（有、无）32P（有、无）35S第二组蛋白质DNA√√√√问：1.细菌裂解后，在释放的子代T2噬菌体中，可以检测到32P标记的DNA，但却不能检测到35S标记的蛋白质。说明了什么?再讲解实验过程图。（返回过程图→为什么子代T2噬菌体有这样的结果→侵染过程是怎样的→怎么解释离心后的现象）所以噬菌体侵染细菌的实验的结论是什么？思考。1.DNA是遗传物质。边听边思考。DNA是遗传物质。三、DNA是主要的遗传物质那么这几个实验能不能说明我们这堂课的主题“DNA是主要的遗传物质”呢？“主要”是什么意思？还有什么物质是遗传特质呢？（引导学生看书P46第2段）所以说DNA是主要的遗传物质。答：不能。答：意思是还有其他的遗传物质。看书，回答：RNA也是遗传物质。四、小结一、DNA是遗传物质的实验证据1．肺炎双球菌体内转化实验结论：S型死菌内含有“转化因子”2．肺炎双球菌体外转化实验结论：DNA是转化因子。3.噬菌体侵染细菌的实验结论：DNA是遗传物质（比较三个实验，可以发现实验过程在不断地完善，最后得出更具有说服力的结论。时间上也历经了二十多年，可见科学发展是一个曲折的过程。）二、DNA是主要的遗传物质大多数生物的遗传物质是DNA，少数病毒的遗传物质是RNA学生回顾知识五、巩固练习与布置作业1.关于病毒遗传物质的叙述,下列哪一项是正确的（）A.都是脱氧核糖核酸B.都是核糖核酸C.同时存在脱氧核糖核酸和核糖核酸D.有的是脱氧核糖核酸,有的是核糖核酸2.DNA是主要的遗传物质是指（）A.遗传物质的主要载体是染色体B.绝大多数生物的遗传物质是DNAC.细胞里的DNA大部分在染色体上D.染色体在遗传上起主要作用63.噬菌体侵染细菌的实验，能证明的是（）A.DNA是主要的遗传物质B.DNA能产生可遗传的变异C.DNA是遗传物质D.蛋白质不是遗传物质4.噬菌体外壳的合成场所是（）A.细菌的核糖体B.噬菌体的核糖体C.噬菌体基质D.细菌的核区5.用某种酶处理转化因子后，R型细菌不能再转化成S型细菌，这种酶是（）A.蛋白酶B.分解多糖荚膜的酶C.DNA酶D.纤维素酶6.用下列哪种情况的肺炎双球菌感染健康小鼠会使之生病和死亡（）A.加热杀死的B.活的，但缺乏多糖荚膜C.加热杀死的肺炎双球菌和活的缺乏细胞荚膜的肺炎双球菌的混合物D.既缺乏多糖又加热杀死的课后完成《学习与评价》本节内容。【板书设计】DNA是主要的遗传物质㈠对遗传物质的早期预测㈡肺炎双球菌的转化实验⒈格里菲思的体内转化实验：⒉艾弗里的体外转化实验：㈢噬菌体侵染细菌实验⒈实验过程：⒉实验方法：⒊实验结论：