资源简介

《DNA是主要的遗传物质》教学设计
【课 题】《DNA是主要的遗传物质》
【教材版本】人教版高中生物必修二第3章第1节
【授课对象】高一学生
【课时安排】1课时
1.生物课程标准中的要求：
说明人类对遗传物质的探索过程；
描述染色体、DNA、基因三者之间的关系。
2.本节在生物教材中的地位
《DNA是主要的遗传物质》是人教版普通高中新课程生物必修2《遗传与进化》中第3章第1节的内容。本节设置在孟德尔和摩尔根的实验之后，通过科学实验探索DNA和蛋白质究竟谁是遗传物质，承接上节基因在染色体上，也为下面学习DNA的结构，基因突变打下基础。
3.教学内容与知识体系
本节首先是以“问题探讨”的形式呈现了曾经在科学界争议了很长的问题:DNA和蛋白质究竟谁是遗传物质 ”目的在于引导学生思考如何对这- -问题进行研究，激发学生的探索欲望;接着介绍了20世纪早期人们对于遗传物质的推测，在此基础之上教材详细讲述了DNA是遗传物质的直接证据一“肺炎双球菌的转化实验”和“噬菌体侵染细菌的实验”,引导学生重温科学家的探究历程，领悟科学的过程和方法，最终得出科学的结论。本节是在学习了遗传的细胞基础、基因与染色体的关系等内容之后，从分子层面上认识遗传物质的本质，为学习DNA的复制，基因的表达和基因突变打下了基础。本内容的两个生物学经典实验，不仅向学生展示了生物学史上的重大事件，更重要的是其中的科学思维和
方法对学生的科学素养的提高的重要的作用。
二、学情分析
1.认知层面
学生在此前已经初步掌握了基因在染色体上的关系、基因控制性状等相关遗传学基本知识，具备一定的知识基础。能简单的将基因，DNA与遗传物质联系起来，且由于DNA这个概念在生活中较为常见，有一定的感性认知。但是对遗传物质的探索过程并不了解，尤其是噬菌体侵染大肠杆菌实验较为抽象，应多加引导。
2.能力层面
高一学生具备一定的观察、分析与归纳能力，能够就现象进行一定的分析与探究。要注意引导学生归纳出遗产物质探索过程中用到的科学方法——控制变量法，以及各个实验对变量控制的异同1。
3.思维层面
学生在学习本节内容前就有一定的认识，但可能会认为DNA就是遗传物质，，要注意强调DNA是主要的遗传物质。
三、教学目标
生命观念
通过对科学家探索遗传物质的过程，能够说明DNA是主要的遗传物质；能举例说出哪些生物的遗传物质不是DNA
科学思维
能够根据一定的科学证据，利用逻辑方法论证自己的主张；通过学习科学家能利用自己的实验证据，不断完善科学理论，培养学生的批判思维能力
科学探究
通过学习科学家们利用控制变量法探索遗传物质的实验，提高学生对控制变量法的理解，掌握控制变量法的科学探究方法
四、教学重难点
1.重点：DNA是主要的遗传物质；肺炎链球菌转化实验的原理和过程；
2.难点：噬菌体侵染细菌实验的原理和过程，证明DNA是遗传物质的关键实验设计思路。
五、教法与学法
1.教法：问答法启发式讲授法；
2.学法：分析法、归纳法。
六、教学准备
多媒体：PPT
七、教学过程
教学内容 教师活动 学生活动 教学意图
事例导入 新课讲授 1、对遗传物质的早期推测 2、格里菲斯的肺炎链球菌体内培养实验 3、艾弗里的肺炎链球菌的体外转化实验 4、噬菌体侵染细菌的实验 结束 教师以超市购买商品上的条形码导入课程，指出条形码蕴含了商品的价格信息，带领学生回顾孟德尔提出生物的性状是由遗传因子控制的，并强调遗传因子就是基因，因此，基因就是蕴涵遗传信息的条码，提出问题：那么基因究竟是什么呢？再通过两个前提，染色体主要是由DNA和蛋白质组成以及摩尔根发现基因在染色体上，引出“基因究竟是DNA还是蛋白质”这个问题 讲解 1、对遗传物质的早期推测： 20世纪20年代：蛋白质是由多种氨基酸连接而成的大分子。 20世纪30年代： DNA是由许多脱氧核苷酸聚合而成的生物大分子。 2、格里菲斯的肺炎链球菌体内培养实验 简要的介绍两种肺炎链球菌，S型细菌和R型细菌，强调S型细菌是有毒可致死的，让学生观看课本并思考格里菲斯进行的四组肺炎链球菌体内转化实验，基于课本的四组实验提出问题，依次对比一二组，二三组，三四组实验的结果，逐步引导学生得出四组为什么会出现S型细菌的答案，最后得出格里菲斯的推论，并指出格里菲斯推论里的不足，也就是格里菲斯并没有说明哪种物质是转化因子，向学生提出问题：如果你是格里菲斯，你会认为哪种物质是转化因子呢？之后追问在杀死的s型细菌中含有哪些物质呢？在总结出这些物质后，提出问题，如果你是科学家，你会如何证明这些物质中哪些是转化因子？学生可能会回答，将这些物质提取出来，直接与r型活细菌混合培养，与学生说明，由于当时的科学技术还不够完善，无法达到物质提纯的要求。 3、艾弗里的肺炎链球菌的体外转化实验 向学生讲解艾弗里的肺炎链球菌体外培养实验，提出问题：在加入DNA酶后不出现s型细菌，能够说明什么？最后得出艾弗里的结论，DNA是遗传物质，而蛋白质不是遗传物质。说出艾弗里实验的不足，也就是细菌的成分与结构都比较复杂，会对实验结果造成干扰，提出问题：有没有比细菌更为简单的实验材料？ 4、噬菌体侵染细菌的实验 提出t2噬菌体侵染大肠杆菌的实验，强调t2噬菌体只由蛋白质和DNA组成，并介绍t2噬菌体借助大肠杆菌繁殖的原理，考虑到学生已经学习过同位素标记法，可以提出问题：应该怎样利用t2噬菌体证明遗传物质是DNA呢？在学生回答出同位素标记法后，提出问题：DNA和蛋白质应该分别标记哪一种元素呢？向学生展示出蛋白质和DNA各自的组成元素，引导学生回答出蛋白质应该标记35S，而DNA应该标记32P，之后提出问题：由于噬菌体的体型过于微小，所以直接标记起来比较困难，那么我们能不能想一种更简单的方法来标记噬菌体呢？如果学生回答不出，可以提醒学生t2噬菌体可以利用大肠杆菌的成分进行繁殖，引导学生推出赫尔希和蔡斯标记噬菌体的方法，之后讲解赫尔希和蔡斯的利用两种噬菌体侵染大肠杆菌的实验过程，通过提问引导学生分析实验结果，得出DNA才是真正的遗传物质的结论，最后再次提问：所有生物的遗传物质都是DNA？举例说明，总结出DNA是主要的遗传物质的结论。 结束：通过讲解控制变量法的“加法原则和减法原则”，总结科学家们探索DNA的实验过程。 学生猜测遗传物质的本质是DNA 学生思考一二组，二三组，三四组实验的结果的对比，回答出，一二组对比可以说明：S型细菌有毒性；二三组对比可以说明：处死的S型细菌没有毒性；三四组对比可以说明：处死的S型细菌可以使R型细菌转化成S型细菌。 学生思考四组为什么会出现S型细菌？ 学生想到直接提取出DNA、蛋白质、糖类等于R型细菌混合培养。 学生回答：说明没有DNA，R型细菌就无法转化成S型细菌 学生回答：病毒 学生回答出同位素标记法。 学生一开始可能回答不出，在教师提醒后，回答出：DNA标记P，蛋白质标记S。 学生回答出：先标记大肠杆菌，用标记过的大肠杆菌培养噬菌体。 学生回答：不是 将遗传信息比喻成商品上的条形码，使学生能跟直观地理解遗传信息；之后帮助学生回忆巩固孟德尔和摩尔根的遗传理论，导入新课。 提问可以创设情境，帮助学生理解实验的过程和原理，启发学生的思维 以假设学生是科学家的方式提问，提高学生的课堂参与感 提问创设情境，通过对艾弗里实验结果的质疑，培养学生的批判能力 噬菌体侵染实验是本章的教学难点，尤其是如何标记噬菌体，通过提问和讲解，可以促进学生理解知识。 在加深控制变量法理解的同时，培养学生的归纳总结能力，帮助学生建立知识框架。
八、板书设计
DNA是主要的遗传物质
早期：蛋白质是遗传物质
格里菲斯：“转化因子”
艾弗里：DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质
赫尔希和蔡斯：DNA才是真正的遗传物质
现在：DNA是主要的遗传物质
九、预期效果
学生能够说明人类对遗传物质的探索过程，详细的说出格里菲斯的肺炎链球菌体内转换实验、艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验、赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染大肠杆菌实验的原理和过程；能举例说出一些遗传物质不是DNA的生物；可以简单的描述染色体、DNA、基因三者之间的关系。

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