資源簡(jiǎn)介

高三生物大一輪復(fù)習(xí) 第三單元：遺傳的分子基礎(chǔ)
第18講 DNA是主要的遺傳物質(zhì)
一、教材分析
本章內(nèi)容在結(jié)構(gòu)體系上體現(xiàn)了人們對(duì)科學(xué)理論的認(rèn)識(shí)過(guò)程（DNAS是主要的遺傳物質(zhì)探索過(guò)程），是進(jìn)行探究式教學(xué)的極好素材。在教學(xué)中，通過(guò)發(fā)揮學(xué)生的主體作用，優(yōu)化課堂教學(xué)，妙用科學(xué)史實(shí)例，把知識(shí)的傳授過(guò)程優(yōu)化成一個(gè)科學(xué)的探究過(guò)程，讓學(xué)生在探究中學(xué)習(xí)科學(xué)研究的方法，從而滲透科學(xué)方法教育。
二、學(xué)情分析
學(xué)生已經(jīng)具備了有絲分裂、減數(shù)分裂和受精作用等細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)，掌握了染色體的化學(xué)組成、蛋白質(zhì)與核酸的元素組成等相關(guān)知識(shí)，這為學(xué)習(xí)基因的本質(zhì)奠定了認(rèn)知基礎(chǔ)。高中學(xué)生具備了一定的認(rèn)知能力，思維的目的性、連續(xù)性和邏輯性也已初步建立，但還很不完善，他們對(duì)事物的探究有激情，但往往對(duì)探究的目的性及過(guò)程，結(jié)論的形成缺乏理性的思考。所以在學(xué)習(xí)過(guò)程中教師要發(fā)揮好引導(dǎo)作用，教師可通過(guò)創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境，設(shè)置問(wèn)題串的方式引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行探究性學(xué)習(xí)和合作學(xué)習(xí)。從而提高學(xué)生的邏輯思維能力和分析概括能力，從而養(yǎng)成善于分析善于交流討論和與他人合作的能力。
三、設(shè)計(jì)思想
生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)包括生命觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究和社會(huì)責(zé)任。第三單元是大概念“遺傳信息控制生物性狀，并代代相傳”中的一個(gè)重要概念，即是：親代傳遞給子代的遺傳信息主要編碼在DNA分子上。因?yàn)闀r(shí)間有限本節(jié)課我主要以噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)展開(kāi)。本節(jié)課的主線是假設(shè)演繹法探究遺傳物質(zhì)。先創(chuàng)設(shè)一個(gè)問(wèn)題情境，發(fā)揮學(xué)生的主體性，通過(guò)引導(dǎo)學(xué)生生去設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、討論交流、進(jìn)行演繹推理，從中領(lǐng)會(huì)科學(xué)的設(shè)計(jì)方案和思維方法，從而提高學(xué)生的科學(xué)思維和科學(xué)探究的能力，達(dá)到有效利用教材，達(dá)到新課標(biāo)的要求。
四、教學(xué)目標(biāo)
1.總結(jié)肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)和噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)的原理和過(guò)程，得出DNA是遺傳物質(zhì)的結(jié)論（生命觀念）
2.知道肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)和噬菌體侵染細(xì)菌所采用的方法（生命觀念）
3.認(rèn)同DNA是生物主要的遺傳物質(zhì)（生命觀念）
4.分析證明DNA是主要的遺傳物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路（科學(xué)思維）
5.認(rèn)同人類(lèi)對(duì)遺傳物質(zhì)的認(rèn)識(shí)是不斷深化、不斷完善的過(guò)程（社會(huì)責(zé)任）
6.學(xué)習(xí)科學(xué)家嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的工作作風(fēng)以及敢于堅(jiān)持真理，對(duì)真理始終不懈追求的科學(xué)態(tài)度（社會(huì)責(zé)任）
五、教學(xué)重點(diǎn)
肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)的原理和過(guò)程
噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)的原理和過(guò)程
六、教學(xué)難點(diǎn)
噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)的原理和過(guò)程
理解科學(xué)家證明DNA是遺傳物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵設(shè)計(jì)思路。
教學(xué)過(guò)程
程序 教師活動(dòng) 學(xué)生活動(dòng) 設(shè)計(jì)意圖
問(wèn)題情境 導(dǎo)入新課 同學(xué)們，好奇是人類(lèi)的天性，是探索世界的動(dòng)力。生物的遺傳物質(zhì)是什么呢？ 生物的遺傳物質(zhì)一定是核酸嗎？生物的遺傳物質(zhì)有沒(méi)有可能是其他物質(zhì)？帶著這個(gè)疑問(wèn)，咱們先回顧一下科學(xué)家是如何發(fā)現(xiàn)生物的遺傳物質(zhì)的。 【播放視頻】 播放肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)視頻 觀看視頻 回憶舊知，啟發(fā)新知，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣
格里菲斯： 肺炎鏈球菌 （體內(nèi)）轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn) 觀察實(shí)驗(yàn)， 提出問(wèn)題 組織引導(dǎo)觀察格里菲斯實(shí)驗(yàn)，分析實(shí)驗(yàn)。格里菲斯觀察實(shí)驗(yàn)，提出了問(wèn)題：這種轉(zhuǎn)化因子是什么呢？ 觀察、思考，尋找實(shí)驗(yàn)的結(jié)論。 加熱殺死的S型細(xì)菌中必然存在某種轉(zhuǎn)化因子，促使R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化成S型細(xì)菌。 科學(xué)史學(xué)習(xí) 通過(guò)回顧生物科學(xué)史上發(fā)生的真實(shí)事件，來(lái)激發(fā)學(xué)生的好奇心和求知欲
艾弗里： 肺炎鏈球菌 （體外）轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn) 根據(jù)事實(shí)， 作出假說(shuō) 問(wèn)題串的形式組織引導(dǎo)： 1.艾弗里的實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)思路是什么？哪一組是對(duì)照組呢？哪些是實(shí)驗(yàn)組呢？實(shí)驗(yàn)的自變量是什么？實(shí)驗(yàn)的因變量是什么？ 2.自變量控制中的“加法原理” 和“減法原理” 3.實(shí)驗(yàn)的結(jié)論是什么？ 他根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，作出假說(shuō)：這種轉(zhuǎn)化因子很可能是DNA。 能否有更加直觀的實(shí)驗(yàn)證明DNA是遺傳物質(zhì)呢？自然界是否存在只含有DNA這一種物質(zhì)的生物或者只含有蛋白質(zhì)一種物質(zhì)的生物？科學(xué)家發(fā)現(xiàn)最簡(jiǎn)單的生物是病毒，例如噬菌體只含有DNA和蛋白質(zhì)。 學(xué)生通過(guò)合作探究及教師講解理解“減法原理”的基本思路 學(xué)生理解實(shí)驗(yàn)得出DNA是遺傳物質(zhì)，而蛋白質(zhì)和多糖等不是遺傳物質(zhì)的結(jié)論。 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路的訓(xùn)練，單一變量、對(duì)照原則 培養(yǎng)學(xué)生的辯證思維和尊重事實(shí)和證據(jù)，崇尚嚴(yán)謹(jǐn)和務(wù)實(shí)的求知態(tài)度。
赫爾希和蔡斯：噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn) 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)， 演繹推理 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證， 得出結(jié)論 （假說(shuō)演繹法） 1.回憶噬菌體的結(jié)構(gòu)與組分 2.病毒的生活方式及其繁殖過(guò)程。 3.觀察噬菌體侵染的過(guò)程，提出假設(shè)，并預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果 假設(shè)時(shí)空穿越，你是當(dāng)時(shí)的科學(xué)家，你該如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，演繹推理呢？ 請(qǐng)問(wèn)注入的是什么物質(zhì)呢？有哪些可能的假設(shè)呢？注入的這種物質(zhì)后繁殖出子代噬菌體，說(shuō)明該物質(zhì)能控制合成子代病毒及其各種性狀。如果能找出這種物質(zhì)，該物質(zhì)就是遺傳物質(zhì)。 引導(dǎo)學(xué)生回答出三種可能的假設(shè)。 【討論回答】 如何追蹤化學(xué)物質(zhì)（元素）的去向？ 1：分別用什么同位素標(biāo)記蛋白質(zhì)和DNA？ 2：同時(shí)標(biāo)記一組噬菌體還是分組分別標(biāo)記噬菌體？ 3：怎樣才能讓噬菌體的蛋白質(zhì)和DNA被相應(yīng)的同位素標(biāo)記上？ 【活動(dòng)一】 如何獲得35S標(biāo)記的噬菌體？ 拓展：能否直接用35S的培養(yǎng)基培養(yǎng)噬菌體呢？ 根據(jù)不同的假設(shè)情況，演繹推理大腸桿菌放射性情況 教師以甲2組為例（板圖模型演示）演繹推理實(shí)驗(yàn)過(guò)程及結(jié)果 1.保溫（一定時(shí)間）：35S標(biāo)記的噬菌體吸附在大腸桿菌表面，注入它的某種物質(zhì)，保溫一段時(shí)間。 問(wèn)題：直接檢測(cè)放射性嗎？為什么？ 2.攪拌：使噬菌體與大腸桿菌分離，攪拌后能檢測(cè)培養(yǎng)液的放射性情況了嗎？為什么？ 3.離心：離心力使密度大小不同的物質(zhì)分層，噬菌體與大腸桿菌實(shí)現(xiàn)了分層，離心后檢測(cè)培養(yǎng)液中放射性。 4.結(jié)果：上清液： ；沉淀物： ； 【小組活動(dòng)二】 請(qǐng)同學(xué)們（小組活動(dòng)）演繹推理甲1、乙1、乙2組離心管中的放射情況，完成實(shí)驗(yàn)結(jié)果的預(yù)測(cè)。 1952年科學(xué)家赫爾希和蔡斯設(shè)計(jì)并完成了這個(gè)巧妙的實(shí)驗(yàn)：噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)。 對(duì)比實(shí)驗(yàn)結(jié)果我們發(fā)現(xiàn)：實(shí)驗(yàn)結(jié)果與假設(shè)2更相符，說(shuō)明了什么？ 延伸思考：實(shí)驗(yàn)誤差的分析 某實(shí)驗(yàn)人員在重復(fù)該實(shí)驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)用35S標(biāo)記的噬菌體侵染大腸桿菌時(shí)，沉淀物中出現(xiàn)少量放射性的原因是什么？ 用32P標(biāo)記的噬菌體侵染大腸桿菌時(shí)，上清液中也有一定的放射性，原因又是什么？ 進(jìn)一步對(duì)子代噬菌體檢測(cè)結(jié)果分析：35S標(biāo)記的噬菌體這組實(shí)驗(yàn)，子代噬菌體中無(wú)35S；32P標(biāo)記的噬菌體這組實(shí)驗(yàn)，部分子代噬菌體中含32P。這說(shuō)明了什么？ 能否說(shuō)明蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)？ 【模型構(gòu)建】 1.某研究性學(xué)習(xí)小組做了兩組實(shí)驗(yàn)：甲組用無(wú)放射性的T2噬菌體去侵染用3H、35S標(biāo)記的大腸桿菌；乙組用3H、35S標(biāo)記的T2噬菌體去侵染無(wú)放射性的大腸桿菌。經(jīng)短時(shí)間保溫、攪拌、離心后，分析放射性情況。若該過(guò)程中大腸桿菌未裂解，下列有關(guān)說(shuō)法正確的是（　　） A. 甲組上清液與沉淀物放射性都很強(qiáng) B. 甲組子代噬菌體的蛋白質(zhì)與DNA分子中都可檢測(cè)到3H C. 乙組上清液放射性很強(qiáng)而沉淀物幾乎無(wú)放射性 D. 乙組子代噬菌體的DNA分子中可檢測(cè)到3H、35S 學(xué)生思考、合作、回答問(wèn)題： 1. T2噬菌體是一種專(zhuān)門(mén)寄生在大腸桿菌體內(nèi)的病毒,它的頭部和尾部的外殼都是由蛋白質(zhì)構(gòu)成的，頭部含有DNA。 2.T2噬菌體病毒是寄生，它的宿主是大腸桿菌。噬菌體遇到大腸桿菌，首先吸附在大腸桿菌上，接著注入某種物質(zhì)，在大腸桿菌內(nèi)生存并繁殖后代，當(dāng)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)被完全消耗了就裂解大腸桿菌，釋放出子代噬菌體。開(kāi)始捕獵下一個(gè)目標(biāo)。 假說(shuō)1：侵染時(shí)僅T2噬菌體的蛋白質(zhì)進(jìn)入大腸桿菌； 假說(shuō)2：侵染時(shí)僅T2噬菌體的DNA進(jìn)入大腸桿菌； 假說(shuō)3：侵染時(shí)僅T2噬菌體的DNA和蛋白質(zhì)均進(jìn)入大腸桿菌； 學(xué)生討論、合作： 放射性同位素標(biāo)記法 1.32P標(biāo)記DNA，35S標(biāo)記蛋白質(zhì)，不能用碳、氫、標(biāo)記的原因是，DNA和蛋白質(zhì)都具有這些元素。 2.分兩組分別去侵染大腸桿菌。由于僅蛋白質(zhì)分子中含有S，而P幾乎都存在于DNA中，這樣就可以把DNA和蛋白質(zhì)分離開(kāi)，單獨(dú)的觀察它們的作用。 學(xué)生上臺(tái)完成希沃系統(tǒng)的知識(shí)填空：獲得35S標(biāo)記的噬菌體 含32P核苷酸或磷酸鹽培養(yǎng)基，含32P的細(xì)菌，32P標(biāo)記的噬菌體（DNA） 不能直接用35S的培養(yǎng)基培養(yǎng)噬菌體，應(yīng)該用含有放射性的大腸桿菌去培養(yǎng)噬菌體。 學(xué)生活動(dòng)：分小組討論，演繹推理甲1、乙1、乙2組離心管中的放射情況，完成實(shí)驗(yàn)結(jié)果的預(yù)測(cè)。 小組成員根據(jù)老師給的提示：從侵染時(shí)間、攪拌是否充分等進(jìn)行討論 噬菌體浸染細(xì)菌時(shí)，DNA進(jìn)入到細(xì)菌中，而蛋白質(zhì)外殼仍留在外面。因此DNA才是真正的遺傳物質(zhì)。 小組討論合作進(jìn)行模型構(gòu)建 甲組：普通噬菌體侵染3H、35S標(biāo)記的大腸桿菌 已組：3H、35S標(biāo)記的噬菌體侵染普通的大腸桿菌 學(xué)生通過(guò)自主閱讀從材料中獲取信息，根據(jù)問(wèn)題進(jìn)行思考回答。 通過(guò)學(xué)生熟悉的動(dòng)漫，學(xué)生很自然的聯(lián)想到DNA的“定位器”和“蛋白質(zhì)”的定位器，也能很好的維持學(xué)生的興趣。 準(zhǔn)確應(yīng)用同位素標(biāo)記法，解決實(shí)驗(yàn)的難關(guān) 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 精益求精 知識(shí)條理 加強(qiáng)理解 驗(yàn)證噬菌體侵染細(xì)菌的過(guò)程。 赫爾希和蔡斯的實(shí)驗(yàn)過(guò)程比較復(fù)雜，如果整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程全部讓學(xué)生去設(shè)計(jì)演繹推理分析2種假設(shè)情況下大腸桿菌的放射性，這樣難度會(huì)很大，會(huì)打擊學(xué)生的學(xué)習(xí)激情，因此化難為簡(jiǎn)，先演示一種情況下的放射性，其他3組讓學(xué)生小組、討論完成，更能激發(fā)學(xué)生的積極性 小組上臺(tái)展示，其他小組可以進(jìn)行修正和補(bǔ)充 提高學(xué)生積極性和課堂參與度。 培養(yǎng)學(xué)生的合作探究能力，同時(shí)加深對(duì)假說(shuō)演繹的理解和應(yīng)用
四、煙草花葉病毒侵染實(shí)驗(yàn) 【活學(xué)活用】 探究RNA是病毒的遺傳物質(zhì) 1.實(shí)驗(yàn)的思路和方法是怎樣的？ 2.實(shí)驗(yàn)的自變量如何控制？減法原理 學(xué)生討論和分析研究實(shí)驗(yàn)，提出方案。得出結(jié)論：某種病毒的遺傳物質(zhì)為RNA，而蛋白質(zhì)不是。 運(yùn)用科學(xué)探究過(guò)程中實(shí)驗(yàn)方法：自變量如何設(shè)置與控制 “減法原理”舉一反三。
五、探究未知某病毒的遺傳物質(zhì) 【自主探究】 探究未知某病毒的遺傳物質(zhì) 2.研究發(fā)現(xiàn)，一種病毒只含一種核酸(DNA或RNA)，病毒的核酸可能是單鏈結(jié)構(gòu)也可能是雙鏈結(jié)構(gòu)。新病毒出現(xiàn)后，科研人員首先要確定該病毒的核酸種類(lèi)和結(jié)構(gòu)類(lèi)型。以下是探究新病毒的核酸種類(lèi)和結(jié)構(gòu)類(lèi)型的實(shí)驗(yàn)方法，回答下列問(wèn)題。 學(xué)生小組合作、討論： 探究未知某病毒的遺傳物質(zhì)的3種方法：酶解法、侵染法、堿基測(cè)定法 檢驗(yàn)知識(shí)目標(biāo)達(dá)成情況，鞏固提高。
思維導(dǎo)圖 引導(dǎo)分析“遺傳物質(zhì)”探究的方法 發(fā)散思維 科學(xué)思維
小結(jié)：DNA是主要的遺傳物質(zhì) 蛋白質(zhì)有沒(méi)有可能是遺傳物質(zhì)呢？ 【播放視頻】朊蛋白 人類(lèi)庫(kù)魯病（笑死）、瘋牛病、羊癲瘋病的發(fā)病原因及致病機(jī)理 前后呼應(yīng)：蛋白質(zhì)有沒(méi)有可能是遺傳物質(zhì)呢？ 探索過(guò)程中你獲得哪些啟示？ 歸納與整理信息 理清邏輯關(guān)系，構(gòu)建知識(shí)框架 科學(xué)結(jié)論的獲得往往需要科學(xué)家們的共同努力 科學(xué)與技術(shù)之間是相互支持相互促進(jìn)的 正確的選材和設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)是成功前提 培養(yǎng)學(xué)生分析和總結(jié)的科學(xué)思維。 培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考，質(zhì)疑真理，開(kāi)拓創(chuàng)新，勇于探索的科學(xué)精神
八、板書(shū)設(shè)計(jì)
DNA是主要的遺傳物質(zhì)
一、格里菲斯:肺炎鏈球菌的體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)
　　 1.觀察實(shí)驗(yàn)，提出問(wèn)題（假說(shuō)演繹法）
二、艾弗里：肺炎鏈球菌的體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)
　　 2.根據(jù)事實(shí)，作出假說(shuō)
三、赫爾希和蔡斯：噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)
　　 3.設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，演繹推理
　　 4.實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，得出結(jié)論
四、煙草花葉病毒侵染實(shí)驗(yàn)
五、DNA是主要的遺傳物質(zhì)
(
小組活動(dòng)三
)
1.某研究性學(xué)習(xí)小組做了兩組實(shí)驗(yàn)：甲組用無(wú)放射性的T2噬菌體去侵染用3H、35S標(biāo)記的大腸桿菌；乙組用3H、35S標(biāo)記的T2噬菌體去侵染無(wú)放射性的大腸桿菌。經(jīng)短時(shí)間保溫、攪拌、離心后，分析放射性情況。若該過(guò)程中大腸桿菌未裂解，下列有關(guān)說(shuō)法正確的是（　　）
A. 甲組上清液與沉淀物放射性都很強(qiáng)
B. 甲組子代噬菌體的蛋白質(zhì)與DNA分子中都可檢測(cè)到3H
C. 乙組上清液放射性很強(qiáng)而沉淀物幾乎無(wú)放射性
D. 乙組子代噬菌體的DNA分子中可檢測(cè)到3H、35S
(
乙
組
) (
甲組
)
(
探究未知某病毒的遺傳物質(zhì)
)
2.研究發(fā)現(xiàn)，一種病毒只含一種核酸(DNA或RNA)，病毒的核酸可能是單鏈結(jié)構(gòu)也可能是雙鏈結(jié)構(gòu)。新病毒出現(xiàn)后，科研人員首先要確定該病毒的核酸種類(lèi)和結(jié)構(gòu)類(lèi)型。以下是探究新病毒的核酸種類(lèi)和結(jié)構(gòu)類(lèi)型的實(shí)驗(yàn)方法，回答下列問(wèn)題。
(1)酶解法：通過(guò)分離提純技術(shù)，提取新病毒的核酸，加入__________酶混合培養(yǎng)一段時(shí)間，再感染其宿主或宿主細(xì)胞，若宿主不患病或在宿主細(xì)胞內(nèi)檢測(cè)不到子代病毒，則新病毒為DNA病毒。
(2)侵染法：將________培養(yǎng)在含有放射性標(biāo)記的尿嘧啶的培養(yǎng)基中繁殖數(shù)代，之后接種_________，培養(yǎng)一段時(shí)間后收集子代病毒并檢測(cè)其放射性。若檢測(cè)到子代病毒有放射性，則說(shuō)明該病毒為_(kāi)_______病毒。
(3)堿基測(cè)定法：為確定新病毒的核酸是單鏈結(jié)構(gòu)還是雙鏈結(jié)構(gòu)，可對(duì)此新病毒核酸的堿基組成和比例進(jìn)行測(cè)定分析。若含T，且______，則說(shuō)明是單鏈DNA；若含T，且______，則最可能是雙鏈DNA；若含U，且_______，則說(shuō)明是單鏈RNA；若含U，且A=U，則最可能是雙鏈RNA。
(
甲
2
組
)請(qǐng)同學(xué)們演繹推理甲1、甲2、乙1、乙2組離心管中的放射情況。
(
甲
1
組
)
(
乙
1
組
) (
乙
2
組
)

展開(kāi)更多......

收起↑