資源簡介

《DNA是主要的遺傳物質》教學設計
【課 題】《DNA是主要的遺傳物質》
【教材版本】人教版高中生物必修二第3章第1節
【授課對象】高一學生
【課時安排】1課時
1.生物課程標準中的要求：
說明人類對遺傳物質的探索過程；
描述染色體、DNA、基因三者之間的關系。
2.本節在生物教材中的地位
《DNA是主要的遺傳物質》是人教版普通高中新課程生物必修2《遺傳與進化》中第3章第1節的內容。本節設置在孟德爾和摩爾根的實驗之后，通過科學實驗探索DNA和蛋白質究竟誰是遺傳物質，承接上節基因在染色體上，也為下面學習DNA的結構，基因突變打下基礎。
3.教學內容與知識體系
本節首先是以“問題探討”的形式呈現了曾經在科學界爭議了很長的問題:DNA和蛋白質究竟誰是遺傳物質 ”目的在于引導學生思考如何對這- -問題進行研究，激發學生的探索欲望;接著介紹了20世紀早期人們對于遺傳物質的推測，在此基礎之上教材詳細講述了DNA是遺傳物質的直接證據一“肺炎雙球菌的轉化實驗”和“噬菌體侵染細菌的實驗”,引導學生重溫科學家的探究歷程，領悟科學的過程和方法，最終得出科學的結論。本節是在學習了遺傳的細胞基礎、基因與染色體的關系等內容之后，從分子層面上認識遺傳物質的本質，為學習DNA的復制，基因的表達和基因突變打下了基礎。本內容的兩個生物學經典實驗，不僅向學生展示了生物學史上的重大事件，更重要的是其中的科學思維和
方法對學生的科學素養的提高的重要的作用。
二、學情分析
1.認知層面
學生在此前已經初步掌握了基因在染色體上的關系、基因控制性狀等相關遺傳學基本知識，具備一定的知識基礎。能簡單的將基因，DNA與遺傳物質聯系起來，且由于DNA這個概念在生活中較為常見，有一定的感性認知。但是對遺傳物質的探索過程并不了解，尤其是噬菌體侵染大腸桿菌實驗較為抽象，應多加引導。
2.能力層面
高一學生具備一定的觀察、分析與歸納能力，能夠就現象進行一定的分析與探究。要注意引導學生歸納出遺產物質探索過程中用到的科學方法——控制變量法，以及各個實驗對變量控制的異同1。
3.思維層面
學生在學習本節內容前就有一定的認識，但可能會認為DNA就是遺傳物質，，要注意強調DNA是主要的遺傳物質。
三、教學目標
生命觀念
通過對科學家探索遺傳物質的過程，能夠說明DNA是主要的遺傳物質；能舉例說出哪些生物的遺傳物質不是DNA
科學思維
能夠根據一定的科學證據，利用邏輯方法論證自己的主張；通過學習科學家能利用自己的實驗證據，不斷完善科學理論，培養學生的批判思維能力
科學探究
通過學習科學家們利用控制變量法探索遺傳物質的實驗，提高學生對控制變量法的理解，掌握控制變量法的科學探究方法
四、教學重難點
1.重點：DNA是主要的遺傳物質；肺炎鏈球菌轉化實驗的原理和過程；
2.難點：噬菌體侵染細菌實驗的原理和過程，證明DNA是遺傳物質的關鍵實驗設計思路。
五、教法與學法
1.教法：問答法啟發式講授法；
2.學法：分析法、歸納法。
六、教學準備
多媒體：PPT
七、教學過程
教學內容 教師活動 學生活動 教學意圖
事例導入 新課講授 1、對遺傳物質的早期推測 2、格里菲斯的肺炎鏈球菌體內培養實驗 3、艾弗里的肺炎鏈球菌的體外轉化實驗 4、噬菌體侵染細菌的實驗 結束 教師以超市購買商品上的條形碼導入課程，指出條形碼蘊含了商品的價格信息，帶領學生回顧孟德爾提出生物的性狀是由遺傳因子控制的，并強調遺傳因子就是基因，因此，基因就是蘊涵遺傳信息的條碼，提出問題：那么基因究竟是什么呢？再通過兩個前提，染色體主要是由DNA和蛋白質組成以及摩爾根發現基因在染色體上，引出“基因究竟是DNA還是蛋白質”這個問題 講解 1、對遺傳物質的早期推測： 20世紀20年代：蛋白質是由多種氨基酸連接而成的大分子。 20世紀30年代： DNA是由許多脫氧核苷酸聚合而成的生物大分子。 2、格里菲斯的肺炎鏈球菌體內培養實驗 簡要的介紹兩種肺炎鏈球菌，S型細菌和R型細菌，強調S型細菌是有毒可致死的，讓學生觀看課本并思考格里菲斯進行的四組肺炎鏈球菌體內轉化實驗，基于課本的四組實驗提出問題，依次對比一二組，二三組，三四組實驗的結果，逐步引導學生得出四組為什么會出現S型細菌的答案，最后得出格里菲斯的推論，并指出格里菲斯推論里的不足，也就是格里菲斯并沒有說明哪種物質是轉化因子，向學生提出問題：如果你是格里菲斯，你會認為哪種物質是轉化因子呢？之后追問在殺死的s型細菌中含有哪些物質呢？在總結出這些物質后，提出問題，如果你是科學家，你會如何證明這些物質中哪些是轉化因子？學生可能會回答，將這些物質提取出來，直接與r型活細菌混合培養，與學生說明，由于當時的科學技術還不夠完善，無法達到物質提純的要求。 3、艾弗里的肺炎鏈球菌的體外轉化實驗 向學生講解艾弗里的肺炎鏈球菌體外培養實驗，提出問題：在加入DNA酶后不出現s型細菌，能夠說明什么？最后得出艾弗里的結論，DNA是遺傳物質，而蛋白質不是遺傳物質。說出艾弗里實驗的不足，也就是細菌的成分與結構都比較復雜，會對實驗結果造成干擾，提出問題：有沒有比細菌更為簡單的實驗材料？ 4、噬菌體侵染細菌的實驗 提出t2噬菌體侵染大腸桿菌的實驗，強調t2噬菌體只由蛋白質和DNA組成，并介紹t2噬菌體借助大腸桿菌繁殖的原理，考慮到學生已經學習過同位素標記法，可以提出問題：應該怎樣利用t2噬菌體證明遺傳物質是DNA呢？在學生回答出同位素標記法后，提出問題：DNA和蛋白質應該分別標記哪一種元素呢？向學生展示出蛋白質和DNA各自的組成元素，引導學生回答出蛋白質應該標記35S，而DNA應該標記32P，之后提出問題：由于噬菌體的體型過于微小，所以直接標記起來比較困難，那么我們能不能想一種更簡單的方法來標記噬菌體呢？如果學生回答不出，可以提醒學生t2噬菌體可以利用大腸桿菌的成分進行繁殖，引導學生推出赫爾希和蔡斯標記噬菌體的方法，之后講解赫爾希和蔡斯的利用兩種噬菌體侵染大腸桿菌的實驗過程，通過提問引導學生分析實驗結果，得出DNA才是真正的遺傳物質的結論，最后再次提問：所有生物的遺傳物質都是DNA？舉例說明，總結出DNA是主要的遺傳物質的結論。 結束：通過講解控制變量法的“加法原則和減法原則”，總結科學家們探索DNA的實驗過程。 學生猜測遺傳物質的本質是DNA 學生思考一二組，二三組，三四組實驗的結果的對比，回答出，一二組對比可以說明：S型細菌有毒性；二三組對比可以說明：處死的S型細菌沒有毒性；三四組對比可以說明：處死的S型細菌可以使R型細菌轉化成S型細菌。 學生思考四組為什么會出現S型細菌？ 學生想到直接提取出DNA、蛋白質、糖類等于R型細菌混合培養。 學生回答：說明沒有DNA，R型細菌就無法轉化成S型細菌 學生回答：病毒 學生回答出同位素標記法。 學生一開始可能回答不出，在教師提醒后，回答出：DNA標記P，蛋白質標記S。 學生回答出：先標記大腸桿菌，用標記過的大腸桿菌培養噬菌體。 學生回答：不是 將遺傳信息比喻成商品上的條形碼，使學生能跟直觀地理解遺傳信息；之后幫助學生回憶鞏固孟德爾和摩爾根的遺傳理論，導入新課。 提問可以創設情境，幫助學生理解實驗的過程和原理，啟發學生的思維 以假設學生是科學家的方式提問，提高學生的課堂參與感 提問創設情境，通過對艾弗里實驗結果的質疑，培養學生的批判能力 噬菌體侵染實驗是本章的教學難點，尤其是如何標記噬菌體，通過提問和講解，可以促進學生理解知識。 在加深控制變量法理解的同時，培養學生的歸納總結能力，幫助學生建立知識框架。
八、板書設計
DNA是主要的遺傳物質
早期：蛋白質是遺傳物質
格里菲斯：“轉化因子”
艾弗里：DNA是遺傳物質，蛋白質不是遺傳物質
赫爾希和蔡斯：DNA才是真正的遺傳物質
現在：DNA是主要的遺傳物質
九、預期效果
學生能夠說明人類對遺傳物質的探索過程，詳細的說出格里菲斯的肺炎鏈球菌體內轉換實驗、艾弗里的肺炎鏈球菌體外轉化實驗、赫爾希和蔡斯的噬菌體侵染大腸桿菌實驗的原理和過程；能舉例說出一些遺傳物質不是DNA的生物；可以簡單的描述染色體、DNA、基因三者之間的關系。

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