資源簡介

教學設計
課程基本信息
學科 （生物學） 年級 （高一） 學期 (春季)
課題 (DNA是主要的遺傳物質)
教學目標
1. 通過模擬分析“肺炎鏈球菌轉化實驗”“噬菌體侵染細菌實驗”，得出DNA是遺傳物質的結論。（科學思維、科學探究） 2. 能夠歸納并闡明DNA是主要的遺傳物質。（生命觀念、科學思維） 3. 認同科學家在實驗設計過程中嚴謹細致的科學態度及對真理不懈追求的科學精神。（科學探究、社會責任）
教學內容
教學重點： 1. “肺炎鏈球菌轉化實驗”“噬菌體侵染細菌實驗”經典實驗。 2. 總結DNA是主要的遺傳物質。
教學難點： 1. 噬菌體侵染大腸桿菌實驗的原理和過程
教學過程
教學環節教師活動學生活動設計意圖一、導入 二、新課學習 Ppt圖片展示：生活中常見的新冠病毒核酸檢測場景。 提問：核酸檢測的是病毒的哪種物質呢？ 我們目前對于遺傳物質的認識以及應用已經十分廣泛，在早期人們對遺傳物質有哪些推測呢？ 通過快速回顧孟德爾的豌豆雜交實驗，摩爾根的果蠅雜交實驗，引出20世紀中葉科學家對染色體組成的認識，在蛋白質和DNA這兩種物質中究竟哪一種是遺傳物質呢？介于當時人們對于蛋白質和DNA結構的認識，所以當時的一個普遍觀點是蛋白質才是遺傳物質，但這個推測對不對呢？進而引出科學家的4個經典實驗。 一、格里菲思肺炎鏈球菌體內轉化實驗 問題1：總結歸納S型菌、R型菌的區別。 問題2：閱讀實驗過程的圖片，通過比較1、2兩組實驗，3、4兩組實驗，嘗試解釋第四組小鼠死亡的原因。 問題3：嘗試用自己的語言描述實驗結論。 問題4：該實驗能說明 “轉化因子”是哪種物質嗎？你能繼續設計實驗確定“轉化因子”是哪種物質嗎？實驗設計的思路是什么？ 二、艾弗里肺炎鏈球菌體外轉化實驗 展示艾弗里體外轉化實驗過程，引導學生用對比的方法分析出轉化因子的化學本質是DNA，進而引導學生得到加法原理的思想。 再引導學生通過逆向思維，啟發學生得到減法原理的思想，也就是艾弗里繼續進行的第二組實驗。展示實驗，引導學生說出實驗結果說明了什么？ 但有人對艾弗里的實驗提出質疑，也就是在實驗中會混有雜質，可能會影響實驗結果，所以要確定生物的遺傳物質，必須尋找新的實驗證據，尋找什么樣的更加合適的生物材料呢？當然是選擇物質組成更少，結構更簡單的生物材料，才能有所突破。 三、噬菌體侵染細菌實驗 PPT展示T2噬菌體的結構：含有蛋白質外殼和內部的DNA。 問題1：噬菌體是如何在細菌中繁殖的呢？引導學生提出三種假說。 問題2：如何才能把噬菌體侵染細菌這一微觀世界中發生的現象直觀的觀測到呢？ 問題3：如何給噬菌體的成分做標記呢？ （1）能不能用14C或15N同位素來標記噬菌體？ （2）能不能用35S和32P標記同一個噬菌體？ （3）能否用含放射性物質的培養基直接來培養噬菌體？ 活動：請同學們開展模擬實驗，根據提出的假說演繹推理，把代表放射性的紙片貼在試管模型的相應部位。在這個過程中，提醒學生注意“保溫、攪拌、離心”三個動作的目的。 并給一個學生的模擬結構糾錯。 問題5：觀察噬菌體侵染實驗的結果，實驗結果證實了哪種假說？噬菌體的遺傳物質是什么？ 如何分析實驗過程中會存在的誤差？ 觀看噬菌體侵染細胞的視頻，對微觀過程形成直觀認知。 問題：DNA是自然界唯一的遺傳物質嗎？引出煙草花葉病毒實驗。 四、煙草花葉病毒實驗 結論：煙草花葉病毒的遺傳物質是RNA。 問題：聯系生活實際舉例說明，哪些生物的遺傳物質是DNA，哪些生物的遺傳物質是RNA？ 總結：絕大多數生物的遺傳物質是DNA，所以DNA是主要的遺傳物質。 回答：是病毒的天然身份證，它的遺傳物質RNA。 回顧孟德爾的豌豆雜交實驗，摩爾根的果蠅雜交實驗，染色體的物質組成。 學生自主學習，填寫表格。 學生根據四組實驗結果比較分析、思考總結：應該是存在“轉化因子”，發生了轉化現象。 將構成S型細菌的DNA、蛋白質、多糖等成分分開，并分別單獨直接地與R型細菌混合培養，觀察菌落的特征。 引導學生用對比的方法分析出使R型菌轉化成S型菌的，是S型性細菌的DNA，說明DNA是 “轉化因子”。 經過提示，學生提出三種假說： ①噬菌體DNA進入到細菌中，指導后代的合成。 ②蛋白質進入到細菌中。 ③噬菌體DNA和蛋白質都進入到細菌中。 同位素標記法。 學生完成模擬實驗。 思考并回答“保溫、攪拌、離心”三個動作的目的。 找出錯誤，并訂正。 證實了第一種假說：DNA是噬菌體的遺傳物質。 誤差的存在是由于攪拌或混合保溫的培養時間不合適造成的 。 形成DNA是噬菌體遺傳物質的直觀認知。 學生總結歸納：絕大多數生物（真核細胞，原核細胞和DNA病毒）的遺傳物質是DNA，極少數生物（RNA病毒）的遺傳物質是RNA。幫助學生認知遺傳物質的知識在生產生活中的應用，聯系實際，既能有效的科普知識，又能培養學生的應用知識的能力和社會責任感。 把前前后后所學的知識聯系起來，使學生認識到科學家嚴謹細致的科學態度和對真理不懈追求的科學精神。 讓學生體會格里菲思在研究過程中實驗設計的嚴密性，能夠基于生物學事實，運用科學的思維方法進行分析歸納并進行合理的推論，以此培養學生的科學思維能力。 讓學生體會艾弗里在研究過程中實驗設計的巧妙性，進一步明確實驗設計的思路，將S型細菌的物質分離提純，單獨直接的觀察每種物質在轉化中的作用，基于生物學事實的學習和分析，培養學生的科學思維能力和科學探究能力 通過層層遞進的問題引導學生不斷的去深入思考，最終明確應該如何用放射性同位素標記標記噬菌體，以及如何獲取被同位素標記的噬菌體，又以及如何利用被同位素標記的噬菌體展開接下來的實驗研究。 在解決問題的過程中充分培養了學生的科學探究和科學思維。 引導學生體會假說演繹法在科學研究中的應用。 培養學生的分析歸納，對比，演繹推理的科學思維。 學生通過歸納與概括對DNA是主要的遺傳物質這一重要概念形成正確的認識，聯系生活實際，分析RNA病毒引起的人類及動物疾病，提高學生運用知識解決實際問題的能力，關注健疾病與人類健康，培養學生的生命觀念及社會責任。三、課堂小結本節課幾個重要實驗：肺炎鏈球菌轉化實驗、噬菌體侵染細菌實驗、煙草花葉病毒實驗。 得出重要概念：DNA是主要的遺傳物質。學生總結，構建知識網絡。四、 作業除去新冠病毒核酸檢測外，遺傳物質的知識在生活中有哪些應用呢？請大家收集相關資料，交流分享。培養學生知識遷移運用的能力和社會責任感。

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