資源簡(jiǎn)介

教學(xué)設(shè)計(jì)
課程基本信息
學(xué)科 生物學(xué) 年級(jí) 高一 學(xué)期 春季
課題 第1節(jié) DNA是主要的遺傳物質(zhì)
教學(xué)目標(biāo)
1. 通過對(duì)不同生物遺傳物質(zhì)的分析，概述生物遺傳物質(zhì)的基礎(chǔ)及DNA作為遺傳物質(zhì)的證據(jù)，感悟結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的生命觀念。 2. 通過對(duì)DNA、RNA作為遺傳物質(zhì)相關(guān)實(shí)驗(yàn)的分析，闡明DNA是主要的遺傳物質(zhì)的探索過程，體會(huì)運(yùn)用證據(jù)解釋現(xiàn)象的科學(xué)思維方法。 3. 通過對(duì)科學(xué)史的學(xué)習(xí)，感受科學(xué)家潛心研究、追求真理的優(yōu)秀品質(zhì)，認(rèn)可科學(xué)研究的過程是曲折的、不斷修改完善的過程，認(rèn)同實(shí)驗(yàn)技術(shù)在證明DNA是遺傳物質(zhì)中的作用。
教學(xué)內(nèi)容
“DNA 是主要的遺傳物質(zhì)”是人教版高中生物學(xué)教材（必修2）《遺傳與進(jìn)化》第3章第1節(jié)的內(nèi)容。課標(biāo)中對(duì)應(yīng)的次位概念是“多數(shù)生物的基因是DNA分子的功能片段，有些病毒的基因在RNA分子上”。 教學(xué)重點(diǎn)：教學(xué)的重點(diǎn)是引導(dǎo)學(xué)生歸納出DNA是主要遺傳物質(zhì)的原因，該結(jié)論的得出是建立在人們對(duì)事物認(rèn)識(shí)先后的序列之上，是眾多科學(xué)家層層深入實(shí)驗(yàn)探究的結(jié)果。后來者從前人實(shí)驗(yàn)探究的過程中發(fā)現(xiàn)疑點(diǎn)，進(jìn)行深入探究，體現(xiàn)了科學(xué)家堅(jiān)持實(shí)事求是、追求真理的鉆研精神，培養(yǎng)學(xué)生敢于質(zhì)疑的精神品質(zhì)。教材以科學(xué)家的探究歷程為主體，以遺傳物質(zhì)為DNA或蛋白質(zhì)的爭(zhēng)論為線索，在教學(xué)中可借助于科學(xué)家實(shí)驗(yàn)中的不足和需進(jìn)一步探究的問題，精心創(chuàng)設(shè)問題情境，讓學(xué)生置身于科學(xué)家的時(shí)代，更好地將學(xué)生引入探究的情境，在主動(dòng)思考中內(nèi)化所學(xué)的新知識(shí)。 教學(xué)難點(diǎn)：教學(xué)難點(diǎn)是如何引導(dǎo)學(xué)生對(duì)噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)進(jìn)行分析，在教學(xué)中可借助多媒體動(dòng)畫演示以及教材插圖，以問題鏈為導(dǎo)向，逐步引導(dǎo)學(xué)生利用科學(xué)思維分析問題的本質(zhì)。
教學(xué)過程
1 提出問題，導(dǎo)入新課 這是一對(duì)母女小時(shí)候的照片，她們像嗎？不像，這就是變異；像，這就是遺傳。很高興和大家一起來學(xué)習(xí)，今天讓我們一起來探究什么是遺傳物質(zhì)。 2 指向明確，提問分析，尋找小鼠死亡真相 教師陳述：1928年，格里菲思首先進(jìn)行了肺炎鏈球菌體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)。我們首先向大家介紹一下肺炎鏈球菌。肺炎鏈球菌有兩種類型，一種菌體沒有多糖類的莢膜，在培養(yǎng)基上形成的菌落表面是粗糙的，因此稱R型。另一種肺炎鏈球菌有多糖類的莢膜，由其形成的菌落表面光滑，因此稱為S型。 設(shè)問1：（先展示格里菲思設(shè)計(jì)并完成的第一、二組實(shí)驗(yàn)）第一組和第二組起什么作用？（設(shè)計(jì)意圖：掌握生物實(shí)驗(yàn)中的對(duì)照原則）學(xué)生回答：對(duì)照。 設(shè)問2：對(duì)比第一組和第二組，說明了什么？（設(shè)計(jì)意圖：通過對(duì)照得出結(jié)論S型菌有致病性，而非教師告知）學(xué)生回答：R型菌無致病性，S型菌有致病性。 補(bǔ)充提問：S型菌有致病性，能讓人和小鼠患肺炎，小鼠并發(fā)敗血癥死亡。為什么S型的細(xì)菌有致病性？（體會(huì)結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的觀點(diǎn)）學(xué)生沒有回答出來，教師從結(jié)構(gòu)與功能觀進(jìn)行引導(dǎo)，學(xué)生想到：因?yàn)橛星v膜。 教師點(diǎn)評(píng)：有莢膜的肺炎鏈球菌可抵抗吞噬細(xì)胞的吞噬，有利于細(xì)菌在宿主細(xì)胞內(nèi)生活并繁殖。 設(shè)問3：（展示第三組實(shí)驗(yàn)）第三組和哪一組對(duì)比，說明了什么？（明確實(shí)驗(yàn)對(duì)照原則，能夠運(yùn)用科學(xué)思維得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論）學(xué)生回答：第二組，加熱使S型活細(xì)菌死亡 設(shè)問4：（展示第四組實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)處理）依據(jù)第一組和第三組的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，請(qǐng)大家預(yù)測(cè)第四組的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。（請(qǐng)學(xué)生預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，為后續(xù)問題“S型活細(xì)菌是怎么產(chǎn)生的？”作鋪墊）學(xué)生回答：死亡或存活。教師補(bǔ)充并提問：?jiǎn)为?dú)注射R型活性菌小鼠不死亡，注射加熱致死的S型細(xì)菌小鼠也不死亡。在二者的注射物混合之后，注射到健康小鼠體內(nèi)，小鼠死亡，并且從中分離得到了S型活細(xì)菌。S型活細(xì)菌是怎么產(chǎn)生的呢？學(xué)生回答：S型活細(xì)菌中具有轉(zhuǎn)化因子，使R型活細(xì)菌轉(zhuǎn)化為了S型活細(xì)菌。 3 設(shè)計(jì)思路，分析結(jié)果，探尋S型菌轉(zhuǎn)化因子 設(shè)問1：根據(jù)格里菲思的實(shí)驗(yàn)結(jié)論，S型活細(xì)菌中的轉(zhuǎn)化因子是什么？如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)尋找S型肺炎鏈球菌的遺傳物質(zhì)呢？你們有怎么樣的實(shí)驗(yàn)思路？（設(shè)計(jì)意圖：從實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)思路角度，訓(xùn)練學(xué)生的科學(xué)探究能力。） 學(xué)生回答不出來，教師利用成語(yǔ)“濫竽充數(shù)”進(jìn)行啟發(fā)。 教師追問：S型活細(xì)菌中有很多物質(zhì)，我們?nèi)绾沃朗裁词撬霓D(zhuǎn)化因子呢？學(xué)生回答：一個(gè)個(gè)來看，單獨(dú)研究。 教師陳述：的確，想尋找這種物質(zhì)，我們就需要把組成肺炎鏈球菌的物質(zhì)進(jìn)行依次分離實(shí)驗(yàn)判斷。很可惜，格里菲斯在完成上述實(shí)驗(yàn)之后報(bào)名參軍，從此沒有再進(jìn)行相關(guān)的實(shí)驗(yàn)研究。在格里菲斯的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)之上，進(jìn)一步完成探究實(shí)驗(yàn)的是艾弗里。20世紀(jì)40年代，艾弗里在格里菲思實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)完成了肺炎鏈球菌體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)。 設(shè)問2：請(qǐng)大家閱讀課本44頁(yè)的相關(guān)文字和圖片，實(shí)驗(yàn)中的細(xì)胞提取物是如何得到的？（設(shè)計(jì)意圖：這個(gè)問題是理解實(shí)驗(yàn)的前提，是得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論的基礎(chǔ)。） 學(xué)生回答：將加熱致死的S型細(xì)菌破碎后，設(shè)法去除大部分糖類、蛋白質(zhì)和脂質(zhì)，制成細(xì)胞提取物。 設(shè)問3：第一組的實(shí)驗(yàn)結(jié)果是什么？說明了什么？（設(shè)計(jì)意圖：用證據(jù)來解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論，第一組實(shí)驗(yàn)的分析過程要清楚、明晰，為得出后面四組的實(shí)驗(yàn)結(jié)論作鋪墊）學(xué)生回答：出現(xiàn)S型菌；除去的大部分糖類、蛋白質(zhì)和脂質(zhì)這些物質(zhì)不是轉(zhuǎn)化因子。 設(shè)問4：第二至五組的實(shí)驗(yàn)結(jié)果說明了什么？（設(shè)計(jì)意圖：分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，得出艾弗里實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)結(jié)論）學(xué)生回答：第二~四組說明蛋白質(zhì)、RNA和脂質(zhì)不是轉(zhuǎn)化因子；第五組說明DNA就是轉(zhuǎn)化因子。 4 環(huán)環(huán)相扣，預(yù)測(cè)結(jié)果，探究噬菌體遺傳物質(zhì) 教師陳述：1952年美國(guó)遺傳學(xué)赫爾希和蔡斯以T2噬菌體為實(shí)驗(yàn)材料，侵染細(xì)菌，完成了一個(gè)更有說服力的實(shí)驗(yàn)，證明了DNA是遺傳物質(zhì)。我們首先來介紹噬菌體的結(jié)構(gòu)。請(qǐng)大家閱讀書本，完成學(xué)習(xí)單中對(duì)應(yīng)有關(guān)內(nèi)容。 設(shè)問1：根據(jù)噬菌體的增殖特點(diǎn)，請(qǐng)小組討論，推測(cè)噬菌體侵染大腸桿菌時(shí)，物質(zhì)進(jìn)入大腸桿菌體內(nèi)的可能情況有哪些？完成學(xué)案中表格中的第一列：物質(zhì)進(jìn)入大腸桿菌體內(nèi)的可能情況。（設(shè)計(jì)意圖：教師提出問題，訓(xùn)練學(xué)生提出假設(shè)的科學(xué)探究能力）學(xué)生回答：有3種可能情況：只蛋白質(zhì)進(jìn)入；只DNA進(jìn)入；DNA和蛋白質(zhì)都進(jìn)入。 設(shè)問2：哪一種才是正確的呢？需要實(shí)驗(yàn)來證明。用什么方法確定進(jìn)入細(xì)菌的物質(zhì)？（設(shè)計(jì)意圖：訓(xùn)練學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的科學(xué)探究能力）學(xué)生回答：放射性同位素標(biāo)記法 設(shè)問3：DNA和蛋白質(zhì)，應(yīng)分別標(biāo)記哪一種元素？（設(shè)計(jì)意圖：遵循將物質(zhì)單獨(dú)研究的實(shí)驗(yàn)思路，訓(xùn)練學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的科學(xué)探究能力）學(xué)生回答：DNA用P標(biāo)記；蛋白質(zhì)用S標(biāo)記。 設(shè)問4：怎樣將35S和32P標(biāo)記到噬菌體的蛋白質(zhì)和DNA上？（設(shè)計(jì)意圖：訓(xùn)練學(xué)生方案實(shí)施的科學(xué)探究能力）學(xué)生回答：先在含有同位素的培養(yǎng)基中培養(yǎng)大腸桿菌，再用大腸桿菌培養(yǎng)噬菌體。 設(shè)問5：請(qǐng)同學(xué)們閱讀書本45頁(yè)的文字，回答“噬菌體侵染細(xì)菌”的實(shí)驗(yàn)步驟是什么？（設(shè)計(jì)意圖：自主閱讀，明確噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)步驟）學(xué)生回答：用標(biāo)記的噬菌體侵染未標(biāo)記的細(xì)菌，在攪拌器中攪拌、離心，檢測(cè)上清液和沉淀物中的放射性物質(zhì)。 設(shè)問6：攪拌和離心的目的是什么？（設(shè)計(jì)意圖：自主閱讀，明確噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)步驟的目的）學(xué)生回答：攪拌的目的是使吸附在細(xì)菌上的噬菌體與細(xì)菌分離，離心的目的是讓上清液中析出質(zhì)量較輕的T2噬菌體顆粒，沉淀物中留下被侵染的大腸桿菌。 設(shè)問7：離心管的上清液和沉淀物分別是什么成分 （設(shè)計(jì)意圖：自主閱讀，明確噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)步驟的目的，為后續(xù)推測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果作鋪墊）學(xué)生回答：上清液中是噬菌體；沉淀物中是大腸桿菌。 設(shè)問8：請(qǐng)依據(jù)實(shí)驗(yàn)步驟，根據(jù)之前推測(cè)的物質(zhì)進(jìn)入大腸桿菌體內(nèi)的四種不同情況，預(yù)測(cè)對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，小組討論，完成表格。（設(shè)計(jì)意圖：訓(xùn)練學(xué)生演繹與推理的科學(xué)思維） 物質(zhì)進(jìn)入大腸桿菌體內(nèi)的 可能情況用32P標(biāo)記的噬菌體 （放射性的位置）用35S標(biāo)記的噬菌體 （放射性的位置）只蛋白質(zhì)進(jìn)入上清液沉淀物只DNA進(jìn)入沉淀物上清液DNA和蛋白質(zhì)都進(jìn)入沉淀物沉淀物
設(shè)問9：（展示書本上插圖）35S標(biāo)記的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是什么？說明了什么？（設(shè)計(jì)意圖：根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論，訓(xùn)練學(xué)生科學(xué)探究能力。）學(xué)生回答：放射性主要出現(xiàn)在上清液，被35S標(biāo)記的噬菌體蛋白質(zhì)沒有進(jìn)入大腸桿菌。 設(shè)問10：32P標(biāo)記的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是什么？說明了什么？（設(shè)計(jì)意圖：根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論，訓(xùn)練學(xué)生科學(xué)探究能力。）學(xué)生回答：放射性主要出現(xiàn)在沉淀物，被32P標(biāo)記的噬菌體DNA進(jìn)入了大腸桿菌。 設(shè)問11：科學(xué)家進(jìn)一步檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)細(xì)菌裂解后，在釋放的T2噬菌體中，可檢測(cè)到32P標(biāo)記的DNA，卻不能檢測(cè)到35S標(biāo)記的蛋白質(zhì)。說明了什么？（設(shè)計(jì)意圖：根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論，訓(xùn)練學(xué)生科學(xué)探究能力。）學(xué)生回答：DNA是遺傳物質(zhì)。 設(shè)問12：用35S標(biāo)記的噬菌體侵染大腸桿菌時(shí)，若沉淀物中也有少量放射性，是什么原因造成的？大家可以從實(shí)驗(yàn)步驟的角度去考慮。（設(shè)計(jì)意圖：訓(xùn)練學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的交流與討論的科學(xué)探究能力。）學(xué)生回答：攪拌不充分/離心不充分 教師總結(jié)：攪拌不充分，使有少量含35S的噬菌體蛋白質(zhì)外殼吸附在細(xì)菌表面，隨細(xì)菌離心到沉淀物中。 設(shè)問13：用32P標(biāo)記的噬菌體侵染大腸桿菌時(shí)，若發(fā)現(xiàn)上清液中放射性也較高，可能是什么原因造成的？（設(shè)計(jì)意圖：訓(xùn)練學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的交流與討論的科學(xué)探究能力。）學(xué)生回答：時(shí)間太短，部分噬菌體的DNA還沒進(jìn)去。還有可能就是保溫時(shí)間過長(zhǎng)，噬菌體在大腸桿菌內(nèi)增殖后釋放出子代，這樣的話用32P標(biāo)記的噬菌體DNA就分布于上清液中。 5 說明RNA也是遺傳物質(zhì)，得出DNA是主要的遺傳物質(zhì)的結(jié)論 教師陳述：通過這三個(gè)實(shí)驗(yàn)，我們知道了DNA是遺傳物質(zhì)。只有DNA是遺傳物質(zhì)嗎？我們必修一關(guān)于遺傳物質(zhì)是這樣表述的，核酸是細(xì)胞內(nèi)攜帶遺傳信息的物質(zhì)。核酸，包括DNA和RNA兩大類物質(zhì)。有些病毒不含有DNA，只含有RNA和蛋白質(zhì)，如煙草花葉病毒。1957年科學(xué)家做了煙草花葉病毒感染煙草實(shí)驗(yàn)，從煙草花葉病毒中提取的蛋白質(zhì)不能使煙草感染病毒，但是從這些病毒中提取的RNA卻能使煙草感染病毒。因此，在煙草花葉病毒中，RNA是它的遺傳物質(zhì)。在生物界，除了煙草花葉病毒以外，以RNA做遺傳物質(zhì)的還有艾滋病病毒，SARS病毒以及最近的新冠病毒，它們的遺傳物質(zhì)都是RNA，我們稱之為RNA病毒。除了RNA病毒以外，生物界還包括DNA病毒、包含了原核及真核生物在內(nèi)的細(xì)胞生物。這樣我們會(huì)發(fā)現(xiàn)，在生物界當(dāng)中，只有RNA病毒，也就是少數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是RNA，其余生物的遺傳物質(zhì)是DNA，因此我們說絕大多數(shù)的遺傳物質(zhì)是DNA，也就是說DNA是主要的遺傳物質(zhì)。通過這節(jié)課的學(xué)習(xí)，我們知道，對(duì)我們?nèi)祟悂碚f，起到遺傳作用的物質(zhì)就是DNA。上課剛開始的那對(duì)母女就是我和我的女兒。
教學(xué)反思
在有限的課堂時(shí)間內(nèi)，運(yùn)用問題驅(qū)動(dòng)教學(xué)策略模式，提升了學(xué)生的上課參與度，調(diào)動(dòng)學(xué)生的思維，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)參與學(xué)習(xí)、思考。通過對(duì)三個(gè)實(shí)驗(yàn)的分析，設(shè)計(jì)嚴(yán)密的問題串，創(chuàng)建高效的生物課堂，學(xué)生在主動(dòng)思考中內(nèi)化所學(xué)的新知識(shí)，提高對(duì)實(shí)驗(yàn)的分析能力，從而提高科學(xué)探究和科學(xué)思維能力。

展開更多......

收起↑