第三章第一节 DNA是主要的遗传物质2

第三章第一节 DNA是主要的遗传物质2

‎ ‎ 第三章 基因的本质 第1节　DNA是主要的遗传物质　教学设计 一、教材内容分析 ‎《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一问题进行研究，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──“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。‎ 二、教学策略 由“问题探讨”所呈现的曾经在科学界争论很长时间的问题──“DNA和蛋白质究竟哪个是遗传物质？”引入新课，让学生思考如何对这一问题进行研究，培养他们分析问题和解决问题的能力，激发他们了解科学家当年的研究过程和方法的兴趣。通过重温科学家的探究历程，领会实验选材的巧妙、思维的严谨和实验方法的科学；通过实验结果的分析理解DNA是主要的遗传物质。‎ 三、教学目标 ‎1、知识与技能：‎ ‎(1)总结“DNA是主要的遗传物质”的探索过程；‎ ‎(2)分析DNA是主要的遗传物质的实验设计思路；‎ ‎(3)理解DNA是主要的遗传物质。‎ ‎2、过程与方法：‎ ‎(1)领悟科学研究的过程和方法，培养学生的实验探究能力；‎ ‎ (2)探讨实验技术在证明DNA是主要遗传物质中的作用。‎ ‎3、情感态度和价值观：‎ ‎ (1)体验科学探索的艰辛过程；‎ ‎ (2)认同人类对遗传物质的认识是不断深化、不断完善的过程；认同科学与技术的关系。‎ 四、教学重点和难点 ‎1、重点：‎ ‎ (1)肺炎双球菌转化的实验原理和过程；‎ ‎ (2)噬菌体侵染细菌的原理和过程。‎ ‎ (3)证明DNA是遗传物质的实验的关键设计思路。‎ ‎2、难点：‎ ‎ (1)肺炎双球菌转化的实验原理和过程；‎ ‎ (2)证明DNA是遗传物质的实验的关键设计思路。‎ 五、教学设计流程 设疑导入 → 问题引导呈现探究  → 讨论实验结果  → 归纳总结 → 拓展延伸  ‎ ‎ ‎ 六、课堂实施 教学环节 教师组织和引导 学生活动 设计意图 5‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ 复习旧知，创设情景，导入新课 设疑提问：‎ ‎ ‎ ‎1.性状是受什么控制的？基因和染色体的关系是怎样的？‎ ‎2.染色体是由哪两种化合物组成的，作为遗传物质的应该是哪一种物质？‎ ‎3.你认为作为遗传物质可能具有什么特点？‎ 学生回顾所学知识，思考回答相关问题，总结遗传物质的特点：能够自我复制，结构比较稳定，具有储存遗传信息的能力。‎ 寻找新旧知识的结合点，以“问题”引入新课，培养学生分析和解决问题的能力，激发探究欲望。 ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ 对遗传物质的早期推测 指导学生读教材思考： ‎ ‎1.在20世纪早期人们普遍认为遗传物质是DNA还是蛋白质？‎ ‎2.为什么会有这种认识？‎ ‎ ‎ 讲述：限于当时的认识水平，认为蛋白质是遗传物质的观点处于主导地位。‎ 分析当时认为蛋白质是遗传物质的原因：组成DNA的脱氧核苷酸只有4种而组成蛋白质的氨基酸种类有20种，蛋白质的多样性很容易和生物的多样性相联系。‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ 进一步激发学生对遗传物质认识的研究 ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ DNA是遗传物质的的证据I ‎ ‎ ‎ ‎ 科学家是如何认识DNA是遗传物质的呢，让我们重温科学家对遗传物质的认识过程吧。‎ ‎ ‎ I、肺炎双球菌的体内转化实验 ‎ ‎ ‎1、讲述并投影两种菌落的比较；‎ ‎ ‎ 菌落 荚膜 毒性 R型菌落 粗糙 无荚膜 无毒 S型菌落 光滑 有荚膜 有毒 ‎2、投影细菌转化实验的课件引导学生观察实验，讨论分析以下问题： ‎ ‎ ‎ ‎（1）、为什么加热杀死的S菌和活的R ‎ ‎ ‎ ‎ 认真观察实验的演示过程，思考回答所提问题，得出以下结论：‎ ‎ ‎ ‎1、加热杀死的S菌能够促使活的R菌转变为活的S菌，即加热杀死的S菌中含有促使这一转化的活性物质──转化因子。‎ ‎ ‎ ‎ 2、这一转化因子不可能是蛋白质，因为蛋白质经过高温作用会变性失活。‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ 引导学生重温科学探究历程，亲身体验科学研究的思路和方法，学习科学家严谨的态度和合作精神。体验科学探索的艰辛，学习科学精神，养成科学态度。‎ 5‎ ‎ ‎ 菌混合可以导致小鼠死亡？导致小鼠死亡的直接原因是什么？           （2）、促进活的R菌转变为S菌的因素是什么？是否有可能是蛋白质？   (3)、本实验蕴含了那些科学实验方法，能得出什么结论？          ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎3、蕴含的实验方法有分组对照和对变量进行一定的控制。‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ DNA 是遗传物质的的证据Ⅱ 设疑：‎ ‎ ‎ 这种转化因子究竟是什么物质呢？S菌的化学成分很多，要找到转化因子，最关键的思路是什么？如果让你来设计实验来进一步探究“转化因子”是什么物质，你将如何设计实验？   ‎ ‎ ‎ Ⅱ、肺炎双球菌的体外转化实验 ‎ ‎ 讲述并投影：‎ ‎ ‎ ‎ ‎ 思考：‎ ‎ ‎ ‎1、      该实验的巧妙之处是什么?蕴含了哪些实验设计原则？‎ ‎2、      能够得出什么结论？‎ ‎ ‎ ‎ ‎ 学生思考、分析、讨论得出结论：把DNA和蛋白质分开，单独地直接地观察这两种物质的作用。‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ 学生思考、讨论，展示学习成果：‎ ‎ 1、      控制变量原则，将多个变量分解为单个变量进行研究；对照性原则。‎ ‎2、      结论：DNA是转化因子即遗传物质。‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ 进一步培养学生探究问题与设计实验的能力及创新意识。‎ ‎ ‎ ‎  ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎  ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ 讲述：‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ 5‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ DNA 是遗传物质的的证据Ⅲ 艾弗里的实验中提取的DNA纯度最高时也还有少量的蛋白质，当时仍然有学者认为是这少量的蛋白质在起作用，不愿接受DNA是转化因子的结论。这种怀疑有道理吗？‎ ‎ ‎ Ⅲ、噬菌体侵染细菌的实验 ‎ ‎ 讲述并投影：‎ ‎ ‎ ‎1、T2 噬菌体的结构模式图，说明其结构特点、物质（元素）组成、寄生和繁殖方式，演示其侵染细菌的动态变化。‎ ‎ ‎ ‎2、投影分别用不同放射性元素标记的噬菌体侵染细菌的实验过程。‎ ‎ 思考：‎ ‎ 1、为什么选择噬菌体作为实验材料？‎ ‎2、为什么要用32P和35S分别标记噬菌体的DNA和蛋白质？如何标记？‎ ‎3、实验结果是怎样的，根据实验结果你能得出什么结论？‎ ‎4、上述实验运用了哪些技术手段？ ‎ 总结：以上实验证明了DNA是遗传物质，而蛋白质不是遗传物质。‎ 观察课件的演示过程，明确在噬菌体侵染细菌的过程中，DNA进入了细菌细胞内，而蛋白质外壳停留在细胞外。‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ 分析、讨论相关问题，展示学习成果：1、DNA是在亲子代之间发生连续性的物质，即DNA是遗传物质；蛋白质不是遗传物质。‎ ‎ ‎ ‎2、采用了放射性标记技术、分离提纯技术、离心技术等技术手段 ‎ ‎ ‎ ‎ 让学生认识到一个正确的结论可以通过不同的途径获得。‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ 认同人类对遗传物质的认识是不断深化、不断完善的过程；‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ 认同科学的发展离不开技术的支持。‎ ‎ ‎ 设疑：是不是所有生物的遗传物质都是DNA呢？‎ ‎ ‎ 投影并讲述：展示几种常见的RNA病毒，由于这些病毒只由RNA和蛋白质构成，所以这类病毒的遗传物质是RNA而不是DNA．‎ ‎ ‎ ‎ ‎ 总结上述探究活动，得出：DNA是主要的遗传物质。‎ 进一步明确某些病毒的遗传物质是RNA，DNA是主要的遗传物质的原因。‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ 课堂小结 投影总结：‎ ‎ ‎ 核酸是一切生物的遗传物质；具有细胞结构的生物和大多数病毒的遗传物质是DNA，少数RNA病毒的遗传物质是RNA,即DNA是主要的遗传物质，‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ 加深理解、巩固、深化所学知识。‎ 5‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ 拓展延伸 ‎1997年美国科学家Prusiner发现了一种新型生物──朊病毒，是一组至今没有查到任何核酸的蛋白质颗粒，它是导致疯牛病和人的克-雅氏病的病原体。你能推测改病毒的遗传物质是什么吗？‎ ‎ ‎ ‎ ‎ 学生思考讨论：认识到对遗传物质的探究是不断深化和发展的。‎ ‎ ‎ ‎ ‎ 形成认知冲突，激发学生新的探索欲望。‎ 七、教后反思 ‎ ‎ 通过对本节3个经典实验的学习，引导学生重温科学家的探究历程，不仅让学生获得了科学知识──理解“DNA是主要的遗传物质”，更重要的是通过这些实验让学生掌握了科学的研究方法，培养了学生的科学探究能力，所以在本节的教学中重点对学生进行了科学方法训练；由于本节实验内容较为抽象，上课时采用了多媒体辅助教学，化静为动，化抽象为具体，较圆满的完成了教学任务。‎ ‎ ‎ 5‎