DNA是主要的遗传物质教学设计第一课时

苏教版《高中生物

必修二

遗传与进化》

第四章《遗传的分子基础》

第一节

《探索遗传物质的过程（一）DNA是主要的遗传物质》

教学设计

一、教材分析

1、教材的地位和作用

《DNA是主要的遗传物质》是苏教版普通高中生物必修2《遗传与进化》中第4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。

本节是在学习了遗传的细胞基础、基因与染色体的关系等内容之后，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。本内容的两个生物学经典实验，不仅向

学生展示了生物学史上的重大事件，更重要的是其中的科学思维和方法对学生的科学素养的提高的重要的作用。

课标对本内容的要求为“总结人类对遗传物质的探索过程”，近几年的高考考纲知识点为“人类对遗传物质的探索过程”，要求为II级。课标和考纲对此均做了较高的要求，其原因与本节课的内容有关。

2、教学目标

（1）生命观念

说明“DNA是主要的遗传物质”的含义

（2）科学探究

总结两个经典实验的研究方法和思路，再次体验假说演绎法的研究过程。

（3）科学思维

通过分析两个经典实验，培养学生的逻辑思维

（4）社会责任

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。

3、重点与难点

(1)肺炎双球菌转化实验的原理和过程（重点）

(2)噬菌体侵染细菌实验的原理和过程；（重点与难点）

(3)证明DNA是遗传物质的关键实验设计思路和研究方法（重点与难点）

二、教学策略

本课遵照以教师为主导，学生为主体的理念，采用讲授、问答、讨论、比较、归纳等方法指导学生学习。本课的难点在于让学生理解并掌握噬菌体浸染细菌实验的过程和原理。在突破难点上教师进行了充分的思考和准备。并对科学家做这个实验的背景进行了详细的查阅，旨在让学生能够站在科学家的角度去理解这个实验。最后决定对这个实验的处理方式是教师引导学生运用假说演绎法重走科学家的探究之路。由于这个实验的特殊性，学生不可能

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实施实验过程，于是教师设计了用模型构建的方式，把抽象的实验具体化，便于学生掌握整个实验过程。

三、教学课时

1课时

四、教学过程

教学环节

一、情景引入

教师活动

1、回顾第一章《遗传因子的发现》和第二章《基因和染色体的关系》，引导学生在头脑中再现科学事实：基因在染色体上，在形成配子时，基因跟随染色体进入配子，并随着配子代代相传。从而使生物的性状从亲代传给子代。

2、由染色体的成分是蛋白质和DNA，引出本节课的核心问题：起到遗传作用的物质是蛋白质还是DNA。

追问：作为遗传物质，应该具备怎样的特点？

3、强调生物学解决问题的重要方法——实验。提问：如果你是当时的一位科学家，你会怎样设计实验来探究这个问题？

1、格里菲斯的体内转化实验

（1）课前组织学生自学本实验，设计学案。

（2）实验分析

①对照第1组和第2组结论是什么？

②第3组中，为什么加热杀死的S菌不致死？

③第4组小鼠死亡的原因是什么？

④通过格里菲斯这四组实验的层层对照，你能得出什么结论？

（3）实验结论

让学生阅读，把自己的结论与格里菲2 学生活动

思考，认同。

思考，或者能够作答。但更多的是充满疑问。

能够从亲代传给子代。

可能不能作答。

设计意图

让学生再次深化遗传物质的特点之一：能在亲子代之间代代相传，为本课学习奠定重要的学习基础。

核心问题的提出，让学生明确学习目的。

提出疑问，激发学生学习热情。

二、肺炎双球菌转化实验

学生课前预习，完成学案第一部分内容

S型菌表面有荚膜保护，细菌有毒性

加热杀死的S型菌

加热杀死的S菌让无毒的R型活菌转化成了有毒的S型活菌

本实验简单，教材对实验过程的介绍也很清楚。让学生自学，既锻炼了学生的自学能力，又节约了课堂时间。

课中引导学生分析实验，帮助学生体会科学家严谨的科学思维，理解格里菲斯的实验结论。

斯的结论进行比较。

陈述：转化形成的S型菌的后代，也是有毒的S型菌。所以，转化因子就是促进R型菌发生稳定遗传变化的遗传物质。

2、体外转化——艾弗里（1944）

（1）讨论一：假如你是当时的科学家,应该怎样设计实验来探究“转化因子”是哪一种物质？

（2）艾弗里的体外转化实验过程

①艾弗里的实验能得出什么结论？

②艾弗里的实验成功的关键思路是什么？

3、目标检测

格里菲斯的肺炎双球菌转化实验证明了（ ）

A、DNA是遗传物质

B、RNA是遗传物质

C、蛋白质不是遗传物质

D、加热杀死的S菌中含有“转化因子”

三、噬菌体浸染细菌实验

1、过渡

其他科学家的质疑

有没有办法让蛋白质和DNA彻底的分开呢？

2、提出问题

蛋白质和DNA谁是生物的遗传物质？

3、实验原理

有没有一种生物，在繁殖过程中把蛋白质和DNA完全分开呢？

4、实验材料

（1）学生阅读P44最后一段，了解噬菌体。

补充噬菌体生活史

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阅读，勾画，比较

DNA是转化因子，即DNA是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质，即DNA是遗传物质。

将蛋白质和DNA分开，单独地、直接地观察它们各自的作用。

加深对格里菲斯结论的理解

让学生站在科学家的角度思考问题，激发学生学习的积极性

思考

阅读

用假设演绎法引导学生站在科学家的角度，重走科学家的探究之路，激发学生学习兴趣，攻破本课难点。

让学生阅读教材，落实书上知识点。

吸附→注入→合成→装配→释放

5、实验假设

所以，要证明噬菌体里面蛋白质和DNA谁是遗传物质，只需证明：这里有几种可能情况呢？

6、实验方法

用什么方法可以追踪物质的空间位置变化？

讨论二

1）标记噬菌体蛋白质和DNA的什么元素？为什么？（提示：从蛋白质和DNA元素组成考虑）

2）如何标记？能不能用含放射性元素的培养基标记噬菌体？请写出详细步骤。（提示：从噬菌体生活方式考虑）

7、实验过程

活动：

假设噬菌体注入大肠杆菌的遗传物质是DNA，模拟35S标记蛋白质和

32P标记DNA的两组T2噬菌体在大肠杆菌中繁殖的过程，在细菌中组装出子代噬菌体，并描述浸染过程。

讨论3：阅读教材，讨论并回答问题

①搅拌和离心的目的分别是什么？离心后，上清液和沉淀物分别是什么？

②如果假设成立，离心后两组的放射性分别在哪里？与赫尔希、蔡斯的实验结果是否大体一致？这个结果说明了什么？

自我完善

针对这个实验，你还有什么问题吗？

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三种：只注入DNA，

只注入蛋白质或者

同时注入DNA和蛋白质。

放射性同位素标记法

蛋白质：S DNA：P

不行。用带有放射性同位素的大肠杆菌标记。

搅拌——让亲代噬菌体与细菌内部的子代噬菌体分离；离心——让亲代噬菌体与细菌内部的子代噬菌体分开。

噬菌体注入细菌内部的遗传物质是DNA。

为什么第一组中上清液有放射性，第二组中沉淀物有放射性？

四、归纳和总结

1）、用35S标记蛋白质噬菌体的一组

实验，沉淀物中也有少量放射性，这

是为什么？

提示：搅拌不充分，有少量35S标记的噬菌体蛋白质外壳吸附在细菌表面，随细菌离心到沉淀物中。

322）、用P标记DNA噬菌体的一组实验，上清液中有少量放射性，原因是：保温时间过长或者过短。

3235如果用P、S标记噬菌体后，让其分别侵染细菌，在产生的子代噬菌体组成结构中，能够找到的放射性元素为

[

] 35A．

可在外壳中找到S 32B．

可在DNA中找到P 32C．

可在外壳中找到P 3235D．

可在DNA中找到P、S

三位科学家，两种生物材料，三个实

验，证明了DNA是遗传物质，而蛋白质不是。时代不同，技术的限制导致研究手段的不同。但是他们在研究过程中，都有一个共同的方法和思路：将蛋白质和DNA分开，单独地、直接地观察两种物质的作用。

为什么说DNA是主要的遗传物质？留下悬念。

解说新课，为下一节课的内容做铺垫。

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五、板书设计

第一节

探索遗传物质的过程

（一）DNA是主要的遗传物质

一、肺炎双球菌转化实验

1、体内转化

2、体外转化

二、噬菌体浸染细菌实验

六、课后反思

本堂课在前期准备和设计中花了很多时间。主要从两个方面来设计这堂课：一是本节课的重难点突破，二是本堂课的结构和容量。

本节最大的难点是噬菌体浸染细菌实验。关于这个实验我查阅了很多资料，尤其是对于赫尔希和蔡斯当时完成这个实验的背景和思路进行了详细的了解。在这样的前提之下，对本实验的教学设计有了初步的想法：引导学生用假说演绎法重走科学家的探究之路，过程中用学生的思考、讨论、阅读和聆听等活动来实施。而本实验的最难又是实验过程的理解和实验结果的分析，原因是噬菌体太抽象，繁殖过程比较陌生。所以在设计的时候我用了模型构建的方式来展现噬菌体在大肠杆菌中繁殖的过程，这样学生自己动手操作，噬菌体由抽象变得具体，通过小组的合作讨论，让噬菌体的繁殖从陌生变得熟悉。那么后面对实验结果的分析也就迎刃而解了！

第二个是本节课的结构设计和容量大小。这也是我在设计和试讲过程中比较纠结的一个问题。因为本节课难度大，所以要在一堂课的时间里把所有知识有效的呈现给学生，对于我们学校的学生实际来说，几乎是不可能的。所以必须做出取舍。最初的设计是讲前面三个实验。但是在试讲的过程中，很容易犯一个错误，就是想把每一个细节都说清楚。结果导致无法完成设计的内容。曾经试着改变结构，但思索之后仍然保留了原来的方案。但是作出的一个取舍：格里菲斯的转化实验让学生课前自学，课堂订正答案；艾弗里的实验只抓住它的核心的作用，就是为学生呈现一种重要的研究思路。而大部分时间留给后面的第三个实验，也就是噬菌体浸染细菌实验。这样既更加突出了本课的重难点，又赢得了时间。

学生在上完本堂公开课后，效果是非常好的。下来有学生亲口告诉我：从来没有像今天这样清楚过。事实证明，学生下来完成这一节的相关作业，几乎没有什么问题。因为本节所有重难点都在课堂上很好地解决了。这也让我不得不反思，我们平时的每一节新课，应该多思考如何去解决学生的学习困境，把最重要的东西解决好，而一些细枝末节可以在练习中或者复习中去解决。

最后，感谢教研员给我这样一个学习的机会，我觉得通过这堂课，我成长了许多。也感谢组上老师给我的诸多的建议和帮助。

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