DNA是主要的遗传物质教学设计范文

《探索遗传物质的过程》教学设计

江苏省宝应县画川高级中学高一生物组

钱加旺

一．教材内容分析

《探索遗传物质的过程》是苏教版普通高中新课程生物必修二《遗传与进化》中第四章第一节的内容。本节首先抛出在科学界争议了很长时间的问题“

DNA 和蛋白质究竟谁是遗传物质？”这一话题，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；接着教材在“积极思维”中详细讲述了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”，引导学生体验科学家的探究历程，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，为后面学习DNA的结构与复制，基因的表达和基因突变打下了基础。

二、教学策略

由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，教师可以在学生预习的基础上浓缩遗传物质是什么的阶段性认识，病对各阶段的认识原因作表述，让学生思考如何对问题进行研究，培养他们分析问题和解决问题的能力，激发学生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.知识目标：

⑴分析“肺炎球菌的转化实验”的过程和原理，得出相应的结论

⑵分析“噬菌体侵染细菌的实验”的过程和原理，得出相应的结论

⑶分析“烟草花叶病毒的感染实验”的过程和原理，得出相应的结论

⑷概述人类对遗传物质的探索过程，并得出“DNA是主要的遗传物质”结论

2.技能目标：分析证明DNA是主要的遗传物质的实验设计思路，学会科学研究的基本方法

3.情感目标：

⑴概述人类对遗传物质的探索过程，认同科学认识是不断深化、不断完善的过程

⑵认同科学技术的发展在探索遗传物质过程中的作用

四、教学重点和难点

1.教学重点

⑴肺炎双球菌转化实验的原理和过程。

⑵噬菌体侵染细菌实验的原理和过程。

2.教学难点

噬菌体侵染细菌实验的原理和过程

五、教学用具：ppt 六、教学过程

教学内容

教师活动

新课导入

学生活动

教学意图

通过问题激发学生学习兴趣

通过预习可知，人们对遗传物质是什么

经历了一个漫长的认知过程，从蛋白质

到染色体再到DNA，最后到核酸，每个

阶段人们为什么会有不同的认识？人们对遗传物质是什么的认识是否已经到底？

科学家是如何得出“DNA是遗传物质”这个结论的呢？

1、介绍实验材料肺炎球菌的两种类型

一、肺炎球菌的转化实验

学生从三个方面对肺

炎双球菌进行比较

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（一）格里菲思的肺炎双球菌体内转化实验

2、介绍四组实验设计

学生思考并回答：

培养学生分析实验产生思考得出结论的能力

（二）艾弗里的肺炎双球菌体外转化实验

第四组使小鼠死亡的

直接原因是小鼠体内提出问题：（1）第四组实验中，为什么出现了有毒性的S菌灭活的S菌与活的R菌混合后能使小鼠体，问题是这一S菌死亡，而且能在死亡小鼠体内检测到活体怎么产生的？

的S菌？

（2）通过这个实验，你能得出什么结论？该实验能否证明遗传物质是什么？

提出问题：在已知菌体存在转化因子前提下，你应如何设计实验证明转化因子究竟是什么物质？最关键的实验设计思路是什么？

教师用幻灯片展示艾弗里的实验过程及结果

提出问题：艾弗里实验能得出什么结论？在已知DNA是转化因子的前提下，安排最后一组实验设计的用意何在？

指出艾弗里实验的不足之处，即DNA纯度不够，不能排除蛋白质的作用。

学生思考并回答

1.第4组为转化实验，其余各组起对照作用。

2.格里菲思的实验说明了加热杀死的S型细菌中含有某种促成这种转化的“转化因子”，这种转化因子将无毒性的R型活细菌转化为有毒性的S型活细菌。

学生讨论回答：将S型细菌中的物质进行提取、分离和鉴定，提取出DNA、蛋白质和多糖等物质，单独地、直接地去观察它们各自的作用

分析实验结果得出结论：只有DNA才是“转化因子”，即DNA是遗传物质

最后一组设计从反面认证了实验前结论

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为探索艾弗里等人进行的转化实验做好铺垫

根据教师的相关提示学生认识到科学发现的过程是一个长期的过程，涉及到许多科学家的辛勤工作；科学成果的取得与技术有很大的关系，技术的进步可以更好地促进科学的发展

二、噬菌体侵染细菌的实验

1、用幻灯片展示噬菌体的结构

向学生介绍噬菌体是专门寄生在大肠杆菌体内的病毒，它头部和尾部的外壳由蛋白质构成，头部内含有DNA。

提出问题：噬菌体作为实验材料的优点在哪里？

2、介绍噬菌体侵染细菌的过程

提出问题：（1）从过程看，释放的子代噬菌体是否遗传了亲代噬菌体的特性？起关键作用的物质是什么？

（2）子代噬菌体合成的“控制模板”是什么？原料是什么？场所在哪里？需要酶和ATP吗？来源于哪里？

3、用幻灯片展示赫尔希和蔡斯的实验过程

学生阅读课本相关内容，根据教师设问的问题进行探讨，小组交流。根据教师的补充和修正回答相关讨论题

培养学生科学严谨的态度，并为引出噬菌体侵染细菌的实验做好铺垫

子代噬菌体遗传了亲代

特征，与DNA有关，因为

蛋白质外壳没有进入

合成蛋白质和DNA是需要控制模板的，由噬菌体通过问题讨论加深学生对该过程的理解

提供，同时也需要原料、

酶和ATP，需要核糖体这

样的产生，所有这些均由

细菌提供。

①含35S的噬菌体＋未标记的细菌→宿

3535主细胞内没有S，S分布在宿主细胞

外

②含32P的噬菌体+未标记的细菌→宿主细胞外几乎没有32P，32P主要分布在宿主细胞内

提出问题供学生讨论：

（1）.为什么选择35S和32P这两种同位素分别对蛋白质和DNA标记？用14C和18O同位素标记可行吗？

（2）.该实验采用了哪些技术手段？

（3）.该实验的结论是什么？

教师质疑：所有生物的遗传物质都是DNA吗？

硫仅存在于T2噬菌体的蛋白质组分中，而磷则主要存在于

DNA的组分中。用14C和18O等元素是不可行的，因为

T2噬菌体的蛋白质和DNA分子的组分中都含有这两种元素。

采用的主要技术手段有噬菌体的培养技术、同位素标记技术

通过问题交流和探讨，加深学生对赫尔希和蔡斯的实验的理解

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三、烟草花叶病毒的感染实验

四、DNA是主要的遗传物质

介绍烟草花叶病毒的成分：只含有蛋白质和RNA，不含有DNA

提出问题：烟草花叶病毒的遗传物质是什么？如何通过实验证明？

师生共同总结实验过程

1.完整的烟草花叶病毒能使烟草出现病斑

2.烟草花叶病毒的蛋白质，不能使烟草出现病斑

3.烟草花叶病毒的RNA，能使烟草出现病斑

当然这一实验的完成同样离不开相关技术手段

教师从上面三个实验的结论中，拓展以下规律：（1）非细胞结构的生物即病毒体内只有一种核酸，只有一种遗传物质，即DNA或RNA；（2）在具有细胞结构的生物体内，有DNA和RNA两种核酸，但DNA是遗传物质

根据前面所学的两个实验的设计思路，设计实验如何证明烟草花叶病毒的遗传物质

学生得出结论：烟草花叶病毒的遗传物质是RNA 应用所学知识并加深理解

学生得出绝大多数生物的遗传物质是DNA，所以说DNA是主要遗传物质

让学生正确理解本节课的主标题“DNA是主要的遗传物质”这句话的内涵

检查本节课学习效果

课堂反馈

学生思考并回答

七、板书设计

一、肺炎球菌的转化实验

1、格里菲思的肺炎球菌体内转化实验

核心设计：第四组

关键词：转化因子

2、艾弗里的肺炎球菌体外转化实验

核心设计：第五组（第六组）

关键词：分离技术、对照、反证、DNA 二、噬菌体侵染细菌的实验

1、噬菌体

2、噬菌体侵染细菌过程及思考

3、实验过程

三、烟草花叶病毒的感染实验

1、病毒的拆开实验 2、病毒的重组实验 3、DNA是主要的遗传物质的分析

八、教学反思

生物科学史的教学不仅可以展示生物知识的“来龙去脉”，加深学生对知识的理解，还可以显示生物学家的科学思维，有利于学生掌握科学方法。在教学中关键是培养学生的科学素养，要注意还思维给学生，每个问题都要设置合理，使每个同学都能有所响应，也就是学生用已有的知识背景或多或少都能做出回答，这样让每个学生都有所收获，切实提高课堂效率。学业水平考试对本部分内容的考查比较简单，江苏高考对这部分内容的考查深度也不大，且多半是把它当成生物学史进行考查，考查实验的原理、方法，在选择题中常见，这就进一步要求我们侧重基础知识解读、基本技能的培养，用心体会经典科学实验设计的思路并将这一要求贯穿于这个内容的学习之中。

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