DNA是主要的遗传物质课堂实录【1】

《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2003课标版生物必修2《遗传与进化》中内容。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。

2、教学目标

（1）知识目标

①

总结两个经典实验的研究方法和思路

②

说明“DNA是主要的遗传物质”的含义

（2）能力目标

通过分析两个经典实验，培养学生的逻辑思维

（3）情感目标

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、教学重点与难点

教学重点： (1)肺炎双球菌转化实验的原理和过程

(2)噬菌体侵染细菌实验的原理和过程；

(3)证明DNA是遗传物质的关键实验设计思路

教学难点：（1）噬菌体侵染细菌实验的原理和过程；

（2）证明DNA是遗传物质的关键实验设计思路

二、

学情分析

学生已经学习了有丝分裂、减数分裂和受精作用等细胞学知识，知道蛋白与核酸的化学元素组成、生物生殖过程等。并且高中生已经具有一定的认知能力。思维的目的性、连续性和逻辑性也已初步建立，但很不完善，仍需教师主导的定向教学活动。同时，他们的心智还不能完全有效控制其行为冲动，对有兴趣的事物乐于专注，而不感兴趣的事，可能就视而不见，听而不闻。另外，涉及科学方法方面的知识也非常少。因此在教学中，可以通过典型事例分析，创设问题情境，激发学生学习兴趣，引导学生探索，让学生学习如何观察、分析、推理和归纳。

三、教法与学法

本课遵照以教师为主导，学生为主体的理念，同时根据“双主”原则和启发式教学思想，以培养学生的科学素质为指导，着重科学方法教育为目标，采用讲授、问答、讨论、比较、归纳等多种方法相结合指导学生学习。在指导学生了解了实验过程之后，通过一连串的问题，激发学生的求知欲，增强获取新知识的渴望。

四、教学课时

1课时

五、教学设计流程

创设情境，导入新课→问题引导，分组探究→直观讲解，分析结果→归纳总结，拓展延伸

六、教学流程

教学环节

创设

情境

导入

新课

教师组织和引导

导入：同学们通过前两章的学习已经知道了，性状的遗传实质是遗传物质通过染色体的传递，科学家对于遗传物质的探究做了大量的实验： 孟德尔提出了遗传因子的假说→约翰逊给了遗传因子一个新的名称：基因→萨顿提出基因在染色体上的假说→摩尔根证明了基因确实在染色体上。到底基因是染色体的哪种组分，接下来我们来共同学习今天的课程--《DNA是主要的遗传物质》

学生活动

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。

设计意图

巩固旧知识，引出新问题，激发学生的兴趣，导入新课。

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仍占主导地位。

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兴趣

科学家是怎样发现DNA是遗传物质

的呢，让我们来学习下科学家通过哪些

实验发现DNA是遗传物质的。

一、肺炎双球菌的体内转化实验

1、投影两种菌落的比较；

菌落

荚膜

毒

性

格里菲斯R型菌落

粗糙

无荚无的肺炎双膜

毒

球菌体内转化实验

S型菌落

光滑

有荚有膜

毒

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、不会，因为第一组实验小鼠存活。

2、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。

尝试解释各步实验的现象。

（1）对照。

（2）与第二组，说明只有活的S型细菌可以使小鼠患败血症死亡。

（3）与第二组，说明第四组产生了活的S型细菌，可以在

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。

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）前两组实验的作用？

（2）第3组实验与哪一组形成对照？说明什么问题？

（3）第4组实验与哪一组结果相同？说明什么，如何验证？

(4)第4组结果出现的原因是什么？

提示：是加热杀死的S复活了吗？哪一组可以说明？

是R直接转化成S了吗？哪一组对照可以说明？

R的转化需要什么条件？

尸体中分离到S型细菌。

(4) R的转化需要加热杀死的S型细菌提供一种物质——“转化因子”

艾弗里的肺炎双球菌的体外转化实验

（二）艾弗里的实验

设疑：这种转化因子究竟是什么物质呢?是不是S型细菌的荚膜呢？是不是蛋白质呢？还是DNA呢？现在请同学们进行讨论：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？又将如何检测实验的结果？

学生边讲述边投影：

对最后一组进行深入分析：

最后一组与哪一组形成对照？单一变量是什么？说明什么问题？

学生思考、分析、讨论得出结论：

设计：把S型细菌中的各种物质分离提纯，分别加入R型细菌培养基中，单独地直接地观察各种物质的作用。

结果预测：如果在培养基上出现粗糙的菌落，就说明有R型细菌产生，加入的物质不是转化因子。如果出现了光滑的菌落，说明有S型细菌，那么这种物质就是转化因子。

最后一组与加入DNA的一组形成对照，单一变量是DNA是否完整。说明只有完整的DNA是遗传物质。

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：

观察课件的演

让学生认

噬菌体侵染细菌的实验

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？

三、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P和S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。

3235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

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。

课堂

小结

投影总结：

核酸是一切生物的遗传物质；DNA是遗传物质

加深理解、巩固、深化所学知识。

七、板书设计

1 DNA是主要的遗传物质

一、肺炎双球菌的转化实验

1、格里菲思的体内转化实验

结论：有一种转化因子存在可以使R型菌转化成S型

2、艾弗里的体外转化实验

结论：DNA是使R型菌稳定遗传的物质

二、噬菌体的侵染实验 1、

实验者：赫尔希和蔡斯

2、

实验方法：同位素标记法

3、

结论：DNA是遗传物质

八、随堂练习

1．噬菌体侵染细菌的实验不能说明

（

）

A．DNA是遗传物质

B.

DNA能自我复制

C. DNA能控制性状

D.

DNA能产生可遗传的变异

2．如果用15N、32P、

35S标记噬菌体后，让其侵染细菌，在产生的子代噬菌体的组成结构成分中，能够找到的放射性元素情形为

（

）

A.可在外壳中找到15N和35S

B.可在DNA中找到15N和32P C.可在外壳中找到15N

D.可在DNA中找到15N、32P、35S 3．在肺炎双球菌转化实验中，将R型活细菌与加热杀死的S型细菌混合后，注射到小鼠体内，下列能在死亡小鼠体内出现的细菌类型有

(

) ①少无毒R型

②多无毒R型

③少有毒S型

④多有毒S型

A．①④

B．②③

C．③

D．①③

4．噬菌体在繁殖过程中利用的原料是

(

) A．噬菌体的核苷酸和氨基酸

B．噬菌体的核苷酸和细菌的氨基酸

C．细菌的核苷酸和氨基酸

D．噬菌体的氨基酸和细菌的核苷酸

5．

噬菌体侵染细菌的实验中新噬菌体的蛋白质外壳是

（

）

Ａ.在细菌的ＤＮＡ指导下，用细菌的物质合成

Ｂ.在噬菌体的ＤＮＡ指导下，用噬菌体的物质合成

Ｃ.在细菌的ＤＮＡ指导下，用噬菌体的物质合成

Ｄ.在噬菌体的ＤＮＡ指导下，用细菌的物质合成

6．下列说法正确的是

（

）

A．一切生物的遗传物质都是DNA

B．一切生物的遗传物质都是RNA

C．一切生物的遗传物质是核酸

D．一切生物的遗传物质是蛋白质

7、用噬菌体去感染体内含有大量3H的细菌，待细菌解体后3H

（

）

A.随细菌的解体而消失

Ｂ.发现于噬菌体的外壳及ＤＮＡ中

Ｃ.仅发现于噬菌体的ＤＮＡ中

Ｄ.仅发现于噬菌体的外壳中

九、作业布置 1、预习DNA是主要的遗传物质的内容

2、课后练习题

3、创新方案

十、教学反思

本节课的教学内容涉及的实验，在中学实验室条件下是不可能完成的。本节课采用引导探究式的教学方法，通过创设自主合作的学习情景激发了学生的学习积极性，这样在课堂教学过程中通过师生互动、生生互动，让课堂充满了活力，新课改理念基本得到了落实。通过对本节2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，了解了生物科学发展的史实。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，并设计了一系列符合学生认知能力的问题引导学生进行主动学习，使学生更好掌握本节课知识。