从基因到蛋白质优质公开课教案

如何利用有限的时间提高高中生物复习的有效性

------《DNA是主要的遗传物质》教学设计

姓 名：王欣

性 别：女

出生年月：1965.9.15 学历（学位）：大学本科

专业职称：中学一级

工作单位：沈阳市第36中学

通讯地址：沈阳市铁西区南七西路22号

联系电话：13066574966 电邮地址：cy311@sina.com

如何利用有限的时间提高高三生物复习的有效性

------《DNA是主要的遗传物质》教学过程设计

通过对本节教材的精心分析，确定“肺炎双球菌的转化实验”和“噬菌体侵染细菌的实验”，使本节课的重点也同时使难点。因为实验设计一直是学生们学习的难点。让学生从意义建构的角度参与到实验设计中，可以培养学生比较、分析和解决问题，并认识事物实质的思维能力，有利于培养学生自主归纳能力和知识迁移能力。当意义建构的主题确定之后，我选择了让学生自主讨论分析、比较总结实验设计的方案和过程实现意义建构。

教学目标：

（1）知识与技能目标：通过“肺炎双球菌的转化实验”和“噬菌体侵染细菌的实验”，理解DNA是主要的遗传物质。

（2）过程与方法目标创设：通过启发、引导学生设计实验并分析实验结果，培养学生的思维能力。

（3）情感、态度目标：在学习DNA是主要的遗传物质的过程中，逐步培养学生主动探索的精神和独立解决问题的能力。

教学重点、难点：

（1）肺炎双球菌的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。

学生特征分析：

（1）学习任务分析：有丝分裂、减数分裂，受精作用等知识的学习是主的遗传物质的起点。

（2）认知能力分析：学生己经学习了核酸的成分、有丝分裂、减数分裂和受精作用，并能运用这些知识去解决一些简单的问题。

2

在整个教学过程中采用支架式和抛锚式的模式进行教学设计。

教学过程

创设情境（激发动机）阶段：（说明：设计意图以生活背景设计问题情境，其中要蕴含等待学生学习的知识，这样的情境就是任务情境，具有建构性。任务情境创设的目的在于引起学生积极主动的思考。）

教师导课：俗话说，种瓜得瓜，种豆得豆，一母生九子，九子各不同。这些现象表明生物具有遗传和变异的特性。遗传和变异究竟是怎样发生的？遗传和变异有哪些共同的基本规律？1944年DNA双螺旋结构的提出，使人们从分子水平探讨遗传本质。我们了解的一些基因动植物，超级细菌等正是人类对遗传和变异原理深入了解和应用的结果。

我们已知，生物体的性状之所以能够传给后代，是由于生物体内具有这些遗传物质。那么，如何确定DNA是主要的遗传物质呢？有什么样的结构和功能呢？生物遗传过程中，它是怎样发挥作用的呢？这些即是本节所要阐述的问题。

教师引导：遗传和变异是生物在生殖、发育过程中表现的基本特征，那么，寻找遗传物质应从哪个过程去考虑？

“生殖发育。”学生会回答。

教师继续引导：通过我们对生殖发育中减数分裂、受精作用、有丝分裂等环节的学习可知，细胞中哪一结构在前后代能保持连续性和稳定性？

“染色体。”学生会回答

小结：染色体在生物的遗传中起着重要作用。

教师总结：据此人们对染色体的成分进行研究。化学分析的结果

3

表明，染色体主要是由蛋白质和DNA组成的。那么，它们中究竟谁是遗传物质呢？过去曾有人认为蛋白质是遗传物质，但越来越多的科学实验证明，DNA是遗传物质，而蛋白质不是。在此我们只介绍两个著名的证明实验。在生物体内DNA与蛋白质往往同时存在，你认为证明DNA是遗传物质的实验中关键的设计思路是什么？

（设计意图不是由教师直接告诉学生应当如何去解决，而是由教师向学生提供解决该问题的有关线索，如只告诉原理。在此采取抛锚式的教学设计方法。）

自主学习阶段：首先了解肺炎双球菌的转化实验。

1928年，英国科学家格里菲思用肺炎双球菌在小鼠身上进行转化实验。他用了两种不同类型的肺炎双球菌，一种是S型细菌，它的菌落光滑，菌体有多糖类的荚膜，是有毒性的S型球菌，可以引起人患肺炎和使小鼠患败血症而死亡；另一种是R型细菌，它实际上是肺炎双球菌的突变型，它已丧失了合成具有保护作用的荚膜，因此它无毒性，菌落粗糙。演示肺炎双球菌转化实验过程的录像，观看时请同学们仔细观察每组实验的做法及现象。小组协作讨论，领悟科学研究过程。学生分小组讨论实验现象及原因，进行自主学习。

请一学生叙述各组实验的做法及现象。

①

无毒性的R型活细菌注射到鼠体内，鼠不死亡

②

有毒性的S型活细菌注射到鼠体内，鼠死亡

③

加热杀死的S型细菌注射到鼠体内，鼠不死亡

④

无毒性的R型活细菌与加热杀死的S型细菌混合后注射到鼠体内，鼠死亡，并且从鼠体内分离出有毒性的S型活细菌，其后代也有毒性。

协作学习阶段：（设计意图：用学生认知结构中具备的原有的知识

4

去解决新问题时，学生往往缺乏知识间的联系，因而教师要在研究分析学生认知结构的基础上，通过适当的引导启发学生寻找新知识，大胆尝试，通过问题的解决，让学生亲身经历对新知识的“理解”和“消化”过程，达到认知结构的整合。）

大家共同讨论以下问题：

1．从第④组实验鼠体内可分离出有毒性的R型活细菌说明了什么？

2．这种R型活细菌的后代也是有毒性的S型细菌又说明了什么？

3．格里菲思的结论是，已加热杀死的S型细菌中必然含有某种促成这一转化的活性物质。这种转化因子是什么，格里菲思没有找到。师同学们，如果你是当时的科学家，你认为在确定转化因子的实验中，关键的设计思路是什么？

第二次创设情境（激发动机、）阶段：

教师总结实验步设计思路后，接着引导：“艾弗里实验的结论是什么？”是转化因子，是使R型细菌产生稳定的遗传变化的物质，即DNA是遗传物质。请同学们回顾整个双球菌的转化实验，你们有什么疑问吗？这样引起学生的疑惑，从而激发学生的学习兴趣。

第二次自主学习阶段：（设计意图：实现学习活动及其建构不能单纯看作是个人的进程，而是师生、学生间的的共同活动，包括一起分析并寻找联系与解答，从而创设一个“学习共同体”）

教师在学生形成学习动机的基础上，接着说：“加热杀死S型肺炎双球菌后，其细胞中DNA的是否变性？”

实验证明，把DNA溶液加热到沸点，可使其氢键断裂，双螺旋解体，但如将其缓慢冷却，分离的单链就可部分地得以重聚，恢复其双螺旋结构。

5

S型细菌的是怎样将它的核昔酸序列加在型细菌上的呢？

这是因为外源DNA分子一旦找到它的内源同源体，这两个DNA分子就可进行遗传交换了。交换的结果是使外源DNA被整合，而使同源DNA的内源分子从R型细菌的DNA中排斥出去，从而产生由R型细菌变为S型细菌的遗传转化。

第三次创设情境（激发动机）阶段：DNA是遗传物质的另一个证明实验是噬菌体侵染细菌的实验。演示噬菌体结构的投影片。噬菌体是一种寄生在细菌体内的病毒，它的外壳是蛋白质，头部内含有DNA，它侵染细菌后，就会在自身遗传物质的作用下，利用细菌体内的物质来合成自身的组成成分，进行大量的增殖。那么，它的两种成分中哪一种是遗传物质呢？

1952年赫尔希和沙斯设计了一个巧妙实验用放射性同位素标记和测试。DNA有但多数蛋白质没有的元素是哪种？只有蛋白质有而DNA没有的元素又是哪种？前者是P后者是S。

第三次自主学习阶段：（设计意图：根据建构主义的观点，学习的过程是学生对知识进行意义建构的过程，如何把知识建构有机地统一在教学中。学生在学习过程中，认知结构本身也是一个不断发展或建构的过程，特别是在已有的认知结构无法“容纳”新知识的情况下，主体就必须对已有认知结构进行变革使其与客体相适应，这一过程需要教师的引导，更需要师生、生生协作和会话，才能激起学生的创造火花。）

请同学们仔细看教材的图一，看后请叙述实验的方法步骤。

①用35P标记了一部分噬菌体的蛋白质，并用32P标记了另一部分噬菌体。②用被标记的两种噬菌体分别去侵染细菌。③当噬菌体在细菌体内大量增殖时，对被标记物质进行放射性测试。测试的结果表

6

明了什么？

结论：用35P标记蛋白质的噬菌体侵染后，细菌体内无放射性，即表明噬菌体的蛋白质没有进入细菌内部，而用32P标记的噬菌体侵染细菌后，细菌体内有放射性，即表明噬菌体进入了细菌体内。

噬菌体在细菌体内的增殖是在哪种物质的作用下完成的？子代噬菌体的蛋白质和DNA分别是怎样形成？

噬菌体是DNA的作用下完成在细菌体内的增殖的，DNA是自我复制。

此实验证明DNA具备遗传物质的哪些特性？实验的结论是什么？

证明了DNA能自我复制，具有连续性能，指导蛋白质的合成。

结论:遗传物质是DNA，蛋白质不是。

教师总结：因为绝大多数生物的遗传物质是DNA，只有少数病毒的遗传物质是RNA，因此说DNA是主要的遗传物质。

课后作业：请你根据本节课所学习的有关生物学知识来自主设计实验，证明RNA是某种病毒的遗传物质。

以上就是笔者对《DNA是主要的遗传物质》的教学过程设计的全部内容。分析上述教学过程的设计，我们也可以看出，经过学生协作学习，学生在自主阶段获得的知识能力得到了保持和增强，而且还改进了自主学习阶段的知识质量。通过学生完成作业，不仅使学生完成了关于DNA是主要的遗传物质内容的理解，而且使学生获得知识迁移的能力。

7