2019-2020年高中生物 探索遗传物质的过程.doc

2019-2020年高中生物 探索遗传物质的过程 一、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 二、教学重点和难点 1.教学重点 ⑴肺炎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 肺炎球菌转化实验的原理和过程 三、教学用具：ppt 四、教学过程 教学内容 教师活动 学生活动 教学意图 新课导入 19世纪末，生物学家认识到染色体在生物的遗传中具有重要作用。 提问：染色体的主要成分是什么？ 提问：DNA和蛋白质中，哪一种是遗传物质呢？ 科学家是如何得出“DNA是遗传物质”这个结论的呢？ 回答：DNA和蛋白质 学生纷纷回答是DNA 通过问题激发学生学习兴趣 一、肺炎球菌的转化实验 （一）格里菲思的肺炎球菌转化实验 （二）艾弗里的肺炎球菌转化实验 介绍实验材料肺炎球菌的两种类型 S型细菌：菌落光滑(Smooth)，菌体有荚膜，有毒，能够使人患肺炎或使小鼠患败血病 R型细菌：菌落粗糙(Rough)，菌体无荚膜，无毒 提出问题：以细菌作为实验材料具有哪些优点 用幻灯片展示格里菲思肺炎球菌的转化实验（四组） （1）R型活菌→小鼠→不死亡 （2）S型活菌→小鼠→死亡 （3）S型死菌→小鼠→不死亡 （4）R型活菌+加热杀死的S型菌→小鼠→死亡（从体内分离出S型活细菌） 提出相关问题 1.这四组实验中哪一组为转化实验，其余各组起什么作用？ 2.格里菲思的实验说明了什么？ 教师补充相关知识：蛋白质和核酸对于高温的耐受力是不同的。在80～100℃的温度范围内，蛋白质将会失活，DNA双链将解开；当温度降至55℃左右时，DNA双链能够重新恢复，但蛋白质的活性却不能恢复。 3.格里菲思是否确定了哪种物质是遗传物质？ 如果你做转化实验，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？ 用幻灯片展示艾弗里的实验过程及结果 提出问题：通过学习艾弗里与格里菲思的转化实验，你有何感悟？ 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：个体很小，结构简单，繁殖快，分析起来简便、快捷，容易得出结论等 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。 学生回答：不能 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 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 使学生认识到正确选用实验材料是实验能否成功的一个关键因素 培养学生分析实验得出结论的能力 为探索艾弗里等人进行的转化实验做好铺垫 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 二、噬菌体侵染细菌的实验 用幻灯片展示T2噬菌体的结构 向学生介绍T2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。 用幻灯片展示赫尔希和蔡斯的实验过程 ①含35S的噬菌体＋未标记的细菌→宿主细胞内没有35S，35S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？ 用flash动画演示T2噬菌体侵染大肠杆菌的过程 教师质疑：所有生物的遗传物质都是DNA吗？ 学生阅读课本相关内容，自学赫尔希和蔡斯的实验，根据教师的补充和修正回答相关讨论题 1.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。 2. 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 3. T2噬菌体的遗传物质是DNA（因为噬菌体DNA进入了细菌体内，而噬菌体的蛋白质外壳并未进入细菌内部，子代噬菌体的各种性状是通过亲代DNA来遗传的） 师生共同总结侵染过程：吸附→注入→合成→组装→释放 通过问题讨论加深学生对该实验的理解 加深学生对赫尔希和蔡斯的实验的理解 三、烟草花叶病毒的感染实验 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 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 四、DNA是主要的遗传物质 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； 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标题“DNA是主要的遗传物质”这句话的内涵 课堂反馈 1.探索遗传物质的过程是漫长的。直到20世纪初期，人们仍普遍认为蛋白质是遗传物质。当时人们作出判断的理由不包括 （ ） A.不同生物的蛋白质在结构上存在差异 B.蛋白质与生物的性状密切相关 C.蛋白质比DNA具有更高的热稳定性，并且能够自我复制 D.蛋白质中氨基酸的不同排列组合可以贮存大量遗传信息 2.用某种酶处理转化因子后，R型细菌不能再转化成S型细菌，这种酶是 ( ) A．蛋白酶 B．分解多糖荚膜的酶 C．DNA酶 D．纤维素酶 3．用噬菌体去感染细胞内含大量的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 D.仅发现于噬菌体的外壳中 4．病毒甲具有RNA甲、蛋白质甲，病毒乙具有RNA乙、蛋白质乙，若将RNA甲、蛋白质乙组成一种病毒丙，再以病毒丙感染寄主细胞，则细胞中的病毒具有 ( ) A．RNA甲和蛋白质乙 B．RNA甲和蛋白质甲 C．RNA乙和蛋白质乙 D．RNA乙和蛋白质甲 学生思考并回答 检查本节课学习效果 五、板书设计 一、肺炎球菌的转化实验 （一）格里菲思的肺炎球菌转化实验 （二）艾弗里的肺炎球菌转化实验 二、噬菌体侵染细菌的实验 三、烟草花叶病毒的感染实验 四、DNA是主要的遗传物质 六、教学反思 生物科学史的教育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。在教学中千万不能只要学生记忆相关结论，关键是培养学生的科学素养。新课标理念下的教学一定要注意把学生放在主体地位，因此要取得好的教学效果，在教学设计中必须注重对教学对象——学生的分析。在教学中一定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。