秦维华DNA是主要的遗传物质教学设计.DOC.doc

“DNA是主要的遗传物质”教学设计（青龙县木头凳高级中学 秦维华）【设计思路】“135课堂互动课堂”中提出的“以问题为主线、以自主为核心、以互动为平台”的教学理念，了真正落实这一理念，本节课始终贯彻“知识问题化，问题活动化”，我将紧扣教材，精心设编制学习卡，设计自主学习问题、探究性问题、达标性问题，问题作为主线贯穿始终，通过一个个问题的解决，达到推进新课进行的目的。在介绍每个实验时，以“问题引导呈现探究过程分析实验结果得出结论提出质疑引入下一个实验”的教学程序，使各个实验一环扣一环。 在整个课堂中始终抓住学生的思路，真正体现以学生为主体，教师起引导的现代教学方式。 通过提问，吸引学生注意力，给与提示，引导学生自学。本节课融合讨论法、比较法、归纳法等多种教学方法，并配以多媒体辅助教学，教师通过创设情境，引导学生模拟科学发现，进行分析、讨论、归纳和总结。【学情分析】学生已经具备了有丝分裂、减数分裂和受精作用等细胞学基础，掌握了生物的生殖过程、染色体的化学组成、蛋白质与核酸的元素组成等相关知识，这为新知识的学习奠定了认知基础。高中生具备了一定的认知能力，思维的目的性、连续性和逻辑性也已初步建立，但还很不完善 。他们对事物的探究有激情，但往往对探究的目的性及过程，结论的形成缺乏理性的思考。【教材分析】 “DNA是主要的遗传物质”一节是人教版新课标教材必修2第3章第1节的内容，是在前面学习了“遗传因子的发现”和“基因和染色体的关系”后，对染色体的知识有了一定的理解后来学习的，本章既是第1章、第2章的延续，又为第4、5、6章打下基础。在相当长的时间里，人们一直把蛋白质作为遗传物质，那么，遗传物质是DNA还是蛋白质呢？教材在此埋下伏笔，然后通过两个经典实验证明了DNA是遗传物质，最后列举少数生物只有RNA没有DNA的事实，得出“DNA是主要的遗传物质”这一结论。 【教学目标】1知识目标(1) 了解遗传物质的主要载体 (2)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 (3)应用水平：分析实验过程和结论，得出实验成功的原因，并初步学会设计相关实验。2能力目标（1）通过模拟科学发现的过程，渗透科学研究的方法，培养学生科学探究的能力（2）通过对感性图文资料的学习，培养学生的信息处理能力（3）通过对实验过程的探究，进一步培养学生分析、比较、推理、归纳等科学思维能力和解决实际问题的能力。3情感态度与价值观（1）感悟科学研究实验不断完善、科学发现的曲折过程。（2）认同科学与技术的关系，二者相互促进，相辅相成。【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。【教学难点】噬菌体侵染细菌实验的原理和过程。【教学策略】1教师教法根据新课程理念，高中生物学教学重在培养学生的科学思维、科学方法、科学精神等生物学科学素养，因此，在介绍实验时以“问题引导呈探究过程分析实验结果得出结论提出质疑引入下一个实验”的教学程序，使各个实验一环扣一环，认识到科学实验在一步一步地完善，最后才得出最具说服力的结论，并体会到科学研究的严谨性。本节课采用“探究发现”教学模式，融合讨论法、比较法、归纳法等多种教学方法，并配以多媒体辅助教学，教师通过创设情境，引导学生模拟科学发现，进行分析、讨论、归纳和总结。2学生学法学生可采用观察、阅读、讨论，比较法，归纳法等进行分析、归纳和总结。【教学准备】多媒体课件，导学卡【课时安排】1课时【教学过程】情景导入：有趣的生物遗传现象（多媒体展示图片及俗语）1、种瓜得瓜，种豆得豆。2、龙生龙，凤生凤，老鼠的儿子会打洞。提问：图片及俗语体现了生物学上的什么现象？答：遗传。设疑：为什么生物会存在遗传现象，是什么控制了生物的遗传？讲述：你们的回答是很正确的，不过这已经是大家认可的真理。但是科学家们最终证实DNA是遗传物质是经历了很多科学探索才得到的，今天我们就来回顾一下探索遗传物质的过程。设计意图：激发学生学习兴趣及探究欲望。设置悬念，使学生进入学习状态，为新授课做准备。一、对遗传物质的早期推测（阅读课本P42，并完成学案）1、20世纪20年代，大多数科学家人为_是生物体的遗传物质。2、20世纪30年代人们意识到_的重要性，但对其分子结构没有清晰的了解设计意图：让学生沿着科学史的发展轨迹分析问题。（阅读课本P43，完成学案中自主探究问题）二、肺炎双球菌的转化实验（一）体内转化实验（1928年，英国，格里菲思）1. 实验材料：肺炎双球菌，小鼠菌落（光滑、粗糙）有无荚膜有无毒性S型细菌R型细菌2. 实验过程： 无毒性的R型活细菌注射到鼠体内，现象是 。 有毒性的S型活细菌注射到鼠体内，现象是 。加热杀死的S型细菌注射到鼠体内，现象是 。无毒性的R型活细菌与加热杀死的S细菌混合后注射到小鼠体内，现象是 。 探究：格里菲斯的实验（教师）：多媒体课件模拟“肺炎双球菌的体外转化实验”并提出问题：（1）对比分析第A、B组说明什么？（2）对比分析第B、C组说明什么？（3）对比分析第C、D组有说明什么？ （4）实验先进行第A、B组的目的是什么？可否直接进行第D组？（5）该实验能否证明DNA是遗传物？该实验的结论是什么？通过对实验现象的剖析、类比、归纳出： 活的R型细菌 活的S型细菌 S型细菌的转化因子（学生）：学生分组讨论、交流:得出结论（1）第A、B起对照作用，同时可排除使小鼠死亡的其他原因。不能进行第四组。（2）第A、B组说明R细菌不具有致死性，S细菌具有致死性；第B、C组说明了死亡的S细菌不具致死性；第C、D组说明R活细菌与S死细菌混合培养后产生了S活细菌，并且这种转化的性状可以遗传。（3）该实验不能证明DNA是遗传物质。其结论是S细菌种有一种转化因子能使R活细菌转化为S活细菌。 知识建构1：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“转化因子”。过度：S型菌内有有蛋白质、DNA、荚膜多糖等物质都混合在一起，怎么能知道 “转化因子”是什么物质呢？ 【小试身手】假如你是当时的科学家,应该怎样设计实验来证明转化因子是什么物质”?提示性问题：实验的设计思路是什么？参考要点：必须将蛋白质、其他物质与DNA分开，单独、直接地观察它们的作用，才能确定究竟谁是遗传物质。1实验材料：选用肺炎双球菌。2假设：DNA是遗传物质。3实验操作：将S型细菌中的多糖、 蛋白质、脂类和DNA等提取出来，分别与R 型细菌进行混合。4预期结果：只有DNA与R型细菌进行混合，才能使R型细菌转化成S型细菌。5实验结果：与预期结果吻合。6分析结论：DNA是遗传物质。设计意图：通过层层深入的提问，即起到过渡的作用，又开始引发学生的思考培养学生的阅读能力、语言组织能力、观察能力、分析问题的能力以及处理信息和归纳总结的能力。渗透科学研究的方法，培养学生的实验设计能力。让学生的思维过程与科学家的思维过程进行碰撞与比较。（二）体外转化实验（1944年，美国，艾弗里）很好 ，你们的想法正是科学家们所想的。在肯定学生的设计思路的基础上，利用多媒体课件重温科学家的实验过程并请同学们思考讨论：思考：(1)只在A组中出现S型细菌,说明了什么? 答只有加入DNA，R型细菌才能转化为S型细菌2）在C组实验中设置DNA酶处理DNA的目的是什么？有什么作用？ 答：DNA酶可以水解DNA。进一步说明DNA是转化因子。（PPT展示课本的实验过程图，引导学生读图）S型活细菌多糖 脂类 蛋白质 RNA DNA DNA水解物分别与R型活细菌混合培养R R R R R S R R S 知识建构2DNA是转化因子。 （DNA是遗传物质,而蛋白质、多糖、RNA及DNA的水解产物不是遗传物质）设计意图：透科学研究的方法，培养学生科学探究的能力。三、噬菌体侵染细菌的实验（1952年，赫尔希、蔡斯）过度：艾弗里通过将物质分开，单独地、直接地观察其作用，得出了“DNA是转化因子”这一结论。但仍然有人对此表示怀疑。他们为什么怀疑？（提示：从P44第三段找答案）看书P44第三段回答：DNA纯度最高时还有0.02%的蛋白质。即DNA与蛋白质没有完全分开。因此，有些科学家对此结论持怀疑态度。但也有一些科学家支持艾弗里的观点，例如赫尔希和蔡斯。沉淀物沉淀物上清液上清液结果结果混合培养混合培养（1952年，赫尔希、蔡斯）（阅读课本P44-45，自主完成学案）1、赫尔希和蔡斯用_做实验材料，利用_的新技术，做了一个更具说服力的实验。2、噬菌体由_和_组成，是一种专门寄生在大肠杆菌体内的病毒，不能独立代谢。3、标记噬菌体：用分别含_的培养基培养细菌，再用培养的细菌培养_,分别得到蛋白质被35S和32P标记的噬菌体。4、含35S的噬菌体+细菌 搅拌、离心 5、含32P的噬菌体+细菌 搅拌、离心 展示T2噬菌体模式图，介绍其结构和繁殖特点及过程并动画展示噬菌体侵染细菌的过程。（吸附-注入-复制-组装-释放） 探究：赫尔希和蔡斯的实验：（1）噬菌体非常小，实验时怎样观察?（2）DNA和蛋白质的化学元素构成?（3）“旁栏思考题”:为什么选择35S和32P这两种同位素分别对蛋白质和DNA作标记?用14C和18O等同位素，行吗? 知识建构3:噬菌体的复制过程中DNA具有连续性，是真正的遗传物质。设计意图：通过问题引导学生思考，培养学生科学思维的能力。化静为动，更形象、易懂。先介绍噬菌体侵染细菌的动画，便于学生更好的理解，为同位素标记法的学习过程做铺垫。 四、DNA是主要的遗传物质设问：所有生物的遗传物质都是DNA吗？（阅读课本P46）现代科学研究证明，遗传物质除了DNA以外，还有RNA。有些病毒不含有DNA，只含有蛋白质和RNA，如烟草花叶病毒。在这些病毒中，RNA是遗传物质。因为绝大多数生物的遗传物质是DNA，所以说DNA是主要的遗传物质。（课堂延伸）设计实验证明烟草花叶病毒的遗传物质是RNA而不是蛋白质。比较、推理、归纳得出结论建构知识4：少数生物的遗传物质是RNA。知识建构5大多数生物以 DNA 为遗传物质，少数生物以 RNA 为遗传物质，所以 核酸 是一切生物的遗传物质，DNA 是主要的遗传物质。蛋白质 不是 （是，不是）遗传物质。五、“纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行”：课后练习1、下列各项中，不属于S型肺炎双球菌特性的是（C）。 A.菌落光滑 B.有多糖荚膜 C.无毒性 D.能使小鼠患肺2、菌体侵染细菌之后，合成新的噬菌体蛋白质外壳需要（ D ）A细菌的DNA及其氨基酸和酶 B噬菌体的DNA、酶和氨基酸C细菌的DNA和噬菌体的酶和氨基酸 D噬菌体的DNA和细菌的酶和氨基酸3、如果用3H、32P、15N、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为（ B ）A可在外壳中找到3H、15N、35S B可在DNA中找到3H、32P、15NC可在外壳中找到15N、35S D可在DNA中找到32P、15N、35S4、在证明DNA是遗传物质的几个著名经典的实验中，在实验设计思路中最关键的是（C ） A.用同位素标记DNA和蛋白质 B.要分离DNA和蛋白质 C.要分离DNA和蛋白质，单独的观察它们的作用 D要得到噬菌体和肺炎双球菌5、DNA是主要的遗传物质是指（B） A.遗传物质的主要载体是染色体 B.大多数生物的遗传物质是DNAC.细胞里的DNA大部分在染色体上 D.染色体在遗传上起主要作用6、科学家做了如下实验：先用含放射性同位素35S的培养基培养细菌，使寄生在其体内的噬菌体被标记，然后用被标记的噬菌体去感染细菌，结果是在细菌和子代噬菌体内均未找到35S；又用放射性同位素32P标记噬菌体并让它去感染细菌，结果发现，少数子代噬菌体中带有32P。（1）这个实验证明了噬菌体感染细菌时，进入细菌中的物质是_，而不是_。（2）这个实验说明起遗传作用的物质是_。教师出示答案，学生讨论自查。【板书设计】 第一节 DNA是主要的遗传物质一、肺炎双球菌转化实验 1. 1928 体内转化实验（格里菲思）结论：存在“转化因子”2. 1944 体外转化实验 （艾弗里） 结论：结论：转化因子-DNA，是遗传物物质 DNA是主要的遗传物质。二、噬菌体侵染细菌的实验（赫尔希和蔡斯）结论：DNA是真正的遗传物质。三、烟草花叶病毒的侵染实验结论：少数生物的遗传物质是RNA。【反思】本节课首先引导对经典实验的回顾，设计问题引发学生思考分析实验，让学生真正理解实验的设计思想，认同“DNA是主要的遗传物质”，掌握科学实验方法，发展探究能力。在本节课中应该充分发挥学生的主题地位，使其主动参与，形成情感的互动，改变沉闷的气氛，因为毕竟，这节课是枯燥的。所以，必须通过各种教学方法来调节，比如，通过多媒体的使用，使用动画，图片等。调动积极性。并通过核心下的小问题层层递进，来支持并解决核心问题，从而突出重点，突破了难点，使学生在生疑、设疑、论疑和答疑的过程中消化理解重难点内容。另外，本节课关于同位素标记的相关变式习题出现频率较高，如果直接把同位素如何标记的具体操作呈现给学生，会显得新授课课堂容量过多、难度过大，所以本课之后会紧跟壹节课或设计“课后探究” 的题：在噬菌体侵染细菌的实验中，如何标记噬菌体？为何上清液和沉淀物中都有放射性？弥补教学中时间的不足，在提高学生学习能力的同时，也提高了其解题能力和发散思维能力。