DNA是主要的遗传物质的教学设计

第 1 节 DNA 是主要的遗传物质 教学设计 安徽省英华中学 陈 飞 1 教材内容分析 DNA 是主要的遗传物质 是人教版普通高中新课程 必修 2 遗传与进化 中第 3 章第 1 节的内容 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 2 教学策略 由 问题探讨 所呈现的曾经在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 导入新课 让学生思考如何对这 一问题进行研究 培养他们分析和解决问题的能力 激发他们了解科学家当年 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 3 教学目标 1 知识与技能 1 总结 DNA 是主要的遗传物质 的探索过程 2 分析 DNA 是主要的遗传物质的实验设计思路 3 理解 DNA 是主要的遗传物质 2 过程与方法 1 领悟科学研究的过程和方法 培养学生的实验探究能力 2 探讨实验技术在证明 DNA 是主要遗传物质中的作用 3 情感态度和价值观 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 四 教学重点和难点 1 重点 1 肺炎双球菌转化的实验原理和过程 2 噬菌体侵染细菌的原理和过程 3 证明 DNA 是遗传物质的实验的关键设计思路 2 难点 1 肺炎双球菌转化的实验原理和过程 2 证明 DNA 是遗传物质的实验的关键设计思路 五 教学设计流程 设疑导入 问题引导呈现探究 讨论实验结果 归纳总结 拓展延伸 六 课堂实施 教学 环节 教师组织和引导 学生活动 设计意图 复习 旧知 创设 情景 导入 新课 设疑提问 1 性状是受什么控制的 基因 和染色体的关系是怎样的 2 染色体是由哪两种化合物组 成的 作为遗传物质的应该是哪一 种物质 3 你认为作为遗传物质可能具 有什么特点 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 寻找新 旧知识的结 合点 以 问题 引 入新课 培 养学生分析 和解决问题 的能力 激 发探究欲望 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处于 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 DNA 是 遗传 物质 的的 证据 I 科学家是如何认识 DNA 是遗传物 质的呢 让我们重温科学家对遗传 物质的认识过程吧 I 肺炎双球菌的体内转化实验 1 讲述并投影两种菌落的比较 菌 落 荚膜 毒 性 R 型菌落 粗 糙 无荚 膜 无 毒 S 型菌落 光 滑 有荚 膜 有 毒 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 为什么加热杀死的 S 菌和活的 R 菌混合可以导致小鼠死亡 导致小 鼠死亡的直接原因是什么 2 促进活的 R 菌转变为 S 菌的因 素是什么 是否有可能是蛋白质 3 本实验蕴含了那些科学实验方 法 能得出什么结论 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 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 2 这一转 化因子不可能是 蛋白质 因为蛋 白质经过高温作 用会变性失活 3 蕴含的 实验方法有分组 对照和对变量进 行一定的控制 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 DNA 是遗 传物 质的 的证 据 设疑过渡 这种转化因子究竟是什么物质 呢 S 菌的化学成分很多 要找到转 化因子 最关键的思路是什么 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 肺炎双球菌的体外转化实验 讲述并投影 思考 1 该实验的巧妙之处是什么 2 蕴含了哪些实验设计原则 3 能够得出什么结论 学生思考 分析 讨论得出 结论 把 DNA 和 蛋白质分开 单 独地直接地观察 这两种物质的作 用 学生思考 讨论 展示学习 成果 1 控制变量原 则 将多个变量 分解为单个变量 进行研究 2 对照性原则 3 结论 转化因 子是 DNA 即 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 DNA 是遗 传物 质的 的证 据 设疑过渡 艾弗里的实验中提取的 DNA 纯 度最高时也还有 0 02 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 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 32P 和 35S 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 观察课件的 演示过程 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 因为探究 的是遗传物质是 DNA 还是蛋白质 而噬菌体是病毒 只含有 DNA 和蛋 白质 排除了其 他物质的干扰 2 因为 S 仅 存在与噬菌体的 蛋白质中 P 则 主要存在于 DNA 中 3 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 4 采用了放 射性标记技术 分离提纯技术 离心技术等 让学生 认识到一个 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 设疑 是不是所有生物的遗传物 质都是 DNA 呢 投影并讲述 展示几种常见的 RNA 病毒 由于这些病毒只由 RNA 和 蛋白质构成 所以这类病毒的遗传 物质是 RNA 而不是 DNA 投影总结 核酸是一切生物的遗传物质 具有细胞结构的生物和大多数病毒 的遗传物质是 DNA 少数 RNA 病毒的 遗传物质是 RNA 即 DNA 是主要的遗 传物质 总结上述探 究活动 得出 DNA 是主要的遗 传物质 进一步 明确某些病 毒的遗传物 质是 RNA DNA 是 主要的遗传 物质的原因 加深理 解 巩固 深化所学知 识 拓展 延伸 1997 年美国科学家 Prusiner 发 现了一种新型生物 朊病毒 是 一组至今没有查到任何核酸的蛋白 质颗粒 它是导致疯牛病和人的克 雅氏病的病原体 你能推测改病毒 的遗传物质是什么吗 学生思考讨 论 认识到对遗 传物质的探究是 不断深化和发展 的 形成认 知冲突 激 发学生新的 探索欲望 七 教后反思 通过对本节 3 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 所以在 本节的教学中重点对学生进行了科学方法训练 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 化静为动 化抽象为具体 较圆满的完成了教 学任务