神马文学网教学设计：DNA是主要的遗传物质 - 教育技术|教学设计|信息技术|课程整合|远程教育|网...
来源：百度文库 编辑：神马文学网 时间：2024/04/26 12:27:43
教学设计
课题：DNA是主要的遗传物质
授课人：金菲
一、 教材分析
“DNA是主要的遗传物质”一节是人教版必修2第3章第1节的内容，是在前面学习了有关细胞学基础(有丝分裂、减数分裂和受精作用)、阐明了染色体在前后代遗传中所起的联系作用、明确了基因和染色体之间关系、分析了染色体的主要成分是DNA和蛋白质的基础上来学习的。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而没有DNA的事实，得出“DNA是主要的遗传物质”这一结论。
本节内容在结构体系上体现了人们对科学理论的认识过程和方法，是进行探究式教学的极佳素材。在教学中，通过发挥学生的主体作用，优化课堂结构，妙用科学史实例，把知识的传授过程优化成一个科学的探究过程，让学生在探究中学习科学研究的方法，从而渗透科学方法教育。
二、 学生分析
学生已经明确了染色体在前后带遗传中的重要作用，以及染色体和基因之间的关系，知道染色体的主要组成成分是蛋白质和DNA，由于接触的外界信息较多，因此也知道遗传物质是DNA，但对DNA是如何被证明是遗传物质的历程一无所知，且对“DNA是主要的遗传物质”有着较深的错误理解，需要通过本节课纠正错误观点，并学习科学研究的思路和方法。
本节所涉及的实验方法——同位素标记法，在必修1的学习中已经有所认识，因此不难理解。但学生自主设计实验的能力还比较薄弱，在教学过程中，将主要以引导、提示指导学生完成初步的一些设计或构思，逐步提高学生设计实验的能力。
三、 教学目标
知识：1）知道肺炎双球菌转化实验和“同位素标记法”是研究噬菌体侵染细菌所采用的方法，也是目前自然科学研究的主要方法。
2）分析证明DNA是主要的遗传物质的实验思路。
能力：1）分析证明DNA是遗传物质的实验设计思路，提高逻辑思维和设计实验的能力。
2）用“同位素标记法”来研究噬菌体浸染细菌的实验，说明DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质，训练学生由特殊到一般的归纳思维的能力。
情感：学习科学家严谨细致的工作作风和科学态度以及对真理不懈追求的科学精神。
四、 教学重点和难点
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。
教学难点
（1）肺炎双球菌转化实验的原理和过程。
（2）如何理解DNA是主要的遗传物质。
五、 教学策略
本节课采用“引导探究”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，引导学生模拟科学发现过程，进行分析、讨论、归纳和总结。
“引导探究”教学模式流程: 设疑导入→问题引导呈现探究过程→引导探索→归纳总结→拓展升华
六、 教学用具
多媒体教学平台
七、 教学过程
教学
环节
教师
活动
学生
活动
设计
意图
设疑
导入
回顾前面接触的基因、染色体与性状之间的关系，多媒体展示生命遗传现象图片
请同学们说一说遗传物质应该具备什么条件?
学生根据已有知识信息 回答：
稳定、连续、变异等
多张图片吸引学生注意引入本节内容
引导探索
引导探索
引导探索
一、对遗传物质的早期推测
引导学生回忆已学过的哪些知识和遗传物质相关？
带领学生按时间顺序整理关于遗传方面的发展，提出20世纪30年代以前，人们认为蛋白质是遗传物质
二、肺炎双球菌的转化实验
教师用多媒体展示格里菲斯肺炎双球菌转化实验（四组，见教材43页）。并提出问题：
1.为何设置四组实验，各自说明什么？第四组小鼠为何死亡？
2.该实验能否证明DNA是遗传物质？该实验的结论是什么？
师生共同得出结论：
该实验不能证明DNA是遗传物质。其结论是S型细菌中有一种转化因子能使R型活细菌转化为S型活细菌
提问：在小鼠体内注入R型细菌和死亡的S型细菌，小鼠患败血症死亡，在其体内能提取出几种肺炎双球菌，为什么？
提问：如何证明格里菲斯所说的遗传因子就是DNA？实验最关键的设计思路是什么？
多媒体展示艾弗里的实验设计
教师引导学生共同得出实验的设计意图及所得结论：
最关键的设计思路是将DNA与多糖、脂质、蛋白质、RNA分开，分别与R型活细菌混合培养，直接、单独地观察它们的作用。
结论：DNA是遗传物质
质疑：艾弗里实验中DNA纯度最高时也有0.02%的蛋白质，仍然不能排除蛋白质是遗传物质的可能性，如何才能提供铁证？
（引入噬菌体侵染实验）
三、噬菌体侵染细菌的实验——铁证
动画播出噬菌体结构
教师强调：T2噬菌体是由头部和尾部组成的，头部和尾部的外壳是由蛋白质组成，在头部内含有一个DNA分子。它是一种专门寄生在细菌体内的病毒。而细菌是一种单细胞的原核生物。
动画演示噬菌体侵染细菌过程：
吸附-注入-合成-组装-释放
提问：如何设计实验证明是蛋白质还是DNA是遗传物质？
引导学生看赫尔希和蔡斯的实验方法的展示图片
提出问题供学生讨论
1.该实验用了什么方法？在什么探究中还用过此方法？
2.用35S、32P标记物质的理论基础是什么？能否用14C和18O进行标记？
（对学生回答的内容进行总结、修正）
用35S、32 P标记是因为DNA中P的含量多，蛋白质中P的含量少；蛋白质中有S而DNA中没有S。而DNA和蛋白质中均含有C和O两种元素。
3.如果实验用上述方法进行，测试的结果如何？表明了什么？
（对学生回答的内容进行总结、修正）
用带35S的噬菌体侵染细菌，产生的新的噬菌体都不带标记。用带35P的T2噬菌体侵染细菌，产生的新的噬菌体带标记。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DNA的噬菌体侵染细菌后，细菌体内有放射性，即表明噬菌体的DNA进入了细菌体内。
4.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分别是怎样形成的？原料来自谁？
（对学生回答的内容进行总结、修正）
5.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？
（对学生回答的内容进行总结、修正）
教师引导学生共同得出该实验的指导思想是将DNA与蛋白质分开，分别去感染细菌，直接、单独地观察它们的作用。
提问：DNA 作为遗传物质应该具备什么特点呢？
1、 稳定性——分子结构稳定
2、 连续性——能自我复制
3、 指导蛋白质的合成
4、 变异性
提问：DNA是否是唯一的遗传物质？
四、DNA是主要的遗传物质
教师提供给学生烟草花叶病病毒相关知识，提出少数病毒以RNA为遗传物质，得出结论： DNA是主要的遗传物质
补充细胞质遗传和细胞核遗传。
学生回答：孟德尔定律中的遗传因子、减数分裂中的染色体、染色体的组成成分
分组讨论、观察并用语言描述实验过程。最后回答问题：
第一、二组起对照作用，证明R型细菌和S型细菌的作用，同时可排除使小鼠死亡的其他原因。因此，不能直接进行第四组。
第一、二组说明了R型细菌不具有致死性，S型细菌具有致死性；第二、三组说明了死亡的S型细菌不具有致死性；第三、四组说明了R型活细菌与S型死细菌混合培养后产生了S型活细菌，并且这种转化的性状可以遗传。
学生思考回答：两种，转化因子使部分R型转化为S型，并非全部
学生分组设计证明转化因子是什么的实验思路
各组说明自己的想法
看艾弗里的实验设计动画， 与自己的实验设计对比
学生思考回答：将蛋白质和DNA彻底分开
学生看动画
学生思考发言：对蛋白质或DNA进行标记
回答：同位素标记法
回忆蛋白质和DNA的组成元素
学生看书45页图片， 用语言描述实验过程， 并讨论回答问题：
小组回答讨论结果
根据教师的补充和修正，得出第4问和第5问的正确结论：
由实验过程分析可知：噬菌体是在自身DNA的作用下在细菌体内完成增殖的。DNA是自我复制形成的，蛋白质是在DNA指导下合成的，原料来自细菌。
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：DNA是遗传物质。
学生结合格利菲思、艾弗里、赫尔希等人的实验，分析回答问题
学生回忆DNA的分布
让学生沿着科学的发展轨迹分析问题。
1.培养学生的语言组织能力。
2.培养学生观察能力和分析问题的能力。
3.培养学生处理信息和归纳总结能力
4.培养学生的合作精神。
提高学生设计实验的能力，培养创新、探索的精神
及时发现自己所设计实验的错误之处
培养学生科学研究的思路及科学严谨的态度
提供本实验的知识背景，便于理解实验设计意图
增强识图辨图能力
培养学生自主学习的能力。
通过问题，加强对实验设计的理解
培养学生探究问题与分析实验的能力。
为学习DNA的结构和复制作铺垫
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课题：DNA是主要的遗传物质
授课人：金菲
一、 教材分析
“DNA是主要的遗传物质”一节是人教版必修2第3章第1节的内容，是在前面学习了有关细胞学基础(有丝分裂、减数分裂和受精作用)、阐明了染色体在前后代遗传中所起的联系作用、明确了基因和染色体之间关系、分析了染色体的主要成分是DNA和蛋白质的基础上来学习的。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而没有DNA的事实，得出“DNA是主要的遗传物质”这一结论。
本节内容在结构体系上体现了人们对科学理论的认识过程和方法，是进行探究式教学的极佳素材。在教学中，通过发挥学生的主体作用，优化课堂结构，妙用科学史实例，把知识的传授过程优化成一个科学的探究过程，让学生在探究中学习科学研究的方法，从而渗透科学方法教育。
二、 学生分析
学生已经明确了染色体在前后带遗传中的重要作用，以及染色体和基因之间的关系，知道染色体的主要组成成分是蛋白质和DNA，由于接触的外界信息较多，因此也知道遗传物质是DNA，但对DNA是如何被证明是遗传物质的历程一无所知，且对“DNA是主要的遗传物质”有着较深的错误理解，需要通过本节课纠正错误观点，并学习科学研究的思路和方法。
本节所涉及的实验方法——同位素标记法，在必修1的学习中已经有所认识，因此不难理解。但学生自主设计实验的能力还比较薄弱，在教学过程中，将主要以引导、提示指导学生完成初步的一些设计或构思，逐步提高学生设计实验的能力。
三、 教学目标
知识：1）知道肺炎双球菌转化实验和“同位素标记法”是研究噬菌体侵染细菌所采用的方法，也是目前自然科学研究的主要方法。
2）分析证明DNA是主要的遗传物质的实验思路。
能力：1）分析证明DNA是遗传物质的实验设计思路，提高逻辑思维和设计实验的能力。
2）用“同位素标记法”来研究噬菌体浸染细菌的实验，说明DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质，训练学生由特殊到一般的归纳思维的能力。
情感：学习科学家严谨细致的工作作风和科学态度以及对真理不懈追求的科学精神。
四、 教学重点和难点
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。
教学难点
（1）肺炎双球菌转化实验的原理和过程。
（2）如何理解DNA是主要的遗传物质。
五、 教学策略
本节课采用“引导探究”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，引导学生模拟科学发现过程，进行分析、讨论、归纳和总结。
“引导探究”教学模式流程: 设疑导入→问题引导呈现探究过程→引导探索→归纳总结→拓展升华
六、 教学用具
多媒体教学平台
七、 教学过程
教学
环节
教师
活动
学生
活动
设计
意图
设疑
导入
回顾前面接触的基因、染色体与性状之间的关系，多媒体展示生命遗传现象图片
请同学们说一说遗传物质应该具备什么条件?
学生根据已有知识信息 回答：
稳定、连续、变异等
多张图片吸引学生注意引入本节内容
引导探索
引导探索
引导探索
一、对遗传物质的早期推测
引导学生回忆已学过的哪些知识和遗传物质相关？
带领学生按时间顺序整理关于遗传方面的发展，提出20世纪30年代以前，人们认为蛋白质是遗传物质
二、肺炎双球菌的转化实验
教师用多媒体展示格里菲斯肺炎双球菌转化实验（四组，见教材43页）。并提出问题：
1.为何设置四组实验，各自说明什么？第四组小鼠为何死亡？
2.该实验能否证明DNA是遗传物质？该实验的结论是什么？
师生共同得出结论：
该实验不能证明DNA是遗传物质。其结论是S型细菌中有一种转化因子能使R型活细菌转化为S型活细菌
提问：在小鼠体内注入R型细菌和死亡的S型细菌，小鼠患败血症死亡，在其体内能提取出几种肺炎双球菌，为什么？
提问：如何证明格里菲斯所说的遗传因子就是DNA？实验最关键的设计思路是什么？
多媒体展示艾弗里的实验设计
教师引导学生共同得出实验的设计意图及所得结论：
最关键的设计思路是将DNA与多糖、脂质、蛋白质、RNA分开，分别与R型活细菌混合培养，直接、单独地观察它们的作用。
结论：DNA是遗传物质
质疑：艾弗里实验中DNA纯度最高时也有0.02%的蛋白质，仍然不能排除蛋白质是遗传物质的可能性，如何才能提供铁证？
（引入噬菌体侵染实验）
三、噬菌体侵染细菌的实验——铁证
动画播出噬菌体结构
教师强调：T2噬菌体是由头部和尾部组成的，头部和尾部的外壳是由蛋白质组成，在头部内含有一个DNA分子。它是一种专门寄生在细菌体内的病毒。而细菌是一种单细胞的原核生物。
动画演示噬菌体侵染细菌过程：
吸附-注入-合成-组装-释放
提问：如何设计实验证明是蛋白质还是DNA是遗传物质？
引导学生看赫尔希和蔡斯的实验方法的展示图片
提出问题供学生讨论
1.该实验用了什么方法？在什么探究中还用过此方法？
2.用35S、32P标记物质的理论基础是什么？能否用14C和18O进行标记？
（对学生回答的内容进行总结、修正）
用35S、32 P标记是因为DNA中P的含量多，蛋白质中P的含量少；蛋白质中有S而DNA中没有S。而DNA和蛋白质中均含有C和O两种元素。
3.如果实验用上述方法进行，测试的结果如何？表明了什么？
（对学生回答的内容进行总结、修正）
用带35S的噬菌体侵染细菌，产生的新的噬菌体都不带标记。用带35P的T2噬菌体侵染细菌，产生的新的噬菌体带标记。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DNA的噬菌体侵染细菌后，细菌体内有放射性，即表明噬菌体的DNA进入了细菌体内。
4.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分别是怎样形成的？原料来自谁？
（对学生回答的内容进行总结、修正）
5.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？
（对学生回答的内容进行总结、修正）
教师引导学生共同得出该实验的指导思想是将DNA与蛋白质分开，分别去感染细菌，直接、单独地观察它们的作用。
提问：DNA 作为遗传物质应该具备什么特点呢？
1、 稳定性——分子结构稳定
2、 连续性——能自我复制
3、 指导蛋白质的合成
4、 变异性
提问：DNA是否是唯一的遗传物质？
四、DNA是主要的遗传物质
教师提供给学生烟草花叶病病毒相关知识，提出少数病毒以RNA为遗传物质，得出结论： DNA是主要的遗传物质
补充细胞质遗传和细胞核遗传。
学生回答：孟德尔定律中的遗传因子、减数分裂中的染色体、染色体的组成成分
分组讨论、观察并用语言描述实验过程。最后回答问题：
第一、二组起对照作用，证明R型细菌和S型细菌的作用，同时可排除使小鼠死亡的其他原因。因此，不能直接进行第四组。
第一、二组说明了R型细菌不具有致死性，S型细菌具有致死性；第二、三组说明了死亡的S型细菌不具有致死性；第三、四组说明了R型活细菌与S型死细菌混合培养后产生了S型活细菌，并且这种转化的性状可以遗传。
学生思考回答：两种，转化因子使部分R型转化为S型，并非全部
学生分组设计证明转化因子是什么的实验思路
各组说明自己的想法
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回答：同位素标记法
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小组回答讨论结果
根据教师的补充和修正，得出第4问和第5问的正确结论：
由实验过程分析可知：噬菌体是在自身DNA的作用下在细菌体内完成增殖的。DNA是自我复制形成的，蛋白质是在DNA指导下合成的，原料来自细菌。
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：DNA是遗传物质。
学生结合格利菲思、艾弗里、赫尔希等人的实验，分析回答问题
学生回忆DNA的分布
让学生沿着科学的发展轨迹分析问题。
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2.培养学生观察能力和分析问题的能力。
3.培养学生处理信息和归纳总结能力
4.培养学生的合作精神。
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培养学生自主学习的能力。
通过问题，加强对实验设计的理解
培养学生探究问题与分析实验的能力。
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