高中生物必修2《第1章人类探索遗传物质的历程二寻找遗传物质》526北师大教案设计.docx
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高中生物必修2《第1章人类探索遗传物质的历程二寻找遗传物质》526北师大教案设计
DNA是主要的遗传物质的探索
授课班级:
112
一、教材分析
内容分析:
“DNA是主要的遗传物质的探索”是北师大2003课标版高中生物必修二遗传与进化第1章《人类探索遗传物质的历程》第2节《寻找遗传物质》的第一课时。
本节教材以“遗传物质的本质”作为核心,架构一条明线和一条暗线,明线:
科学家探索遗传物质本质的历史事件;暗线:
科学技术的发展。
两条线中都蕴含着探索遗传物质本质的实验设计思路,也就是设法将DNA和蛋白质分开,单独直接地观察各自的作用。
地位作用:
本节即承接了前两章的知识,对其做本质性阐述,又为学习DNA的结构和,基因的表达和基因突变打下了基础,这一节占有重要位置,起到承上启下的作用。
同时使遗传的研究从细胞水平进入到分子水平。
还有就是本节内容在结构体系上体现了人们对科学概念的认识过程和方法,是培养科学思维和方法等科学素养的良好素材。
二、学情分析
学生具有一定的自学能力和遗传知识,掌握了基本实验的设计分析技能和实验技术手段,对事物的探究有激情,这是完成本节教学的基础;同时,学生的认知能力、思维的连续性和逻辑性还很不完善,对结论的形成缺乏理性的思考,这是有待提高的地方。
三、学习目标
1.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。
2.教学难点:
噬菌体侵染细菌实验的原理和过程。
四、核心素养
1.生命观念:
认同遗传物质的结构与功能观
2.科学思维:
运用归纳与概括的方法,认同DNA是主要的遗传物质
3.科学探究:
分析肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌的实验,学会实验方法。
五、课前准备:
导学案和多媒体课件
六、教法和学法:
自主、合作与探究结合讲授
七、教学过程
教学环节
教师组织和引导
学生活动
设计意图
创设情景,导入新课
1、展示生活中与遗传有关的现象,指出遗传的概念。
2、引导学生回忆性状的遗传实质是遗传物质通过染色体的传递,说明遗传物质应具备什么特点。
3、提出问题:
染色体上的两种成分——蛋白质和DNA,哪一种才是遗传物质
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:
能够控制生物的性状、能够,在亲子代之间保持连续
寻找新旧知识的结合点,制造矛盾,激发探究欲望。
对遗传物质的早期推测
指导学生读教材,提取信息:
在20世纪早期人们普遍认为遗传物质是DNA还是蛋白质?
为什么?
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。
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。
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,为实验的讲解做铺垫。
DNA是遗传物质的的证据I
——肺炎双球菌转化实验
(一)格里菲斯的实验
提出问题,引导学生阅读获取信息:
1、格里菲斯的实验材料是什么?
具有什么特点?
2、格里菲斯的实验过程是怎样的?
说明什么问题。
格里菲斯的实验
3、根据学生回答,引导学生解释格里菲斯的实验.问题:
(1)前两组实验的作用?
(2)第3组实验与哪一组形成对照?
说明什么问题?
(3)第4组实验与哪一组结果相同?
说明什么,如何验证?
(4)第4组结果出现的原因是什认真阅读,获取信息。
1、总结出R型细菌和S型细菌的区别
叙述实验过程,尝试解释各步实验的现象。
(1)对照。
(2)与第二组,说明只有活的S型细菌可以使小鼠患败血症死亡。
(3)与第二组,说
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
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。
么?
提示:
是加热杀死的S复活了吗?
哪一组可以说明?
是R直接转化成S了吗?
哪一组对照可以说明?
R的转化需要什么条件?
明第四组产生了活的S型细菌,可以在尸体中分离到S型细菌。
(4)
R的转化需要加热杀死的S型细菌提供一种物质——“转化因子”。
(二)艾弗里的实验
设疑:
这种转化因子究竟是什么物质呢?
是不是S型细菌的荚膜呢?
是不是蛋白质呢?
还是DNA呢?
现在请同学们进行讨论:
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?
又将如何检测实验的结果?
学生边讲述边投影:
对最后一组进行深入分析:
最后一组与哪一组形成对照?
单一变量是什么?
说明什么问题?
学生思考、分析、讨论得出结论:
设计:
把S型细菌中的各种物质分离提纯,分别加入R型细菌培养基中,单独地直接地观察各种物质的作用。
结果预测:
如果在培养基上出现粗糙的菌落,就说明有R型细菌产生,加入的物质不是转化因子。
如果出现了光滑的菌落,说明有S型细菌,那么这种物质就是转化因子。
最后一组与加入DNA的一组形成对照,单一变量是DNA是否完整。
说明只有完整的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
是遗传物质的证据II
——噬菌体侵染细菌的实验
讲述:
艾弗里的实验进行了十年,实验目的到底是什么?
他实现了吗?
为了把DNA和其他物质彻底的分离开,最终只能把蛋白质含量降低到0.02%,没有彻底分离提纯。
所以,严格来说他的实验并没有构成单一变量。
不能够排除蛋白质在转化过程中的作用。
另一个实验能够将DNA和蛋白质彻底分离开,证明了DNA是遗传物质。
——噬菌体侵染细菌的实验。
1.讲述并投影:
引起好奇
回忆病毒的特点,认识噬菌体
分析:
DNA进入细菌,蛋白质没有进入细菌,两者彻底分离开了。
DNA能够在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T2
噬菌体的结构模式图,说明其结构特点、物质(元素)组成,培养条件。
投影其电镜下的照片,说明根据电镜照片显示的其可能的寄生和繁殖方式。
观察图片,思考:
注入细菌的物质是什么?
你认为哪一种物质是噬菌体的遗传物质?
为什么?
能不能排除蛋白质的作用?
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)有多种同位素:
14C、3H、18O、15N、32P、35S,应该用什么同位素标记噬菌体的DNA和蛋白质?
如何标记?
(3)保温、搅拌和离心的作用是什么?
(4)离心之后细菌的位置在哪里?
子代噬菌体的位置在哪里?
(5)对沉淀、上清、和子代的放射性测试结果怎样?
得出什么结论?
亲子代之间保持连续,是噬菌体的遗传物质。
思考并尝试回
答:
(1)化学成分只有两种,在自然的生理过程中把DNA和蛋白质彻底分开。
(2)32P和35S分别DNA和蛋白质的特有元素,能把两种物质完全区分开。
(3)保温让噬菌体吸附在细菌表面,注入遗传物质,离心是使噬菌体外壳与细菌分离。
(4)离心之后细菌的位置在沉淀,子代噬菌体的位置在细菌中,随细菌沉淀在底部。
(5)标记蛋白质的一组,放射性主要出现在上清,说明蛋白质外壳主要在上清,子代中没有检测到放射性,说明子代不含有亲代的蛋白质。
标记DNA的一组,放射性主要出现在沉淀,说明亲代DNA出现在沉淀中,并且子代噬菌体中也检测到了亲代的技术的支持。
DNA。
综合两组,在噬菌体亲子代之间连续的物质是DNA,因此DNA才是噬菌体的遗传物质,蛋白质不是
DNA是主要的遗传物质
(选讲——设疑:
DNA是生物唯一的遗传物质吗?
投影演示烟草花叶病毒侵染烟草的结果,思考:
烟草花叶病毒的遗传物质是?
)
投影并讲述:
大量科学研究证明:
具有细胞结构的生物,遗传物质是DNA。
多数病毒的遗传物质是DNA,例如:
T2噬菌体。
少数病毒的遗传物质是RNA,例如:
SARS、HIV、烟草花叶病毒等。
学生根据已有经验回答。
观看幻灯片,回答:
烟草花叶病毒的遗传物质是RNA。
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。
课堂小结
总结本节内容,点出重点。
回顾本课内容,查漏补缺。
加深理解、巩固、深化所学知识。
1.肺炎双球菌体内与体外转化实验的比较
项目
体内转化实验
体外转化实验
实验者
格里菲思
艾弗里及其同事
细菌培养
在小鼠体内
体外培养基
实验原则
R型细菌与S型细菌的毒性对照
S型细菌各成分的作用对照
实验结果
加热杀死的S型细菌能使R型细菌转化为S型细菌
S型细菌的DNA能使R型细菌转化为S型细菌
实验结论
S型细菌体内有“转化因子”
S型细菌的DNA是遗传物质
巧妙构思
用加热杀死的S型细菌注射到小鼠体内作为对照实验来说明确实发生了转化
将物质提纯分离后,直接地、单独地观察某种物质在实验中所起的作用
联系
①所用材料相同;②体内转化实验是体外转化实验的基础,体外转化实验是体内转化实验的延伸;③两实验都遵循对照原则、单一变
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