DNA是主要的遗传物质的教学设计.docx

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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Ⅱ

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？

Ⅱ、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Ⅲ

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？

 Ⅲ、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。