《DNA是主要的遗传物质》教学设计

2020-06-17教学设计

  在教学工作者开展教学活动前,就有可能用到教学设计,借助教学设计可以提高教学效率和教学质量。那么大家知道规范的教学设计是怎么写的吗?下面是小编精心整理的《DNA是主要的遗传物质》教学设计,欢迎阅读,希望大家能够喜欢。

  一、教材分析

  《DNA是主要的遗传物质》是人教版高中生物必修2《遗传与进化》中第3章第1节的内容。本节“问题探讨”部分指出当时科学界争论的问题:DNA和蛋白质谁是遗传物质?这个问题立即引起了学生的兴趣,有助于后续实验的进一步开展。在讲述“肺炎双球菌的转化实验”时,教材通过图片加文字介绍的形式,让学生学起来一目了然,很快理解这个实验的精髓所在,明白了要想证明DNA和蛋白质谁是遗传物会,关键是将它们区分开,单独的观察它们的作用,为后续介绍“噬菌体侵染细菌的实验”奠定了基础,学生理解起来也更容易。

  二、教学目标

  1、知识目标:概述DNA分子结构的特点;知道DNA和蛋白质都是生物大分子;

  2、能力目标:会通过实验探究DNA和蛋白质谁是遗传物质。

  3、情感目标:认同人类对遗传物质的认识是不断深化、不断完善的过程。

  三、教学重点、难点

  1、重点:肺炎双球菌转化实验的原理和过程;噬菌体侵染细菌实验的原理和过程。

  2、难点:噬菌体侵染细菌实验的原理和过程。

  四、教学方法:引导法、设疑法、合作讨论归纳法。

  五、教学过程:

  【创设情景,问题引入】

  引言:学过有丝分裂和减数分裂及受精作用后,我们想一下,亲代把什么传递给子代呢?大家都知道:亲代把染色体遗传给了后代,而染色体是由DNA和蛋白质组成的,它们两个究竟谁是遗传物质?是DNA还是蛋白质?还是DNA和蛋白质都可作为遗传物质呢?请大家把书打开到42页,我们今天就一起来学习——

  第3章 第1节 DNA是主要的遗传物质

  在20世纪20年代,由于人们已经认识到蛋白质是由多种氨基酸连接而成的生物大分子。而氨基酸多种多样的排列顺序,可能蕴涵遗传信息。因此,大多数科学家认为,蛋白质是生物体的遗传物质。但是科学是不断探索与发现的,到了20世纪30年代,人们认识到DNA是由许多脱氧核苷酸聚合而成的生物大分子,人们看到了DNA 的重要性,认为DNA也有可能是生物体的遗传物质。那么,到底蛋白质是遗传物质,还是DNA是遗传物质呢? 下面我们来看几个实验。

  (一) 肺炎双球菌的体内转化实验

  1928年,英,格里菲斯——肺炎双球菌感染小鼠。

  1、肺炎双球菌的类型:

  R型细菌—菌落粗糙,无荚膜,无毒

  S型细菌—菌落光滑,有荚膜,有毒

  2、实验过程:

  Q1:对比1、2组实验现象,说明了什么?

  Q2:针对第4组小鼠死亡,我们可以做出什么推断?

  Q3: 与第3组实验比较,第4 组多注射了什么物质?

  Q4:活的R型菌在第4组实验中起到了什么作用?

  Q5:活R型细菌为什么会转变成活S型细菌?

  经过这些问题的循循善诱,同学们很快就理解了该实验。

  学生:格里菲思的结论:已加热杀死的S型菌中必然含有某种促成这一转化的活性物质。

  引导分析:无毒的R型菌必然向有毒的S型转化了。不但这一代R型菌转化为有毒的了,还发现在死亡的小鼠体内所繁殖的后代也是有毒的,为什么会转化呢?这种转化为什么还能遗传呢?原因就是R型菌与加热杀死的S型菌接触时,S型菌体内必然有一种物质促使R型菌向S型菌转化→转化因子。

  3、实验结果:S型菌中有一种转化因子,能使无毒的R型菌转化为有毒的S型菌。

  请思考:如果请你设计一个实验来确定转化因子是什么,你觉得关键的设计思路是什么?

  由这个思考题引出:

  (一) 艾弗里的体外转化实验

  1944,美,艾弗里——对S型菌进行了研究,把S型菌体内的物质提取出来,进行分离鉴定后,把它们分成了DNA,蛋白质,多糖等物质。

  Q1:这个实验的设计思路是什么?

  Q2:这个实验证明了什么问题?

  Q3:该实验的成功之处是什么呢?

  学生:提取S型活细菌体内的各种成分,分别与R型活细菌混合培养,直接、单独地去观察它们的作用。

  学生:“转化因子”是S型菌的DNA,因转化而来的S型菌能将性状传递给子代,说明DNA是遗传物质。(简单一点讲就是:DNA是遗传物质,蛋白质等不是遗传物质)

  学生:把DNA与蛋白质分开,从而单独地、直接地去观察DNA的作用。

  教师引导:但遗憾的是,艾弗里转化实验所提取的DNA中仍然含有极少量的蛋白质。因此人们认为不能完全排除蛋白质的作用。那怎样才能将蛋白质与DNA彻底分开呢?

  1952年科学家赫尔希和蔡斯利用T2噬菌体(一种病毒)作为实验材料完成了一个非常有说服力的实验。

  (一) 噬菌体侵染细菌的实验(1952赫尔希、蔡斯)

  1、细菌(大肠杆菌):单细胞原核生物(有DNA,核糖体等)

  2、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。(成分:DNA→C、H、O、N、P;蛋白质→C、H、O、N、S )

  现在我们对T2噬菌体已经有所了解,那请同学们去阅读教材P44—P45的内容,看赫尔希、蔡斯具体是怎么来做噬菌体侵染细菌这个实验的,并思考回答以下问题 :

  Q1:科学家为什么把噬菌体作为研究DNA是遗传物质的材料?

  Q2:病毒看不见摸不着,怎样进行实验呢?科学家是采用什么方法进行研究的`?

  Q3:用35S和32P分别标记什么?为什么这样标记?

  Q4:用C、H、O、N等元素标记,行不行?

  学生:T2噬菌体结构组成简单,只有DNA和蛋白质两种化学物质。

  学生:放射性同位素标记法。

  学生:用32P标记DNA,35S标记蛋白质,分两组分别去侵染大肠杆菌。由于仅蛋白质分子中含有S,而P几乎都存在于DNA中,这样就可以把DNA和蛋白质分离开,单独的观察它们的作用。

  学生:不行。因为DNA和蛋白质中都含有C、H、O、N等元素,用这些元素标记,无法把DNA和蛋白质区分开。

  3、实验过程:

  亲代噬菌体

  侵染后细菌内

  子代噬菌体

  结论

  1、35S(蛋白质)

  无35S

  无35S

  蛋白质没有进入细菌内;

  2、32P(DNA)

  有32P

  有32P

  DNA进入细菌内,并利用细菌体内的原料合成子代噬菌体

  把这两组实验的结果综合起来看,我们能够得出什么结论呢?

  4、结果:DNA是遗传物质。

  设疑:是不是所有生物的遗传物质都是DNA呢?

  研究发现绝大多数生物体内有DNA,但还有一些病毒内没有DNA,仅含有RNA和蛋白质,如烟草花叶病毒。

  烟草花叶病毒:RNA→(侵染)烟草感染病毒

  蛋白质→烟草不感染病毒

  得出结论:在少数没有DNA,只有RNA病毒中,RNA是遗传物质。

  共同总结:

  由于绝大多数生物既有DNA,也有RNA,此时DNA就充当了遗传物质;只有在没有DNA,只有RNA情况,RNA才充当遗传物质。所以,DNA是主要遗传物质。

  板书设计:

  第三章 第一节 DNA是主要的遗传物质

  (一)肺炎双球菌的体内转化实验

  1.肺炎双球菌的类型

  2.实验过程

  3.实验结果

  (二)艾弗里的体外转化实验

  证明:“转化因子”是S型菌的DNA,DNA是遗传物质。

  (三)噬菌体侵染细菌的实验

  1.细菌

  2.T2噬菌体

  3.实验过程

  4.结果表明

  《DNA是主要的遗传物质》教后反思

  本节课的教学整体上较完整,创新之处在于改变了传统的教师一味地灌输知识的做法,紧紧围绕“以学生为主体、以教师为主导”的思想,引导学生探究、分析,掌握课堂的主动权,在探索中求真、在求真中找到喜悦,增加学生学习实验的兴趣与信心。课堂气氛较好,基本达到了预期目的,在教师的引导下,学生的学习主动性得到了较大程度调动,课堂始终处在一种主动学习的良好氛围之中,学生真正把学习的过程演绎成一个主动探究、自动求知的过程。不足之处是但此节课较抽象,学生理解需要一定时间,存在一定难度,因此上课时,还得慢讲细讲,留给学生一定的想象和思考时间。

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