3.1 DNA是主要的遺傳物質(zhì) 教 案 高一生物人教版必修二

PAGEPAGE6《DNA是主要的遺傳物質(zhì)》教學(xué)設(shè)計(jì)【教材分析】《DNA是主要的遺傳物質(zhì)》是人教版生物必修2《遺傳與進(jìn)化》的第三章第一節(jié)內(nèi)容。教材選擇了20世紀(jì)中葉證明DNA是遺傳物質(zhì)的最具影響力，也是最經(jīng)典的實(shí)驗(yàn)——“肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)”和“噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)”，并按照科學(xué)家的探索歷程，以問(wèn)題的形式引領(lǐng)學(xué)生層層深入地進(jìn)行思考：從不知道轉(zhuǎn)化因子是什么，到確定轉(zhuǎn)化因子是DNA，再到更加嚴(yán)謹(jǐn)?shù)匕袲NA與蛋白質(zhì)通過(guò)標(biāo)記完全分開(kāi)，單獨(dú)地觀察它們的作用，得到DNA是遺傳物質(zhì)的結(jié)論。再通過(guò)調(diào)查、實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)在沒(méi)有DNA，只含RNA的病毒中RNA是遺傳物質(zhì)，得出DNA是主要的遺傳物質(zhì)的結(jié)論。層層推進(jìn)，逐步深化，使學(xué)生不但能理解DNA是主要的遺傳物質(zhì)，也學(xué)會(huì)生物科學(xué)研究的一般方法，訓(xùn)練學(xué)生的邏輯思維能力，讓學(xué)生像科學(xué)家一樣地思考?！窘虒W(xué)目標(biāo)】1．知識(shí)目標(biāo)1）了解“DNA是遺傳物質(zhì)”的科學(xué)探索過(guò)程。2）理解科學(xué)家三組經(jīng)典實(shí)驗(yàn)的過(guò)程、方法及結(jié)論。2．能力目標(biāo)分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論，能分析“證明DNA是遺傳物質(zhì)”的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路。3．情感態(tài)度與價(jià)值觀1）感悟科學(xué)研究實(shí)驗(yàn)不斷完善、科學(xué)發(fā)現(xiàn)的曲折過(guò)程。2）認(rèn)同科學(xué)與技術(shù)的關(guān)系，二者相互促進(jìn)，相輔相成?！窘虒W(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)分析】“肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)”和“噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)”是重點(diǎn)也是難點(diǎn)。說(shuō)其重點(diǎn)是因?yàn)樗鼈兪亲C明DNA是遺傳物質(zhì)的最有力的直接證據(jù)。通過(guò)學(xué)習(xí)與分析這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)以及煙草花葉病毒重建實(shí)驗(yàn)的原理和過(guò)程，即可讓學(xué)生理解DNA是主要的遺傳物質(zhì)?！胺窝纂p球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)”是難點(diǎn)是因?yàn)椋?、根據(jù)生活經(jīng)驗(yàn)，學(xué)生不理解為什么加熱殺死的S型菌還可以使R型菌轉(zhuǎn)化；2、為什么DNA可以使R型菌轉(zhuǎn)化，是如何轉(zhuǎn)化的?！笆删w侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)”因?yàn)閷?shí)驗(yàn)流程比較復(fù)雜，所用的技術(shù)較多，所以如何引導(dǎo)學(xué)生理解實(shí)驗(yàn)亦是難點(diǎn)?！窘虒W(xué)設(shè)計(jì)思路與策略】以建構(gòu)主義、意義學(xué)習(xí)等理論為指導(dǎo)，運(yùn)用“學(xué)思結(jié)合、知行合一”的課堂學(xué)習(xí)模式，課前將科學(xué)家探究“DNA是主要的遺傳物質(zhì)”經(jīng)典實(shí)驗(yàn)分為三個(gè)主題，請(qǐng)同學(xué)們分別扮演三組“科學(xué)家”，對(duì)三組科學(xué)家的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)進(jìn)行深入探討，查閱相關(guān)資料，由小組同學(xué)協(xié)作共同完成PPT，參與課堂的設(shè)計(jì)。課堂上由“小科學(xué)家”主講實(shí)驗(yàn)并答疑，老師主持討論、適時(shí)點(diǎn)撥，或激發(fā)思考、或釋疑解惑，與同學(xué)們共同完成本節(jié)課的學(xué)習(xí)?！菊n時(shí)安排】1課時(shí)【教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)】教學(xué)內(nèi)容老師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)知識(shí)回顧引入新課1866年，孟德?tīng)栐谘芯客愣闺s交實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，提出了“遺傳因子”的概念，雖然他的分離定律和自由組合定律奠定了遺傳學(xué)的基礎(chǔ)，但“遺傳因子”在哪兒，科學(xué)家們始終沒(méi)有找到答案。直到1910年，摩爾根通過(guò)果蠅雜交實(shí)驗(yàn)才終于證明“基因在染色體上”。那么，基因的本質(zhì)是什么呢？讓我們跟隨科學(xué)家的腳步，一起去揭開(kāi)基因的秘密。首先，我們有請(qǐng)格里菲思小組。思考分析一、肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)(1928年，格里菲思)1.介紹格里菲里實(shí)驗(yàn)里的兩種肺炎雙球菌（S型細(xì)菌和R型細(xì)菌）（PPT展示）2.播放肺炎雙球菌（體內(nèi)）轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)動(dòng)畫3.實(shí)驗(yàn)分析：組別自變量因變量結(jié)論1R型活細(xì)菌

小鼠不死亡能使小鼠患敗血癥死亡的細(xì)菌是活的S型細(xì)菌2S型活細(xì)菌

小鼠死亡3S型死細(xì)菌

小鼠不死亡4

S型死細(xì)菌+R型活細(xì)菌

小鼠不死亡被加熱殺死的S型細(xì)菌中，含有某種促成活的R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化成活的S型細(xì)菌的轉(zhuǎn)化物質(zhì)——“轉(zhuǎn)化因子”4.質(zhì)疑：格里菲斯思組提出“S型細(xì)菌中含有轉(zhuǎn)化因子”，那么“轉(zhuǎn)化因子”究竟是什么呢？我們有請(qǐng)艾弗里小組。答疑解惑1.莢膜的作用？保護(hù)細(xì)菌，故s型細(xì)菌有毒，能導(dǎo)致小鼠死亡。2.第四組實(shí)驗(yàn)中s型細(xì)菌已被加熱殺死，為什么還能促進(jìn)R型活細(xì)菌轉(zhuǎn)化？可能加熱只是表面殺死了s型細(xì)菌，但“轉(zhuǎn)化因子”沒(méi)被殺死，仍有活性。體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)（1944年，艾弗里及同事）1.我們的思路:必須將蛋白質(zhì)、其他物質(zhì)與DNA分開(kāi)，單獨(dú)、直接地觀察它們的作用，才能確定究竟誰(shuí)是遺傳物質(zhì)。2.實(shí)驗(yàn)原理：對(duì)S型細(xì)菌的成分提取、分離、鑒定，并與_R型活菌混合培養(yǎng)，以觀察各成分的作用。3.實(shí)驗(yàn)結(jié)果：①只有加入DNA才轉(zhuǎn)化；②DNA越純，轉(zhuǎn)化越有效；③用DNA酶處理DNA，不再轉(zhuǎn)化。4.實(shí)驗(yàn)結(jié)論：DNA是使R型細(xì)菌產(chǎn)生穩(wěn)定的遺傳變化的物質(zhì)，DNA是轉(zhuǎn)化因子，DNA是遺傳物質(zhì)。5.質(zhì)疑：艾弗里的實(shí)驗(yàn)引起了人們的注意，但是，由于艾弗里實(shí)驗(yàn)中提取出的DNA，純度最高時(shí)也還有0.02%的蛋白質(zhì)，因此，仍有人對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)論表示懷疑。要怎么樣設(shè)計(jì)才會(huì)讓人無(wú)可非議?讓我們有請(qǐng)赫爾希和蔡斯。答疑解惑:1.實(shí)驗(yàn)中設(shè)置DNA＋DNA酶這組實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖鞘裁矗繉?duì)照實(shí)驗(yàn)，證明DNA被水解后，不能促使R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化。進(jìn)一步證明DNA是促使R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化的轉(zhuǎn)化因子。二、噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)（1952年，赫爾希、蔡斯）1952年，赫爾希和蔡斯找到一種比較理想的實(shí)驗(yàn)材料，利用一種新的技術(shù)，做了一個(gè)更具說(shuō)服力的實(shí)驗(yàn)。1.展示T2噬菌體模式圖，介紹其結(jié)構(gòu)和繁殖特點(diǎn)。T2噬菌體只含蛋白質(zhì)和DNA，如何跟蹤它們的去向？（引導(dǎo)學(xué)生理解用同位素標(biāo)記技術(shù)的原因）(引導(dǎo)學(xué)生理解為什么選擇35S和32P這兩種同位素分別對(duì)蛋白質(zhì)和DNA標(biāo)記，而不用14C和18O同位素標(biāo)記)2.PPT展示噬菌體侵染大腸桿菌的實(shí)驗(yàn)過(guò)程圖3-6，從圖中找到關(guān)鍵詞，引導(dǎo)學(xué)生讀圖。實(shí)驗(yàn)分析：組別自變量因變量結(jié)論1

用35S標(biāo)記蛋白質(zhì)

上清液的放射性很高沉淀物的放射性低

親代噬菌體的蛋白質(zhì)沒(méi)有進(jìn)入大腸桿菌2用32P標(biāo)記DNA上清液的放射性很低沉淀物的放射性高親代噬菌體的DNA進(jìn)入大腸桿菌填表：（在圖中只觀察標(biāo)記物在哪里出現(xiàn)）三組科學(xué)家的實(shí)驗(yàn)讓我們終于揭開(kāi)了遺傳物質(zhì)的秘密。讓我們用掌聲感謝他們。查找課本P44第四段，回答：T2噬菌體，同位素標(biāo)記技術(shù)。答疑解惑:為什么實(shí)驗(yàn)中只能“短時(shí)間”保溫？“短時(shí)間”：保證子代噬菌體的DNA和蛋白質(zhì)在大腸桿菌中正處于合成階段，子代噬菌體還沒(méi)有組裝好，或雖已經(jīng)組裝但并未使細(xì)菌發(fā)生裂解,以保證實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性。三、總結(jié)提升1．實(shí)驗(yàn)的比較

肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)不同點(diǎn)方法不同

結(jié)論不同

相同點(diǎn)①使DNA和蛋白質(zhì)分開(kāi)，單獨(dú)地、直接地觀察它們各自的作用②都遵循了對(duì)照原則、單因子變量原則2．關(guān)于基因的研究3．總結(jié)科學(xué)家成功的關(guān)鍵:合適的實(shí)驗(yàn)材料+正確的實(shí)驗(yàn)思路+巧妙的實(shí)驗(yàn)方法學(xué)生回顧反思四、鞏固練習(xí)《DNA是主要的遺傳物質(zhì)》教學(xué)反思廣州市第二十一中學(xué)生物科朱明“DNA是主要的遺傳物質(zhì)”一課是生物科學(xué)史教學(xué)中具有代表性的經(jīng)典范例之一，幾代科學(xué)家將巧妙的科學(xué)研究方法融入實(shí)驗(yàn)，環(huán)環(huán)相扣、層層深入，是發(fā)展學(xué)生的科學(xué)思維、培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力、提高學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的好素材。以往我曾上過(guò)此課的公開(kāi)課，甚至有不少老師上過(guò)此課的市級(jí)公開(kāi)課，再以本節(jié)課作為公開(kāi)課，實(shí)在是在挑戰(zhàn)“經(jīng)典”。如何上出新意，突破前人和自己，是上好這節(jié)課的難點(diǎn)。經(jīng)過(guò)再三思量，決定嘗試“學(xué)思結(jié)合、知行合一”的課堂學(xué)習(xí)模式，以進(jìn)一步踐行曾經(jīng)研究的課題。一、“學(xué)思結(jié)合、知行合一”的課堂學(xué)習(xí)模式的特征1．學(xué)生的活動(dòng)古人云，“學(xué)而不思則惘、思而不學(xué)則殆”，所謂“學(xué)思結(jié)合”就是創(chuàng)造一種學(xué)習(xí)環(huán)境，真正調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，讓學(xué)生將主動(dòng)“學(xué)習(xí)”與積極“思考”結(jié)合起來(lái)，充分發(fā)揮個(gè)人與團(tuán)隊(duì)的能力主動(dòng)獲取知識(shí)、培養(yǎng)能力。在這樣的學(xué)習(xí)過(guò)程中，學(xué)生始終處于學(xué)習(xí)的中心地位，學(xué)習(xí)是建立在學(xué)生選擇了對(duì)個(gè)人最有意義的學(xué)習(xí)內(nèi)容，愿意主動(dòng)參與學(xué)習(xí)全過(guò)程的基礎(chǔ)之上，學(xué)生整個(gè)人（包括情感和認(rèn)識(shí)兩方面）都投入到學(xué)習(xí)活動(dòng)中。他們不再是知識(shí)被動(dòng)的接受者，而是做為知識(shí)的主動(dòng)獲取者參與到課堂教學(xué)的整個(gè)過(guò)程，包括教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計(jì)、呈現(xiàn)、反饋和評(píng)價(jià)；學(xué)生的學(xué)習(xí)也不再局限于教室、局限于課堂40分鐘。在確定了研究主題之后，他們以小組協(xié)作的形式開(kāi)展探索活動(dòng)，可以在圖書館中通過(guò)書籍、報(bào)刊、雜志查找資料，也可以利用各種媒體，如互聯(lián)網(wǎng)、光碟、電視、錄像等獲取信息；然后將信息資料整理成課件等。經(jīng)歷了這樣的學(xué)習(xí)過(guò)程，學(xué)生獲取信息、加工信息、表達(dá)信息的能力都會(huì)有顯著提高，并且他們的創(chuàng)造性和協(xié)作精神也能得到充分發(fā)展。2．教師的活動(dòng)教師在這類學(xué)習(xí)活動(dòng)中的作用不是“弱化”了，成為一個(gè)可有可無(wú)的“旁觀者”，而是成為另一層意義上的“核心人物”，他們是學(xué)習(xí)的激發(fā)者、組織者和引導(dǎo)者，是整個(gè)學(xué)習(xí)活動(dòng)的“策劃大師”。首先，教師要經(jīng)過(guò)精心思考，提出令學(xué)生感興趣且富有挑戰(zhàn)性的問(wèn)題。探索問(wèn)題的領(lǐng)域應(yīng)局限在較小的范圍之內(nèi)，涉及理論不要過(guò)于深?yuàn)W，這其實(shí)是教師的“導(dǎo)入”。例如，在本課的設(shè)計(jì)中，我將科學(xué)家探究“DNA是主要的遺傳物質(zhì)”經(jīng)典實(shí)驗(yàn)分為三個(gè)主題，請(qǐng)同學(xué)們分別扮演三組“科學(xué)家”，對(duì)三組科學(xué)家的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)進(jìn)行深入探討。其次，教師要“導(dǎo)學(xué)”。教會(huì)學(xué)生如何尋找信息，如：在茫茫書海中，怎樣通過(guò)一定的檢索方式找到所需要的書籍、資料，更重要的是要指導(dǎo)學(xué)生怎樣圍繞主題，加工、處理信息。處理信息是一個(gè)去偽存真、去粗存精、由表及里的過(guò)程，教師應(yīng)指導(dǎo)學(xué)生通過(guò)交流、討論，篩選出最具說(shuō)服力的有效信息；對(duì)眾多信息進(jìn)行比較、分類，使之條理化、系統(tǒng)化，加深對(duì)信息的理解；然后在分析研究的基礎(chǔ)上，對(duì)信息進(jìn)行重組、補(bǔ)充和提煉，從而對(duì)研究主題形成更有力的支撐。此外，教師還要“導(dǎo)議”。創(chuàng)設(shè)一種民主、融洽、寬松的“學(xué)術(shù)”氛圍，組織學(xué)生發(fā)表演說(shuō)、展示成果，進(jìn)行討論、交流，甚至辯論。在本節(jié)課的教學(xué)中，我特別設(shè)計(jì)了主講人的“答疑”環(huán)節(jié)，引導(dǎo)學(xué)生的思維一步步走向深入，真正把握規(guī)律，深化知識(shí)。學(xué)生能否真正做到“知行合一”，在很大程度上也取決于教師在“導(dǎo)議”過(guò)程中的引導(dǎo)和點(diǎn)撥。應(yīng)該說(shuō)，以上活動(dòng)對(duì)教師素質(zhì)提出了更高的要求，因?yàn)榻處煴仨毦邆鋸V博的知識(shí)，才能更自如地駕馭整個(gè)課堂，所以教師自己首先必須成為一個(gè)合格的“學(xué)習(xí)者”。二、反思與改進(jìn)長(zhǎng)期以來(lái)，學(xué)校、教師都把掌握知識(shí)作為課堂教學(xué)的唯一目標(biāo)，然而，現(xiàn)代社會(huì)對(duì)人才的要求已從知識(shí)型轉(zhuǎn)向能力型。新課程強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)的過(guò)程，其目的不是要求學(xué)生僅僅為了尋找標(biāo)準(zhǔn)答案，而是要求學(xué)生尋求解答的思路。這就要求教師從以