DNA是主要的遺傳物質(zhì)教案 高一下學(xué)期生物人教版必修二

《DNA是主要的遺傳物質(zhì)》教學(xué)設(shè)計(jì)【課題】《DNA是主要的遺傳物質(zhì)》【教材版本】人教版高中生物必修二第3章第1節(jié)【授課對(duì)象】高一學(xué)生【課時(shí)安排】1課時(shí)1.生物課程標(biāo)準(zhǔn)中的要求：說明人類對(duì)遺傳物質(zhì)的探索過程；描述染色體、DNA、基因三者之間的關(guān)系。2.本節(jié)在生物教材中的地位《DNA是主要的遺傳物質(zhì)》是人教版普通高中新課程生物必修2《遺傳與進(jìn)化》中第3章第1節(jié)的內(nèi)容。本節(jié)設(shè)置在孟德爾和摩爾根的實(shí)驗(yàn)之后，通過科學(xué)實(shí)驗(yàn)探索DNA和蛋白質(zhì)究竟誰(shuí)是遺傳物質(zhì)，承接上節(jié)基因在染色體上，也為下面學(xué)習(xí)DNA的結(jié)構(gòu)，基因突變打下基礎(chǔ)。3.教學(xué)內(nèi)容與知識(shí)體系本節(jié)首先是以“問題探討”的形式呈現(xiàn)了曾經(jīng)在科學(xué)界爭(zhēng)議了很長(zhǎng)的問題:DNA和蛋白質(zhì)究竟誰(shuí)是遺傳物質(zhì)?”目的在于引導(dǎo)學(xué)生思考如何對(duì)這--問題進(jìn)行研究，激發(fā)學(xué)生的探索欲望;接著介紹了20世紀(jì)早期人們對(duì)于遺傳物質(zhì)的推測(cè)，在此基礎(chǔ)之上教材詳細(xì)講述了DNA是遺傳物質(zhì)的直接證據(jù)一“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)”,引導(dǎo)學(xué)生重溫科學(xué)家的探究歷程，領(lǐng)悟科學(xué)的過程和方法，最終得出科學(xué)的結(jié)論。本節(jié)是在學(xué)習(xí)了遺傳的細(xì)胞基礎(chǔ)、基因與染色體的關(guān)系等內(nèi)容之后，從分子層面上認(rèn)識(shí)遺傳物質(zhì)的本質(zhì)，為學(xué)習(xí)DNA的復(fù)制，基因的表達(dá)和基因突變打下了基礎(chǔ)。本內(nèi)容的兩個(gè)生物學(xué)經(jīng)典實(shí)驗(yàn)，不僅向?qū)W生展示了生物學(xué)史上的重大事件，更重要的是其中的科學(xué)思維和方法對(duì)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)的提高的重要的作用。二、學(xué)情分析1.認(rèn)知層面學(xué)生在此前已經(jīng)初步掌握了基因在染色體上的關(guān)系、基因控制性狀等相關(guān)遺傳學(xué)基本知識(shí)，具備一定的知識(shí)基礎(chǔ)。能簡(jiǎn)單的將基因，DNA與遺傳物質(zhì)聯(lián)系起來，且由于DNA這個(gè)概念在生活中較為常見，有一定的感性認(rèn)知。但是對(duì)遺傳物質(zhì)的探索過程并不了解，尤其是噬菌體侵染大腸桿菌實(shí)驗(yàn)較為抽象，應(yīng)多加引導(dǎo)。2.能力層面高一學(xué)生具備一定的觀察、分析與歸納能力，能夠就現(xiàn)象進(jìn)行一定的分析與探究。要注意引導(dǎo)學(xué)生歸納出遺產(chǎn)物質(zhì)探索過程中用到的科學(xué)方法——控制變量法，以及各個(gè)實(shí)驗(yàn)對(duì)變量控制的異同1。3.思維層面學(xué)生在學(xué)習(xí)本節(jié)內(nèi)容前就有一定的認(rèn)識(shí)，但可能會(huì)認(rèn)為DNA就是遺傳物質(zhì)，，要注意強(qiáng)調(diào)DNA是主要的遺傳物質(zhì)。三、教學(xué)目標(biāo)生命觀念通過對(duì)科學(xué)家探索遺傳物質(zhì)的過程，能夠說明DNA是主要的遺傳物質(zhì)；能舉例說出哪些生物的遺傳物質(zhì)不是DNA科學(xué)思維能夠根據(jù)一定的科學(xué)證據(jù)，利用邏輯方法論證自己的主張；通過學(xué)習(xí)科學(xué)家能利用自己的實(shí)驗(yàn)證據(jù)，不斷完善科學(xué)理論，培養(yǎng)學(xué)生的批判思維能力科學(xué)探究通過學(xué)習(xí)科學(xué)家們利用控制變量法探索遺傳物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)，提高學(xué)生對(duì)控制變量法的理解，掌握控制變量法的科學(xué)探究方法四、教學(xué)重難點(diǎn)1.重點(diǎn)：DNA是主要的遺傳物質(zhì)；肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)的原理和過程；2.難點(diǎn)：噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)的原理和過程，證明DNA是遺傳物質(zhì)的關(guān)鍵實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路。五、教法與學(xué)法1.教法：?jiǎn)柎鸱▎l(fā)式講授法；2.學(xué)法：分析法、歸納法。六、教學(xué)準(zhǔn)備多媒體：PPT七、教學(xué)過程教學(xué)內(nèi)容教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)教學(xué)意圖事例導(dǎo)入新課講授1、對(duì)遺傳物質(zhì)的早期推測(cè)2、格里菲斯的肺炎鏈球菌體內(nèi)培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)3、艾弗里的肺炎鏈球菌的體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)4、噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)結(jié)束教師以超市購(gòu)買商品上的條形碼導(dǎo)入課程，指出條形碼蘊(yùn)含了商品的價(jià)格信息，帶領(lǐng)學(xué)生回顧孟德爾提出生物的性狀是由遺傳因子控制的，并強(qiáng)調(diào)遺傳因子就是基因，因此，基因就是蘊(yùn)涵遺傳信息的條碼，提出問題：那么基因究竟是什么呢？再通過兩個(gè)前提，染色體主要是由DNA和蛋白質(zhì)組成以及摩爾根發(fā)現(xiàn)基因在染色體上，引出“基因究竟是DNA還是蛋白質(zhì)”這個(gè)問題講解1、對(duì)遺傳物質(zhì)的早期推測(cè)：20世紀(jì)20年代：蛋白質(zhì)是由多種氨基酸連接而成的大分子。20世紀(jì)30年代：DNA是由許多脫氧核苷酸聚合而成的生物大分子。2、格里菲斯的肺炎鏈球菌體內(nèi)培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)要的介紹兩種肺炎鏈球菌，S型細(xì)菌和R型細(xì)菌，強(qiáng)調(diào)S型細(xì)菌是有毒可致死的，讓學(xué)生觀看課本并思考格里菲斯進(jìn)行的四組肺炎鏈球菌體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)，基于課本的四組實(shí)驗(yàn)提出問題，依次對(duì)比一二組，二三組，三四組實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，逐步引導(dǎo)學(xué)生得出四組為什么會(huì)出現(xiàn)S型細(xì)菌的答案，最后得出格里菲斯的推論，并指出格里菲斯推論里的不足，也就是格里菲斯并沒有說明哪種物質(zhì)是轉(zhuǎn)化因子，向?qū)W生提出問題：如果你是格里菲斯，你會(huì)認(rèn)為哪種物質(zhì)是轉(zhuǎn)化因子呢？之后追問在殺死的s型細(xì)菌中含有哪些物質(zhì)呢？在總結(jié)出這些物質(zhì)后，提出問題，如果你是科學(xué)家，你會(huì)如何證明這些物質(zhì)中哪些是轉(zhuǎn)化因子？學(xué)生可能會(huì)回答，將這些物質(zhì)提取出來，直接與r型活細(xì)菌混合培養(yǎng)，與學(xué)生說明，由于當(dāng)時(shí)的科學(xué)技術(shù)還不夠完善，無法達(dá)到物質(zhì)提純的要求。3、艾弗里的肺炎鏈球菌的體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)向?qū)W生講解艾弗里的肺炎鏈球菌體外培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)，提出問題：在加入DNA酶后不出現(xiàn)s型細(xì)菌，能夠說明什么？最后得出艾弗里的結(jié)論，DNA是遺傳物質(zhì)，而蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)。說出艾弗里實(shí)驗(yàn)的不足，也就是細(xì)菌的成分與結(jié)構(gòu)都比較復(fù)雜，會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果造成干擾，提出問題：有沒有比細(xì)菌更為簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)材料？4、噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)提出t2噬菌體侵染大腸桿菌的實(shí)驗(yàn)，強(qiáng)調(diào)t2噬菌體只由蛋白質(zhì)和DNA組成，并介紹t2噬菌體借助大腸桿菌繁殖的原理，考慮到學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)過同位素標(biāo)記法，可以提出問題：應(yīng)該怎樣利用t2噬菌體證明遺傳物質(zhì)是DNA呢？在學(xué)生回答出同位素標(biāo)記法后，提出問題：DNA和蛋白質(zhì)應(yīng)該分別標(biāo)記哪一種元素呢？向?qū)W生展示出蛋白質(zhì)和DNA各自的組成元素，引導(dǎo)學(xué)生回答出蛋白質(zhì)應(yīng)該標(biāo)記35S，而DNA應(yīng)該標(biāo)記32P，之后提出問題：由于噬菌體的體型過于微小，所以直接標(biāo)記起來比較困難，那么我們能不能想一種更簡(jiǎn)單的方法來標(biāo)記噬菌體呢？如果學(xué)生回答不出，可以提醒學(xué)生t2噬菌體可以利用大腸桿菌的成分進(jìn)行繁殖，引導(dǎo)學(xué)生推出赫爾希和蔡斯標(biāo)記噬菌體的方法，之后講解赫爾希和蔡斯的利用兩種噬菌體侵染大腸桿菌的實(shí)驗(yàn)過程，通過提問引導(dǎo)學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，得出DNA才是真正的遺傳物質(zhì)的結(jié)論，最后再次提問：所有生物的遺傳物質(zhì)都是DNA？舉例說明，總結(jié)出DNA是主要的遺傳物質(zhì)的結(jié)論。結(jié)束：通過講解控制變量法的“加法原則和減法原則”，總結(jié)科學(xué)家們探索DNA的實(shí)驗(yàn)過程。學(xué)生猜測(cè)遺傳物質(zhì)的本質(zhì)是DNA學(xué)生思考一二組，二三組，三四組實(shí)驗(yàn)的結(jié)果的對(duì)比，回答出，一二組對(duì)比可以說明：S型細(xì)菌有毒性；二三組對(duì)比可以說明：處死的S型細(xì)菌沒有毒性；三四組對(duì)比可以說明：處死的S型細(xì)菌可以使R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化成S型細(xì)菌。學(xué)生思考四組為什么會(huì)出現(xiàn)S型細(xì)菌？學(xué)生想到直接提取出DNA、蛋白質(zhì)、糖類等于R型細(xì)菌混合培養(yǎng)。學(xué)生回答：說明沒有DNA，R型細(xì)菌就無法轉(zhuǎn)化成S型細(xì)菌學(xué)生回答：病毒學(xué)生回答出同位素標(biāo)記法。學(xué)生一開始可能回答不出，在教師提醒后，回答出：DNA標(biāo)記P，蛋白質(zhì)標(biāo)記S。學(xué)生回答出：先標(biāo)記大腸桿菌，用標(biāo)記過的大腸桿菌培養(yǎng)噬菌體。學(xué)生回答：不是將遺傳信息比喻成商品上的條形碼，使學(xué)生能跟直觀地理解遺傳信息；之后幫助學(xué)生回憶鞏固孟德爾和摩爾根的遺傳理論，導(dǎo)入新課。提問可以創(chuàng)設(shè)情境，幫助學(xué)生理解實(shí)驗(yàn)的過程和原理，啟發(fā)學(xué)生的思維以假設(shè)學(xué)生是科學(xué)家的方式提問，提高學(xué)生的課堂參與感提問創(chuàng)設(shè)情境，通過對(duì)艾弗里實(shí)驗(yàn)結(jié)果的質(zhì)疑，培養(yǎng)學(xué)生的批判能力噬菌體侵染實(shí)驗(yàn)是本章的教學(xué)難點(diǎn)，尤其是如何標(biāo)記噬菌體，通過提問和講解，可以促進(jìn)學(xué)生理解知識(shí)。在加深控制變量法理解的同時(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的歸納總結(jié)能力，幫助學(xué)生建立知識(shí)框架。八、板書設(shè)計(jì)DNA是主要的遺傳物質(zhì)早期：蛋白質(zhì)是遺傳物質(zhì)格里菲斯：“轉(zhuǎn)化因子”艾弗里：DNA是遺傳物質(zhì)，蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)赫爾希