DNA是主要的遺傳物質(zhì)教學(xué)設(shè)計(jì)(優(yōu)質(zhì)課)

《DNA是主要的遺傳物質(zhì)》一節(jié)的教學(xué)設(shè)計(jì)教材分析1、教材的地位和作用《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)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)這一問題進(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)──“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。課標(biāo)對(duì)本內(nèi)容的要求為“總結(jié)人類對(duì)遺傳物質(zhì)的探索過程”，近幾年的高考考綱知識(shí)點(diǎn)為“人類對(duì)遺傳物質(zhì)的探索過程”，要求為II級(jí)。課標(biāo)和考綱對(duì)此均做了較高的要求，其原因與本節(jié)課的內(nèi)容有關(guān)。教學(xué)目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)①總結(jié)兩個(gè)經(jīng)典實(shí)驗(yàn)的研究方法和思路②說明“DNA是主要的遺傳物質(zhì)”的含義確立依據(jù)：本節(jié)內(nèi)容的課程標(biāo)準(zhǔn)是“總結(jié)人類對(duì)遺傳物質(zhì)的探索過程”。本節(jié)內(nèi)容包括兩個(gè)人類在探索遺傳物質(zhì)的過程中的兩個(gè)經(jīng)典實(shí)驗(yàn)。此外，本節(jié)課的結(jié)論“DNA是主要的遺傳物質(zhì)”是重要的生物學(xué)事實(shí)，應(yīng)當(dāng)讓學(xué)生理解。能力目標(biāo)通過分析兩個(gè)經(jīng)典實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維確立依據(jù)：本節(jié)內(nèi)容以遺傳物質(zhì)的本質(zhì)的探究歷程為主線，以學(xué)生動(dòng)腦分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論為重點(diǎn)，讓學(xué)生們從中體驗(yàn)科學(xué)研究的過程與方法。情感目標(biāo)①體驗(yàn)科學(xué)探索的艱辛過程；②認(rèn)同人類對(duì)遺傳物質(zhì)的認(rèn)識(shí)是不斷深化、不斷完善的過程；認(rèn)同科學(xué)與技術(shù)的關(guān)系。確立依據(jù)：本節(jié)教材介紹了人類探究遺傳物質(zhì)的過程和方法，可以加深學(xué)生對(duì)生物科學(xué)史本質(zhì)的認(rèn)識(shí)，特別是這些內(nèi)容中所體現(xiàn)的生物學(xué)思想、技術(shù)手段促進(jìn)科學(xué)的發(fā)展等觀點(diǎn)對(duì)于學(xué)生的情感態(tài)度與價(jià)值觀領(lǐng)域的發(fā)展有重要價(jià)值。3、重點(diǎn)與難點(diǎn)(1)肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)的原理和過程（重點(diǎn)）(2)噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)的原理和過程；（重點(diǎn)與難點(diǎn)）(3)證明DNA是遺傳物質(zhì)的關(guān)鍵實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路（重點(diǎn)與難點(diǎn)）確立依據(jù)：重要的生物學(xué)史實(shí)是生物科學(xué)素養(yǎng)的的組成部分。本屆內(nèi)容涉及到的實(shí)驗(yàn)都不能動(dòng)手完成，要理解實(shí)驗(yàn)并得出結(jié)論，學(xué)生不僅要有扎實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí)，而且對(duì)邏輯思維的要求也比較高。高一學(xué)生已有的生物學(xué)知識(shí)和生活經(jīng)驗(yàn)較少，空間想象能力和邏輯推理能力有限。教法與學(xué)法本課遵照以教師為主導(dǎo)，學(xué)生為主體的理念，采用講授、問答、討論、比較、歸納等方法指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)。在指導(dǎo)學(xué)生了解了實(shí)驗(yàn)過程之后，通過一連串的問題，啟發(fā)學(xué)生由淺入深，獲取各實(shí)驗(yàn)的目的、思路，這樣教學(xué)不僅能使學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)過程，體會(huì)到生物現(xiàn)象的物質(zhì)性，而且能激發(fā)學(xué)生的求知欲，增強(qiáng)獲取新知識(shí)的渴望。教學(xué)課時(shí)1課時(shí)教學(xué)過程設(shè)計(jì)教學(xué)環(huán)節(jié)教師組織和引導(dǎo)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖創(chuàng)設(shè)情景，導(dǎo)入新課展示兩種狗的品種，指出遺傳的概念。（PPT2）引導(dǎo)學(xué)生回憶性狀的遺傳實(shí)質(zhì)是遺傳物質(zhì)通過染色體的傳遞，說明遺傳物質(zhì)應(yīng)具備什么特點(diǎn)。提出問題：染色體上的兩種成分——蛋白質(zhì)和DNA，哪一種才是遺傳物質(zhì)學(xué)生回顧所學(xué)知識(shí)，思考回答相關(guān)問題，總結(jié)遺傳物質(zhì)的特點(diǎn)：能夠控制生物的性狀、能夠復(fù)制，在親子代之間保持連續(xù)尋找新舊知識(shí)的結(jié)合點(diǎn)，制造矛盾，激發(fā)探究欲望。對(duì)遺傳物質(zhì)的早期推測(cè)指導(dǎo)學(xué)生讀教材，提取信息：在20世紀(jì)早期人們普遍認(rèn)為遺傳物質(zhì)是DNA還是蛋白質(zhì)為什么講述：限于當(dāng)時(shí)的認(rèn)識(shí)水平，認(rèn)為蛋白質(zhì)是遺傳物質(zhì)的觀點(diǎn)處于主導(dǎo)地位。科學(xué)家是如何認(rèn)識(shí)DNA是遺傳物質(zhì)的呢，讓我們重溫科學(xué)家對(duì)遺傳物質(zhì)的認(rèn)識(shí)過程吧。分析當(dāng)時(shí)認(rèn)為蛋白質(zhì)是遺傳物質(zhì)的原因：組成DNA的脫氧核苷酸只有4種而組成蛋白質(zhì)的氨基酸種類有20種，蛋白質(zhì)的多樣性很容易和生物的多樣性相聯(lián)系。進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生對(duì)遺傳物質(zhì)認(rèn)識(shí)的研究，為實(shí)驗(yàn)的講解做鋪墊。DNA是遺傳物質(zhì)的的證據(jù)I——肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)（一）格里菲斯的實(shí)驗(yàn)提出問題，引導(dǎo)學(xué)生閱讀獲取信息：格里菲斯的實(shí)驗(yàn)材料是什么具有什么特點(diǎn)PPT2：菌落格里菲斯的實(shí)驗(yàn)過程是怎樣的說明什么問題。PPT3格里菲斯的實(shí)驗(yàn)根據(jù)學(xué)生回答，引導(dǎo)學(xué)生解釋格里菲斯的實(shí)驗(yàn).問題：（1）前兩組實(shí)驗(yàn)的作用（2）第3組實(shí)驗(yàn)與哪一組形成對(duì)照說明什么問題（3）第4組實(shí)驗(yàn)與哪一組結(jié)果相同說明什么，如何驗(yàn)證(4)第4組結(jié)果出現(xiàn)的原因是什么提示：是加熱殺死的S復(fù)活了嗎哪一組可以說明是R直接轉(zhuǎn)化成S了嗎哪一組對(duì)照可以說明R的轉(zhuǎn)化需要什么條件認(rèn)真閱讀，獲取信息。總結(jié)出R型細(xì)菌和S型細(xì)菌的區(qū)別

菌落莢膜毒性R型菌落粗糙無(wú)莢膜無(wú)毒S型菌落光滑有莢膜有毒敘述實(shí)驗(yàn)過程，嘗試解釋各步實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象。（1）對(duì)照。（2）與第二組，說明只有活的S型細(xì)菌可以使小鼠患敗血癥死亡。（3）與第二組，說明第四組產(chǎn)生了活的S型細(xì)菌，可以在尸體中分離到S型細(xì)菌。(4)R的轉(zhuǎn)化需要加熱殺死的S型細(xì)菌提供一種物質(zhì)——“轉(zhuǎn)化因子”。引導(dǎo)學(xué)生重溫科學(xué)探究歷程，親身體驗(yàn)科學(xué)研究的思路和方法，學(xué)習(xí)科學(xué)家嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度和合作精神。體驗(yàn)科學(xué)探索的艱辛，學(xué)習(xí)科學(xué)精神，養(yǎng)成科學(xué)態(tài)度。（二）艾弗里的實(shí)驗(yàn)設(shè)疑：這種轉(zhuǎn)化因子究竟是什么物質(zhì)呢是不是S型細(xì)菌的莢膜呢是不是蛋白質(zhì)呢還是DNA呢現(xiàn)在請(qǐng)同學(xué)們進(jìn)行討論：如果讓你來設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來進(jìn)一步探究“轉(zhuǎn)化因子”是什么物質(zhì)，你將如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)又將如何檢測(cè)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果學(xué)生邊講述邊投影：對(duì)最后一組進(jìn)行深入分析：最后一組與哪一組形成對(duì)照單一變量是什么說明什么問題學(xué)生思考、分析、討論得出結(jié)論：設(shè)計(jì)：把S型細(xì)菌中的各種物質(zhì)分離提純，分別加入R型細(xì)菌培養(yǎng)基中，單獨(dú)地直接地觀察各種物質(zhì)的作用。結(jié)果預(yù)測(cè)：如果在培養(yǎng)基上出現(xiàn)粗糙的菌落，就說明有R型細(xì)菌產(chǎn)生，加入的物質(zhì)不是轉(zhuǎn)化因子。如果出現(xiàn)了光滑的菌落，說明有S型細(xì)菌，那么這種物質(zhì)就是轉(zhuǎn)化因子。最后一組與加入DNA的一組形成對(duì)照，單一變量是DNA是否完整。說明只有完整的DNA是遺傳物質(zhì)。進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生探究問題與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的能力及創(chuàng)新意識(shí)。DNA是遺傳物質(zhì)的證據(jù)II——噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)講述：艾弗里的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了十年，實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡降资鞘裁此麑?shí)現(xiàn)了嗎為了把DNA和其他物質(zhì)徹底的分離開，最終只能把蛋白質(zhì)含量降低到%，沒有徹底分離提純。所以，嚴(yán)格來說他的實(shí)驗(yàn)并沒有構(gòu)成單一變量。不能夠排除蛋白質(zhì)在轉(zhuǎn)化過程中的作用。另一個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)軌驅(qū)NA和蛋白質(zhì)徹底分離開，證明了DNA是遺傳物質(zhì)?！删w侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)。1.講述并投影：T2噬菌體的結(jié)構(gòu)模式圖，說明其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、物質(zhì)（元素）組成，培養(yǎng)條件。投影其電鏡下的照片，說明根據(jù)電鏡照片顯示的其可能的寄生和繁殖方式。觀察圖片，思考：注入細(xì)菌的物質(zhì)是什么你認(rèn)為哪一種物質(zhì)是噬菌體的遺傳物質(zhì)為什么能不能排除蛋白質(zhì)的作用2、投影分別用不同放射性元素標(biāo)記的噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)過程。思考：（1）為什么選擇噬菌體作為實(shí)驗(yàn)材料（2）有多種同位素：14C、3H、18O、15N、32P、35S，應(yīng)該用什么同位素標(biāo)記噬菌體的DNA和蛋白質(zhì)如何標(biāo)記（3）保溫、攪拌和離心的作用是什么（4）離心之后細(xì)菌的位置在哪里子代噬菌體的位置在哪里（5）對(duì)沉淀、上清、和子代的放射性測(cè)試結(jié)果怎樣得出什么結(jié)論引起好奇：十年就做一件事，為什么呢心理活動(dòng)：好可惜，那怎么辦回憶病毒的特點(diǎn)，認(rèn)識(shí)噬菌體分析：DNA進(jìn)入細(xì)菌，蛋白質(zhì)沒有進(jìn)入細(xì)菌，兩者徹底分離開了。DNA能夠在親子代之間保持連續(xù)，是噬菌體的遺傳物質(zhì)。思考并嘗試回答：（1）化學(xué)成分只有兩種，在自然的生理過程中把DNA和蛋白質(zhì)徹底分開。（2）32P和35S分別DNA和蛋白質(zhì)的特有元素，能把兩種物質(zhì)完全區(qū)分開。（3）保溫讓噬菌體吸附在細(xì)菌表面，注入遺傳物質(zhì)，離心是使噬菌體外殼與細(xì)菌分離。（4）離心之后細(xì)菌的位置在沉淀，子代噬菌體的位置在細(xì)菌中，隨細(xì)菌沉淀在底部。（5）標(biāo)記蛋白質(zhì)的一組，放射性主要出現(xiàn)在上清，說明蛋白質(zhì)外殼主要在上清，子代中沒有檢測(cè)到放射性，說明子代不含有親代的蛋白質(zhì)。標(biāo)記DNA的一組，放射性主要出現(xiàn)在沉淀，說明親代DNA出現(xiàn)在沉淀中，并且子代噬菌體中也檢測(cè)到了親代的DNA。綜合兩組，在噬菌體親子代之間連續(xù)的物質(zhì)是DNA，因此DNA才是噬菌體的遺傳物質(zhì),蛋白質(zhì)不是讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到一個(gè)正確的結(jié)論可以通過不同的途徑獲得。認(rèn)同人類對(duì)遺傳物質(zhì)的認(rèn)識(shí)是不斷深化、不斷完善的過程；認(rèn)同科學(xué)的發(fā)展離不開技術(shù)的支持。DNA是主要的遺傳物質(zhì)（選講——設(shè)疑：DNA是生物唯一的遺傳物質(zhì)嗎投影演示煙草花葉病毒侵染煙草的結(jié)果，思考：煙草花葉病毒的遺傳物質(zhì)是）投影并講述：大量科學(xué)研究證明：具有細(xì)胞結(jié)構(gòu)的生物，遺傳物質(zhì)是DNA。多數(shù)病毒的遺傳物質(zhì)是DNA，例如：T2噬菌體。少數(shù)病毒的遺傳物質(zhì)是RNA，例如：SARS、HIV、煙草花葉病毒等。學(xué)生根據(jù)已有經(jīng)驗(yàn)回答。觀看幻燈片，回答：煙草花葉病毒的遺傳物質(zhì)是RNA?？偨Y(jié)上述探究活動(dòng)，得出：DNA是主要的遺傳物質(zhì)。進(jìn)一步明確某些病毒的遺傳物質(zhì)是RNA，DNA是主要的遺傳物質(zhì)的原因。課堂小結(jié)總結(jié)本節(jié)內(nèi)容，點(diǎn)出重點(diǎn)?；仡櫛菊n內(nèi)容，查漏補(bǔ)缺。加深理解、鞏固、深化所學(xué)知識(shí)。板書設(shè)計(jì)隨堂練習(xí)1．格里菲思用肺炎雙球菌在小鼠身上進(jìn)行了著名的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)，此實(shí)驗(yàn)結(jié)果是（D）A．證明了DNA是遺傳物質(zhì)B．證明了RNA是遺傳物質(zhì)C．證明了蛋白質(zhì)是遺傳物質(zhì)D．沒有證明具體哪一種物質(zhì)是遺傳物質(zhì)2.肺炎雙球菌中的S型具有多糖類莢膜，R型則不具有。下列敘述錯(cuò)誤的是（A）A．培養(yǎng)R型活細(xì)菌時(shí)加S型細(xì)菌的多糖類物質(zhì)，能產(chǎn)生一些具有莢膜的細(xì)菌B．培養(yǎng)R型活細(xì)菌時(shí)加S型細(xì)菌DNA的完全水解產(chǎn)物，不能產(chǎn)生具有莢膜的細(xì)菌C．培養(yǎng)R型活細(xì)菌時(shí)加S型細(xì)菌的DNA，能產(chǎn)生具有莢膜的細(xì)菌D．培養(yǎng)R型活細(xì)菌時(shí)加S型細(xì)菌的蛋白質(zhì)，不能產(chǎn)生具有莢膜的細(xì)菌3.將有關(guān)過程正確排序。③②①⑤④=1\*GB3①標(biāo)記噬菌體侵染未標(biāo)記細(xì)菌=2\*GB3②35S和32P標(biāo)記噬菌體=3\*GB3③35S和32P標(biāo)記細(xì)菌=4\*GB3④放射性檢測(cè)=5\*GB3⑤離心分離4.科學(xué)家用含有15N的培養(yǎng)基培養(yǎng)大腸桿菌，再用該大腸桿菌培養(yǎng)T2噬菌體，待大腸桿菌解體后15N（C）A．不出現(xiàn)在T2噬菌體中B．僅發(fā)現(xiàn)于T2噬菌體的DNA中C．發(fā)現(xiàn)于T2噬菌體的外殼和DNA中D．僅發(fā)現(xiàn)于T2噬菌體的外殼中5.下列有關(guān)“DNA是生物的主要遺傳物質(zhì)”的敘述，正確的是（B）A．所有生物的遺傳物質(zhì)都是DNAB．真核生物、原核生物、大部分病毒的遺傳物質(zhì)是DNA，少部分病毒的遺傳物質(zhì)是RNAC．動(dòng)物、植物的遺傳物質(zhì)是DNA，除此之外的其他生物的遺傳物質(zhì)是RNAD．真核生物、原核生物的遺傳物質(zhì)是DNA，其他生物的遺傳物質(zhì)是RNA作業(yè)布置配套練習(xí)教學(xué)反思本節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容涉及的實(shí)驗(yàn)，在中學(xué)實(shí)驗(yàn)室條件下是不可能完成的。本節(jié)課采用引導(dǎo)探究式的教學(xué)方法，通過創(chuàng)設(shè)自主