生物教案：第三章第節(jié)DNA是主要的遺傳物質(zhì)

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精第3章基因的本質(zhì)eq\o(\s\up7(），\s\do5(單元規(guī)劃)）單元結(jié)構(gòu)課標(biāo)要求及教學(xué)建議內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)學(xué)習(xí)要求教學(xué)建議1?？偨Y(jié)人類對(duì)遺傳物質(zhì)的探索過程1.分析“肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)”的原理和過程，得出相應(yīng)的結(jié)論分析和討論科學(xué)家探索遺傳物質(zhì)本質(zhì)的過程和方法，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題及知識(shí)遷移的能力2。分析“噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)”的原理和過程，得出相應(yīng)的結(jié)論3。說出“煙草花葉病毒的感染實(shí)驗(yàn)”的原理和過程，得出相應(yīng)的結(jié)論4.概述人類對(duì)遺傳物質(zhì)的探索過程,并得出“DNA是主要的遺傳物質(zhì)”結(jié)論5.認(rèn)同科學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)的發(fā)展在探索遺傳物質(zhì)過程中的作用2。概述DNA分子結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)1.說出DNA分子的基本單位嘗試制作DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)模型2.概述DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)3。闡明堿基互補(bǔ)配對(duì)原則4.收集DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的建立過程的資料，體驗(yàn)沃森和克里克的探索過程與互助合作的科學(xué)精神5.制作DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)模型，體驗(yàn)科學(xué)家科學(xué)探索的精神3。概述DNA分子的復(fù)制1。概述DNA分子復(fù)制的時(shí)期、過程和條件通過模擬實(shí)驗(yàn)，自主探索DNA復(fù)制的過程，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣2.說明DNA分子復(fù)制的特點(diǎn)3。闡明DNA分子復(fù)制的實(shí)質(zhì)4.概述DNA分子復(fù)制的生物學(xué)意義5。認(rèn)同DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型對(duì)研究DNA分子復(fù)制的指導(dǎo)意義4。說明基因和遺傳信息的關(guān)系1。舉例說明基因與DNA的關(guān)系運(yùn)用數(shù)學(xué)方法理解、認(rèn)同DNA分子結(jié)構(gòu)的多樣性和特異性2。探究基因和遺傳信息的關(guān)系，認(rèn)同基因的物質(zhì)性3。闡述脫氧核苷酸序列與遺傳信息的關(guān)系4.概述DNA分子的多樣性和特異性第1節(jié)DNA是主要的遺傳物質(zhì)教學(xué)設(shè)計(jì)(一）作者：黃新，江蘇省通州市石港中學(xué)教師，中學(xué)生物高級(jí)教師，本文獲江蘇省南通市教學(xué)創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽二等獎(jiǎng)。課標(biāo)要求通過學(xué)習(xí)DNA分子的遺傳基本功能，從細(xì)胞水平和分子水平闡述生命的延續(xù)性,對(duì)于學(xué)生理解生命的延續(xù)和發(fā)展，認(rèn)識(shí)生物界及生物多樣性，樹立正確的自然觀有重要意義。教師要善于引導(dǎo)學(xué)生從生活中搜集相關(guān)信息，并發(fā)現(xiàn)和提出問題，體驗(yàn)科學(xué)家探索生物生殖、遺傳奧秘的過程。具體內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn):總結(jié)人類對(duì)遺傳物質(zhì)的探索過程。教學(xué)目標(biāo)1．說出“DNA是主要的遺傳物質(zhì)”的探索過程。2．探討實(shí)驗(yàn)技術(shù)在證明DNA是主要遺傳物質(zhì)中的作用。3．認(rèn)同“DNA是主要的遺傳物質(zhì)”的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路，養(yǎng)成學(xué)生的邏輯思維能力和歸納推理能力.4．嘗試探究遺傳變異功能的物質(zhì)基礎(chǔ)，形成辯證唯物主義世界觀。教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)(1）肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)的原理和過程。(2)噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)的原理和過程。教學(xué)難點(diǎn)(1)肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)的原理和過程。（2)如何理解DNA是主要的遺傳物質(zhì)，RNA也是遺傳物質(zhì)。(3）通過探究科學(xué)發(fā)現(xiàn)過程來學(xué)習(xí)科學(xué)研究方法。設(shè)計(jì)思路本節(jié)課主要介紹了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)”。教學(xué)設(shè)計(jì)中，采用“重溫科學(xué)家探索實(shí)驗(yàn),重走科學(xué)家探索之路”的方法，探索科學(xué)家們的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路、方法、過程和原理，培養(yǎng)了學(xué)生的科學(xué)實(shí)驗(yàn)方法,訓(xùn)練了學(xué)生的科學(xué)思維能力。通過探索科學(xué)發(fā)現(xiàn)過程來學(xué)習(xí)科學(xué)研究方法是本節(jié)課的難點(diǎn)，也是新教材要讓學(xué)生真正掌握的東西。教學(xué)設(shè)計(jì)中，按照科學(xué)家的探索歷程，以一系列提問的形式，引領(lǐng)學(xué)生層層深入思考,讓學(xué)生理解“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)”最關(guān)鍵的設(shè)計(jì)思路就是把DNA和蛋白質(zhì)區(qū)分開，分別觀察它們的作用。從教學(xué)程序上，本節(jié)課采用“設(shè)疑導(dǎo)入→問題引導(dǎo)呈現(xiàn)探索過程→討論實(shí)驗(yàn)結(jié)果→歸納總結(jié)”的教學(xué)程序.活動(dòng)設(shè)計(jì)教學(xué)過程教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)教學(xué)目標(biāo)及說明提供背景資料,創(chuàng)設(shè)問題情境，引導(dǎo)學(xué)生形成對(duì)主要遺傳物質(zhì)的認(rèn)識(shí)以人類早期對(duì)遺傳物質(zhì)的推測(cè)為問題源頭,將“DNA和蛋白質(zhì)究竟誰是遺傳物質(zhì)”的問題提出，引導(dǎo)學(xué)生討論:1.人們對(duì)遺傳物質(zhì)的認(rèn)識(shí)是和當(dāng)時(shí)的科學(xué)研究水平分不開的。20世紀(jì)二三十年代人們對(duì)蛋白質(zhì)和DNA的認(rèn)識(shí)水平如何呢？2。當(dāng)時(shí)認(rèn)為遺傳物質(zhì)是哪種物質(zhì)？為什么會(huì)有這樣的觀點(diǎn)？3.從這個(gè)科學(xué)事實(shí)中,你能得出什么啟示？在課前預(yù)習(xí)，并收集了有關(guān)遺傳物質(zhì)研究過程資料的基礎(chǔ)上，學(xué)生就教師提出的問題進(jìn)行討論，學(xué)生認(rèn)為:當(dāng)時(shí)對(duì)蛋白質(zhì)的認(rèn)識(shí)水平是它是由多種氨基酸連接成的，可形成多種不同排列方式的生物大分子。對(duì)DNA的認(rèn)識(shí)水平是它是由許多脫氧核苷酸聚合成的生物大分子。并且對(duì)蛋白質(zhì)分子的認(rèn)識(shí)先于對(duì)DNA分子的認(rèn)識(shí)。當(dāng)時(shí)認(rèn)為蛋白質(zhì)是遺傳物質(zhì)的觀點(diǎn)占主導(dǎo)地位。因?yàn)槿藗儗?duì)蛋白質(zhì)的認(rèn)識(shí)早于對(duì)DNA的認(rèn)識(shí),當(dāng)時(shí)已認(rèn)識(shí)到蛋白質(zhì)由多種氨基酸連接而成,種類較多的氨基酸形成的多種多樣連接順序，很容易使人們將它與生物的多樣性聯(lián)系起來；而對(duì)于DNA的結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)很少，構(gòu)成的脫氧核苷酸僅四種，難于與生物多樣性聯(lián)系起來思考。學(xué)生：科學(xué)發(fā)展過程是一個(gè)不斷發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤并糾正錯(cuò)誤的過程。通過探尋科學(xué)研究的歷史過程，讓學(xué)生知道這個(gè)問題好長時(shí)間一直困擾著人們,成為科學(xué)家爭論、研究的焦點(diǎn)問題，使學(xué)生對(duì)本節(jié)課將要研究的問題形成一定的感性認(rèn)識(shí)。深入設(shè)問，導(dǎo)入實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路的學(xué)習(xí)要解決“DNA和蛋白質(zhì)究竟誰是遺傳物質(zhì)”的問題,可以先嘗試對(duì)提出的問題作些猜想或假設(shè),你的猜想和假設(shè)是什么呢？怎樣檢驗(yàn)猜想是否正確呢？學(xué)生作出假設(shè)：學(xué)生A：可能DNA是遺傳物質(zhì)，蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)。學(xué)生B：可能蛋白質(zhì)是遺傳物質(zhì)，DNA不是遺傳物質(zhì).學(xué)生C：可能DNA和蛋白質(zhì)都是遺傳物質(zhì)，兩者共同起遺傳作用。學(xué)生回答：用做實(shí)驗(yàn)的方法來驗(yàn)證猜想中哪些是正確的，哪些是不正確的。培養(yǎng)學(xué)生針對(duì)問題作出假設(shè)的能力，也培養(yǎng)了學(xué)生發(fā)散性思維能力.讓學(xué)生得到科學(xué)研究方法方面的指導(dǎo).導(dǎo)言過渡，引入對(duì)肺炎雙球菌體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)的探究與體驗(yàn)如何來設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)?zāi)?？譬如說，我們已學(xué)習(xí)了孟德爾遺傳規(guī)律以及細(xì)胞分裂和受精作用，認(rèn)識(shí)到遺傳和變異與細(xì)胞中的染色體有關(guān)，染色體在生物的傳種接代中起重要作用，染色體的主要成分是蛋白質(zhì)和DNA.那么，你如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證這兩種物質(zhì)中，究竟哪一種是遺傳物質(zhì)，抑或兩者都是遺傳物質(zhì)呢？學(xué)生相互討論提出自己的觀點(diǎn)，并對(duì)他人提出的觀點(diǎn)進(jìn)行評(píng)價(jià),共同歸納總結(jié)認(rèn)為：可以把染色體的主要成分——DNA和蛋白質(zhì)分開,單獨(dú)地、直接地去觀察DNA、蛋白質(zhì)的作用,以便甄別DNA和蛋白質(zhì)誰在起遺傳作用。培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維的方法以及合作交流的態(tài)度。介紹實(shí)驗(yàn)材料R型、S型肺炎雙球菌首次通過確鑿的實(shí)驗(yàn)證據(jù)向遺傳物質(zhì)是蛋白質(zhì)的觀點(diǎn)提出挑戰(zhàn)的是美國科學(xué)家艾弗里，艾弗里是在英國科學(xué)家格里菲思的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上進(jìn)行的，教師以演示文稿的形式介紹格里菲思實(shí)驗(yàn)過程。R型細(xì)菌：無多糖類的莢膜，菌落表面粗糙，無毒性，侵染小鼠，小鼠不死亡。S型細(xì)菌:有多糖類的莢膜，菌落表面光滑，是有毒性的,侵染小鼠，小鼠死亡。要求學(xué)生在教師演示及介紹的基礎(chǔ)上對(duì)兩種細(xì)菌列表比較。學(xué)生傾聽、看圖.學(xué)生列表比較兩種肺炎雙球菌：讓學(xué)生懂得科學(xué)發(fā)展過程是一個(gè)不斷繼承的過程。加強(qiáng)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)材料的認(rèn)識(shí).分析肺炎雙球菌體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)方法、過程讓學(xué)生陳述肺炎雙球菌體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)的四組實(shí)驗(yàn)方法、過程、結(jié)果。學(xué)生陳述四組實(shí)驗(yàn)過程、結(jié)果：第一組：R型活菌→注射小鼠→小鼠正常第二組:S型活菌→注射小鼠→小鼠死亡，分離出S型活菌第三組：加熱殺死S型活菌→注射小鼠→小鼠正常第四組：R型活菌＋S型死菌→注射小鼠→小鼠死亡，分離出S型活菌加深學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的理解和認(rèn)識(shí)深入設(shè)問，引導(dǎo)提問，分析肺炎雙球菌體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)的原理在學(xué)生陳述四組實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，教師設(shè)問以引導(dǎo)學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)，同時(shí)也鼓勵(lì)學(xué)生自己提出問題。（1)比較第一組、第三組實(shí)驗(yàn)的結(jié)果,能說明什么？(2)比較第二組、第三組實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，能說明什么問題?（3）綜合比較四個(gè)實(shí)驗(yàn)，分析:為什么無毒性的R型活菌與加熱殺死的S型死菌混合后，導(dǎo)致小鼠死亡，并且從尸體上分離出S型活菌。學(xué)生答：（1)第一組、第三組實(shí)驗(yàn)結(jié)果說明,加熱殺死的S型細(xì)菌和活的R型細(xì)菌一樣均對(duì)小鼠無毒性影響。學(xué)生答：（2）第二組、第三組實(shí)驗(yàn)結(jié)果說明，S型細(xì)菌只有在保持活性的條件下,才對(duì)小鼠有毒性。學(xué)生答：(3)R型活細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型活細(xì)菌；加熱殺死的S型細(xì)菌中含有能將R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌的轉(zhuǎn)化因子.讓學(xué)生體驗(yàn)科學(xué)探索過程，領(lǐng)悟科學(xué)研究的思想和方法。讓學(xué)生走進(jìn)科學(xué)家的設(shè)計(jì)思路中.教師精講，解答學(xué)生的疑問教師評(píng)價(jià)學(xué)生提出的問題并及時(shí)解答：蛋白質(zhì)和核酸對(duì)于高溫的耐受力是不同的，在80～100℃的溫度范圍,蛋白質(zhì)將失去活性，DNA雙鏈將解開；當(dāng)溫度降至學(xué)生也向教師提出了問題：在肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中，加熱殺死的S型細(xì)菌，單獨(dú)注射到小鼠體內(nèi)，小鼠不死亡，說明加熱殺死的S型細(xì)菌已失去毒性，為什么加熱殺死的S型細(xì)菌還能使R型活細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型活細(xì)菌？這個(gè)問題有一定的深度，也是學(xué)生有疑問的地方,教師在肯定學(xué)生善于提問題的同時(shí)，及時(shí)補(bǔ)充相關(guān)知識(shí).問題引領(lǐng)，師生互動(dòng)，分析評(píng)價(jià)格里菲思實(shí)驗(yàn)當(dāng)時(shí),格里菲思是否清楚這種被稱為“轉(zhuǎn)化因子"的物質(zhì)究竟是什么物質(zhì)？單憑格里菲思的實(shí)驗(yàn)?zāi)懿荒茏C明DNA就是遺傳物質(zhì)？為什么？學(xué)生答:當(dāng)時(shí)的格里菲思并不知道這種轉(zhuǎn)化因子是什么物質(zhì),單憑格里菲思的實(shí)驗(yàn)還不能證明DNA就是遺傳物質(zhì)，因?yàn)楸粴⑺赖腟型細(xì)菌中含有蛋白質(zhì)、多糖以及DNA等物質(zhì)，還不能說明是哪種物質(zhì)起了“轉(zhuǎn)化因子”的作用，還是共同起作用.通過對(duì)科學(xué)家實(shí)驗(yàn)的評(píng)價(jià)，培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維的能力。如果是你做轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)，你應(yīng)該如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)?(學(xué)生如答不出,可建議學(xué)生看書。)學(xué)生答：設(shè)法將被殺死的S型細(xì)菌中的各種物質(zhì)分離開來，讓每種物質(zhì)單獨(dú)地去和R型活細(xì)菌一起注射到小鼠體內(nèi)，觀察小鼠是否死亡。若有小鼠死亡,還要檢查尸體中有沒有活性的S型肺炎雙球菌。讓學(xué)生嘗試設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)思路，親身體驗(yàn)科學(xué)研究的思想和方法，為探索艾弗里轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)作鋪墊。設(shè)計(jì)問題，師生共同分析推導(dǎo)艾弗里實(shí)驗(yàn)其實(shí)早在20世紀(jì)40年代美國科學(xué)家艾弗里和他的同事對(duì)這一問題就進(jìn)行了深入研究。閱讀教材中有關(guān)艾弗里肺炎雙球菌體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)的文字及圖像。提問:(1)艾弗里實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵設(shè)計(jì)思路是什么？學(xué)生答:把加熱殺死的S型細(xì)菌中的DNA、蛋白質(zhì)和多糖等物質(zhì)分開，單獨(dú)地、直接地去觀察它們的作用。讓學(xué)生從艾弗里實(shí)驗(yàn)中，體會(huì)科學(xué)研究要有科學(xué)的思路,另外還可以感悟到后人的科學(xué)研究是在總結(jié)前人經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，一項(xiàng)偉大的成果是許多科學(xué)家共同努力的結(jié)果。以艾弗里實(shí)驗(yàn)為例，復(fù)習(xí)對(duì)照實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路。設(shè)計(jì)問題，師生共同分析推導(dǎo)艾弗里實(shí)驗(yàn)(2）艾弗里的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)采用了對(duì)照實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)思想，三組實(shí)驗(yàn)中哪些是對(duì)照實(shí)驗(yàn)？實(shí)驗(yàn)的自變量是什么？因變量是什么?通過對(duì)照實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)論是什么？學(xué)生答：這三組實(shí)驗(yàn)中，第一組實(shí)驗(yàn)與第二組、第三組均為對(duì)照實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)的自變量是加入到R型細(xì)菌培養(yǎng)基中的物質(zhì)的不同。實(shí)驗(yàn)的因變量是是否有R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌.通過實(shí)驗(yàn)一和實(shí)驗(yàn)二能得出的結(jié)論是：只有加入DNA,R型細(xì)菌才能轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌,說明DNA是遺傳物質(zhì)，蛋白質(zhì)等物質(zhì)不是遺傳物質(zhì)。通過實(shí)驗(yàn)一和實(shí)驗(yàn)三得出的結(jié)論是：只有完整的DNA才能進(jìn)行轉(zhuǎn)化，脫氧核苷酸沒有轉(zhuǎn)化作用.培養(yǎng)學(xué)生批判性思維。艾弗里實(shí)驗(yàn)提取出的DNA，純度最高時(shí)也還有0.02％的蛋白質(zhì)，艾弗里的實(shí)驗(yàn)是否有不足之處呢?學(xué)生答：由于艾弗里實(shí)驗(yàn)提取的DNA純度不是100％，還含有少量蛋白質(zhì).因此，可能有人會(huì)認(rèn)為就是這些少量的蛋白質(zhì)發(fā)生了轉(zhuǎn)化作用，或有蛋白質(zhì)參與了轉(zhuǎn)化作用，不能排除蛋白質(zhì)的作用.因此說，艾弗里的實(shí)驗(yàn)還有不足之處。讓學(xué)生知道，對(duì)于完成科學(xué)實(shí)驗(yàn)來說，實(shí)驗(yàn)選材尤其重要。提供背景資料，引入探索噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)師生互動(dòng),體會(huì)實(shí)驗(yàn)選材的重要性利用多媒體展示T2噬菌體結(jié)構(gòu)模式圖，分析介紹其結(jié)構(gòu)與物質(zhì)組成、生活習(xí)性,在此基礎(chǔ)上指導(dǎo)學(xué)生：(1)歸納T2噬菌體的物質(zhì)組成、結(jié)構(gòu)和生活習(xí)性。學(xué)生答：T2噬菌體是一種專門寄生在大腸桿菌體內(nèi)的病毒，它的頭部和尾部的外殼都是由蛋白質(zhì)構(gòu)成的，頭部內(nèi)含有DNA分子。讓學(xué)生感悟科學(xué)家實(shí)驗(yàn)的思想、方法.通過讓學(xué)生了解同位素標(biāo)記法等技術(shù),讓學(xué)生明白科學(xué)成果的取得必須有技術(shù)手段作保證。技術(shù)的發(fā)展需要以科學(xué)原理為基礎(chǔ)，科學(xué)與技術(shù)是相互支持，相互促進(jìn)的。(2)為什么選用T2噬菌體做實(shí)驗(yàn)材料？學(xué)生答：T2噬菌體無細(xì)胞結(jié)構(gòu)，只由DNA和蛋白質(zhì)構(gòu)成，并且DNA中不夾雜著蛋白質(zhì)，兩者可以完全分開。另外，病毒繁殖快，取材方便，結(jié)構(gòu)簡單，容易看到因遺傳物質(zhì)改變導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)和功能的改變。設(shè)計(jì)問題，師生互動(dòng)，探究T2噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)思想、方法、原理和過程指導(dǎo)學(xué)生閱讀教材相關(guān)內(nèi)容.提問：（1）赫爾希等人和艾弗里的實(shí)驗(yàn)，方法不同，在設(shè)計(jì)思路上是否一致呢？他們最關(guān)鍵的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路是什么？學(xué)生回答：他們的實(shí)驗(yàn)在設(shè)計(jì)思路上是一致的。他們最關(guān)鍵的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路是設(shè)法把DNA與蛋白質(zhì)分開，單獨(dú)地、直接地去觀察DNA或蛋白質(zhì)的作用。按照科學(xué)家的探索歷程,以問題的形式引領(lǐng)學(xué)生層層深入思考。把對(duì)實(shí)驗(yàn)過程的探究與科學(xué)方法的學(xué)習(xí)相結(jié)合。（2)T2噬菌體由DNA和蛋白質(zhì)組成，我們用什么方法來跟蹤DNA分子、蛋白質(zhì)分子的行蹤呢？以便分別觀察這兩種大分子物質(zhì)的變化和作用？學(xué)生答：用同位素標(biāo)記法分別對(duì)T2噬菌體的DNA和蛋白質(zhì)用同一元素標(biāo)記.讓這兩種物質(zhì)帶上放射性，通過放射性自顯影技術(shù)，就可以分別觀察到這兩種大分子物質(zhì)的變化和作用。（3)為什么選擇35S和32P這兩種同位素分別對(duì)蛋白質(zhì)和DNA進(jìn)行標(biāo)記？學(xué)生答：從元素組成來看，硫僅存在于蛋白質(zhì)組分中，而磷則主要存在于DNA中，C和O在DNA和蛋白質(zhì)中都含有.這樣,就可以讓一部分噬菌體只標(biāo)記蛋白質(zhì)而不標(biāo)記DNA，另一部分噬菌體只標(biāo)記DNA而不標(biāo)記蛋白質(zhì)，從而分別觀察這兩種大分子物質(zhì)的變化和作用。(4)如何才能讓T2噬菌體的蛋白質(zhì)和DNA被分別標(biāo)記35S和32P呢？（指導(dǎo)學(xué)生閱讀教材相應(yīng)內(nèi)容）學(xué)生答：先分別用含有35S和32P的培養(yǎng)基培養(yǎng)大腸桿菌，分別得到含35S和32P的大腸桿菌。然后分別用含35S和32P的大腸桿菌培養(yǎng)T2噬菌體。這樣就得到DNA含32P標(biāo)記或蛋白質(zhì)含35S標(biāo)記的噬菌體.重溫科學(xué)家的噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)過程以演示文稿的形式分步演示35S噬菌體和32P噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)過程，并要求學(xué)生解決以下問題:1。要求學(xué)生簡要?dú)w納實(shí)驗(yàn)過程2.要求學(xué)生圍繞32P噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)討論以下問題:(1）實(shí)驗(yàn)中，親代噬菌體是什么物質(zhì)被放射性同位素標(biāo)記了？將已被標(biāo)記的噬菌體與細(xì)菌混合培養(yǎng)→將培養(yǎng)液攪拌離心→檢測(cè)離心管中上清液和沉淀物中的放射性物質(zhì).學(xué)生答:親代噬菌體的DNA被同位素標(biāo)記了。讓學(xué)生形成有關(guān)噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)的完整概念。重溫科學(xué)家的噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)過程(2)被侵染的細(xì)菌細(xì)胞，原來是否帶有放射性？被侵染后，是否帶有放射性?學(xué)生答：被侵染的細(xì)菌細(xì)胞原本不帶放射性,被侵染后帶了放射性。讓學(xué)生知道科學(xué)發(fā)展是一個(gè)漫長的過程,不斷發(fā)現(xiàn)的過程，繼承的過程,合作的過程。培養(yǎng)學(xué)生歸納推理的思維能力.（3)離心后，上清液和沉淀物中誰帶有放射性？學(xué)生答：離心后，上清液的放射性很低,沉淀物的放射性很高。（4)子代噬菌體有沒有檢測(cè)到放射性？是什么成分帶有放射性?學(xué)生答：子代噬菌體檢測(cè)到放射性，是DNA帶有放射性.3。要求同學(xué)再圍繞上述問題對(duì)35S噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)，也作簡要分析。學(xué)生圍繞上述四個(gè)問題對(duì)35S噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)過程作簡要分析。4。說出實(shí)驗(yàn)的結(jié)果是什么。用35S標(biāo)記噬菌體蛋白質(zhì)外殼的實(shí)驗(yàn)組結(jié)果為：細(xì)菌體內(nèi)無放射性，子代噬菌體也無放射性。用32P標(biāo)記噬菌體內(nèi)部DNA的實(shí)驗(yàn)組結(jié)果為：細(xì)菌體內(nèi)有放射性,子代噬菌體中檢測(cè)到放射性。5.列表總結(jié)T2噬菌體的實(shí)驗(yàn)過程及結(jié)果。學(xué)生圍繞親代噬菌體、宿主細(xì)菌內(nèi)、子代噬菌體的放射性標(biāo)記成分及實(shí)驗(yàn)結(jié)果列表總結(jié)比較.6。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果能形成什么結(jié)論？實(shí)驗(yàn)表明，噬菌體侵染細(xì)菌時(shí)，DNA進(jìn)入到細(xì)菌內(nèi)，而蛋白質(zhì)外殼仍留在外面。子代噬菌體的各種性狀，是通過親代的DNA遺傳的。DNA是遺傳物質(zhì),蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)。以演示文稿的形式播放T2噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)過程.要求學(xué)生總結(jié)噬菌體侵染細(xì)菌的大致過程.噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)過程為:吸附—注入DNA—復(fù)制子代噬菌體的DNA和合成子代噬菌體的蛋白質(zhì)—組裝子代噬菌體—釋放.教師精講從1928年格里菲思的肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn),到1944年艾弗里的實(shí)驗(yàn)，再到1952年赫爾希和蔡斯的噬菌體侵染實(shí)驗(yàn),前后歷經(jīng)24年,人們才確信DNA是遺傳物質(zhì)。學(xué)生傾聽呈現(xiàn)背景資料，分析RNA也是遺傳物質(zhì)介紹資料：有些病毒（如煙草花葉病毒),它們不含有DNA，只含有RNA，在這種情況下，RNA就起著遺傳物質(zhì)的作用。請(qǐng)根據(jù)資料回答：在生物界中DNA是惟一的遺傳物質(zhì)嗎？學(xué)生分析資料歸納，在生物界中絕大多數(shù)生物是以DNA為遺傳物質(zhì)的，在少數(shù)不含DNA只含RNA的生物中才以RNA作為遺傳物。因此說，生物界中DNA是主要的遺傳物質(zhì)。教師精講核酸是生物的遺傳物質(zhì)，不同的生物所含遺傳物質(zhì)的種類有所不同。絕大多數(shù)生物含有DNA和RNA,這時(shí)起決定作用的是DNA.只有極少數(shù)的病毒只有RNA，不含DNA。只有這類生物中RNA才作為遺傳物質(zhì)。（如作為總結(jié)，需要修改.）課堂小結(jié)本節(jié)課通過重溫科學(xué)家肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)，和T2噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)，證明DNA是遺傳物質(zhì)，蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì),核酸是一切生物的遺傳物質(zhì)。在既含DNA又含RNA的生物中，DNA是遺傳物質(zhì)。只有在不含DNA只含RNA的生物中，RNA才起遺傳作用。因此說，在生物中DNA是主要的遺傳物質(zhì)，RNA也是遺傳物質(zhì)。同行點(diǎn)評(píng)“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)”是探討“DNA是遺傳物質(zhì)”的兩個(gè)經(jīng)典實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)過程蘊(yùn)涵科學(xué)家探索真理、發(fā)現(xiàn)真理的過程。新課標(biāo)倡導(dǎo)“提高生物科學(xué)素養(yǎng)”的課程理念,科學(xué)探究能力是公民科學(xué)素養(yǎng)的重要組成部分.本節(jié)課教師以體驗(yàn)“DNA是主要的遺傳物質(zhì)”的探索過程為目標(biāo)和線索，師生共同經(jīng)歷科學(xué)家的探究過程，領(lǐng)悟科學(xué)研究的過程和方法，學(xué)生的邏輯思維能力和推理能力得到了提高。本堂課的教學(xué)，教師采用問題解決式教學(xué)，首先由“問題探討”引入對(duì)“DNA和蛋白質(zhì)究竟哪一種是遺傳物質(zhì)”的討論，教師創(chuàng)設(shè)問題情境,提出具體問題，讓學(xué)生思考討論，并引導(dǎo)學(xué)生對(duì)問題作出假設(shè)和猜想。接著在艾弗里實(shí)驗(yàn)和“噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)”中，教師也是設(shè)計(jì)了系列問題，通過對(duì)問題的討論,讓學(xué)生逐步理解實(shí)驗(yàn)的過程、思路和方法。同時(shí)，教師也放手讓學(xué)生自主提問,這有助于培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維能力和質(zhì)疑能力。本節(jié)的重點(diǎn)是理解兩個(gè)實(shí)驗(yàn)的原理和方法，組織教學(xué)的過程中，教師利用多媒體課件將抽象的實(shí)驗(yàn)過程分步呈現(xiàn)在學(xué)生的眼前，既化解了教材難點(diǎn)，也彌補(bǔ)了傳統(tǒng)教學(xué)手段——板書、板圖花時(shí)多的缺點(diǎn)，增強(qiáng)了教學(xué)直觀性.本堂課教師還加強(qiáng)了STS教育，通過讓學(xué)生了解同位素標(biāo)記法等技術(shù)，讓學(xué)生明白科學(xué)成果的取得必須有技術(shù)手段作保證。技術(shù)的發(fā)展需要以科學(xué)原理為基礎(chǔ)，科學(xué)與技術(shù)是相互支持，相互促進(jìn)的.教學(xué)設(shè)計(jì)(二)作者：宋海霞，江蘇省泗洪中學(xué)教師，本文獲江蘇省新課程教學(xué)創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽二等獎(jiǎng)。設(shè)計(jì)思想以“誰是遺傳物質(zhì)”為線索展開教學(xué)與討論，在學(xué)生對(duì)物質(zhì)的辯證分析及前人的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上逐步討論，不斷激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，敲擊學(xué)生思維的鍵盤,從而水到渠成地得出結(jié)論.教學(xué)內(nèi)容分析本節(jié)內(nèi)容為本章第一節(jié)，也是研究生物最本質(zhì)內(nèi)容的一節(jié)，根據(jù)當(dāng)今社會(huì)的發(fā)展與需求來看，生物的重要性不言而喻,基因的研究更是炙手可熱，這就奠定了本節(jié)內(nèi)容的基調(diào)，學(xué)生學(xué)習(xí)必定帶著濃厚的興趣，教學(xué)研究也應(yīng)該鏈接科學(xué)前沿，把握時(shí)代的命脈，這樣才能不斷地刺激學(xué)生的興奮點(diǎn)，達(dá)到最好的效果。本節(jié)內(nèi)容在安排上顯然注意到了這方面的問題,以設(shè)問開篇，以物質(zhì)比較為引子，巧妙適時(shí)地組織安排經(jīng)典實(shí)驗(yàn),培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)，水到渠成地得出結(jié)論。教學(xué)目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)1．通過肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)和噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)，理解DNA是遺傳物質(zhì)。2．通過重演科學(xué)家發(fā)現(xiàn)DNA是主要遺傳物質(zhì)的過程，學(xué)會(huì)科學(xué)研究的方法和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本步驟.3．通過自己設(shè)計(jì)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)分析問題、解決問題的能力和創(chuàng)新思維能力。能力目標(biāo)以噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)說明DNA是遺傳物質(zhì),訓(xùn)練學(xué)生由特殊到一般的歸納思維能力.情感目標(biāo)1．養(yǎng)成實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度，培養(yǎng)不斷探求新知識(shí)和合作的精神。2．實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證DNA與RNA是遺傳物質(zhì)，強(qiáng)調(diào)了生命的物質(zhì)性，有助于辯證唯物主義世界觀的樹立。教學(xué)重點(diǎn)1．肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)的原理和過程。2．噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)原理和過程。3．學(xué)會(huì)科學(xué)研究的方法。解決辦法：（1)通過學(xué)生分析格里菲思的肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)過程，使學(xué)生確信S型死細(xì)菌細(xì)胞中含有某種轉(zhuǎn)化因子.再通過艾弗里的體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn),即從S型活細(xì)菌中提取DNA、蛋白質(zhì)和多糖等分別加入培養(yǎng)R型細(xì)菌的培養(yǎng)基中，引導(dǎo)學(xué)生明確只有DNA具有轉(zhuǎn)化作用。（2)通過學(xué)生分析赫爾希的噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)過程,用同位素標(biāo)記法,明確只有噬菌體的DNA注入到細(xì)菌體內(nèi)，而蛋白質(zhì)外殼留在外面,經(jīng)分析得出，子代噬菌體DNA和蛋白質(zhì)，都是在注入到細(xì)菌體內(nèi)的噬菌體DNA指導(dǎo)下完成的,說明DNA是連續(xù)的。教學(xué)難點(diǎn)1．肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)的原理和過程。2．學(xué)會(huì)科學(xué)研究的方法.解決辦法：從科學(xué)研究方法入手，對(duì)每個(gè)實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行分析,尤其要重視第三步和第四步兩個(gè)實(shí)驗(yàn)。何謂加熱殺“死"？殺“死”后的S型細(xì)菌還含有某種轉(zhuǎn)化因子？這里需要從兩方面說明，一方面加熱的溫度一般為60℃左右，不能太高；另一方面說明轉(zhuǎn)化因子的結(jié)構(gòu)相當(dāng)穩(wěn)定.另外，在設(shè)問“肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中，證明DNA是遺傳物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中最關(guān)鍵的思路是什么？”通過學(xué)生回答,教師引導(dǎo)，最后指出關(guān)鍵是“DNA和蛋白質(zhì)分開，單獨(dú)、直接地去觀察DNA和蛋白質(zhì)的作用。"教學(xué)用具多媒體課件。教學(xué)方法教師引導(dǎo)啟發(fā)與學(xué)生觀察探索相結(jié)合。教學(xué)模式引導(dǎo)探索式程序是：設(shè)疑導(dǎo)入→探索（建立假設(shè)→討論驗(yàn)證）→歸納總結(jié)→反饋運(yùn)用課時(shí)安排：1課時(shí)。eq\o（\s\up7（)，\s\do5(教學(xué)過程))引言：通過前面的學(xué)習(xí)，我們知道每一種生物通過有性生殖可以產(chǎn)生后代，產(chǎn)生的后代與親代既有相似的特點(diǎn)，也有不同的特征，說明生物體同時(shí)具有遺傳和變異的特性。那么遺傳和變異是怎樣發(fā)生的？生物體內(nèi)什么物質(zhì)起著決定性作用？遺傳和變異有什么共同的規(guī)律呢？從今天開始我們就來研究這些問題。科學(xué)發(fā)展到今天，DNA是遺傳物質(zhì)已經(jīng)眾所周知，不容置疑的了.你有什么證據(jù)證明DNA是遺傳物質(zhì)呢?前人當(dāng)初的知識(shí)積累并沒有我們?nèi)缃褙S富,當(dāng)初大多數(shù)人認(rèn)為蛋白質(zhì)是生物體的遺傳物質(zhì)，由此展開了對(duì)遺傳物質(zhì)身份的探究和考證.人們確定遺傳物質(zhì)的前提是明確遺傳物質(zhì)應(yīng)具備的特點(diǎn)：①能復(fù)制,在前后代保持連續(xù)性，穩(wěn)定性；②有儲(chǔ)存巨大數(shù)量遺傳信息的潛在能力;③能控制物質(zhì)性狀和代謝過程；④能引起可遺傳的變異.分析DNA和蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn):1．DNA由四種脫氧核苷酸組成，能組成多樣的結(jié)構(gòu)，儲(chǔ)藏多樣的信息，DNA的理化性質(zhì)比蛋白質(zhì)穩(wěn)定.2．蛋白質(zhì)由20種氨基酸組成，也能組成多樣的結(jié)構(gòu),儲(chǔ)藏多樣的信息,但理化性質(zhì)不穩(wěn)定。此兩點(diǎn)比較已見優(yōu)劣,但由于當(dāng)時(shí)人們并不了解DNA的結(jié)構(gòu)，所以需要尋求更有力的證據(jù)來證明這一理論.現(xiàn)在我們就跟尋科學(xué)家一起來尋找DNA是遺傳物質(zhì)的證據(jù),同時(shí)我們還要理解科學(xué)家的設(shè)計(jì)思路和實(shí)驗(yàn)設(shè)想，并且學(xué)會(huì)科學(xué)研究的方法。進(jìn)行科學(xué)研究時(shí)首先遇到的是選擇合適的實(shí)驗(yàn)材料問題，這是科學(xué)研究成敗的關(guān)鍵.歷史背景：蛋白質(zhì)，核酸，誰是遺傳物質(zhì)？問:無論是高等的、復(fù)雜的生物，還是低等的、簡單的生物，它們共同的物質(zhì)基礎(chǔ)是什么？（答:是蛋白質(zhì)和核酸。)問：既然都含有蛋白質(zhì)和核酸,你覺得選擇什么樣的生物材料做實(shí)驗(yàn)合適呢？為什么?（答:低等的、簡單的生物。因?yàn)檫@樣的生物結(jié)構(gòu)簡單，含有的遺傳物質(zhì)少,分析起來簡便、快捷,容易得出結(jié)論，而且繁殖很快.)問：你能試著說出幾種生物嗎?(像病毒，細(xì)菌都可以。)(一）格里菲思細(xì)菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)1928年，英國科學(xué)家格里菲思用一種細(xì)菌-—肺炎雙球菌進(jìn)行了實(shí)驗(yàn).肺炎雙球菌有兩種類型：一種是S型細(xì)菌，它的菌落光滑，菌體有多糖類的莢膜，是有毒性的球型菌，可以直接引起人患肺炎和小鼠患敗血癥而死亡；另一種是R型細(xì)菌，它實(shí)際是肺炎雙球菌的突變型,它已喪失了合成具有保護(hù)作用的莢膜,因此它無毒性，菌落粗糙。1．兩種菌落的比較菌落莢膜毒性R型細(xì)菌菌落粗糙無莢膜無毒S型細(xì)菌菌落光滑有莢膜有毒2．動(dòng)畫演示肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)過程（1）活的R型細(xì)菌→感染小鼠→健康；(2)活的S型細(xì)菌→感染小鼠→死亡；(3)滅活的S型細(xì)菌→感染小鼠→健康；（4）活的R型細(xì)菌＋滅活的S型細(xì)菌→感染小鼠→死亡。問:思考一下，這幾組實(shí)驗(yàn),尤其是第四組實(shí)驗(yàn)表明什么問題？（答：無毒性的R型細(xì)菌和已死的有毒性的S型細(xì)菌混合后,可以轉(zhuǎn)化成有毒性的S型活細(xì)菌。)很好。這就是著名的肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)。這個(gè)實(shí)驗(yàn)給我們留下了一個(gè)問題,究竟是什么使R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化成S型細(xì)菌的呢?這一“轉(zhuǎn)化因子”究竟是什么物質(zhì),當(dāng)時(shí)的格里菲思并不知道.(二）艾弗里DNA轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)1944年艾弗里和他的同事做了另外一個(gè)實(shí)驗(yàn)，受到了大家的重視。DNA、蛋白質(zhì)和多糖等,哪個(gè)是“轉(zhuǎn)化因子”即遺傳物質(zhì)？艾弗里和他的同事設(shè)法以S型活細(xì)菌中提取的DNA、蛋白質(zhì)、多糖及無機(jī)物，分別與R型細(xì)菌混合培養(yǎng)，其結(jié)果是,只有加入DNA的培養(yǎng)基中,R型細(xì)菌才轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌。這一結(jié)果表明：DNA是遺傳物質(zhì)，蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)。艾弗里及其同事的設(shè)計(jì)思路是什么？他們的研究結(jié)果說明了什么？思路:他們認(rèn)為這種轉(zhuǎn)化因子必定由S型細(xì)菌提供,將S型細(xì)菌中的物質(zhì)逐一提取，加以驗(yàn)證,若發(fā)生轉(zhuǎn)化，則為轉(zhuǎn)化因子，因此他們借助于化學(xué)提純技術(shù),補(bǔ)充了一組實(shí)驗(yàn)，即同時(shí)加入DNA酶，排除雜質(zhì)的干擾.教師強(qiáng)調(diào)：格里菲思肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中，第四組實(shí)驗(yàn)中加熱是使S型細(xì)菌的蛋白質(zhì)變性，其實(shí)DNA并沒有失去活性，因此使R