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1第3章基因的本质第1节DNA是主要的遗传物质钟丽秋一教学目标1知识目标①分析“DNA是主要的遗传物质”的探索过程。了解遗传物质的主要载体②过肺炎双球菌的转化实验和噬菌体侵染细菌的实验，理解DNA是主要的遗传物质2能力目标①分析证明DNA是遗传物质的实验设计思路，培养学生科学探究的能力训练学生逻辑思维的能力。②通过对感性图文资料的学习，培养学生的信息处理能力③进一步培养学生分析、比较、推理、归纳等科学思维能力和解决实际问题的能力。3情感态度价值观①通过模拟科学发现的过程，培养学生实事求是的科学态度和不断探究的精神②进一步激发学生唯物辩证观的树立。二、教学重点①肺炎双球菌转化实验的原理和过程。②噬菌体侵染细菌实验的原理和过程。三、教学难点肺炎双球菌转化实验的原理和过程四、课时安排：1课时五、教学设计【教学方法】本案例的设计以第三种教学方法为主，目的是培养了学生自主学习的能力和探究的精神。1．采用“问题教学法”和“小组研讨法”相结合的教学方法，层层设置问题，然后以小组合作研讨的方式解决，归纳出知识点，并加以理解掌握。2．采用教师讲授和学生自学相结合，多种媒体互相结合的教学方法。23．采用“设疑导入→问题引导呈现探究过程→讨论实验结果→归纳总结→反馈运用”的教学方式。以学生为主体，在教师以启发式的问题的引导下，学生通过自主学习，以小组合作的方式，进行探究性学习。【教学策略】节内容主要阐述生物的遗传物质是DNA和RNA。在教学过程中，可以引导学生对遗传物质的化学本质进行推测，然后引导学生寻找证据，根据教材提供的三个经典实验的资料分析，形成对生物体遗传物质本质的认识。由于本节课主要以三个经典实验为载体，学生无法自己动手操作，缺少感性认识，因此在教学中通过插图或动画视频、分步演示等手段直观地形象地呈现实验，以化解教学难点。【设计思路】引导学生体验科学探索过程，领悟科学研究方法。在教学中，让学生重走探索之路，再历三个经典实验，通过对上述实验的介绍和分析，让学生亲身体验科学研究的思路和方法，学习科学家的严谨态度和合作精神。并以“什么是遗传物质”为主线，以“肺炎双球菌转化实验”、“噬菌体侵染实验”为载体，以一系列的问题串为导向，层层设疑、层层揭秘，直至得出结论――DNA是遗传物质，DNA是主要的遗传物质。六、教学过程教学步教师活动学生活动教学目的导入新课【观看图片】师：俗话说：“种瓜得瓜，种豆得豆”，“龙生龙，凤生凤”，“老鼠的儿子会打洞”，这隐藏着什么样的生物奥秘？生：遗传【师生共同回顾】：科学家对遗传物质的研究历程：①首先，孟德尔研究豌豆杂交实验的时候又提出，生物的性状是由决定的，成功的解释了很多的遗传现象，发现了遗传规律②1909年，丹麦生物学家，约翰逊，给他起了一个名字：③后来，摩尔根通过果蝇的眼色遗传实验，1911年，提出，基因的染色体遗传理论，认为，基因在学生思考后回答：遗传学生回顾原有的知识，并回答：遗传因子，基因，染色体联系实际，创设情境，激发学生对生物的兴趣。回顾旧知识，在原有的知识结构基础上构建新的知识体系。引入到遗传物质，制造悬念，使学生紧紧抓住本节课的主线――遗传物质。3换句话说，遗传物质在染色体上，【设问】染色体的主要成分是什么？生：DNA和蛋白质？师：究竟哪种是遗传物质呢？过度：早期的科学家如何预测的呢？一、对遗传物质的早期推测【学生阅读书本P42】：对遗传物质的早起推测【设问】早期科学家推测DNA和蛋白质哪一种是遗传物质呢？为什么认为蛋白质是遗传物质呢？师：当然这仅仅这是一种推测，一个推测正确与否，我们往往要设计实验来证明，你会怎样设计呢？A、将DNA和蛋白质分开，单独直接观察各自的遗传作用。（正确）B、不用分开，直接观察染色体的遗传作用（错误）学生阅读书本，回答：蛋白质是生物体的遗传物质，并分析科学家推测的原因。思考设计思路并作回答培养学生的阅读能力，分析问题的能力呈现实验设计的思路，让学生有感性认识，为以后做好铺垫，学生尝试答题，体会成功的快乐。二、肺炎双球菌转化实验（一）体内转化实验---1928.格里菲思过渡：科学家也是这么认为的，你真聪明！其中最有影响力的是当时肺炎双球菌的转化实验和噬菌体侵染细菌的实验，这也是本节课的重点，下面，让我们一起来追寻科学家的探究过程二、肺炎双球菌的转化实验（一）体内转化实验---1928.格里菲思【学生阅读书本P43】思考：为什么选用肺炎双球菌作为实验的材料？肺炎双球菌是一种生物，细胞核，结构简单，繁殖速度快。其类阅读书本，师生共同归纳总结肺炎双球菌的基础知识，理解科学家选择肺炎双球菌的原因，明确材料的选择是成功的关键。培养学生观察、分析、归纳、总结的能力。4型有种，R型细菌表面，多糖类荚膜，毒性S型细菌表面，多糖类荚膜，毒性，可以使人患小鼠患展示图片：R型细菌和S型细菌的图片以加深学生对两种细菌的了解。【学生分组讨论】：①第一、二、三组实验相互对照，说明了什么？②第四组实验小鼠为什么会死亡，活的S型菌是怎样出现的呢？说明了什么？【视频展示实验过程】格里菲斯的肺炎双球菌转化实验①活的R型细菌感染小鼠→存活②活的S型细菌感染老鼠→死亡③灭活的S型细菌感染老鼠→存活④活的R型+死的S型细菌感染老鼠→死亡教师【设问】分析实验过程小鼠为什么会死亡？活的S型细菌怎样出现的？观点1：加热杀死的S型细菌复活了观点2：活的R型细菌转化成活的S型细菌过渡：那么这个转化因子到底是什么呢？很遗憾的是格里菲思并没有继续进行他的实验，所以他就和诺贝尔奖擦肩而过了。【引导探索思考】：假如你是当时的科学家,应该怎样设计实验来探究，设计思路?学生分组讨论屏幕上的问题。观察实验现象，分析前面三组实验结果：导致小鼠死亡的是S型活细菌倾听老师分析，学生得出实验结论：加热杀死的S型细菌中，必然还有某种转化因子，促使无毒的R型活细菌转化成有毒的S型的活细菌.而且这种转化是可以遗传的思考设计思路。学生思考然后提出自己意见。对照科学家的思路，修正自己的思路分组讨论充分利用集体优势的力量。同时培养学生解决实际问题的能力。动画展示，形象直观，提高学生的兴趣。层层设问，将难点层层分解，使学生便于理解，突破难点。得出结论，从感性认识上升到理性认识。培养学生探究精神。将设计思路转化成图文形式，便于形象记忆，深刻。5（二）肺炎双球菌的体外转化实验----1944年，艾弗里和他同事的过渡：艾弗里和他的同事也是这么想的，你真聪明！所以1944年，他们就继续了格里菲思的实验：【阅读p44并分组讨论】：①该实验的设计有没有遵循对照原则？②哪些是实验组？那些是对照组？③为什么艾弗里还要进行DNA和DNA酶的这组实验？【图片分步演示实验过程并分析】：DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质，即DNA是遗传物质。①艾弗里实验的设计有没有遵循对照原则？有，怎样设计对照实验的？设计对照实验往往设计到变量的控制：自变量：单一变量原则等量原则无关变量：相同且适宜的条件因变量②哪些是实验组？那些是对照组？实验组：实验进行探究的部分对照组：起到对照作用的③为什么艾弗里还要进行DNA和DNA酶的这组实验？证明DNA的水解产物不是遗传物质，反面证明DNA只有保持结构完整才是遗传物质。使实验更有说服力学生分组讨论。对科学家的实验设计思想进行思考。在教师引导和启发下归纳出实验的结论。学生跟着老师一起回顾对照实验设计的原则。并明白：实验组：加入DNA各种化合物的这些实验对照组：加入DNA和DNA酶的这组实验。感悟实验的严密性和逻辑性。培养学生科学研究的思路和方法。提高学生分析、讨论、归纳和总结能力。分步展示，突破难点。学习科学家的严谨态度和合作精神。6三、噬菌体侵染实验遗憾：艾弗里提纯的DNA纯度最高时也还有0.02%的蛋白质，仍然有人对实验结论表示怀疑。8年后，更具有说服力的实验诞生了。三、T2噬菌体侵染细菌实验【展示】T2噬菌体的模式图，介绍T2噬菌体的结构特点和物质组成――只有蛋白质外壳和DNA构成。【阅读P44-45并思考】①为什么选用T2噬菌体作为实验材料？②赫尔希和蔡斯采用什么方法克服艾弗里实验技术的不足？③问：为什么选择35S和32P这两种同位素分别对蛋白质和DNA标记？用14C和18O同位素标记可行吗？怎样标记T2噬菌体？过度：怎样去跟踪DNA和蛋白质各自的遗传作用呢？【分析实验设计】赫尔希和蔡斯设计对照实验：即用35S标记的T2噬菌体和32P标记的T2噬菌体分别侵染未标记的细菌，然后搅拌离心检测上清液和沉淀物的放射性分布情况判断亲代噬菌体与子代噬菌体之间具有连续性的物质是什么？思考后回答：成分简单，只有蛋白质和DNA易于区分遗传物质。放射性同位素标记法35S标记蛋白质32P标记DNA明确设计思路：设法将DNA和蛋白质分开，再去追踪各自的遗传作用师生共同归纳：根据图3-6提示，分析设计实验方案，体验实验探究过程培养学生阅读书本的习惯和思维，指导学生看书，学会看书。掌握实验设计中“同位素标记法”，明白实验的对照原则。感悟科学家感受实验设计的优美和解决问题的思维方式。用逆推法解决实际问题让学生亲身体验科学研究的思路和方法。7【分析结果得出结论】：用35S标记的T2噬菌体：亲代噬菌体被标记的是（DNA\蛋白质),离心后,大肠杆菌分布在(沉淀物\上清液),放射性物质集中在(沉淀物\上清液),32P标记的T2噬菌体：亲代噬菌体被标记的是（DNA\蛋白质),离心后,大肠杆菌分布在(沉淀物\上清液),放射性物质集中在(沉淀物\上清液),设问：科学家进一步研究发现：新形成子代噬菌体能检测到32P，不能检测到35S，这说明了亲代噬菌体与子代噬菌体之间具有连续性的物质是什么？播放：噬菌体侵染细菌的过程动画思想教育：科学是一个不断发现错误，不断纠正错误的过程。不同的科学家时代不同，背景不同，但都得出DNA是遗传物质这样的一个结论，说明，有时候一个正确的结论可以通过不同的方法获得。殊途同归。思考题：虽然艾弗里和赫尔希等人的实验方法不同，但是实验设计的思路却有共同之处，他们最关键的设计思路是什么？分析实验现象、分析原因、结论归纳结论：这说明了亲代噬菌体的（DNA\蛋白质)没有进入大肠杆菌.,这说明了亲代噬菌体的（DNA\蛋白质)进入大肠杆菌.DNA才是真正的遗传物质。看动画，倾听老师分析，重点记忆：子代噬菌体在大肠杆菌体内合成自身蛋白质时需要在自身DNA指导下，利用大肠杆菌的氨基酸合成。归纳总结设计思路：设法将DAN和蛋白质区分开，单独、直接观察各自的作用空格二选一，降低难度，学生容易分析，降低学生对实验的恐惧心理。培养学生看图能力，分析问题能力，归纳能力，突破难点。掌握科学家根据噬菌体侵染细菌的结果推导出侵染过程的五个步骤。认同科学是不断发展和完善的过程掌握科学家探究的思路8四、RNA是烟草花叶病毒的遗传物质。过度：DNA是唯一的遗传物质吗？有些生物的成分只有RNA和蛋白质（如烟草花叶病毒），此时，RNA和蛋白质哪一种遗传物质是呢？你能设计一个实验探究吗？由于时间关系，此过程设计作为课外作业，但是我可以明确的告诉同学们：科学家经过设计对照实验，将RNA和蛋白质分离，人别去感染烟草，结果发现只有，RNA才能使烟草感染病毒。说明了实验结论：RNA是烟草花叶病毒的遗传物质。学生边听边思考设计思路，为课后探究做好思想准备。掌握科学家的结论：烟草花叶病毒的遗传物质是RNA培养学生理论联系实际，运用所学生物知识解决实际问题，培养知识迁移应用能力。归纳总结没细胞结构的生物病毒只含有一种核酸即DNA或RNA，如，噬菌体只含有DNA,遗传物质是DNA,烟草花叶病毒，禽流感病毒，HIV病毒的只含有RNA，遗传物质是RNA科学家研究证明：含有细胞结构的生物（真核生物和原核生物，同时含有DNA和RNA，遗传物质是DNA，所以绝大多数的生物的遗传物质是DNA，少数是RNA.因此，DNA是主要的遗传物质，染色体是遗传物质的主要载体。学生思考总结培养学生分析、总结的能力。新问题的提出即课后作业结合科学家的实验，分析作为遗传物质应具备哪些特点？课题：探究烟草花叶病毒的遗传物质是RNA还是