第3章基因的本质

第3章基因的本质第1节DNA是主要的遗传物质—教学设计吉林油田高级中学王坤一、教学目标1.知识方面（1）了解两个实验：肺炎双球菌转化实验和“同位素标记法”研究噬菌体侵染细菌所采用的方法，到目前为止依然是自然科学研究的主要方法。（2）理解DNA是主要的遗传物质。2.能力方面（1）通过肺炎双球菌的转化实验，能够证明DNA是遗传物质的最关键的实验设计思路，自主培养逻辑思维的能力。（2）用“同位素标记法”来研究噬菌体侵染细菌的实验，说明DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质，自主培养由特殊到一般的归纳思维的能力。3.情感态度与价值观方面遗传的物质的本质是化学上的两种酸，从遗传和变异的角度，强调了生命的物质性，利于自主树立辩证唯物主义世界观。二、教学重点、难点1.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。2.教学难点（1）肺炎双球菌转化实验的原理和过程。（2）如何理解DNA是主要的遗传物质，RNA也是遗传物质。三、教学方法观察法、讨论法、讲授法、课件演示法四、教学策略及突破难点的方法（1）从科学研究方法入手，特别注重第3步和第4步两个实验。什么才算是加热杀“死”？杀“死”后的S型细菌还含有某种转化因子？这里从两方面说明，一方面加热的温度一般为60℃左右，不能太高；另一方面说明转化因子的结构相当稳定。另外，在设问“肺炎双球菌的转化实验中，证明DNA是遗传物质的实验设计中最关健的思路是什么？”通过学生回答、教师引导，最后指出关健是“DNA和蛋白质分开，单独、直接地去观察DNA和蛋白质的作用。”（2）通过讲解烟草花叶病的实例来说明，并列表对比。生物的遗传物质：11.绝大多数生物，如真核生物、原核生物和只含DNA的病毒以DNA作为遗传物质。2.少数生物，如烟草花叶病毒以RNA作为遗传物质。五、学情分析（1）必修一中学生已经学习了有丝分裂、减数分裂和受精作用等细胞学知识，知道蛋白与核酸的化学元素组成、生物生殖过程等。教师可以承上启下，以此导入新课学习。（2）高中生的认知能力发展程度较高。思维的逻辑性、连续性和目的性也已初步建立，虽然仍然有待完善，仍需教师主导的定向教学活动。同时，他们的心智还不能完全有效控制其行为冲动，对有兴趣的事物乐于专注，而不感兴趣的事，可能就视而不见，听而不闻。另外，涉及科学方法方面的知识也非常少。故在教学中，可以通过典型事例分析，创设问题情境，激发学生学习兴趣，引导学生探索，学习怎样观察、分析、推理和归纳；学习怎样选择材料、设计实验，进行科学方法训练。学习培养专注于一件事情的能力。六、教学过程流程教师活动学生活动设计意图设疑引入1、俗话说“龙生龙，凤生凤，老鼠生的儿子会打洞”。这句话显示生物的基本特征之一──遗传。那么什么是遗传物质呢？2、科学家是怎么知道DNA是遗传物质的呢？从而引出经典实验——肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌的实验。1、学生根据以往的生物学知识以及从媒体上获取的信息都会回答：是DNA。2、学生阅读课本。引入实际问题，创设问题情景，激发学生的探究欲望。一、经典实验（一）肺炎双球菌的转化实验（二）噬菌体侵染细菌的实验（三）烟草花叶病病毒感染烟草的实验1、教师用多媒体分别展示肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌的实验三个经典实验过程的图片。2、教师针对学生的描述加以完善和补充，将实验的过程表格化或图示化，用多媒体展示。3、教师针对每一实验各出一组思考题，用多媒体展示4、教师深入小组成员中参与讨论。5、教师提供学生烟草花叶病病毒相关材料，引导学生设计实验方案证明RNA也是遗传物质（该部分内容参见后面的附注）。1、学生观察用语言描述实验过程。2、学生观察、分析、讨论。3、学生结合肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌的实验进行分组讨论、设计实验方案，进行实验探究；然后汇报交流实验方案和实验现象、分析原因，最后归纳小结得出结论，最终转化为自己设计实验的基础。1、培养学生的语言组织能力。2、培养学生观察能力和分析问题的能力。3、培养学生处理信息和归纳总结能力4、培养学生合作精神。5、培养学生探究问题与设计实验的能力及创新意识。二、DNA是主要的遗传物质教师让学生根据以上实验思考问题：①以细菌或病毒作为实验材料具有哪些特点？②分析作为遗传物质应具备哪些特点？③分析不同生物的遗传物质是什么？学生观察、分析、讨论培养学生分析、观察、总结能力。三、课堂巩固请学生思考并回答教材课后习题。学生结合所学知识进行分析，以加深对所学知识的理解和应用。培养学生应用知识解决实际问题的能力。四、课堂小结1、引导学生归纳本节课知识要点。2、教师用多媒体展示本节课板书（黑板上有知识框架）学生归纳知识要点，整理课堂知识结构。培养学生自主学习的能力。补充说明：1.肺炎双球菌转化实验：1928年，英国科学家格里菲思用肺炎双球菌在小鼠身上进行转化实验。实验步骤如下表：实验过程结果第一步无毒性的R型活细菌注射到鼠体内鼠不死亡第二步有毒性的S型活细菌注射到鼠体内鼠死亡第三步加热杀死的S型细菌注射到鼠体内鼠不死亡第四步无毒性的R型活细菌与加热杀死的S细菌混合后注射到鼠体内鼠死亡，并且从鼠体内分离出有毒性的S型活细菌，其后代也有毒性。（1）实验先进行第一、二步的目的是什么？可否直接进行第四步？第一、二步起对照作用，证明R型细菌和S型细菌的作用，同时可排除使小鼠死亡的其他原因。因此，不能直接进行第四步。（2）用“条件──结果”分析法，分析第一、二步说明什么？第二、三步说明什么？第三、四步说明什么？“条件──结果”分析法就是根据实验步骤不同的条件导致不同的实验结果进行结论性表述。第一、二步说明了R型细菌不具有致死性，S型细菌具有致死性；第二、三步说明了死亡的S型细菌不具有致死性；第三、四步说明了R型活细菌与S型死细菌混合培养后产生了S型活细菌，并且这种转化的性状可以遗传。（3）该实验有无证明DNA是遗传物质？该实验的结论是什么？该实验不能证明DNA是遗传物质。其结论是S型细菌中有一种转化因子能使R型活细菌转化为S型活细菌。1.1944年，美国的科学家艾弗里和他的同事进行了确定转化因子的实验，并获得了成功。实验步骤如下图：2.噬菌体侵染细菌的实验：1952年赫尔希和蔡斯设计了一个巧妙实验。实验步骤如下表：实验过程结果标记侵染搅拌第一组用35S标记了一部分噬菌体用被标记的两种噬菌体分别去侵染未被标记细菌上清液的放射性很高沉淀物的放射性很低细菌内新形成的噬菌体中没有检测到35S第二组用32P标记了另一部分噬菌体上清液的放射性很低沉淀物的放射性很高细菌内新形成的噬菌体中检测到32P3.病毒的重新构建和侵染的实验──证明RNA是遗传物质结合格利菲思、艾弗里、赫尔希与蔡斯等人的实验，分析不同生物的遗传物质是什么？对于具有DNA的生物体（包括真核细胞、原核细胞和只有DNA的病毒）以DNA为遗传物质；对于只含有RNA的病毒来说RNA是遗传物质。所以说，绝大多数生物的遗传物质是DNA，少数是RNA。DNA是主要的遗传物质七、科学方法教育此次课堂中的难点是按科学史去自主培养学习研究方法。教学大纲中指导我们引导学生通过生物学基础知识的学习，初步掌握基本的生物科学研究方法。因此在生物教学过程中对学生进行科学方法教育的渗透，成为当前生物教学改革的一个重点。本节课的教学过程中，要注重实验过程的探究与科学方法的学习相结合，充分发挥学生的主体作用，使学生在探索学习中，自主培养科学的研究方法和探究精神。八、教学反思在本节课的标题中就已经给出了本节课的结论，整节课内容含量其实很大，但是好讲就好将在可以很容易的用一条线将三个实验穿串联起来，条理和逻辑都很分明，并且对于每一个实验结论也都列在以上的表格中。而且按照科学史，可以较容易的引导学生去思考。因为我们要达到的教学目标不只是让学生掌握知识，还要培养他们分析问题和解决问题的能力，激发他们了解科学家当年的研究过程和方法的兴趣，所以要善于给学生设置疑问、引导讨论，并要解答学生的疑问。从教学内容上看，知识的掌握不再是唯一的目标，培养探索知识的能力显得更有意义，这也体现了教学目标的多元化，更有利于学生生命科学素养的全面提高。立足学生的终身发展，我们也将一节课推向了一个新的高度。