DNA是主要的遗传物质 教学设计.doc

DNA是主要的遗传物质教学设计 课题名称： DNA是主要的遗传物质学 科： 高中生物版 本： 普通高中课程标准试验教科书册 别： 必修二1 教材分析 11 知识地位、作用 “DNA是主要的遗传物质”一节，先联系前面所学的有关细胞学基础(有丝分裂、减数分裂和受精作用)，阐明了染色体在前后代遗传中所起的联系作用，再通过对染色体化学成分分析得知，它的主要成分是DNA和蛋白质。那么，蛋白质和DNA这两种物质究竟哪一种是遗传物质呢？教材在此埋下伏笔，然后通过两个经典实验证明了DNA是遗传物质，最后列举少数生物只有 RNA而没有DNA的事实，得出“DNA是主要的遗传物质”这一结论。本节内容在结构体系上体现了人们对科学概念的认识过程和方法，是进行探究式教学的极佳素材。在教学中，通过发挥教师的主导作用，优化课堂结构，妙用科学史实例，把知识的传授过程优化成一个科学的探究过程，让学生在探究中学习科学研究的方法，从而渗透科学方法教育。1.2 教学重点分析及解决办法重点：肺炎双球菌的转化实验的原理和过程；噬菌体侵染细菌实验的原理和过程。解决办法：学生阅读、观察、分析、对比、总结进行自主学习，创设问题情景进行探究性学习，借助课件直观教学，利用习得知识构建新知识框架。 1.3 教学难点分析及解决办法 难点：肺炎双球菌的转化实验的原理和过程并根据实验结果得出相应结论解决办法：展示肺炎双球菌的转化实验过程图，提出启发性的问题，充分调动学生积极性，加深对知识的理解，提高教学效果。2 学情分析2.1 学生已经具备了有丝分裂、减数分裂和受精作用等细胞学基础，掌握了生物的生殖过程、染色体的化学组成、蛋白质与核酸的元素组成等相关知识，这为新知识的学习奠定了认知基础。2.2 高中学生具备了一定的认知能力，思维的目的性、连续性和逻辑性也已初步建立，但还很不完善，他们的心智还不能有效控制其行为冲动，对事物的探究有激情，但往往对探究的目的性及过程，结论的形成缺乏理性的思考。3 教学目标及确立依据根据新课程目标、教材内容和学情分析，以及让学生亲身经历发现问题、提出假设、设计实验、根据实验现象分析实验结果等过程的设计思想，将本节的三维目标确定为：3.1 知识目标（1）总结“DNA是主要的遗传物质”的探索过程；（2）知道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取的方法是目前自然科学研究的主要方法；（3）理解DNA是主要的遗传物质。3.2 能力目标（1）通过肺炎双球菌的转化实验，训练学生逻辑思维的能力；（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，训练学生由特殊到一般的归纳思维能力。3.3 情感态度价值观目标（1）遗传物质主要是DNA，也有RNA，这从遗传和变异的角度，强调了生命的物质性，有利于辨证唯物主义世界观的树立；（2）养成实事求是的科学态度，培养不断探究新知识和合作精神。4 教学策略4.1 教学方法:以讲解为基础,以问题为主线,以讨论为手段,用多媒体辅助教学,附加练习巩固.4.2 学法指导：采用多媒体教学手段和动画演示形式激发学生学习兴趣，鼓励学生大胆发言，积极引导学生去讨论，鼓励学生敢于讲出自己的见解、观点。在讲的过程中，教师要从中发现问题，纠正、弥补出现的差错和漏洞，帮助学生正确表述。通过设计不同难度层次的问题调动学生思维，引导学生从不同角度、不同层次、不同渠道思考。5 教学思路：设疑导入新课（激发兴趣） 设计实验，科学探究（夯实基础，培养能力） 归纳结论（总结提升）6教学设计设疑导课人类早期对遗传变异的认识只停留在直观的定性的描述上，如“种瓜得瓜，种豆得豆”等。19世纪，孟德尔通过豌豆的杂交实验，提出了“遗传因子”的假说，并揭示了“遗传物质的两大基本定律”，那么孟德尔所说的“遗传因子”（基因）是什么？它在哪里呢？后来生物学家在对生殖发育中减数分裂、受精作用和有丝分裂等过程进行研究时，发现细胞中染色体在前后代能保持连续性和稳定性，认识到染色体在生物的遗传中起着重要作用。染色体主要是由蛋白质和DNA组成的。那么，它们中究竟哪一种是遗传物质呢？学生活动 请同学们根据以前所学知识分组讨论遗传物质应具备那些特征？讨论后由各组代表回答讨论结果。师生归纳（1）能复制，在前后代保持连续性，稳定性；（2）能控制物质性状和代谢过程；（3）有贮存巨大数量遗传信息的潜在能力；（4）能引起可遗传的变异。引出主题因为蛋白质具有遗传物质的第（2）、（3）特征，所以曾有人认为蛋白质是遗传物质。但越来越多的科学实验证明，生物体内主要的遗传物质是DNA，而不是蛋白质。那么人们是如何证明DNA是主要的遗传物质的呢？我们今天一起探究“DNA是主要的遗传物质”这个课题。61 探究活动之一：实验材料的探究，体味实验设计的关键提出问题 选择合适的实验材料，这是科学研究取得成败的关键。无论是高等的、复杂的，还是低等的、简单的生物，它们共同具有的物质基础都是蛋白质和核酸。既然都含有蛋白质和核酸，你觉得选择什么样的生物做实验材料才合适?（教师在此可作一些铺垫、点拨）学生回答 低等的，简单的生物。因为这样的生物结构简单，含有的物质少，便于研究。 【设计意图】让学生讨论、探究，从真核生物、原核生物、病毒等生物类群进行分析、比较、筛选最佳材料细菌或病毒。62 探究活动之二：肺炎双球菌转化实验，体味科学家探究科学的研究方法、思路、态度、精神 621 体内转化实验过渡：同学们的想法与科学家的思路是一致的，1928年，格里菲思就是利用肺炎双球菌这样一种细菌做实验去寻找遗传物质。学生活动了解R型和S型肺炎双球菌各有什么特点以及格里菲思肺炎双球菌转化实验的过程。 实验过程动画演示“格里菲思肺炎双球菌转化实验”过程并引导学生分析实验结果。问题探究提出启发性的几个问题：实验、组采用了什么方法，说明了什么？实验说明了什么？格里菲思还发现，转化成的S型细菌的后代也是S型细菌，说明了什么？（答案提示略）实验结论 在实验中，已加热杀死的S型细菌中必然含有某种促成这一转化的活性物质“转化因子”。（师生共同完成）拓展探究 格里菲思肺炎双球菌转化实验中，加热能杀死S型细菌，却为何“杀不死”DNA？（作为课外延伸思考题） 622 体外转化实验过渡：这种转化因子是什么？格里菲思没有找到。如果请你设计一个实验来确定转化因子是什么，你觉得关键的设计思路是什么？（答案提示：排除干扰，设法将DNA与蛋白质分开，单独，直接地观察DNA的作用）讲述设计思路很好，但这个设计思路的实施需要依赖于分离提取技术和其它有关技术的。因此，直至1944年，美国的科学家艾弗里和他的同事才进行了确定转化因子的实验，并获得了成功。他们的做法是从S型活细菌中提取出了DNA，蛋白质和多糖等物质，分别将它们加入培养R型细菌的培养基中。学生活动了解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验证过程课件展示“艾弗里实验”过程并引导学生分析实验结果。问题探究 提出启发性的几个问题：艾弗里为什么要分别提取S型细菌的DNA、蛋白质、多糖分别加入到R型细菌的培养基中，他的目的是什么？结果如何？为什么艾弗里还要用DNA酶处理DNA后，再重复实验？（答案提示略）实验结论DNA是转化因子，是使R型细菌产生稳定的遗传变化的物质，即DNA是遗传物质，同时证明了蛋白质等不是遗传物质。（学生完成） 【设计意图】学生联系旧知识进行思考、讨论并回答。让学生由实验现象提出假设，培养学生对问题的分析能力；通过科学家的实验验证自己的假设是否成立，能增强学生对成功的体验；归纳科学研究的一般方法：质疑假设验证结论。63 探究活动之三：噬菌体侵染细菌实验，再次体味科学研究的方法和得出科学结论的严谨性过渡：艾弗里实验实验仍然存在问题：艾弗里提取到的DNA纯度最高时也有0.02%的蛋白质，所以有人对实验结论仍有怀疑。有没有其它更好的方法或另外实验能更准确说明DNA是遗传物质呢？讨论后由此引入下一个探究活动：噬菌体侵染细菌的实验。学生活动了解T2噬菌体的结构和化学组成、制备含放射性同位素T2噬菌体的方法及侵染细菌的过程。实验假设 DNA是遗传物质。（已有经验可以让学生独立完成）验证过程动画演示“被35S标记的噬菌体和被32P标记的噬菌体分别侵染细菌”过程并引导学生分析实验结果。问题探究提出启发性的几个问题：为什么选择噬菌体做实验材料？为什么选择35S和32P分别进行蛋白质和DNA标记？子代噬菌体的DNA和蛋白质是怎样合成的？细菌裂解后，在释放出大量的T2噬菌体中，可以检测到32P标记的DNA，但不能检测到35S标记的蛋白质，这个结果说明什么问题？（答案提示略）实验结论DNA分子在噬菌体的亲代与子代之间具有连续性，即DNA才是真正遗传物质。拓展探究与肺炎双球菌体外转化实验相比，噬菌体侵染细菌实验是否也证明了蛋白质不是遗传物质？（答案提示：噬菌体蛋白质外壳未进入细菌内部，因而不能证明蛋白质不是遗传物质）【设计意图】上一个探究活动体会了科学研究的一般方法，这里，我们就可以借助于相关资源，培养学生的科学探究能力，学会独立设计可行的实验方案，并能学会用准确的术语、图表介绍自己的研究方法和结果预测，阐明自己的观点。使学生认识到科学结论必须是严谨的，必须尊重事实。此时巧设的“拓展探究”可以提升前后知识综合分析能力。6.4 探究活动之四：DNA是主要的遗传物质，体味本节课的主题过渡：是不是所有生物的遗传物质都是DNA呢？学生活动了解遗传物质除了DNA还有RNA。有的病毒中不含有DNA，只含有RNA和蛋白质，如烟草花叶病毒。实验假设 RNA是遗传物质。（由学生独立完成）验证过程 课件演示“烟草花叶病毒感染烟草实验”过程并引导学生分析实验结果。问题探究 烟草花叶病毒感染烟草实验说明什么？对于某一生物来说，遗传物质有几种？核酸有几种？（让学生根据旧知及探究活动二、三作出合理判断）实验结论在少数RNA病毒中，RNA是遗传物质。因为绝大多数生物的遗传物质仍是DNA，所以说DNA是主要的遗传物质。【设计意图】培养学生听取他人的意见，利用证据和逻辑对自己的结论进行辩护以及作出必要的反思和修改。同时也是整节知识的概括总结。7 归纳总结(1)含DNA的生物体，DNA是遗传物质；不含DNA，只含RNA的生物体，RNA是遗传物质；由于绝大多数生物的遗传物质是DNA，所以说DNA是主要的遗传物质。(2)通过学习，我们不仅用实验方法找出了DNA是遗传物质的直接证据，而且学会了进行科学研究的重要环节，如实验材料的选择等；(3)比较3个实验得出研究遗传物质的思路：排除干扰，分别研究。（教师引导学生进行总结）【设计意图】进行知识梳理，巩固所学知识，培养归纳能力8 反馈矫正 ：布置适量的反馈性练习，让学生思考。（练习略）【设计意图】可以弥补课堂学习的不足，同时培养学生解决实际问题的能力附板书设计： 3.1 DNA是主要的遗传物质一、探究活动之一：实验材料的探究，体味实验设计的关键二、探究活动之二：肺炎双球菌转化实验，体味科学家探究科学的研究方法、思路、态度、精神 1体内转化实验 验证过程：略实验结论：说明了已加热杀死的S型细菌中必然含有某种促成这一转化的活性物质。 2体外转化实验验证过程：略 实验结论： DNA是遗传物质，蛋白质等不是遗传物质。 三、探究活动之三：噬菌体侵染细菌的实验，再次体味科学研究方法和得出科学结论的严谨性 验证过程：略实验结论：DNA才是真正的遗传物质。四、探究活动之四：DNA是主要的遗传物质，体味本节课的主题验证过程：略结论：在少数RNA病毒中，RNA是遗传物质。因为绝大多数生物的遗传物质仍是DNA，所以说DNA是主要的遗传物质。9 教学评价和反思91 本节课利用教学理念激发和引导教学行为，突出了学生的主体活动。学生通过课件展示经典实验的过程思考问题、分析现象、得出结论，学生热情很高，教学效果显著，使学生的观察、分析、判断、表达能力以及探索精神得到培养，从课堂练习及课外作业反馈来看，学生对知识掌握牢固，知识迁移较好。92 通过本节课的教学，感悟到生物课的教学设计本身就是研究性学习，也认识到生物课的教学不仅仅限于那些实验内容可以作为探究课题进行。93 存在问题：本节课的课堂密度大，要求学生回答的问题较多，所以师生要做好相应的准备工作，控制好节奏，把握好时间，否则在有限的时间内不能完成教学任务。针对我校的生源情况，有些学生参与活动较少，积极性不高，口头表述不规范，教师需要在课堂不断引导、激发、鼓励，今后在这方面还待于提高。总之，要真正落实本节课的新课程理念，需要我们教师不断地思索和探究新的适合当代学生的最佳方式。