2023年《DNA是主要的遗传物质》科学史精品教案1.pdf

学习必备 欢迎下载 DNA 是主要的遗传物质教学设计 华中师范大学 2011211778 裴云花 一、教材内容、地位分析 DNA 是主要的遗传物质是人教版必修 2遗传与进化第 3 章的第 1 节的内容，主要包括三个部分的内容：对遗传物质的早期推测、肺炎双球菌的转化实验、噬菌体侵染细菌的实验。具体课标内容的要求是：“总结人类对遗传物质的探索过程”。可见教师在带领学生重温科学家的探究历程的同时，必须引导其领悟科学探究的过程和方法。本节内容是继前两章“遗传因子的发现”和“基因和染色体的关系”后，对基因本质的进一步探索，也对学生后面学习 DNA 的结构、复制等内容打下了基础。所以本节内容的重要性不言而喻。二、学情分析 1、学生在学习了第一章“遗传因子的发现”和第二章“基因和染色体的关系”之后，对基因有了初步的认识，对“基因的本质是什么？”的问题也越发好奇，所以学生学习本节内容的积极性会比较高，教师应该很好地利用这一点，采用科学史教学策略引导学生重温科学家关于主要遗传物质的探究历程，达到相应的教学目标；2、学生通过学习孟德尔发现遗传因子的过程，以及摩尔根对染色体遗传理论的探究过程，初步体会了科学探究过程。但是学生设计实验、分析实验结果的能力还不高。本节内容中“肺炎双球菌的转化实验”、“噬菌体侵染细菌的实验”的设计思路很典型，实验结果的分析也有一定的难度，所以教师必须通过设置问题情境，引导学生思考，提高他们的科学探究能力。三、设计思路 整个教学过程以学生合作探究、师生互动交流为主线，通过具体情景引入遗传的概念，进而创设问题情境：遗传物质是什么？激发学生自主合作探究意识，教师主要通过引导学生以“发现提出问题合作探究、设计实验方案分析相应结果归纳得出结论”的方式来探究“肺炎双球菌的转化实验”和“噬菌体侵染学习必备 欢迎下载 细菌的实验”，从而达到教学目标，同时在科学史探究过程中培养学生的科学探究能力。四、教学策略 主要采用科学史教学策略，教师和学生共同温故科学家对遗传物质的探究过程，同时辅以情境创设教学策略、合作学习教学策略等。五、课前准备 1、每个同学带一张全家福照片；2、教师准备好上课所用的 PPT、视频等 六、教学目标 1、知识性目标（1）简述“肺炎双球菌的转化实验”、“噬菌体侵染细菌的实验”过程；（2）分析 DNA 是主要的遗传物质的实验设计思路；（3）总结人类对遗传物质的探索过程；2、技能性目标（1）通过对经典实验过程的分析，提高学生的观察、分析、归纳等科学探究能力；（2）学会运用相应实验技术证明DNA 是主要的遗传物质；3、情感态度、价值观目标（1）体验科学探究的一般过程，形成热爱生命科学、热爱探究的精神；（2）通过小组合作探究，形成合作交流意识；七、教学重难点 教学重点：（1）肺炎双球菌转化实验的过程，对实验结果解释；（2）噬菌体侵染细菌实验的过程，对实验结果解释；（3）DNA 是主要的遗传物质，RNA 也是遗传物质；教学难点：肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验的过程、对实验结果解释；八、教学过程 侵染细菌的实验具体课标内容的要求是总结人类对遗传物质的探索过程本质的进一步探索也对学生后面学习的结构复制内容打下了基础所以本也越发好奇所以学生学习本节内容的积极性会比较高教师应该很好地利学习必备 欢迎下载 教学内容 教师组织 学生活动 设计意图 情境导入 1、教师组织学生观察所带的全家福照片，并左右交流自己与父母的相似点（2min）2、提问：为什么子女和父母在很多方面具有相似性？提问：那么遗传物质是什么呢？语言过渡：20 世纪30 年代以前，人们认为遗传物质就是蛋白质，大家可以猜想原因是什么吗？语言过渡：那么是否就像同学们所说的那样，蛋白质就 是 遗 传 物 质呢？生物学家格里菲斯曾经做过一个很有名的实验，你们知道是什么吗？积极性很高，左右交流，相似点包括身高、相貌等等；学生回答：这是一种遗传的现象 学生思考并回答，答案可能包括：DNA、蛋白质等 学生回答：蛋白质由多种氨基酸组成，氨基酸排列的多样性构成遗传信息的多样性 学生很有兴趣，期待老师讲解格里菲斯的实验 培养学生的观察与思考的能力 通过创设情境激发同学们的兴趣，培养他们的发散思维，引出遗传物质的概念 培养学生独立思考的能力、做出假设的能力 激发学生的兴趣，进入科学史教学 1、科学史展示 1：视频动态展示格里菲斯的实验；2、教师介绍肺炎双球菌的特性，包括 S型和 R 型菌的毒性有无等；教师提问：将 R 型活细菌和 S 型死细菌混合注射到小鼠体内，小鼠死亡，这说明了什么？学生认真观看并思考 学生认真聆听并记录 学生认真思考并回答：加热杀死的 S 型细菌体内含有某种“转化因子”，它使 R型菌转化为 S 型菌，导致了小鼠的死亡 展现科学史过程，增强学生的感官体验，从而提高他们学习的热情 锻炼学生观察、思考与提出假设的能力，让他们体会这些科学探究的过程 侵染细菌的实验具体课标内容的要求是总结人类对遗传物质的探索过程本质的进一步探索也对学生后面学习的结构复制内容打下了基础所以本也越发好奇所以学生学习本节内容的积极性会比较高教师应该很好地利学习必备 欢迎下载 科学史探究 2：格里菲斯的实验 3、教师提问：那么这种转化因子到底是什么呢？它是人们之前认为的蛋白质吗，还是 DNA 呢？同学们能否通过小组交流讨论设计出一个实验方案来验证自己的假说？（5min）教师请两个小组汇报设计的实验方案并点评 语言过渡：艾弗里和大家想法大致相同，下面我们来看看他设计的实验和实验结果 4、视屏动态展示艾弗里的实验过程及结果 提问 1：在 R 型菌落上 加 入 S型 菌 的DNA，结果是什么？说明了什么？提问 2：在 R 型菌落上加入 S 型菌的蛋白质或多糖荚膜，结果是什么？说明了什么？提问三：艾弗里比同学们设计的实验多了哪个步骤？为什么要多进行这一步实验呢？学生思考，小组交流讨论，5min 后设计出相应方案：主要思路是在 R 型菌落中分别加 入 S型 菌 落 的DNA、蛋白质，观察R 型菌是否会转变为S 型菌，从而说明相应物质是否为遗传物质；学生认真聆听、思考 学生的自信心增强，学习的兴趣更加高涨，迫不及待要看看艾弗里的实验 学生认真观看视频并回答：R 型菌落上长出了 S 型菌；说明 S型菌的 DNA 是遗传物质，它转化了 R 型菌，使其变为 S 型；学生回答：R 型菌落上没有长出了 S 型菌；说明 S 型菌的蛋白质或多糖荚膜不是遗传物质 学生思考回答：在 R型菌落上加入 S 型菌的 DNA 和 DNA 酶，结果 R 型菌落上没有长出了 S 型菌，这可以进一步补充说明遗传物质就是 DNA 再次设疑激发学生的求知欲，并通过小组交流讨论的形式培养学生的合作意识；培养学生的科学探究能力；提高学生观察事物的能力、分析解决问题的能力 提高学生分析问题的能力、科学探究的能力 活跃学生的思维，培养他们比较分析的能力，以及对待科学严谨的态度 侵染细菌的实验具体课标内容的要求是总结人类对遗传物质的探索过程本质的进一步探索也对学生后面学习的结构复制内容打下了基础所以本也越发好奇所以学生学习本节内容的积极性会比较高教师应该很好地利学习必备 欢迎下载 科学史探究 3：噬菌体侵染的实验 语言过渡：探究进行到这里，我们是否就可以说遗传物质就是DNA 了呢？有没有同学提出异议？语言过渡：针对人们的这种质疑，科学家赫尔希和蔡斯以噬菌体为材料，利用放射性同位素标记的新技术，完成了一个更具说服性的实验，他们具体是怎样进行实验的呢？1、教师介绍 T2 噬菌体的结构特征，主要包括它的头部含有DNA 和蛋白质外壳，尾部含有蛋白质；它是一种转性寄生在大肠杆菌体内的病毒；提问：为什么要选择T2 噬菌体作为实验材料？教师介绍 T2 噬菌体侵染大肠杆菌的一般步骤：吸附、注入DNA、在大肠杆菌体内复制增殖、释放子代噬菌体 2、教师介绍同位素标记法，提问：如何对噬菌体进行同位素标记？是直接标记噬 学生提出异议：当时的实验技术无法保证提取的S型菌的DNA 是完全不含蛋白质的，因此探究有待进一步进行 学生好奇心增强，但对噬菌体、放射性同位素标记的概念不清楚，感到疑惑 学生认真聆听并记录 学生思考并回答：因为 T2 噬菌体同时只含有 DNA 和蛋白质，便于我们研究遗传物质到底是 DNA 还是蛋白质的问题 学生认真聆听、思考并记录 学生认真聆听、思考并回答：用标记了同位素的大肠杆菌培养 培养学生提出问题的能力、质疑的科学态度以及发散性思维 让学生了解 T2 噬菌体的基本特性 培养学生独立思考的能力 让学生了解 T2 噬菌体侵染大肠杆菌的一般步骤，为后面分析放射性实验结果做铺垫 引导学生独立思考、得出相应结论 侵染细菌的实验具体课标内容的要求是总结人类对遗传物质的探索过程本质的进一步探索也对学生后面学习的结构复制内容打下了基础所以本也越发好奇所以学生学习本节内容的积极性会比较高教师应该很好地利学习必备 欢迎下载 菌体，还是用标记了同位素的大肠杆菌培养噬菌体呢？为什么？教师提问：小组交流讨论，分别用什么标记噬菌体呢？为什么？3、教师：同学们小组交流讨论设计实验方案来验证 DNA 是遗传物质。4、教师评价学生的方案，并介绍分离子代噬菌体所用的离心技术 5、视屏动态展示赫尔希和蔡斯的实验过程及结果 教师提问 1：用 S 标记噬菌体，离心后上清液放射性很高，沉淀物放射性很低，说明了什么？教师提问 2：用 P 标记噬菌体，离心后沉淀物放射性很高，说明了什么？噬菌体，因为噬菌体是专性寄生的，这样标记不但方便而且节省财力物力 学生交流讨论并回答：分别用 P 标记噬菌体的头部，用 S 标记噬菌体的尾部；因为 P 是 DNA 特有的元素，在头部有DNA;S是蛋白质特有元素,主要分布在尾部；小组交流讨论并设计出相应方案，主要步骤是：用标记的噬菌体侵染未标记的大肠杆菌，测定子代噬菌体中的放射性 学生认真聆听、思考 学生认真观看视频并思考 学生回答：蛋白质外壳多位于上清液，子代噬菌体核酸位于沉淀物中，所以说明蛋白质不是遗传物质 学生认真思考并回答：子代噬菌体核酸位于沉淀物中，所以说明 DNA 是遗传物质 培养学生观察问题、解决问题的能力，让学生积极思考，培养他们科学探究的能力 让学生体会科学探究的一般过程，提高他们设计实验的能力 培养学生独立思考、归纳总结、得出结论的能力 侵染细菌的实验具体课标内容的要求是总结人类对遗传物质的探索过程本质的进一步探索也对学生后面学习的结构复制内容打下了基础所以本也越发好奇所以学生学习本节内容的积极性会比较高教师应该很好地利学习必备 欢迎下载 DNA 是主要的遗传物质 1、教师：我们现在知道了 DNA 是遗传物质，那么它是不是唯一的遗传物质呢？2、科学史展示 4：教师用视频动态展示烟草花叶病毒的 RNA可以感染烟草的实验 提问：由此我们可以得出什么结论呢？3、教师：这节课我们追寻科学家的脚步，共同探究了遗传物质的发现历程，同学们有何感想？学生思考，可能不是 学生认真观看视频，知道了遗传物质还可以是 RNA DNA 是主要的遗传物质，此外还有 RNA 学生自由发言：遗传物质的发现是一个漫长的过程；要学习科学家勇于探究、质疑的精神等等 培养学生的发散思维，树立辨证的观点 培养学生独立思考、总结归纳的能力，以及辨证的思维 培养学生的人文情怀，培养他们的科学探究意识等 总结 本节课我们主要共同探究了“肺炎双球菌的转化实验”和“噬菌体侵染细菌的实验”，了解了科学探究的一般过程，基本可以总结人类遗传物质的探究历程，并深刻认识到 DNA 是主要的遗传物质 学生认真聆听、回顾所学知识点 明确本节课的主要内容，让学生学着自我总结 作业 P46 基础题和拓展题 课后认真完成作业 巩固所学知识 九、板书设计 DNA 是主要的遗传物质 一、对遗传物质的早期推测 二、肺炎双球菌的转化实验 三、噬菌体侵染细菌的实验 四、DNA 是主要的遗传物质 侵染细菌的实验具体课标内容的要求是总结人类对遗传物质的探索过程本质的进一步探索也对学生后面学习的结构复制内容打下了基础所以本也越发好奇所以学生学习本节内容的积极性会比较高教师应该很好地利学习必备 欢迎下载 十、教学反思 本节课主要采用了科学史教学策略。教师通过设置活动情境，很好地引入了遗传的主题，进而设置问题情境引出了遗传物质的概念。教师通过视频展示了第一个科学史事件：格里菲斯的实验，引出了科学家对遗传物质探讨的历程；接着师生共同探讨了“肺炎双球菌的转化实验”和“噬菌体侵染细菌的实验”，整个过程都是以学生为中心，旨在让学生了解科学家对遗传物质的探究历程的同时培养他们的科学探究精神，以及合作交流的意识和人文情怀。学生通过亲身体验科学探究的过程，不但很好地掌握了相关知识，知道了 DNA 是主要的遗传物质及相关实验设计思路，而且培养了对科学史的兴趣，也提升了自己的人文素养。最后教师通过视频展示了第四个科学史事件：烟草花叶病毒中提取的 RNA 可以感染烟草，使学生明白了 DNA 是主要的遗传物质，至此学生基本能够总结人类对遗传物质的探索过程。所以总的来说本节课的教学效果很好。今后在教学过程中，教师遇到与科学史相关内容要敢于尝试科学史教学策略，让科学史为教学活动增添色彩。侵染细菌的实验具体课标内容的要求是总结人类对遗传物质的探索过程本质的进一步探索也对学生后面学习的结构复制内容打下了基础所以本也越发好奇所以学生学习本节内容的积极性会比较高教师应该很好地利