3.1 DNA是主要的遺傳物質(zhì)教案 高一生物人教版必修一

《DNA是主要的遺傳物質(zhì)》教學(xué)設(shè)計(jì)一、教材內(nèi)容和地位《DNA是主要的遺傳物質(zhì)》是人教版普通高中新課程生物必修2《遺傳與進(jìn)化》中第3章第1節(jié)的內(nèi)容。本節(jié)主要介紹DNA是主要的遺傳物質(zhì)的探究歷程及證據(jù)，詳細(xì)講述肺炎雙球菌的體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)、肺炎雙球菌的體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)和噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生重溫科學(xué)探究歷程。蛋白質(zhì)、脂質(zhì)、核酸等幾種生物大分子以及有絲分裂、減數(shù)分裂、受精作用的學(xué)習(xí)，為本節(jié)遺傳知識(shí)的學(xué)習(xí)提供了必要的知識(shí)儲(chǔ)備，同時(shí)本節(jié)又為后面的遺傳基本規(guī)律、基因工程等知識(shí)的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)，起著承上啟下的作用。二、學(xué)習(xí)目標(biāo)1、知識(shí)與技能：(1)總結(jié)“DNA是主要的遺傳物質(zhì)”的探索過(guò)程；(2)分析DNA是主要的遺傳物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路；(3)理解DNA是主要的遺傳物質(zhì)。2、過(guò)程與方法：(1)通過(guò)三個(gè)經(jīng)典實(shí)驗(yàn)領(lǐng)悟“現(xiàn)象-問(wèn)題-假說(shuō)-設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)假說(shuō)-獲得結(jié)論”的研究方法，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究能力；(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、情感態(tài)度和價(jià)值觀：(1)體驗(yàn)科學(xué)探索的艱辛過(guò)程，培訓(xùn)科學(xué)探索的興趣；(2)認(rèn)同人類對(duì)遺傳物質(zhì)的認(rèn)識(shí)是不斷深化、不斷完善的過(guò)程。三、學(xué)習(xí)重難點(diǎn)1、重點(diǎn)：(1)肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化的實(shí)驗(yàn)原理和過(guò)程；(2)噬菌體侵染細(xì)菌的原理和過(guò)程。(3)證明DNA是遺傳物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵設(shè)計(jì)思路。2、難點(diǎn)：(1)肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化的實(shí)驗(yàn)原理和過(guò)程；(2)證明DNA是遺傳物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵設(shè)計(jì)思路。四、目標(biāo)確立依據(jù)和重難點(diǎn)突破方法本節(jié)旨在引導(dǎo)學(xué)生領(lǐng)悟科學(xué)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)程序，掌握科學(xué)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法，理解DNA是主要的遺傳物質(zhì)。內(nèi)容涉及微觀領(lǐng)域，屬于學(xué)生的薄弱環(huán)節(jié)，因此我充分利用動(dòng)畫的直觀性和圖片的新穎性增強(qiáng)學(xué)生的視覺(jué)和聽(tīng)覺(jué)沖擊，引導(dǎo)學(xué)生自己分析問(wèn)題解決問(wèn)題得出結(jié)論。五、學(xué)習(xí)過(guò)程采用的總流程：設(shè)疑導(dǎo)入→復(fù)習(xí)舊知→問(wèn)題探究

→呈現(xiàn)實(shí)驗(yàn)→討論實(shí)驗(yàn)結(jié)果

→歸納總結(jié)→拓展延伸

（一）新課導(dǎo)入1、展示商品條形碼，學(xué)生討論條形碼的一般用途和基本特征，并提問(wèn)：生物體內(nèi)是否有類似這樣能反應(yīng)生物各種特征的條形碼？引導(dǎo)學(xué)生答出遺傳物質(zhì)。2、以搶答形式回顧舊知，引出染色體在遺傳中的重要作用，并提問(wèn)：染色體上的蛋白質(zhì)和DNA究竟哪種是遺傳物質(zhì)？引出新課，并引導(dǎo)學(xué)生討論分析作為遺傳物質(zhì)應(yīng)具有的特點(diǎn)。設(shè)計(jì)意圖：聯(lián)系生活，引發(fā)學(xué)生的聯(lián)想；競(jìng)爭(zhēng)方式，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。過(guò)渡：科學(xué)家從19世紀(jì)就開(kāi)始了對(duì)遺傳物質(zhì)的探索之旅，結(jié)合當(dāng)時(shí)對(duì)遺傳物質(zhì)的研究和對(duì)蛋白質(zhì)認(rèn)識(shí)，科學(xué)家一致認(rèn)為結(jié)構(gòu)功能多樣且能體現(xiàn)生物現(xiàn)狀的蛋白質(zhì)是遺傳物質(zhì)，即使后來(lái)科學(xué)家對(duì)DNA的結(jié)構(gòu)也有了一定的了解，但遺傳物質(zhì)是蛋白質(zhì)的觀點(diǎn)一直占主導(dǎo)。最早對(duì)這一觀點(diǎn)用實(shí)驗(yàn)證據(jù)提出挑戰(zhàn)的是美國(guó)科學(xué)家艾弗里，而艾弗里的實(shí)驗(yàn)又建立在格里菲思的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)之上。（二）傳授新知探究活動(dòng)一：肺炎雙球菌的體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)教師展示圖片，學(xué)生自學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，從菌落、莢膜、毒性三方面認(rèn)識(shí)兩種肺炎雙炎菌，并完成PPT上的相關(guān)表格；動(dòng)畫展示實(shí)驗(yàn)過(guò)程，以小組為單位討論分析以下問(wèn)題：為什么要設(shè)置A、B組？B、C組？這說(shuō)明了什么？對(duì)照。活的S型細(xì)菌使小鼠死亡。D組小鼠為什么會(huì)死亡呢？由于體內(nèi)有活的S型細(xì)菌的作用。活的S型細(xì)菌如何出現(xiàn)？活的R型細(xì)菌變成了活的S型細(xì)菌。什么使活R型細(xì)菌轉(zhuǎn)變成活的S型細(xì)菌？是否有可能是蛋白質(zhì)？

加熱殺死的S型細(xì)菌使活的R型細(xì)菌發(fā)生了轉(zhuǎn)化。

2、學(xué)生展示答案，其它學(xué)生對(duì)其答案進(jìn)行點(diǎn)評(píng)、質(zhì)疑和補(bǔ)充。［知識(shí)建構(gòu)1］加熱殺死的S型細(xì)菌中，必然含有某種促成這一轉(zhuǎn)化的活性物質(zhì)——“轉(zhuǎn)化因子”。設(shè)計(jì)意圖：圖片、動(dòng)畫的直觀性可以降低問(wèn)題的起點(diǎn)，給學(xué)生以視覺(jué)和聽(tīng)覺(jué)的刺激，增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣；合作學(xué)習(xí)與展示既培養(yǎng)了學(xué)生的合作精神，也培養(yǎng)了學(xué)生分析問(wèn)題解決問(wèn)題的能力。探究活動(dòng)二：肺炎雙球菌的體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)1、繼續(xù)設(shè)疑：如果你是當(dāng)時(shí)的科學(xué)家，怎樣進(jìn)一步證明遺傳因子是哪一種物質(zhì)？該實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵思路是什么？教師點(diǎn)播：加熱殺死的S型細(xì)菌中有哪些物質(zhì)？如何判斷轉(zhuǎn)化因子是哪一種？如果要判斷炒飯中哪種食物是甜的，我們可以怎么做？（分別嘗試）從而引導(dǎo)出該實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵思路：設(shè)法將DNA與蛋白質(zhì)等其它物質(zhì)分開(kāi)，單獨(dú)地直接地觀察它們各自的作用。設(shè)計(jì)意圖：用科學(xué)家的形象激勵(lì)學(xué)生大膽探究，通俗易懂的事例便于學(xué)生找到關(guān)鍵點(diǎn)。2、動(dòng)畫展示艾弗里的實(shí)驗(yàn)過(guò)程，小組討論以下問(wèn)題并展示：（1）只在A組中出現(xiàn)S型細(xì)菌,說(shuō)明了什么?只有加入DNA，R型細(xì)菌才能轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌（2）C組實(shí)驗(yàn)說(shuō)明了什么？進(jìn)一步說(shuō)明結(jié)構(gòu)完整的DNA才是轉(zhuǎn)化因子（3）該實(shí)驗(yàn)的結(jié)論是什么？［知識(shí)建構(gòu)2］DNA是轉(zhuǎn)化因子。探究活動(dòng)三：噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)1、繼續(xù)設(shè)疑：艾弗里因?yàn)樗木薮蟪删蛢啥缺惶崦Z貝爾獎(jiǎng)，但最終都與獎(jiǎng)項(xiàng)失之交臂，大家知道原因嗎？根據(jù)當(dāng)時(shí)的技術(shù)條件，有人提出質(zhì)疑：有沒(méi)有可能是DNA上仍沾有的少量蛋白質(zhì)是轉(zhuǎn)化因子呢？有沒(méi)有比細(xì)菌更為簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)材料？后來(lái)就有一位科學(xué)家因?yàn)橄嚓P(guān)成就獲得了諾貝爾獎(jiǎng)，這個(gè)人就是赫爾希。2、展示T2噬菌體的結(jié)構(gòu)模式圖和侵染大腸肝菌的動(dòng)畫，說(shuō)明其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、物質(zhì)（元素）組成、寄生和繁殖方式。教師繼續(xù)設(shè)疑：DNA和蛋白質(zhì)的元素組成是什么？如何不破壞噬菌體的整體性而將其DNA和蛋白質(zhì)分開(kāi)？應(yīng)如何對(duì)噬菌體進(jìn)行放射性標(biāo)記？學(xué)生回答后，教師進(jìn)一步點(diǎn)撥：將當(dāng)時(shí)先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)運(yùn)用在實(shí)驗(yàn)過(guò)程當(dāng)中，是兩位科學(xué)家成功的另一個(gè)重要原因。3、動(dòng)畫展示赫爾希的實(shí)驗(yàn)過(guò)程。因?yàn)樵搶?shí)驗(yàn)難度稍大，教師一邊展示動(dòng)畫一邊引導(dǎo)學(xué)生分析每一個(gè)操作的目的及要點(diǎn)。著重分析：攪拌離心，得到的上清液和沉淀物主要含有什么成分？若攪拌不充分，可能出現(xiàn)什么結(jié)果？培養(yǎng)時(shí)間過(guò)短或過(guò)長(zhǎng)呢？從而層層遞進(jìn)的突破了本節(jié)課的難點(diǎn)，得出了噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)的結(jié)果和結(jié)論，同時(shí)還能分析出：為什么35S標(biāo)記蛋白質(zhì)時(shí)，沉淀物有微弱的放射性；為什么32P標(biāo)記DNA時(shí)，上清液有微弱的放射性。4、在教師引導(dǎo)的基礎(chǔ)上，學(xué)生四個(gè)一組相互討論完成表格，分析現(xiàn)象，得出結(jié)論。

親代噬菌體寄主細(xì)胞內(nèi)子代噬菌體

實(shí)驗(yàn)結(jié)論第一組實(shí)驗(yàn)

35S標(biāo)記蛋白質(zhì)無(wú)35S標(biāo)記蛋白質(zhì)外殼蛋白質(zhì)無(wú)35S

DNA分子具有連續(xù)性，是遺傳物質(zhì)

第二組實(shí)驗(yàn)32P標(biāo)記DNA無(wú)32P標(biāo)記DNA

DNA有32P標(biāo)記［知識(shí)建構(gòu)3］DNA能復(fù)制、能控制蛋白質(zhì)合成、具有連續(xù)性，是遺傳物質(zhì)。設(shè)計(jì)意圖：加深學(xué)生對(duì)遺傳物質(zhì)由親代傳到子代的直觀印象。探究活動(dòng)四：煙草花葉病毒感染實(shí)驗(yàn)1、繼續(xù)設(shè)疑：是不是所有生物的遺傳物質(zhì)都是DNA？2、教師展示幾種常見(jiàn)的RNA病毒。3、引導(dǎo)學(xué)生以煙草花葉病毒為例設(shè)計(jì)探究實(shí)驗(yàn)媒體投影材料：完整的煙草花葉病毒可引發(fā)正常煙草出現(xiàn)病斑；用其蛋白質(zhì)感染煙草，煙草不出現(xiàn)病斑；用其RNA感染煙草，煙草卻出現(xiàn)病斑。［知識(shí)建構(gòu)4］煙草花葉病毒（TMV）、SARS病毒的遺傳物質(zhì)是RNA。設(shè)計(jì)意圖：加強(qiáng)學(xué)生對(duì)DNA是主要的遺傳物質(zhì)的理解。六、課堂小結(jié)[知識(shí)建構(gòu)5]具有細(xì)胞結(jié)構(gòu)的生物和大多數(shù)病毒以DNA為遺傳物質(zhì)，少數(shù)生物以RNA為遺傳物質(zhì)，所以核酸是一切生物的遺傳物質(zhì)，DNA是主要的遺傳物質(zhì)。蛋白質(zhì)不是（是，不是）遺傳物質(zhì)。七、教學(xué)反思通過(guò)引導(dǎo)學(xué)生重溫科學(xué)家的探究歷程，不僅讓學(xué)生獲得了科學(xué)知識(shí)──理解“DNA是主要的遺傳物質(zhì)”，更重要的是通過(guò)這些實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生掌握了科學(xué)的研究方法，培養(yǎng)了學(xué)生的科學(xué)探究能力，所以在本節(jié)的教學(xué)中重點(diǎn)對(duì)學(xué)生進(jìn)行了科學(xué)方法訓(xùn)練；由于本節(jié)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容較為抽象，上課時(shí)采用了多媒體輔助教學(xué)，用動(dòng)畫展示實(shí)驗(yàn)過(guò)程，化靜為動(dòng)，化抽象為具體，收獲較好。教學(xué)板書