生物高中必修2第三章第一节教学设计7

《DNA是主要的遗传物质》教学设计
一、教材地位和教材分析
“DNA是主要的遗传物质”是新课标人教版必修2第3章第1节的内容，学生只有真正理解这部分内容，才能在生物性状的遗传和变异的复杂现象中，从根本上懂得生物遗传和变异的实质和规律。

这节书起到了承上启下的作用，既联系了前面所学的有关细胞学知识（有丝分裂、减数分裂和受精作用），又阐明染色体在前后代遗传中起联系作用。

通过对染色体化学成分分析得知，染色体的主要成分是DNA和蛋白质而在相当长的时间里，人们一直把蛋白质作为遗传物质，那么，遗传物质是DNA还是蛋白质呢？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。

在教学中，通过发挥学生的主体作用，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。

二、教学目标，教学难点和教学重点
1.2教学目标：
（1）知识与技能：
①探究“DNA是主要的遗传物质”的发现历程。

②分析证明“DNA是主要的遗传物质”的实验和设计思路。

(2) 过程与方法：
①学习进行科学探究的一般方法和步骤。

②运用表格的方式进行总结,简洁明了。

(3) 情感态度与价值观:
①认同人类对遗传物质的认识是不断深化不断完善的。

②培养学生科学的探究精神。

③培养学生参与讨论与交流。

1.3 教学重点：
(1) 肺炎双球菌的转化实验的原理和过程。

(2) 噬菌体侵染细菌的实验的原理和过程。

1.4 教学难点：
肺炎双球菌的转化实验的原理和过程
三、学情分析
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,可以为新知识的学习奠定了认知基
础。

而且，高中生已经具有一定的认知能力。

但是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。

四、教学策略
肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验是在特定的实验条件下进行的，学生无法亲自动手进行操作，缺乏感性认识，而且学生从来没接触过肺炎双球菌和噬菌体有关的知识，对其既没有感性认识，也没有理性认识。

所以如何把这两个实验的实验过程呈现给学生，使学生理解这两个实验的方法是本节课的难点。

因此本节课采用多媒体课件，利用动画和图片等形象直观地向学生演示和展现实验过程，有助于学生的理解和掌握。

本节课采用“引导探究”教学模式，融合讨论法、比较法、归纳法等多种教学方法，引导学生模拟科学发现过程，进行分析、讨论、归纳和总结。

在教学中，以DNA是主要的遗传物质的发现为主线，让学生重走探索之路，并且采用：设疑导入——问题呈现探究过程——讨论实验结果——归纳总结——反馈运用的教学程序。

五、教学过程
1、设疑导入
问题１：染色体就是DNA吗？
问题２：你认为遗传物质有什么特点？
问题３：DNA和蛋白质哪一种才是遗传物质？
多媒体展现染色体的结构并且引出两者的特征并以人类早期对遗传物质的早期推测为源头引出验证实验。

探究活动一：探究肺炎双球菌的转化实验
教师活动：让学生通过阅读了解格里菲思的肺炎双球菌的转化实验的过程，并且提出问题让学生讨论并思考
问题1 格里菲思用了哪两种肺炎双球菌去感染老鼠，它们各有什么特点？问题2 请填写肺炎双球菌转化实验的各组实验结果
球菌有一个感性认识。

多媒体展示：
问题1 对比分析第一、二组说明什么？第二、三组说明什么？第三、四组又说明什么？
问题2 “谁在转化实验中起作用”“谁是转化因子”“能否通过这个转化实验便得出转化因子是哪一种物质”
学生活动：教师引导学生共同得出结论：
第一、二组说明了R型细菌不具有致死性，S型细菌具有致死性；第二、三组说明了死亡的S型细菌不具有致死性；第三、四组说明了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。

引导学生分析得出该实验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。

但不能证明DNA是遗传物质，是因为肺炎双球菌中除了DNA外还有多糖，蛋白质等物质。

教师活动：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：
教师设问:实验过程中①②③④步说明了什么？⑤⑥⑦步说明了什么？
学生活动：学生思考,讨论,得出结论:实验过程中①②③④步说明了从S 型细菌提取的多糖.脂质、蛋白质、RNA，分别与R型活细菌混合培养后只产生R型活细菌；⑤⑥⑦步说明了从S型细菌提取的DNA与R型活细菌混合培养，少数R型活细菌转化为S型活细菌，转化成的S型细菌的后代也是有毒性的S型细菌。

教师活动:艾弗里等人发现，通过1～7的实验步骤并不严密，仍不足以完全说明DNA 是转化因子即是遗传物质，为此他们又设计了⑧，用DNA酶处理DNA，使其水解，结果在培养R型活细菌的培养基中没有发现S型细菌。

这组实验的必要性是什么？
学生思考：这组实验的必要性在于：是DNA本身，而不是DNA的碎片或化学组成单位使细菌发生了转化。

教师设问:通过上述实验，仍不能证明DNA是遗传物质因为艾弗里提取的DNA中纯度并不是很高，那么如何才能得到高纯度的DNA，应该选用什么材料？
探究活动二：噬菌体侵染细菌的实验探究
教师活动：分析病毒的结构引导学生得出可以用噬菌体做为实验材料。

噬菌体的结构和化学组成。

学生活动：阅读教材第44页，了解T
2
教师活动：显示T
2噬菌体图片并介绍其结构和生活方式：T
2
噬菌体是由头
部和尾部组成的，头部和尾部的外壳是由蛋白质组成，在头部内含有一个DNA 分子。

它是一种专门寄生在细菌体内的病毒。

而细菌是一种单细胞的原核生物。

噬菌体既有DNA也有蛋白质，到底怎样才能证实DNA是遗传物质？并且引导学生思考回答:将DNA与蛋白质分开，直接、单独地观察它们的作用。

怎样将两者分开来观察？用什么方法？引导学生得出同位素标记法？如何标记？为什么？
学生活动：回忆DNA和蛋白质的化学成分得出用因为DNA中P的含量多，蛋白质中P的含量少，用32P标记DNA；蛋白质中有S而DNA中没有S，用35S 标记蛋白质。

由于DNA和蛋白质中均含有C和O两种元素，故不能用14C和18O 进行标记。

引导学生思考为什么会有这样的结果。

用带35S的噬菌体侵染细菌，产生的新的噬菌体都不带标记。

用带35P的T
2噬菌体侵染细菌，产生的新的噬菌体带标记。

用35P标记蛋白质的噬菌体侵染后，细菌体内无放射性，即表明噬菌体的蛋白质没有进入细菌内部；而用32P标记DNA的噬菌体侵染细菌后，细菌体内有放射性，即表明噬菌体的DNA进入了细菌体内。

教师活动：用动画演示并分析噬菌体侵染细菌的过程
噬菌体侵染细菌的过程：吸附→注入DNA→复制子代噬菌体的DNA和合成子代噬菌体的蛋白质→组装子代噬菌体。

由实验过程分析可知：噬菌体侵染细菌的时候蛋白质外壳是留在细菌外面，只是DNA进入到细菌体内，噬菌体是在自身DNA的作用下在细菌体内完成增殖的。

DNA是自我复制形成的，蛋白质是在DNA指导下合成的。

结论：DNA是遗传物质，蛋白质不是。

探究活动三：烟草花叶病毒实验的探究
教师设疑：遗传物质是否只有DNA一种呢？
学生自主学习：学生阅读教材第４６页可知：遗传物质除了DNA外还有RNA，如烟草花叶病毒，它不含DNA，只含有蛋白质和RNA，在这两种成分中，科学家研究证明RNA是遗传物质。

因为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、课堂小结：
本节课主要学习了证明DNA是主要遗传物质的两个经典实验：（一）肺炎双球菌的转化实验：证明S型细菌中的DNA是转化因子并能够使后代具有连续性——说明是遗传物质。

（二）噬菌体侵染细菌的实验：证明噬菌体的蛋白质和DNA两种成分中是DNA进入细菌体内并产生出与亲代噬菌体性状相同的子代噬菌体——说明DNA是遗传物质。

最后指出遗传物质除了DNA外还有RNA，但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。

3、布置作业：
《学习与评价》的第3章第1节 DNA是主要的遗传物质
六、教学反思
本节课是已经实施的案例，这节课主要突出科学史的教育，科学史的教育是在新教材中特别要强调和突出的，精心策划如何有效地引导学生分析不同时期不同科学家的实验及假说，通过一连串环环相扣的问题来引导学生思维，让学生从中总结出科学发现的一般规律(实验、推理想象—假说—验证)，使学生切身感受科学的魅力，通过几个探究实验得出DNA是主要的遗传物质的理论。

参考文献：
1.周茜.浅谈生物学课程中的探究.生物学通报.2007.42（3）：48-50
2. 董翠萍.DNA是主要的遗传物质教学设计.人民教育出版社网址
3. 任志鸿.DNA是主要的遗传物质.南方教育出版社.82-90
4. 刘本举.用科学史进行“基因表达”一节教学. 生物学通报.2007.42（2）：32-38
5. 周红.以有效教学的课程理念实施“基因的表达”一节的教学. 生物学通报.2007.42
（2）：41-42
2007-12-3。