《DNA是主要的遺傳物質》教學設計
在教學工作者開展教學活動前,就有可能用到教學設計,借助教學設計可以提高教學效率和教學質量。那么大家知道規范的教學設計是怎么寫的嗎?下面是小編精心整理的《DNA是主要的遺傳物質》教學設計,歡迎閱讀,希望大家能夠喜歡。
一、教材分析
《DNA是主要的遺傳物質》是人教版高中生物必修2《遺傳與進化》中第3章第1節的內容。本節“問題探討”部分指出當時科學界爭論的問題:DNA和蛋白質誰是遺傳物質?這個問題立即引起了學生的興趣,有助于后續實驗的進一步開展。在講述“肺炎雙球菌的轉化實驗”時,教材通過圖片加文字介紹的形式,讓學生學起來一目了然,很快理解這個實驗的精髓所在,明白了要想證明DNA和蛋白質誰是遺傳物會,關鍵是將它們區分開,單獨的觀察它們的作用,為后續介紹“噬菌體侵染細菌的實驗”奠定了基礎,學生理解起來也更容易。
二、教學目標
1、知識目標:概述DNA分子結構的特點;知道DNA和蛋白質都是生物大分子;
2、能力目標:會通過實驗探究DNA和蛋白質誰是遺傳物質。
3、情感目標:認同人類對遺傳物質的認識是不斷深化、不斷完善的過程。
三、教學重點、難點
1、重點:肺炎雙球菌轉化實驗的原理和過程;噬菌體侵染細菌實驗的原理和過程。
2、難點:噬菌體侵染細菌實驗的原理和過程。
四、教學方法:引導法、設疑法、合作討論歸納法。
五、教學過程:
【創設情景,問題引入】
引言:學過有絲分裂和減數分裂及受精作用后,我們想一下,親代把什么傳遞給子代呢?大家都知道:親代把染色體遺傳給了后代,而染色體是由DNA和蛋白質組成的,它們兩個究竟誰是遺傳物質?是DNA還是蛋白質?還是DNA和蛋白質都可作為遺傳物質呢?請大家把書打開到42頁,我們今天就一起來學習——
第3章 第1節 DNA是主要的遺傳物質
在20世紀20年代,由于人們已經認識到蛋白質是由多種氨基酸連接而成的生物大分子。而氨基酸多種多樣的排列順序,可能蘊涵遺傳信息。因此,大多數科學家認為,蛋白質是生物體的遺傳物質。但是科學是不斷探索與發現的,到了20世紀30年代,人們認識到DNA是由許多脫氧核苷酸聚合而成的生物大分子,人們看到了DNA 的重要性,認為DNA也有可能是生物體的遺傳物質。那么,到底蛋白質是遺傳物質,還是DNA是遺傳物質呢? 下面我們來看幾個實驗。
(一) 肺炎雙球菌的體內轉化實驗
1928年,英,格里菲斯——肺炎雙球菌感染小鼠。
1、肺炎雙球菌的類型:
R型細菌—菌落粗糙,無莢膜,無毒
S型細菌—菌落光滑,有莢膜,有毒
2、實驗過程:
Q1:對比1、2組實驗現象,說明了什么?
Q2:針對第4組小鼠死亡,我們可以做出什么推斷?
Q3: 與第3組實驗比較,第4 組多注射了什么物質?
Q4:活的R型菌在第4組實驗中起到了什么作用?
Q5:活R型細菌為什么會轉變成活S型細菌?
經過這些問題的循循善誘,同學們很快就理解了該實驗。
學生:格里菲思的結論:已加熱殺死的S型菌中必然含有某種促成這一轉化的.活性物質。
引導分析:無毒的R型菌必然向有毒的S型轉化了。不但這一代R型菌轉化為有毒的了,還發現在死亡的小鼠體內所繁殖的后代也是有毒的,為什么會轉化呢?這種轉化為什么還能遺傳呢?原因就是R型菌與加熱殺死的S型菌接觸時,S型菌體內必然有一種物質促使R型菌向S型菌轉化→轉化因子。
3、實驗結果:S型菌中有一種轉化因子,能使無毒的R型菌轉化為有毒的S型菌。
請思考:如果請你設計一個實驗來確定轉化因子是什么,你覺得關鍵的設計思路是什么?
由這個思考題引出:
(一) 艾弗里的體外轉化實驗
1944,美,艾弗里——對S型菌進行了研究,把S型菌體內的物質提取出來,進行分離鑒定后,把它們分成了DNA,蛋白質,多糖等物質。
Q1:這個實驗的設計思路是什么?
Q2:這個實驗證明了什么問題?
Q3:該實驗的成功之處是什么呢?
學生:提取S型活細菌體內的各種成分,分別與R型活細菌混合培養,直接、單獨地去觀察它們的作用。
學生:“轉化因子”是S型菌的DNA,因轉化而來的S型菌能將性狀傳遞給子代,說明DNA是遺傳物質。(簡單一點講就是:DNA是遺傳物質,蛋白質等不是遺傳物質)
學生:把DNA與蛋白質分開,從而單獨地、直接地去觀察DNA的作用。
教師引導:但遺憾的是,艾弗里轉化實驗所提取的DNA中仍然含有極少量的蛋白質。因此人們認為不能完全排除蛋白質的作用。那怎樣才能將蛋白質與DNA徹底分開呢?
1952年科學家赫爾希和蔡斯利用T2噬菌體(一種病毒)作為實驗材料完成了一個非常有說服力的實驗。
(一) 噬菌體侵染細菌的實驗(1952赫爾希、蔡斯)
1、細菌(大腸桿菌):單細胞原核生物(有DNA,核糖體等)
2、T2噬菌體:是由頭部和尾部組成的,頭部和尾部的外殼是由蛋白質組成,在頭部內含有一個DNA分子。它是一種專門寄生在細菌體內的病毒。(成分:DNA→C、H、O、N、P;蛋白質→C、H、O、N、S )
現在我們對T2噬菌體已經有所了解,那請同學們去閱讀教材P44—P45的內容,看赫爾希、蔡斯具體是怎么來做噬菌體侵染細菌這個實驗的,并思考回答以下問題 :
Q1:科學家為什么把噬菌體作為研究DNA是遺傳物質的材料?
Q2:病毒看不見摸不著,怎樣進行實驗呢?科學家是采用什么方法進行研究的?
Q3:用35S和32P分別標記什么?為什么這樣標記?
Q4:用C、H、O、N等元素標記,行不行?
學生:T2噬菌體結構組成簡單,只有DNA和蛋白質兩種化學物質。
學生:放射性同位素標記法。
學生:用32P標記DNA,35S標記蛋白質,分兩組分別去侵染大腸桿菌。由于僅蛋白質分子中含有S,而P幾乎都存在于DNA中,這樣就可以把DNA和蛋白質分離開,單獨的觀察它們的作用。
學生:不行。因為DNA和蛋白質中都含有C、H、O、N等元素,用這些元素標記,無法把DNA和蛋白質區分開。
3、實驗過程:
親代噬菌體
侵染后細菌內
子代噬菌體
結論
1、35S(蛋白質)
無35S
無35S
蛋白質沒有進入細菌內;
2、32P(DNA)
有32P
有32P
DNA進入細菌內,并利用細菌體內的原料合成子代噬菌體
把這兩組實驗的結果綜合起來看,我們能夠得出什么結論呢?
4、結果:DNA是遺傳物質。
設疑:是不是所有生物的遺傳物質都是DNA呢?
研究發現絕大多數生物體內有DNA,但還有一些病毒內沒有DNA,僅含有RNA和蛋白質,如煙草花葉病毒。
煙草花葉病毒:RNA→(侵染)煙草感染病毒
蛋白質→煙草不感染病毒
得出結論:在少數沒有DNA,只有RNA病毒中,RNA是遺傳物質。
共同總結:
由于絕大多數生物既有DNA,也有RNA,此時DNA就充當了遺傳物質;只有在沒有DNA,只有RNA情況,RNA才充當遺傳物質。所以,DNA是主要遺傳物質。
板書設計:
第三章 第一節 DNA是主要的遺傳物質
(一)肺炎雙球菌的體內轉化實驗
1.肺炎雙球菌的類型
2.實驗過程
3.實驗結果
(二)艾弗里的體外轉化實驗
證明:“轉化因子”是S型菌的DNA,DNA是遺傳物質。
(三)噬菌體侵染細菌的實驗
1.細菌
2.T2噬菌體
3.實驗過程
4.結果表明
《DNA是主要的遺傳物質》教后反思
本節課的教學整體上較完整,創新之處在于改變了傳統的教師一味地灌輸知識的做法,緊緊圍繞“以學生為主體、以教師為主導”的思想,引導學生探究、分析,掌握課堂的主動權,在探索中求真、在求真中找到喜悅,增加學生學習實驗的興趣與信心。課堂氣氛較好,基本達到了預期目的,在教師的引導下,學生的學習主動性得到了較大程度調動,課堂始終處在一種主動學習的良好氛圍之中,學生真正把學習的過程演繹成一個主動探究、自動求知的過程。不足之處是但此節課較抽象,學生理解需要一定時間,存在一定難度,因此上課時,還得慢講細講,留給學生一定的想象和思考時間。
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