《DNA是主要的遗传物质》教学案例Word格式.docx

1、 噬菌体侵染细菌实验的原理和过程。3 教学难点 噬菌体侵染细菌实验的过程和结论。 如何理解DNA是主要的遗传物质。 探究科学发现过程来学习科学研究方法4 教具准备多媒体教学，噬菌体侵染细菌的Flash动画5 课时安排1课时四 教学过程教学环节教师的组织和引导学生活动教学意图设疑导入通过前面的学习，大家对有丝分裂、减数分裂以及受精作用的过程有了深入了解，在研究这它们的过程中，科学家发现有一种物质在这三个过程中，行为有着规律性的变化，是什么物质呢？根据学生的回答具体引导在这三个过程中染色体数目的具体变化，进一步引导大家猜想，染色体可能和生物体的什么现象有关？染色体的主要成分是什么呢？那么起遗传作用

2、的究竟是DNA还是蛋白质呢？这个问题当时在科学界引起了激烈的争论。思考回答：是染色体数目的变化染色体可能在生物的遗传中起重要作用回答是DNA和蛋白质通过对前面所学知识的回忆和总结，为下面引入遗传物质做铺垫为下面探讨什么是遗传物质做好铺垫提出探究的问题，引起悬念引导探讨引探讨接下来引导学生探讨，如果作为一种遗传物质，应该具备什么特点？多媒体显示当时科学家对DNA和蛋白质的认识水平：对蛋白质的认识水平：认识到蛋白质是由许多种氨基酸连接成的生物大分子对DNA的认识水平：还不清楚DNA的结构，只知道它是由4种脱氧核苷酸连接成的大分子。提出问题：如果你是当时的一位科学家，对DNA和蛋白质的认识仅限于上述

3、水平，你觉得那个更适合做遗传物质？为什么？提出由于当时认识水平的限制，科学家曾经认为蛋白质是生物体的遗传物质。接下来介绍这个观点最早被美国科学家艾弗里提出质疑，他是在总结英国科学家格里菲斯的实验基础上，进一步通过自己的实验证据提出遗传物质是DNA。 一 肺炎双球菌的转化实验1实验材料介绍此菌可感染人和老鼠，顺便解释“败血症”，接下来多媒体课件R菌和S菌的不同之处，强调荚膜的存在才使得S菌表现出毒性。2实验过程多媒体展示肺炎双球菌的四组转化实验并提出问题： 预测第一组和第二组实验结果会怎样？ 第三组的“加热杀死”是什么意思？加热的温度控制在多少度？教师指出加热的温度一般不超过90度，杀死是指S菌

4、失去了感染能力，但里面的遗传物质并没有被破坏。 第四组实验里活的S菌是怎么来的？ 提取出的S菌的后代仍然是S菌，这说明什么？ 究竟是什么物质使R菌转化为有毒的S菌？教师多媒体显示格里菲思的猜测：在加热杀死的S菌中必然存在某种“转化因子”使R菌转化为有毒的S菌 如果你是当时的一位科学家，为了弄清楚这种转化因子到底是什么物质，你该如何设计这个实验？ 引入美国科学家艾弗里和他同事们的工作，课件显示他们的实验设计和观察到的结果，引导学生分析： 只有加入哪种物质R菌才能转化为S菌呢？ 加入DNA以后所有的R菌都能转化吗？这说明什么？教师补充转化的效率其实是比较低的。 DNA水解物是什么？解释是加入DNA

5、酶，把DNA降解脱氧核苷酸，说明只有完整的DNA才能发生转化作用。 艾弗里的实验说明什么？ 艾弗里的实验思路和研究成果对我们有什么启示？介绍由于艾弗里所提DNA纯度不够高，还含有少量蛋白质，所以在他提出结论之后，并没有被所有的科学家认同进一步引导学生开放思维，DNA纯度不够高，在实验中可能是什么起了转化作用？由于此实验的不完美引入下一个实验二 噬菌体侵染细菌的实验1 噬菌体的结构2 噬菌体的繁殖 营寄生生活 在遗传信息的指导下进行繁殖 繁殖原料来自宿主大肠杆菌 子代噬菌体从宿主细胞裂解释放。3放射性同位素标记技术提出问题 到目前为止，一共学到几个利用放射性同位素标记技术的实验？ 实验中为什么用

6、35S和32P作标记？组织学生阅读教材45页右上栏的相关信息。 通过此项技术表明赫尔希的研究思路是什么？4实验过程先让学生阅读教材58分钟，掌握实验基本步骤，阅读结束后，教师多媒体课件显示和实验有关的一些问题，了解学生对实验原理和相关步骤的掌握程度，同时强调实验的一些细节，比如保温时间很短，这有助于学生对后面实验现象的分析。接下来教师引导学生先分析35S标记的实验现象引导分析 上清液放射性很高，说明上清液主要成分是什么？ 沉淀物放射性很低，说明在大肠杆菌体内有没有被标记的35S？大肠杆菌裂解释放子代噬菌体进行检测，与我们刚才预测的结果一样吗？说明噬菌体在繁殖的时候有没有用到蛋白质呢？多媒体课件

7、显示用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌的过程，引导学生分析： 上清液放射性很低，说明上清液有没有32P呢？ 沉淀物放射性很高，说明在大肠杆菌体内有没有被标记的32P？ 说明噬菌体在繁殖的时候用到了哪种物质？最后引导学生把这两个同位素标记实验综合起来分析，由学生归纳出结论。Flash动画显示噬菌体在大肠杆菌体内繁殖的过程教材45页右下栏，在上述实验中，如果用14C和18O标记行吗？教师引导学生回顾历经24年对遗传物质的探索过程，启发学生从中得到那些启示？学生讨论总结四点能准确的进行自我复制，传递给下一代。要有储存大量遗传信息的能力结构要比较稳定，不容易被破坏能控制生物的性状和代谢讨论作答：蛋白质更

8、适合作遗传物质，因为DNA仅由4种脱氧核苷酸组成，很难和生物多样性联系在一起，而组成蛋白质的氨基酸有许多种，在各种各样的排列顺序中很可能就蕴藏了大量的遗传信息。回答第一组小鼠不会死，因为R菌没有毒性，第二组小鼠会死，因为S菌是有毒性的。积极思考得出S菌应该是由活的R菌转化而来的。思考作答：说明这种转化是可以遗传的。思考讨论学生思考讨论，提出自己的实验设计思路。加入DNA从课件中得出并不是所有的R菌都能转化成S菌。说明真正起转化作用的是DNA 分析比较得出关键思路在于把DNA和蛋白质分开来，单独观察它们的作用。进一步总结归纳出科学探究要有科学思路，要善于总结他人经验引导学生回忆病毒的组成回忆共两

9、个：一是探究光合作用放出的O2来自水还是CO2；另一个是研究分泌蛋白合成途径也用到此技术阅读相关信息，得出结论经过分析比较后得出他的思路和艾弗里一样，把DNA和蛋白质完全分开，单独观察它们的作用。思考得出结论主要成分是被35S标记的蛋白质。猜测应该是没有。与猜测一样，在新的噬菌体里果真没检测到35S得出结论：没用到蛋白质学生回答，几乎没有，也就是几乎没有DNA了猜测应该是有32P与猜测一样，在新的噬菌体里果真检测到32P分析得出结论：用到DNA学生进行归纳总结噬菌体繁殖时用的是DNA而不是蛋白质，而,说明它是在DNA的指导下完成繁殖的，进一步说明DNA才是它的遗传物质学生思考作答学生总结科学探

10、索是艰辛曲折的科学研究是一个不断纠正错误，发现整理的过程要科学的选择实验材料科学发展需要技术支持为当时科学家们判断DNA和蛋白质哪个更适合做遗传物质提供依据通过设疑，让学生自己得出曾经一个错误的观点，从中总结出知识水平决定决定认知水平。引入本节课的第一个关键实验。激发学生科学探究的热情让学生沿着科学发展的轨迹观察问题，发现问题，提出问题并进一步分析问题。培养学生科学思维和科学探究的能力 培养学生分析问题，归纳结论的能力 使学生了解噬菌体繁殖过程，为下面具体分析实验铺好基础。通过不同的标记，使学生经过分析比较后归纳出这个实验的研究思路培养学生分析问题，提出假设，验证假设的能力培养学生分析比较实验

11、现象，归纳结论的能力培养学生正确的科学认识和对科学坚持不懈探索的精神，进一步探究问题:遗传物质都是DNA吗？通过烟草花叶病病毒感染烟草的实验，得出除了DNA之外，有些病毒体内的RNA是该病毒的遗传物质看书思考树立辩证唯物主义世界观归纳总结细胞生物遗传物质是DNA非细胞生物的遗传物质是DNA或RNA,所以说DNA是主要的遗传物质。问题：上述两个经典实验能证明DNA是主要的遗传物质吗？只能证明DNA是遗传物质，但不能证明DNA是主要的遗传物质。五 板书（一） 肺炎双球菌的转化实验1材料：R菌，S菌，小鼠2过程： R，没死 S，死 S（加热杀死），没死 RS（加热杀死），死3结论：“转化因子”存在，

12、使R菌转化为S菌艾弗里：分离，单独转化结论：DNA才是遗传物质（二） 噬菌体侵染细菌的实验1 噬菌体结构2 噬菌体繁殖3 放射性同位素标记技术4 实验过程5结论：（三） DNA是主要的遗传物质细胞生物：DNA非细胞生物：DNA或RNA六 教学反思“自主性、探究性、合作性”是学生课堂学习的三个基本维度，尤其新课程标准强调要转变学生的学习方式，如果采用传统的教学方法，学生对整节内容理解可能就不会那么透彻，这样也就更谈不上培养学生自主学习和探究能力。采用“探究发现”的教学方式后，通过教师的引导和启发，学生自主的模拟科学发现过程，这就激发了学习的积极性，在思考分析和讨论中，学生的科学想法得以表达和流露

13、，科学探索的热情进一步提高，这对他们研究性学习课程也有一定的指导意义。而且在课堂上学生也提出了一些具有探讨性的问题，还有一些实验的细节问题，比如噬菌体侵染细菌实验中，保温时间很短，时间如何控制？为什么35S标记下面沉淀物中放射性很低，而不是没有放射性呢？32P标记的上清液为什么还会检测到有少量放射性？这些都说明学生已经融入到整个科学探索过程中，同时在探索中领悟到科学探索的艰辛和科学家持之以恒的精神，潜移默化中，也就培养了学生创造性思维品质。DNA是主要的遗传物质教师行为学生学习活动设计意图（一）创设情境，兴趣导入，温故知新1.俗话说“龙生龙，凤生凤，老鼠生的儿子会打洞”。这句话显示生物的基本特

14、征之一遗传。那么什么是遗传物质呢？2.回顾前面接触的基因、染色体与性状之间的关系，多媒体展示生命遗传现象图片。请同学们说一说遗传物质应该具备什么条件?3.科学家是怎么知道DNA是遗传物质的呢？从而引出经典实验肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌的实验。1.学生根据以往的生物学知识以及从媒体上获取的信息都会回答：是DNA。2.学生根据已有知识信息回答：稳定、连续、变异等3.学生阅读课本引入实际问题，创设问题情景，激发学生的探究欲望。多张图片吸引学生注意引入本节内容（二）引导探索指导学生读教材思考：1.在20世纪早期人们普遍认为遗传物质是DNA还是蛋白质？2.为什么会有这种认识？讲述：限于当时的认识

15、水平，认为蛋白质是遗传物质的观点处于主导地位。分析当时认为蛋白质是遗传物质的原因：组成DNA的脱氧核苷酸只有4种而组成蛋白质的氨基酸种类有20种，蛋白质的多样性很容易和生物的多样性相联系。进一步激发学生对遗传物质认识的研究（三）DNA是遗传物质的的证据I科学家是如何认识DNA是遗传物质的呢，让我们重温科学家对遗传物质的认识过程吧。I、肺炎双球菌的体内转化实验讲述并投影两种菌落的比较；菌落荚膜毒性R型菌落粗糙无荚膜无毒S型菌落光滑有荚膜有毒投影细菌转化实验的课件引导学生观察实验，讨论分析以下问题：1）为什么加热杀死的S菌和活的R菌混合可以导致小鼠死亡？导致小鼠死亡的直接原因是什么？2）促进活的R

16、菌转变为S菌的因素是什么？是否有可能是蛋白质？3）本实验蕴含了那些科学实验方法，能得出什么结论？认真观察实验的演示过程，思考回答所提问题，得出以下结论：1.加热杀死的S菌能够促使活的R菌转变为活的S菌，即加热杀死的S菌中含有促使这一转化的活性物质转化因子。2.这一转化因子不可能是蛋白质，因为蛋白质经过高温作用会变性失活。3.蕴含的实验方法有分组对照和对变量进行一定的控制。引导学生重温科学探究历程，亲身体验科学研究的思路和方法，学习科学家严谨的态度和合作精神。体验科学探索的艰辛，学习科学精神，养成科学态度。（四）DNA 是遗传物质的的证据设疑：这种转化因子究竟是什么物质呢？S菌的化学成分很多，要

17、找到转化因子，最关键的思路是什么？如果让你来设计实验来进一步探究“转化因子”是什么物质，你将如何设计实验？、肺炎双球菌的体外转化实验讲述并投影：思考：1.该实验的巧妙之处是什么?蕴含了哪些实验设计原则？2.能够得出什么结论？学生思考、分析、讨论得出结论：把DNA和蛋白质分开，单独地直接地观察这两种物质的作用。学生思考、讨论，展示学习成果：1.控制变量原则，将多个变量分解为单个变量进行研究；对照性原则。2.结论：DNA是转化因子即遗传物质。进一步培养学生探究问题与设计实验的能力及创新意识。（五）DNA 是遗传物质的的证据艾弗里的实验中提取的DNA纯度最高时也还有少量的蛋白质，当时仍然有学者认为是

18、这少量的蛋白质在起作用，不愿接受DNA是转化因子的结论。这种怀疑有道理吗？、噬菌体侵染细菌的实验1.T2 噬菌体的结构模式图，说明其结构特点、物质（元素）组成、寄生和繁殖方式，演示其侵染细菌的动态变化。2.投影分别用不同放射性元素标记的噬菌体侵染细菌的实验过程。1.为什么选择噬菌体作为实验材料？2.为什么要用32P和35S分别标记噬菌体的DNA和蛋白质？如何标记？3.实验结果是怎样的，根据实验结果你能得出什么结论？4.上述实验运用了哪些技术手段？总结：以上实验证明了DNA是遗传物质，而蛋白质不是遗传物质。观察课件的演示过程，明确在噬菌体侵染细菌的过程中，DNA进入了细菌细胞内，而蛋白质外壳停留

19、在细胞外。分析、讨论相关问题，展示学习成果：1.DNA是在亲子代之间发生连续性的物质，即DNA是遗传物质；蛋白质不是遗传物质。2.采用了放射性标记技术、分离提纯技术、离心技术等技术手段让学生认识到一个正确的结论可以通过不同的途径获得。认同人类对遗传物质的认识是不断深化、不断完善的过程；认同科学的发展离不开技术的支持。是不是所有生物的遗传物质都是DNA呢？投影并讲述：展示几种常见的RNA病毒，由于这些病毒只由RNA和蛋白质构成，所以这类病毒的遗传物质是RNA而不是DNA总结上述探究活动，得出：DNA是主要的遗传物质。进一步明确某些病毒的遗传物质是RNA，DNA是主要的遗传物质的原因。（六）课堂巩

20、固请学生思考并回答教材课后习题。学生结合所学知识进行分析，以加深对所学知识的理解和应用。培养学生应用知识解决实际问题的能力。（七）小结1.引导学生归纳本节课知识要点。2.教师用多媒体展示本节课板书（黑板上有知识框架）投影总结：核酸是一切生物的遗传物质；具有细胞结构的生物和大多数病毒的遗传物质是DNA，少数RNA病毒的遗传物质是RNA,即DNA是主要的遗传物质，学生归纳知识要点，整理课堂知识结构。加深理解、巩固、深化所学知识。培养学生自主学习的能力。（八）拓展延伸1997年美国科学家Prusiner发现了一种新型生物朊病毒，是一组至今没有查到任何核酸的蛋白质颗粒，它是导致疯牛病和人的克-雅氏病的病原体。你能推测改病毒的遗传物质是什么吗？学生思考讨论：认识到对遗传物质的探究是不断深化和发展的。形成认知冲突，激发学生新的探索欲望。