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1、DNA 是主要的遗传物质教学案例一 教学分析1 教材分析DNA 是主要的遗传物质一节是人教版新课标教材必修 2第 3章第 1节的内容，是在前面学习了有关细胞学基础(有丝分裂、减数分裂和受精作用)、阐明了染色体在亲代和子代遗传中所起的联系作用，并且了解染色体的主要成分是 DNA和蛋白质的基础上来学习的。这节内容还与本册教材第六章基因工程及其应用有一定的联系，同时提到了一些在自然科学研究中常用的实验方法，这为后面选修课生物技术与实践的学习也做了很好的铺垫，因此这节内容在高中阶段生物科学习中有着重要低位。由于当时认识水平有限，所以在相当长的时间里，人们一直认为蛋白质是生物体的遗传物质，那么，遗传物质
2、究竟是 DNA还是蛋白质呢？教材通过问题探讨在此埋下伏笔，然后通过两个经典实验证明了遗传物质是 DNA。最后教材通过烟草花叶病毒感染烟草的实验，说明有些病毒体内的核酸只有 RNA没有 DNA，其中的 RNA就是它的遗传物质，进一步归纳出“DNA 是主要的遗传物质”这一结论。本节内容在结构体系上体现了人们对科学理论的认识过程和方法，是进行探究式学习的极佳素材。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。2 学情分析通过前面的学习，学生已经具备了有丝分裂、减数分裂和受精作用等细胞学
3、基础，了解了生物生殖发育过程，掌握了染色体、蛋白质与 DNA 的化学组成等相关知识，熟悉同位素标记技术生物科学研究中的应用，这为新知识的学习奠定了基础。再加上我校“研究性学习”课程的开设，学生初步掌握了探究实验的一些基本方法，也初步培养了他们提出问题，分析问题和解决问题的能力。 “创新意识”的培养也加强了他们对新事物探究的激情，这都是开展探究性学习的极佳条件。二 教学策略1 教师教法根据新课程理念，高中生物学教学重在培养学生的科学思维、科学方法、科学精神等生物学科学素养，因此，本节课以“自主探究科学发现的过程来学习科学研究的方法”为设计理念，切实落实主体性教学目标，以培养学生的科学素质为指导，
4、侧重科学方法教育为目标，采用“探究发现”教学模式。通过引导学生模拟科学发现过程，启发学生积极思考，从而达到提高学生探究能力，训练学生科学思维方法的目标。 “2 学生学法学生可采用观察、阅读、讨论，比较法，归纳法等进行分析、归纳和总结，通过学生的自主学习和探究学习培养他们对生物学科的兴趣。三 教学目标1 三维目标知识目标 总结“DNA 是主要的遗传物质”的科学探索过程。 知道肺炎双球菌转化实验和“同位素标记法”研究噬菌体侵染细菌所采用的方法，是目前自然科学研究的主要方法。 理解 DNA是主要的遗传物质能力目标 通过分析证明 DNA是遗传物质的实验设计思路，逻辑思维能力得以提高。 通过“同位素标记
5、法”来研究噬菌体侵染细菌的实验，由特殊到一般的归纳思维能力得以提高。情感态度与价值观 通过总结 DNA是遗传物质的科学探索过程，学习科学家善于总结他人经验、在工作中互相合作，严谨求实的科学态度以及对真理追求不懈的科学精神。 遗传物质主要是 DNA，也有 RNA，强调了生命的物质性，树立辩证唯物主义世界观。 认同科学与技术的关系，二者相互促进，相辅相成。2 教学重点 肺炎双球菌转化实验的原理和过程。 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 Fla
6、sh 动画5 课时安排1 课时四 教学过程教学环教师的组织和引导 学生活动 教学意图节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思考回答：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
7、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：蛋白质更适合作遗传物质
8、，因为DNA 仅由 4 种脱氧核苷酸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 引导探讨上述水平，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
9、并提出问题： 预测第一组和第二组实验结果会怎样？为什么？ 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，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：说明这种转出曾经一个错误的观点，从中总结出知
10、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。 引导探讨这说明什么？ 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
11、？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 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培养学生科学思维和科学探
12、究的能力 培养学生分析问题，归纳结论的能力 培养学生分析问题，归纳结论的能力 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 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，教师引导学生回忆病毒的组成回忆共两个：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。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多媒体课
