《噬菌体侵染细菌的实验》由会员分享,可在线阅读,更多相关《噬菌体侵染细菌的实验(6页珍藏版)》请在金锄头文库上搜索。
1、噬菌体侵染细菌的实验 教学设计 王莹 一、教材内容分析 噬菌体侵染细菌的实验是苏教版普通高中生物必修 2遗传与进化中第 4 章第 1节的内容。 本部分内容之前已经介绍了格里菲斯和艾弗里的 “肺炎双球菌的转化实验” 。 “噬菌体侵染细菌”的实验是更具有说服力的实验,其设计思路科学而缜密,值得学生借鉴和学习。本内容是从分子层面上认识遗传物质的本质,为学习 DNA 的复制,基因的表达和基因突变打下了基础 二、学习对象分析 高中必修一也在介绍原核生物与真核生物时, 也了解了病毒是一种寄生的没有细胞结构的生物。可以简要跟学生介绍大肠杆菌和噬菌体,引发回忆。高中学校没有成熟的实验条件供学生亲自做噬菌体侵染
2、细菌的实验, 因此教师应该形象直观地展示科学探索的过程, 引导学生的思路再现一遍科学家的实验探究过程, 达到发展学生科学思维能力的目的。 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、科学探究,因此,本节课以“自主探究科学发现的过程”为设计理念,切实落实主体性教学,提高学生的探究能力,训练学生科学的思维方法。 三、教学策略 由“格里菲斯和艾弗里肺炎双球菌转化实验”的不足之处引入新内容,让学生思考如何对这一问题进行研究,提高说服力,培养他们分析问题和解决问题的能力,激发他们了解科学家当年的研究过程和方法的兴趣。通过重温科学家的探究历程,领会实验选材的巧妙、思维的严谨和实验方法的科学;通过
3、实验结果的分析理解 DNA 是主要的遗传物质 根据主体性教学目标,以“自主性、探究性、合作性”为学生学习的三个基本维度,以培养学生的科学素质为指导,以侧重科学方法教育为归宿,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,并配以多媒体辅助教学,引导学生模拟科学发现过程,进行分析、讨论、归纳和总结。 采用 “设疑导入问题引导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。 四、教学目标 1、 知识与技能: (1)进行“噬菌体侵染细菌”的实验设计; (2)描述“噬菌体侵染细菌”的实验步骤 2、情感态度和价值观: (1) 探讨实验技术在证明 DNA 是主要遗传物质中
4、的作用。体验科学探索的艰辛过程; (2) )领悟科学研究的过程和方法,培养学生的实验探究能力。 五、教学重点和难点 1、重点: (1)噬菌体侵染细菌的原理和过程。 (2)证明 DNA 是遗传物质的实验的关键设计思路。 2、难点: 证明 DNA 是遗传物质的实验的关键设计思路。 六、教学设计流程 设疑导入 问题引导呈现探究 讨论实验结果 归纳总结 拓展延伸 七、课堂实施 教学环节 教师组织和引导 学生活动 设计意图 复习旧知,创设情景,导入新课 问题:遗传物质是什么 学生答:DNA 问题:谁的实验证实这一点 学生答:艾佛里或格里菲斯 问题:格里菲斯的体内转化实验,得出什么结论 学生答:灭活的 S
5、 菌里有某种“转化因子”使得无毒R 菌转化成了有毒的 S 菌。 问题:艾弗里做了什么 学生答:艾弗里接过“科学探究”的接力棒,对灭活的 S 菌的物质分离提纯,用所提纯的蛋白质、糖脂和DNA 分别去转化 R 菌,发现只有用 DNA 去转化的那一组才有转化作用, 而且 DNA 越纯转化效率越高。 因而,艾弗里得出的结论是 “DNA 是转化因子, DNA 是遗传物质”。 问题:科学界有一部分科学家对此结果表示不信服,为什么呢看课本找答案 学生答:因为当时技术所限,艾弗里提得最纯的 DNA 回忆旧知识,引发学生思考以及进一步学习探究过程的欲望。 寻找新旧知识的结合点,以 “问题” 引入新课, 培养学生
6、分析和解决问题的能力, 激发探究欲望。 中也含有%的蛋白质。认为是这少量的蛋白质在起作用,不愿接受 DNA 是转化因子的结论。因此仅凭这个实验呢难以服人。 噬 菌 体 侵染 细 菌 的实验设计 学案材料 1: T2噬菌体是一种专门寄生在大肠杆菌中的病毒,由蛋白质外壳以及 DNA 构成。在 37 下大约只需 40min,噬菌体就可以在大肠杆菌中产生 100300 个子代。 思考 1:为什么选择噬菌体作为实验材料 回答:只有蛋白质和 DNA;繁殖速度快 思考 2:遗传物质需具备什么特性 回答:从亲代传递给子代 思考 3:如何分别追踪两种物质 回答:同位素标记法 思考 4:分别选用什么元素标记噬菌体
7、的 DNA 和蛋白质呢 材料 2: 噬菌体的蛋白质外壳由 C、H、O、N、S 组成,DNA 由 C、H、O、N、P 组成。 回答:标记噬菌体的 DNA32P 标记噬菌体的蛋白质 35S 思考 5:子代在哪里产生 回答:大肠杆菌中 思考 6:大肠杆菌中的噬菌体均为子代噬菌体吗 回答:不一定,如果噬菌体侵染细菌时整个个体进入细菌中,则细菌中的噬菌体也可能是亲代的噬菌体。 引导:因此,我们要比对亲代和子代噬菌体,先要弄清楚的问题是,噬菌体是怎么样入侵细菌的。那么,针对这一点,你可以做几种假设呢 回答:整个噬菌体入侵;噬菌体的 DNA 入侵;噬菌体的蛋白质入侵。 任务 1:填表学生根据对噬菌体进入细菌
8、的成分 通过几则资料分析,一步步明确实验设计的思路 让学生以科学家的角度来思考实验设计的步骤, 训练理科思维 认同科学的发展离不开技术的支持。 的假设,预测两组实验的结果 引导:展示真实的实验结果 任务 2:填表若 DNA 是遗传物质,则两组实验的子代放射性情况进行预测。 播放噬菌体侵染细菌的具体过程。 任务 3:看完视频,学生互相讨论,对噬菌体侵染细菌的过程提出相关疑问 学生问题:为什么子代的 DNA 有红有蓝,红的来自哪里蓝的是怎么产生的 细菌的 DNA 在噬菌体侵染之后,去哪里了 噬菌体侵染细菌后,细菌为何会破裂 引导:我们来梳理一下,哪些是我们本节课能解决的问题 学生:第一个问题 红的
9、是亲代的 DNA,即亲代 DNA 后来成为子代的一部分,蓝的是后来合成的,即用的是大肠杆菌的原料。 引导: 噬菌体在侵染大肠杆菌时, 注入大肠杆菌中, 留在外面。 利用 的原料,合成子代噬菌体。 实 验 过 程具 体 操 作步 骤 及 思路整理 问题:现在已知噬菌体侵染细菌时,DNA 进入大肠杆菌,就是说细菌中产生的完整噬菌体,就是子代噬菌体。我们要得到子代噬菌体,就在细菌中寻找。那么,如何将亲代噬菌体和细菌分离 材料 3:大肠杆菌大小13 微米,噬菌体头部大小为 9060 纳米(nm),尾部 10020 纳米。 回答:离心 问题:离心后细菌位于 回答:沉淀 引导:看课本的实验过程,梳理实验思
10、路,学生讨论并提出存在的疑问。 35S 标记的噬菌体和32P 标记的噬菌体是如何获得 能不能直接用含放射性同位素的培养基来培养噬菌体 回答:不能,噬菌体是病毒,病毒要寄生在细菌中。 引导:归纳步骤 通过实验操作分析,进一步领会实验设计的意图。 通过对实验过程的观察, 培养学生在细节中发现问题及解决问题的能力 阶段 1:获得35S 标记和32P 标记的大肠杆菌 阶段 2:获得35S 标记和32P 标记的噬菌体 阶段 3:用放射性同位素标记的噬菌体侵染未被标记 的大肠杆菌 任务:看课本中对于噬菌体侵染细菌过程图,提出疑问 学生:32P 标记噬菌体侵染大肠杆菌,上清液出现少量放射性;35S 标记噬菌
11、体侵染大肠杆菌,沉淀物出现少量放射性 引导:学生通过讨论,结合过程,自己得出结论。 七、课堂练习 科学家做的“噬菌体侵染细菌的实验”,分别用同位素32P,35S 作了如下表所示的标记: 项目 噬菌体成分 细菌成分 核苷核 32P 31P 氨基酸 32S 35S 此实验所得的结果是: 子代噬菌体与亲代噬菌体的外形及侵染特性均相同, 请分析回答: (1)子代噬菌体的 DNA 分子中含有上述元素 。 (2)子代噬菌体的蛋白质分子中含有上述元素 。 板书设计 第四章 遗传的分子基础 第一节 探究遗传物质的过程(二) 噬菌体侵染细菌实验 侵染过程: 吸附 注入 合成 组装 释放 实验过程: 培养分别被32P 和35S 标记的噬菌体 侵染 搅拌离心 观察检测 分析结果 得出结论 教学反思 先让学生了解噬菌体侵染大肠杆菌的过程,以及物质的流动与转化。然后再回顾赫尔希、蔡斯的实验,让学生在对主体知识有一定理解的基础上,降低了课堂难度,同时还加深了学生对这个过程的理解。 教师在黑板上把实验分步骤表达出来,也是加深学生理解,让学生跟上老师节奏的表现。以问题串的方式引导学生将同位素标记法正确的运用到实验中。同时,让学生了解“为什么要标记 P 和 S”,和实验的原理。加深学生对噬菌体侵染过程的认识。对问题进行详细的讲解,使学生易于接受