高中生物学人教版（新课程标准）必修2 3.1DNA是主要的遗传物质 教学教案（表格版教案）

课堂教学技能实训·生物 教案
教学内容：《DNA是主要的遗传物质》
教材分析
《DNA是主要的遗传物质》选自人教版普通高中生物新课程必修2 《遗传与进化》第3章第1节。学习本节内容既是对前两章的遗传的细胞基础、基因的有关知识作本质性的讲解，同时是本章学习DNA分子的结构、复制和遗传效应的必备基础知识，是遗传学从细胞水平转向分子水平的关键节点，起到承上启下的作用。
学情分析
知识层面，第一，通过前两章节的学习，学生已经具备了有细胞分裂和受精作用等细胞学基础,掌握了染色体的化学组成,蛋白质与核酸的元素组成等相关知识，这为新知识的学习奠定了认知基础。第二，学生已经学过了核酸的结构，但对DNA分子的结构认识感觉陌生难懂，不能将DNA分子的多样性和遗传多样性相联系。思维层面，高中学生具备了一定的认知能力，逻辑推理和抽象思维能力已初步建立，但还不够完善，往往对探究的目的性及过程,结论的形成缺乏理性的思考。
教学目标
1、知识目标:
①说出遗传物质的主要载体；
②通过肺炎双球菌的转化实验和噬菌体侵染细菌的实验，阐明DNA是主要的遗传物质。
2、能力目标:
①培养学生基于生物学事实运用归纳与概括、分析与比较等方法阐释生命现象的科学思维能力；
②通过模拟科学发现的过程，渗透科学研究的基本思路和方法，培养学生科学探究的能力。
3、情感态度价值观目标:
①激发学生对科学的兴趣，树立结构与功能相适应的生命观念；
②通过探究实验，培养学生探究学习，合作学习的意识，提高学生的生物学素养。
教学重难点
1. 教学重点:
(1)肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验的原理和过程；
(2)证明DNA是遗传物质的实验的关键设计思路。
2. 教学难点：
(1)肺炎双球菌转化实验的原理和过程；
设计思路
1.高中学生已具备一定的认知能力，不再需要灌输性的知识，需要充分发挥学生的主观能动性，科学史的实验恰好可以提供这一机会。
2.在格里菲斯的转化实验中，“转化因子”的分析过程是重点内容，因此首先采用学生自主阅读教材的方式充分发挥学生的自学能力，培养其从材料中提取信息的能力。其次，四组小鼠实验对照充分发挥学生基于生物学事实阐明生命现象的能力，从个别到普遍，从特殊到一般。
3.在艾弗里的实验中，不采取一般形式的先介绍实验，再从实验中提取信息的方法，而是承接格里菲斯实验，渗透科学探究的一般过程，充分发挥学生的创造性，让学生自主设计实验。
4.从证明DNA是遗传物质的三组科学家实验中，层层递进，使学生体会到科学是在不断发现、探索中曲折前进的，实验材料的选取、科学技术的进步对于科学发展都具有巨大作用。
教学准备
1.肺炎双球菌体内转化实验的播放动画；
2. DNA是主要的遗传物质的课件
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
导入新课 出示老鼠及其幼崽图片，提出“龙生龙，风生风，老鼠的儿子会打洞”这一俗语，提问：到底是什么物质在起作用呢？ 引导学生自主阅读教材，提问作为遗传物质可能要具备哪些特点？ 介绍认知冲突，DNA和蛋白质都可能是遗传物质的观点。在20实际早期，人们普遍认为遗传物质是DNA还是蛋白质呢？ 继续追问;同学们认为在这两种物质中，究竟哪一种是遗传物质呢 学生产生疑惑，仔细观察图片，猜想组成生物体的物质。 学生回答：结构比较稳定；具有储存遗传信息的能力；能够自我复制。 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。 学生认真听讲，根据DNA和蛋白质的特性思考其作为遗传物质的原因，并阐述自我观点。 通过图片和常见的俗语材料，激发学生的学习兴趣。 培养学生自主学习、归纳和概括信息的能力。 将学生带入到早期遗传物质的探索中 创设问题情境，引导学生表明自己关于遗传物质的观点，培养学生敢于质疑的能力
肺炎双球菌体内转化实验 一、肺炎双球菌体内转化实验 介绍两种不同的肺炎双球菌特征 播放肺炎双球菌体内转化的前三组组小鼠实验动画，简单介绍实验过程。 提问： 一、二两组实验对比说明什么？ 二、三两组实验对比说明什么？ 导致小鼠死亡的直接原因是什么？ 播放第四组小鼠实验过程，提问：请学生预测实验结果 播放实验结果——小鼠死亡，并且死亡小鼠体内分离出S型活细菌。 提问：对比1、3、4组实验，试分析小鼠体内分离得到S型活菌的原因？ 教师补充蛋白质高温变性失活，不能复活这一背景。 最后，师生共同讨论，总结出本实验的结论：加热杀死的S型菌中存在某种“转化因子”使活的R型菌转化为S型菌, 学生认真听讲，理解R型菌和S型菌是否具有毒性的原因。 学生回答：一、二两组实验对比说明活的R型菌不致死，活的S型菌致死； 二、三组实验对比说明加热杀死的S型菌不致死； 导致小鼠死亡的直接原因是活S型菌。 根据前三组小鼠实验及两种肺炎双球菌的特征分析细菌在小鼠体内产生的变化。 学生回答：小鼠不死亡。 学生紧跟老师思路，产生疑惑。 学生回答：死去的S型菌死而复生和加热杀死的S型菌中有某种物质将活的R型菌转化为S型菌 学生讨论，认为第二种假设更具有讨论价值。 提供实验背景，使学生树立结构与功能相适应的观念。 利用动态过程吸引学生注意。 培养学生基于生物学事实运用分析与比较阐释生命现象的科学思维能力。 引起学生认知冲突，激发学生对此问题的学习兴趣，同时使学生树立生物体各部分是一个有机整体的观念。 引导学生能基于生物学事实对有争论的问题给出自己的看法。 引导学生能够基于生物学概念论证自己观点的合理性，排除不可能的结果。
设计实验 设疑：“转化因子”究竟是什么？怎样设计实验来验证？ 介绍两种肺炎双球菌的组成成分，引导学生明确探究的关键是必须将蛋白质、其他物质与DNA分开，单独、直接地观察它们的作用，才能确定究竟谁是遗传物质。 根据科学探究的一般过程，提问： 1.请做出假设，什么是转化因子？ 2.怎样设计实验方案？ 3.根据你的假设，请预测实验结果？ 学生产生疑惑。 学生明确本实验的设计原则是控制单一变量。 学生回答：DNA/蛋白质/荚膜多糖是转化因子 学生回答：从S型活细菌中提取出DNA、蛋白质和多糖等物质,然后分别将它们加入已经培养了R型细菌的培养基中，观察结果。 学生预测实验结果。 进一步激发学生兴趣。 学习控制单一变量单独研究的实验思路。 在学生设计实验过程中渗透科学研究基本思路和方法，培养学生科学探究能力。
艾弗里体外转化实验 二、艾弗里体外转化实验 那么事实究竟是如何呢，引出艾弗里的肺炎双球菌体外转化实验。 首先，根据同学们的实验设计思路播放艾弗里体外转化的四组实验，提出问题： 1.加入DNA水解酶的组有何作用 2.最后一组实验与那一组形成对照，变量是什么？ 2.对比各组现象，说明了什么问题 师生共同分析实验后，总结这个实验与第一个体内转化实验有什么关系？ 学生认真听讲，完善自我设计本实验的思路。 学生回答：1.水解DNA，防止因DNA提纯不完全带来的其他物质影响。 2.最后一组与第一组形成对照，变量时是否具有DNA。 3.DNA是转化因子。 学生回答：两个实验都采用单一变量原则和对照原则，艾弗里的实验在格里菲斯实验的基础上将各物质组分进行分开研究。 激发学生兴趣，使学生在探究过程中完善思维，逐步增强对生物学现象的求知欲。 拓宽学生思维，用不同的实验方法达到同一实验目的。 体会科学实验的设计方法和原则，认同科学是在不断探索中发展的。
噬菌体侵染细菌实验 教师提供由于艾弗里的实验中提取的DNA,纯度最高时也还有0.02%的蛋白质，因此，仍有人表示怀疑这一背景，提示在光合作用的探究历程中的实验设计，提问：还有其他方法可以将DNA、蛋白质、多糖等物质分开研究吗？ 出示T2噬菌体的结构模式图，提问：请根据噬菌体的结构模式图，归纳噬菌体的结构特点。 播放噬菌体侵染细菌的部分过程，阐明噬菌体会吸附在细菌表面，思考：注入细菌的物质是什么？ 之后安排学生自主阅读教材，学生分组讨论如下问题： 1.简述噬菌体侵染细菌过程。 2.为什么要用32P和35S分别标记噬菌体的DNA和蛋白质？ 3.怎样使噬菌体带上32P和35S标记？直接用32P标记的培养基培养噬菌体可以吗？ 4.混合后为什么要搅拌？ 教师组织不同小组学生对实验进行介绍和自我观点展示。学生对实验过程进行介绍后，教师追问上述实验的三个问题。 师生共同分析沉淀、上清液和自带噬菌体的放射性结果。总结上述实验的结论。 设疑：所有生物的遗传物质都是DNA吗？ 安排学生课后自主阅读教材烟草花叶病毒的实验。搜寻是否有其他物质作为遗传物质的生物。 学生回答：同位素标记法 学生回答：T2噬菌体的化学组分：60%蛋白质，40% DNA 学生产生疑惑，分析遗传物质在噬菌体侵染细菌中所起到的作用。 学生回答：①培养用32P和35S 标记的大肠杆菌，再用此大肠杆菌培养噬菌体； ②用培养后的2P和35S噬菌体侵染未被标记的的大肠杆菌。 ③培养物搅拌离心。 ④分别对上清液和沉淀物的放射性进行检测。 学生回答： 2.P只存在于噬菌体DNA中,S只存在于噬菌体蛋白质中。 3.培养用32P和35S 标记的大肠杆菌，再用此大肠杆菌培养噬菌体； 噬菌体习寄生生活，不可以直接用培养基培养噬菌体。 4.搅拌使噬菌体和细菌分离开。 学生回答：DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质。 学生仔细思考，根据实验现象，说出烟草花叶病毒的遗传物质。 培养学生运用新获得的知识和回忆旧知解决新问题的能力。 使学生体会实验材料的选取对于实验的重要性。 使学生了解噬菌体侵染细菌的过程，提供知识基础。 培养学生分析实验、提取和归纳信息的能力。 认同科学的前进离不开科学技术的发展。 感受科学家实事求是、严谨的实验态度，培养批判性思维。
课堂小结 列表比较DNA是主要的遗传物质的实验证据； 总结科学探究的一般过程。 紧跟老师节奏，共同复习，在知识总结中加深巩固。 使学生学会构建知识系统，培养批判性思维和科学思维的能力。
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