3.1 DNA是主要的遗传物质 教学设计（表格式）人教版（2019）高中生物必修二

课题 DNA是主要的遗传物质
教学目标
1.阐述肺炎链球菌体内和体外转化实验的过程和结论。(科学探究) 2.阐述噬菌体侵染细菌实验的方法、过程及结论。(科学思维) 3.能够运用所学知识,说明 DNA 是主要遗传物质。(生命观念)
教学重点：1.噬菌体侵染细菌实验的方法、过程及结论 2.噬菌体侵染细菌实验的方法、过程及结论
教学难点：噬菌体侵染细菌实验的方法、过程及结论
教学过程
一、课程导入：回顾必修二的学习的内容19世纪中期：孟德尔通过豌豆实验证明了生物的性状是由遗传因子控制，约翰逊把遗传因子命名为基因1903年：萨顿通过对蝗虫细胞观察得出假说：基因位于染色体上。1909年：摩尔根通过果蝇实验证明：基因位于染色体上。20世纪中期：科学家发现：染色体主要组成成分DNA和蛋白质。提出问题：那么DNA和蛋白质谁才是遗传物质呢？图片展示DNA和蛋白质的结构，说出作为遗传物质，需要具备什么特点？ 生答：①储存大量的遗传信息;②可以准确地复制，并传递给下一代;③结构比较稳定。以剧本杀为情景设定“你”是一位科学家，20世纪20年代大部分科学家认为蛋白质是遗传物质，你在当时持有疑问甚至反对的态度，从此成了众矢之的陷入无尽的不被理解当中，在舆论的压力下你决定绝地反击，用事实说话，就像孟德尔和摩尔根那样用事实说话！ 二、肺炎链球菌的体内转化实验。 展示资料卡一：肺炎链球菌(Streptococcus pneumoniae )的致病情况。他用两种不同类型的肺炎链球菌感染小鼠。一种类型的菌体有多糖类的荚膜，在培养基上形成的菌落表面光滑(smooth),叫作S型细菌。S型细菌有致病性，可使人和小鼠患肺炎，小鼠并发败血症死亡。另一种类型的菌体没有多糖类的荚膜，在培养基上形成的菌落表面粗糙(rough),叫作R型细菌。学生整理线索，完成表格。 项目S型细菌R型细菌菌落菌体有无毒性
资料卡2：格里菲斯的肺炎链球菌体内转化实验 学生总结（线索搜集）：第1、2组对照，说明R型细菌__无毒________，S型细菌____有毒_____。第2、3组说明，加热可以杀死S型细菌，使其失去__毒性_____。从第四组小鼠体内分理处S型活菌可推测出什么？ 真相浮出水面：无致病性的R型活细菌在与被加热杀死的S型菌混合后，转化为有致病性的S型活细菌被加热杀死的S型细菌中，必然含有某种促成这一转化的活性物质——“转化因子”将无致病性的R型活细菌转化为致病性的S型活细菌。 讨论：1.能从以上线索中提出什么问题？2.通过以上线索你该怎么去设计实验探究？谁是使小白鼠死去的元凶 二、肺炎链球菌的体外转化实验 资料卡3： 资料卡4： 思考：1.分析实验自变量： ； 因变量： . 哪组是对照组？哪组是实验组？ 该实验遵循什么原则？ 提问：学生得到的结论是？DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质。 情感升华：艾弗里等人进一步分析了细胞提取物的理化特性，发现这些特性都与DNA的极为相似，于是得出结论：DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。 知识拓展：提问：1.加热杀死的S型菌，根据所学知识，你能判断出哪种物质的活性丧失？ 生。答：DNA 补充：蛋白质和核酸对于高温的耐受力是不同的。在80-100 ℃的温度范围内，蛋白质失活，DNA双链解开；当温度恢复至室温后，DNA双链能够重新恢复，但蛋白质的活性无法恢复。图形解释：为什么R型菌转化为S型菌。强调：转化效率低。 探索不断进行中：科学探究的脚步永远不会停止，艾弗里的实验确实引起人们关注，但依然有科学家不断的进行更加有说服力的实验，不断的去追求真相。 思考：哪里还是不够完善，让其他科学家对结论产生怀疑？提纯过程仍然有0.02%的蛋白质。选择什么实验材料会更适合探究？ 三、噬菌体侵染细菌的实验 教师播放噬菌体侵染大肠杆菌的过程， 任务一：如何判断T2噬菌体的遗传物质？ 生：可以看T2噬菌体哪种物质进入了大肠杆菌体内。设置提示卡：同位素标记法。提问DNA和蛋白质的元素分别是什么，为了区分这两种物质。生：蛋白质标记35S，DNA标记32P。 任务二：如何标记噬菌体，思考能不能同时用32P和35S标记噬菌体？不能，实验只能检测放射性的有无，不能检测放射性的种类。若出现放射性，无法判断是哪种元素。怎样标记噬菌体呢？能否在含放射性同位素的培养基中标记噬菌体？生答：不可以，因为T2噬菌体营寄生生活，无法独立生存。故应先培养细菌，再用细菌培养噬菌体。 图片展示如何制备标记的噬菌体 图片张贴在黑板上： 在T2噬菌体侵染细菌的实验过程中，搅拌和离心的目的分别是什么？ 生答：搅拌的目的：使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离；离心的目的：让上清液中析出质量较轻的T2噬菌体颗粒，而离心管的沉淀物中留下被侵染的大肠杆菌。 任务三：分析图片，完成表格内容 小组活动，分析坐标图 学生思考，讨论： 1.上清液中32P的放射性仍达到30%，其原因可能是什么？ 2.图中被侵染细菌的存活率曲线的意义是作为对照，如果明显低于100%，则上清液放射性物质32P的含量会增高，原因是什么？ 3.上述实验中若用14C来标记T2噬菌体的DNA或蛋白质，会出现什么现象？ 学生拓展延申：小组讨论： 1．提示：部分噬菌体未侵染进入细菌。 2．提示：大肠杆菌裂解，子代噬菌体释放到上清液中。 3. 提示：DNA和蛋白质中均含有C。 生答：甲组：将宿主细胞培养在含有放射性标记的尿嘧啶的培养基中，之后接种新病毒。培养一段时间后收集病毒并检测其放射性。乙组：将宿主细胞培养在含有放射性标记的胸腺嘧啶的培养基中，之后接种新病毒。培养一段时间后收集病毒并检测其放射性。 【板书设计】 3.1DNA是主要的遗传物质 一、对遗传物质的早期认识 二、肺炎链球菌体外实验 1.格里菲斯的体外转化--转化因子 2.艾弗里的体外转化实验--（减法原理）DNA是遗传物质，蛋白质不是 三．赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌的实验 1.获得标记的噬菌体 2.标记的噬菌体去侵染未标记的大肠杆菌 3.实验分析 【教学反思】在本节内容正式上课之前，学生已经根据学习指导书的基础知识进行预习，按理说课堂节奏应该紧凑、有序,但意外的是,部分学生在理解实验思路上依然有很大的障碍,必须在思路上作出一定的引导,学生才能进行实验设计，应加强对学生科学思维的培养。