噬菌体侵染细菌的实验学习资料
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中也含有0.02%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。 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，培养学生分析和解决问题的能力，激发探究欲望。 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的成分的假设，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。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。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0.5×13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。 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32S35S 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1知识类+
