【教案】DNA是主要的遗传物质+教学设计-2022-2023学年高一下学期生物人教版（2019）必修2

《DNA是主要的遗传物质》教学设计 一、 教材分析 “DNA是主要的遗传物质”是人教版高中生物学教材必修2《遗传与进化》第3章第1节内容，主要以发现遗传物质的本质的发现史为主线，首先由早期科学家关于遗传物质是蛋白质还是DNA的争论，引出经典实验：肺炎链球菌的体内、体外转化实验和T2噬菌体侵染细菌实验，得出DNA是主要遗传物质的主张。学生学习过有丝分裂、减数分裂和受精作用等知识，知道染色体在遗传中起着重要作用，具有一定的知识储备。教材中蕴含着丰富的生物科学史素材，体现了人类对遗传物质本质的认知过程和研究方法的推进过程，而这也是本节内容的教学重难点。 二、教学目标 1.生命观念：通过对不同生物遗传物质化学本质的学习与探讨，认识生物的多样性与统一性。 2.科学思维：通过梳理DNA可能是遗传物质、DNA是遗传物质和DNA 是主要遗传物质的层层论证，锻炼学生归纳概括、推理论证的能力，养成批判性思维。 3.科学探究：通过小组合作讨论分析几个经典实验的实验设计思路和基本环节，同时利用“减法原理”进一步完善RNA是遗传物质的实验，发展科学探究的精神及能力。 4.社会责任：体会科学发展过程中严密的逻辑推理，认同科学的发展是一个继承、发展与创新的辩证过程。 三、教学重点和难点 1.教学重点 （1）肺炎链球菌转化实验的原理和过程。 （2）噬菌体侵染细菌实验的原理和过程。 2.教学难点 （1）肺炎链球菌转化实验的原理和过程。 （2）噬菌体侵染细菌实验的原理和过程。 三、教学过程 阶段及时间（视频中） 教师活动 学生活动 设计意图 导入 1.简单回顾之前所学孟德尔、摩尔根实验结论，引导学生在染色体从成分上寻找遗传物质。出示“染色体图解”引导学生锁定两种物质作为遗传物质的可能性。启发学生思考：遗传物质具有什么特点，比对刚刚锁定的两种物质，哪种更有可能作为遗传物质？ 2.活动：分析推理——谁是遗传物质？ 学生根据学习任务单上提供的材料，通过分析推理的思维过程，对材料进行分类判断，列举出支持蛋白质是遗传物质或者支持DNA是遗传物质的证据。 信息整合归纳：对材料信息进行分类整理，梳理出遗传物质应该具有哪些特征（多样性、可传递、稳定性等） 小结：推测和假说是根据事实所做出的符合逻辑的判断。但是得到真正的结论不仅仅要符合逻辑，更需要实证。只有实验才能为谁是遗传物质提供直接证据！ 1.学生根据已有知识进行总结归纳。 了解当年的历史环境，进入探究状态。 2.使学生体验用事实或材料作为证据支撑观点的科学思维方式。 学习对信息进行整合归纳，通过分析推理过程归纳出遗传物质的特点。 在真实问题情景中复习、运用科学方法。 从已知入手，激发学生新旧知识之间的联系。 引导学生“像科学家一样去思考” 肺炎链球菌的转化实验 【格里菲斯的肺炎链球菌体内转化实验】 1. 介绍两种类型的肺炎链球菌 2. 展示格里菲斯前三组实验，提问：①第一组第二组实验作用是什么？②第二组死亡小鼠体内分离出S型活菌，说明了什么？ ③如何解释第三组实验结果（即小鼠不死亡）？补充加热致死的原理。 3. 展示第四组实验过程，预测实验结果。真实实验结果对比引发认知矛盾，通过问题串启发学生进行思考：①第四组实验导致小鼠死亡是什么菌？②为什么将R型活细菌和加热杀死后的S型细菌混合后注射到小鼠体内，会如何出现活的S型细菌？ 4.通过讨论分析得出得出推论：加热致死的S型细菌，含有某种物质，能把无毒的R型活菌转化为有毒性的S型活菌。我们把这种物质叫做“转化因子”.。 【艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验】 1. 提出问题：在证明DNA还是蛋白质或其他物质是遗传物质的实验中最关键的设计思路是什么？引导学生思考。 2. 按思路逐一提出实验受技术限制，有没有反面的路径？指引学生像科学家一样思考问题。 3. 展示艾弗里的实验过程：提醒注意细胞提取物要求、实验观察指标。实验设计的严谨性和科学性。 引导学生补充完整过程并得出概括本实验结论：DNA是转化因子 小结：实验自变量控制的加法原则和减法原则；DNA是转化因子到DNA是遗传物质的认识；格里菲思活体转化实验与艾弗里设计的离体实验。 1. 思考讨论格里菲斯的前三组实验的对照结果。 2. 运用别的组的证据加上逻辑推理实验结论并表述。 3. 思考研究物质的基本方法。 4. 通过问题引导回顾对照实验、自变量处理、实验结果、实验结论等科学探究基本技能。 通过合理的逻辑推理过程得到结论，发现“转化因子”的存在。 构建概念：亲代的遗传信息是通过DNA遗传给子代的，DNA是主要的遗传物质。 学习科学家设计肺炎链球菌转化实验的原理和过程分析实验设计思路。训练科学思维。 了解实验设计中的“加法原理”和“减法原理”。 认同DNA是遗传物质。 噬菌体侵染大肠杆菌实验 1. 对噬菌体的认识历程 讲解：噬菌体的结构和生存方式。 噬菌体学派创始人——德尔布吕克和埃里斯的工作，分析噬菌体的一步生长曲线。 德森等科学家对噬菌体失活的研究。 2.赫尔希和蔡斯的工作 实验方案讨论：假说演绎的分析过程 ①如何“追踪”蛋白质分子和DNA分子，看它们是否注入大肠杆菌? ②选用何种元素对蛋白质分子和DNA 分子进行标记? 如何标记？能否同时标记? ③多长时间后进行放射性检测较为适宜? ④怎样使噬菌体外壳从大肠杆菌表面脱落下来，以便于检测? ⑤观察到什么现象才能说明侵入细菌的只有噬菌体的DNA？ 讲述：实验结果分析 （1）搅拌处理的曲线和数据分析 搅拌可以把80% 左右的35 S 剥落下来; 在这些硫释放的同时，只有30% 左右的噬菌体32P 释放出来。 （2）分析赫尔希和蔡斯还做了高侵染倍数实验，发现高侵染倍数对32 P 的自发释放影响不大，却大大提高35 S 的自发释放。这表明，噬菌体在侵染细菌的过程中，含硫的蛋白质大部分留在细菌的表面; 含磷的DNA大部分在吸附细菌后很快进入细胞。 （3）亲代噬菌体向子代噬菌体的传递 赫尔希和蔡斯通过搅拌、离心、免疫沉淀等多种方法处理，最终确定含放射性硫35蛋白质外壳未进入细菌，之前论文的报道是错误的。 含放射性磷32标记的DNA控制产生的子代噬菌体中，所含的放射性达到亲本的30% 以上。所以赫尔希和蔡斯推断: 含硫蛋白质在噬菌体增殖中不起作用，而DNA 起作用。 小结：噬菌体侵染细菌的实验带来的启示 了解实验材料的特点，理解其优于化学提纯的方便之处。 引导学生回忆、迁移必修1相关技术。 引导学生思考实验设计思路，遵循实验设计的单一变量原则。感悟生物技术对研究的推动作用。 引导学生分析实验结果，并解释原因，理解采用搅拌和离心的意义。 引导学生进一步分析细节，即实验中放射性不是简单的“有无”，而是“强弱”之分，分析搅拌是否充分、培养时间长短对实验结果的影响，认同实验现象的理想情况与实验的真实情况有时会存在细微的差别。 跟着科学家的脚步进行思考探究，培养科学探究。 认同科学的发展需要技术的支持。 RNA是遗传物质的实验证据 1. 提出问题：如果让你设计证明RNA也是遗传物质，你会怎么做？ 2. 提供实验材料——烟草花叶病毒，并介绍。简单梳理实验思路并提供实验结果，引导学生得出结论。 3. 引导学生深度思考：利用“减法原理”进一步完善实验。 1.思考讨论，利用上述实验设计思路思考将物质分开并逐一看其是否有遗传效应。 2.对比实验得出结论。 3.利用“减法原理”完善实验。 评估学生是否已掌握实验思路。培养学生科学思维。 评估学生是否内化“减法原理”，培养科学思维。 总结 1.总结不同生物体中核酸的种类，不同生物体的遗传物质。得出本节课的结论：DNA是主要的遗传物质。 2.归纳得到必修一中阐述核酸的作用。 总结归纳 锻炼学生总结归纳能力。对遗传物质的本质形成完整的认识。 学科网（北京）股份有限公司