第一篇:高中生物 3_1 DNA是主要的遗传物质教学设计2 新人教版必修21
第三章 第1节 DNA是主要的遗传物质
【教材分析】
《DNA是主要的遗传物质》是人教版普通高中课程标准实验教科书生物必修二第三章第一节内容。本章教材在初中生物课和高中生物必修一的基础上,从分子水平上进一步详尽地阐述遗传的物质基础和作用原理,使学生对DNA在遗传上的作用等方面的知识,有更加深入的理解和认识。《DNA是主要的遗传物质》主要讲述了DNA是遗传物质的直接证据“肺炎双球菌转化实验”和“噬菌体侵染细菌实验”,体现了科学家在进行科学研究的一般思维过程,从早期对于遗传物质的推测,到中期通过肺炎双球菌转化实验的探索,到后期噬菌体侵染细菌实验的验证,整个过程体现了科学探究的严谨的思维历程,与前面第一章和第二章所学的科学研究方法假说演绎法与类比推理法遥相呼应,是进行科学研究方法渗透的典型教学案例。
教学重点:噬菌体侵染细菌实验的原理与过程;DNA是主要的遗传物质。教学难点:噬菌体侵染细菌实验的原理与过程。【学情分析】
学生是在前面学习了有关细胞学基础(有丝分裂、减数分裂和受精作用)、阐明了染色体在前后代遗传中所起的联系作用、分析了染色体的主要成分是DNA和蛋白质的基础上来学习的。在此基础上,本课时将要从分子水平来探讨生命的本质,属于肉眼看不到的抽象知识。高中学生的认知体系基本形成,认知结构迅速发展,认知能力不断完善。他们能够掌握基本的思维方法,特别是抽象逻辑思维、辩证思维、创造思维有了较大的发展。观察力、记忆力、想象力有了明显的提高,认知活动的自觉性,认知系统的自我评价和自我控制能力也有了相应的发展。
本节内容对于遗传物质的早期猜测和中期探究比较简单,通过提供科学史以及对实验过程的相关分析,学生就能很容易掌握。而对于遗传物质的后期验证,也就是噬菌体侵染细菌的实验过程,因为抽象,学生很难理解具体的环节,所以这一难点需要教师精心设计才能突破。【教学目标】
1.掌握噬菌体的结构及特点; 2.理解DNA是主要的遗传物质;
3.用“同位素标记法”来研究噬菌体浸染细菌的实验,说明DNA是遗传物质,蛋白质不是遗传物质,训练学生由特殊到一般的归纳思维的能力;
4.学习科学家严谨细致的工作作风和科学态度以及对真理不懈追求的科学精神,进一步激发学生辩证唯物主义世界观的树立。【教学流程】 {情境创设,导入新课:展示两张图片,提出赫尔希对艾弗里的质疑,由此导入第一个问题。} 【设计意图:由于我讲的是下半节课,所以不用花费大量的时间来导入新课,通过赫尔希对艾弗里的质疑来导入下半节课,既复习了上半节内容,又激发了同学们的学习兴趣,迫切的想知道为什么艾弗里选择的实验材料更理想。】
一、实验材料的选择(计划用时3分钟)
【自主学习1】阅读课本P44最后一段,根据图3-4,填空。1.选择T2噬菌体的原因:结构简单,只含 和。
2.生活方式:T2噬菌体是一种专门 在大肠杆菌体内的病毒。
3.增殖特点:在 的作用下,利用大肠杆菌体内的原料来合成子代噬菌体。当噬菌体增殖到一定数量,大肠杆菌裂解释放出大量的噬菌体。
4.选择T2噬菌体的另一个原因:在侵染过程中,自然地就把DNA和 分开了。{课件投影:以幻灯片的形式展示噬菌体侵染细菌的大体过程,而不是具体过程} 【设计意图:自主学习一的前3个问题通过读课本可以理解,所以我采用了学生自学的方式,第4个问题却为后面实验结果的分析提供了很重要的依据,所以我通过一张幻灯片让学生自己总结出来,即谁进入大肠杆菌谁就是遗传物质。在这里,我要说明很重要的一点,我在这个地方,没有把噬菌体侵染细菌的具体过程展示给学生,因为这个过程中涉及到噬菌体把DNA注入了大肠杆菌,那接下来学生就没有探究的兴趣了。】
二、实验技术的深究(计划用时3分钟){课件投影:DNA和蛋白质的元素组成} 【合作探究1】小组内讨论。
1.用什么同位素标记T2噬菌体以把DNA和蛋白质分开?为什么?
2.为什么不用含有32P或35S的培养基直接培养T2噬菌体?(结合T2噬菌体的生活方式)【设计意图:这部分内容比较抽象,涉及到放射性同位素标记法,所以我先领着同学们学习课本上关于这项技术的描述,然后投影DNA和蛋白质的元素组成,最后让学生小组内讨论2个问题,以做到真正的掌握这项技术。】
三:实验过程和实验结果(计划用时7分钟)
【自主学习2】阅读课本P45,根据课本图3-6,填空 1.实验过程
(1)标记
(2)混合:即用32P或35S标记的噬菌体 侵染(带/不带)标记的大肠杆菌,保温。
(3)搅拌:目的是使吸附在细菌上的噬菌体与细菌_________。
(4)离心:目的是让上清液中析出重量较轻的,而离心管的沉淀物中留下被感染的。
(5)检测放射性
{播放视频:噬菌体侵染细菌的模拟实验} 【设计意图:先让学生自主学习课本上的实验过程,然后通过模拟视频让学生加深对整个过程的理解,重点指出3点:短时间保温、噬菌体颗粒,搅拌不充分,让学生进一步认识每一步的作用】
2.实验结果:35S一组,放射性同位素主要分布在 中;32P 一组,放射性同位素主要分布在 中。
{课件投影:实验结果} ★【精讲点拨】
【设计意图:这部分是本节课的难点,学生自己分析不出来,我先分析A组的结果,然后学生就可以一起分析出B组的结果,从而引导学生得出实验结论。这样既帮为学生理解了难点问题,又调动了学生的学习积极性】
四:实验结果的分析(计划用时3分钟)【合作探究2】实验结果的分析
为何35S标记的一组沉淀物中有少量放射性?而32P标记的一组上清液中也有少量放射性?(提示:根据噬菌体侵染细菌的过程和实验过程)
【设计意图:这部分是本节课的难点中的难点,同时也是本节课的亮点,老师提示,学生自
己讨论,得到答案,在加深对实验结果的理解基础上,极大地调动了学生自主解决问题的兴趣,】
五:自然界中所有生物的遗传物质都是DNA?(计划用时2分钟)
1、探究烟草花叶病毒的遗传物质
结论: 是烟草花叶病毒的遗传物质
2、以下生物的遗传物质分别是什么?
①有细胞结构的生物(原核生物、真核生物)遗传物质都是_____ ②多数病毒(如噬菌体病毒)的遗传物质是:___________ ③少数病毒
(如烟草花叶病毒、艾滋病病毒)的遗传物质是:___________
因为_______ ______的遗传物质是DNA,所以说DNA是 __________遗传物质。
【设计意图:这部分内容学生通过阅读课本自己可以理解,所以我采用了自学的方式,阅读课本后填自主学习三,学生很容易填出,但是要强调DNA是主要的遗传物质是对所有生物来说,对某种生物来说,遗传物质就是确定的。
六:【当堂检测】见学案(计划用时2分钟)
【设计意图:第一个小题是课本上的,紧扣教学以课本为基础的原则,同时也考察了这节课的重点内容,第二个小题是全国卷题目的改编,让学生体验下高考,同时又是整节课的一个概括。】
七:{课件投影:屏幕展示艾弗里的图片和赫尔希的图片,向科学家致敬}(计划用时1分钟)【设计意图:让学生感受科学家不断进取,不断创新的精神,学习科学家严谨的态度和合作精神,同时又启发学生现在好好学习,以成为伟大的科学家】
八:小结(计划用时1分钟)
{回归板书:回归板书,来总结整节课的内容}
【设计意图:让学生对本节课有个整体的认识,理清知识脉络】
第二篇:普通高中生物必修2 DNA是主要的遗传物质 说课稿
普通高中生物必修2《遗传与进化》第三章 基因的本质
第1节
DNA是主要的遗传物质
一、说教材
(一)教材地位和作用
《DNA是主要的遗传物质》一节是人教版高中生物必修2《遗传与进化》第3章第1节的内容。本节内容既是对必修二前两章所学遗传学知识的本质性阐述,也下启本章后三节的内容,具有承上启下的作用。学生只有真正理解了这部分内容,才能在后面学习生物性状遗传和变异的复杂现象中,从根本上懂得生物遗传和变异的实质和规律。
(二)教学内容
本节的主要内容就是通过对科学家实验的探究,得出结论——
在相当长的时间里,人们一直把蛋白质作为遗传物质,那么,遗传物质是DNA还是蛋白质呢?教材在此埋下伏笔,然后通过两个经典实验证明了DNA是遗传物质,最后列举少数生物只有RNA而没有DNA的事实,得出“DNA是主要的遗传物质”这一结论。
本节内容通过对科学史的研究,体现了人们对科学方法的认识过程,是进行探究式教学的很好材料。但是,本节课的教学内容涉及的实验,在现有的实验室条件下是不可能完成的,所以本节课尝试采用了引导探究式的教学方法,通过创设情景,使学生在探究中体会到科学研究的方法。
二、学情分析
在知识上,学生其实在初中生物八年级下册《生物的遗传和变异》一章中已经学过有关基因和DNA的知识,有了一定的关于遗传的基本知识,绝大多数学生对遗传物质是DNA已经不再陌生,但对于“DNA是主要遗传物质”的科学探究过程,学生并不了解。
在能力上,高中的学生通过对生物必修1的学习,已经对探究性学习有了一定的熟悉,相关能力得到了一定的培养,观察、实验能力已初步形成,但是对科学史的学习和探究,除了必修1中对酶的本质的一个资料分析外,完整且系统地探究科学史的发现过程,这还是第一次。所以学生的一些科学的研究方法和思维尚末形成,还需要训练他们的科学思维能力,这也是本节课的一个重点内容。
三.、说目标
根据对以上对教材内容、学生情况的分析,和对新课程标准中有关具体内容标准的学习,将本节的具体教学目标定为:
1、知识目标
总结人类对遗传物质的探索过程。
通过遗传物质的探究过程,得出DNA是主要的遗传物质。
2、能力目标
尝试运用证明DNA是遗传物质的实验中最关键的设计思
路,训练学生的逻辑思维能力。
3、情感态度与价值观
认同科学研究的基本方法;
树立辩证唯物主义世界观,认同科学家严谨细致的工作作风
和科学态度以及对真理不懈追求的科学精神。
根据教学内容和教学目标的分析,确定本节的重难点为:
教学重点:
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;
证明“DNA是遗传物质”的实验中最关键的设计思路。教学难点:
尝试让学生应用证明“DNA是遗传物质”的实验中最关键的设计思路。
四、教法和学法
本节课以自主性、探究性、合作性为课堂学生学习的三个基本维度将本课教学方法定为:教师的导学与学生的探究性学习相结合。具体方法有:
问题启发、自主学习、分组探究、对比归纳。教学手段:课件、动画、投影仪。
学法:现代教学思想特别强调注意学生的主体作用,重视学生的学习方法,因为教学的目的不仅要让学生学会,而且要让学会如何学。因此本节课主要设计的学法是合作探究法,不仅让学生学会知识,也学会进行科学探究的方法。
五、教学过程
(一)新课导入
(1)、于生活中通过观察发现生物学问题
依据图片请同学说一说亲代是如何把性状传递给子代的?
设计意图:通过这个问题情境的创设,激发学生的学习兴趣和求知欲,引导学生自觉进入本节内容的学习。(2)、回顾所学知识,由已知引入未知,进行合理假设
通过前面的学习,学生已认识到染色体在遗传上具有重要的作用。那么染色体的成分中,究竟哪一种是遗传物质?
设计意图:通过回顾所学知识,由已知引入未知,进行合理假设,从而引出本节课题,培养学生通过联系所学知识,进而发现并提出问题的能力。
(二)展示学习目标
让学生明确本节课的学习目标,引导学生沿着科学史的发展轨迹,进入实验对实验的探究过程。
(三)合作探究
本节内容主要包括对4个实验的探究,最终得出结论DNA是主要的遗传物质。
1、格里菲斯——肺炎双球菌的体外转化实验
首先学生利用表格自主比较S型菌和R型菌的异同,为理解格里菲斯的肺炎双球菌转化实验做铺垫。媒体展示格里菲思的肺炎双球菌转化实验(4组),学生结合肺炎双球菌转化实验进行分组讨论,在完成下面的表格的基础上对教师提出的问题进行讨论,并进行汇报和交流。最终得出格里菲斯利用相互对照的实验方法证明S型菌中存在某种转化因子使R型菌转化成了S型菌。但格里菲斯并未指明这种转化因子是什么。
设计意图:利用图片的直观性降低问题起点,让学生根据实验分析问题自主得出结论,突破学生对格里菲斯实验过程和实验方法的理解这一难点。最后留下疑问,格里菲斯实验中的转化因子是什么?引导提出下一实验。
2、艾弗里及其同事的——肺炎双球菌体内转化实验(教学方法:在格里菲斯实验的基础上进行探究活动)
在格里菲斯实验的基础上接着设计问题:如果让你接替格里菲思进一步证明什么是遗传物质的话,你应该如何设计并实施实验?学生设计实验方案,教师在学生设计实验好的基础上,投影展示艾弗里的实验实验思路(将S型菌中的物质分开研究),使学生与科学家的思路进 行比较分析,进而展示艾弗里实验的动画过程,进一步使学生理解实验的设计思路和DNA是遗传物质的结论。
设计意图:学生自主探究实验设计的方案,再对照艾弗里和他的同事们的实验,学生与科学家的思维发生碰撞,进一步培养了学生探究问题与设计实验的能力及创新意识。
同时教师的动画展示进一步加深了学生对艾弗里实验过程和原理的理解,领悟了科学家简洁、合理、巧妙的设计思路,突破了本节的重点内容。
3、再次讨论和探究
(艾弗里的实验证明了DNA是遗传物质,但仍有科学家对此存在质疑,科学家赫尔希和蔡斯又做了另一组实验验证艾弗里的结论)
图片展示赫尔希和蔡斯所做的噬菌体侵染细菌的实验,学生分组观察、讨论并用语言描述实验过程。由于本实验的操作过程较复杂,讨论之前教师可先进性引荐,阐明T2噬菌体的结构特点、寄生方式,以及同位素示踪技术,实验中搅拌和离心的作用。通过教师的引荐,学生更容易理解整个实验的过程,突破重点。
教师通过多媒体逐一展现讨论题,留给学生足够的思考空间,造成学生间知识交流和争论,引导课堂动态生成资源的形成,确立将DNA与蛋白质分开研究的关键思路。最后利用这些课堂动态生成资源,教师和学生共同得出结论,验证DNA才是遗传物质。
4、拓展实验的再设计
以上三组实验证明了DNA是遗传物质,但并未说明DNA是主要的遗传物质。证明此点,还需继续进行同时探究。
投影正常烟草和感染了烟草花叶病毒的烟草图片,提供相关信息:烟草花叶病毒中不含有DNA,只有RNA和蛋白质,你能不能再简单设计一个实验,来证明烟草花叶病毒的遗传物质是什么呢?要求学生简单地阐述一下实验的设计思路和过程即可。
设计意图:
1、理解科学探究的一般过程;
2、突破难点,尝试让学生将证明“DNA是遗传物质”的实验中最关键的设计思路应用于其他的实验设计中,培养学生将所学科学研究的关键思路实际运用于设计实验的能力。最后得出,部分病毒RNA也可以RNA作为遗传物质,从而证明“DNA是主要的遗传物质”这个结论。
总结归纳:回顾重难点内容,让学生更加系统地对本节内容做一个梳理, 特别是这几个实验之间形成一定的关联.巩固提高 板书设计
设计理念:根据高中生物课程标准的四个基本理念,高中生物学教学重在提高学生的生物科学素养,倡导探究性学习,培养学生的创新精神和实践能力,因此,本节课以“自主探究科学发现的过程来学习科学研究的方法”为设计理念,认真落实主体性教学,注重课堂动态生成交资源的开发与利用,以切实提高学生的科学探究能力,训练学生科学的思维方法。
第三篇:《DNA是主要的遗传物质》教学设计
《DNA是主要的遗传物质》教学设计
一、设计理念
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、科学方法、科学精神等生物学科学素养,因此,本节课以“自主合作探究科学发现的过程来学习科学研究的方法”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。
二、教学目标
知识与技能:使学生掌握证明DNA是遗传物质的两个实验的过程和原理,以及从实验中得出的结论形成相应的知识结构,培养学生生物科学素养。
过程与方法:通过重演科学家发现DNA是主要遗传物质的过程,体验科学家的探究思维,学会科学研究的方法和基本步骤。
情感态度与价值观:概述人类对遗传物质的探索过程发展科学思维和创新的能力。
教学重点: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。
教学难点:肺炎双球菌转化实验的原理和过程。体验科学家的探究思维。
三、教学方法及学法
根据以学生为主体的教学原则,以“自主性、探究性、合作性”为模式,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“问题探究法”教学方法,并配以多媒体辅助教学,引导学生按如下6步探究模拟科学发现过程,发展其科学思维和创新的能力。
学法:
1)复习旧知――由已知引入未知;
2)创设情境――提出问题;
3)过程探究1――对照分析体验方法;
4)过程探究2――设计实验分析评价;
5)过程探究3――引导分析突破难点;
6)总结反思――提高认识,建立知识体系。
四、教学程序及设想
(一)复习旧知――由已知引入未知
教师利用多媒体引导学生回忆孟德尔通过豌豆实验的证明和摩尔根通过果蝇实验的证明及其他科学家的发现提出问题:谁是遗传物质?
设计意图:以史导史,认同科学是一个过程。同时创设问题情景,以此来激发学生强烈的求知欲。
(二)自主学习――对照分析体验方法
探究过程1 体内转化实验――格里菲思等
指导学生阅读:对遗传物质的早期推测及肺炎双球菌的转化实验。同时请学生思考问题:
1.实验先进行第一、二组的目的是什么?可否直接进行第四组?
2.对比分析第一、二组说明什么?第二、三组说明什么?第三、四组又说明什么?
学生交流:用语言表述实验过程中想到的问题及相应结论。
设计意图:以史激趣,促使学生“发现问题”。让学生沿着科学的发展轨迹分析问题。同时培养学生的语言组织能力及观察和分析问题的能力。
(三)合作探究――设计实验分析评价
过程探究2寻觅“转化因子”
教师指导小组通过讨论合作完成设计实验。
提出问题:哪种物质是“转化因子”?
作出假设并设计实验(技术手段?预测结果)
设计意图:体验科学家的探究思维,学会科学研究的方法和基本步骤。
介绍艾弗里等科学家完成的体外转化实验提出思考题:
1.艾弗里等科学家成功的原因?
2.如何使结论更可靠?
3.实验⑤⑥⑦能说明什么问题?
4.该实验能否证明DNA是遗传物质?该实验的结论是什么?
5.艾弗里实验最关键的设计思路是什么?
设计意图:渗透科学方法,引导学生“分析问题”。指出实验局限,促使学生“再生问题”。培养学生观察能力和分析问题的能力及合作精神。
(四)探究学习――引导分析突破难点
过程探究3噬菌体侵染细菌的实验――赫尔希和蔡斯
教师引导学生由以下几个问题入手1.DNA和蛋白质的化学元素组成?2.用哪些同位素对噬菌体进行标记,就可将蛋白质和DNA彻底分开?„„进行诱思导学、答疑解惑,完成实验材料的探究和研究方法的探究,并共同探究分析噬菌体侵染细菌的实验。
设计意图:培养科学素养,让学生沿着科学的发展轨迹分析问题。引导学生“解决问题”。
(五)总结反思――提高认识,建立知识体系
教师提出问题:科学家为什么能成功地揭开遗传物质的神秘面纱?请同学讨论回答。
设计意图:揭示成功原因,树立科学的价值观。培养学生自主学习的能力。
实战演练:案例介绍:科学家通过大量的研究发现,绝大多数生物的遗传物质是DNA,但RNA病毒只含有RNA和蛋白质(如烟草花叶病毒),它的遗传物质是RNA。
设计实验:证明烟草花叶病毒的遗传物质是RNA。
学生结合肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌的实验进行分组讨论、设计实验方案,进行实验探究;然后汇报交流实验方案和实验现象、分析原因。
设计意图:培养学生探究问题与设计实验的能力及创新意识。培养学生应用知识解决实际问题的能力在探索过程发展科学思维和创新的能力。
五、课后反思
以新课程理念设计的教学思路来引领教学过程,能够把本节内容放到整个模块中看待其地位,在课堂上引领学生通过重演科学家发现DNA是主要遗传物质的过程,体验科学家的探究思维,学会科学研究的方法和基本步骤。既可提高学生的科学素养和人文素养,也让学生体验学习过程中的成功喜悦。逐步构建完整的知识体系。
重视对学生回答的评价和肯定,从学生回答中发现问题、分析解决问题在发现问题,体现了“问题导学法”的核心理念的同时,引导学生学会在思考中学习、在学习中思考。发展学生思维的逻辑性、深刻性并培养其知识迁移应用的能力。
(作者单位:黑龙江省农垦牡丹江管理局高级中学)
第四篇:DNA是主要的遗传物质教学设计(模版)
《DNA是主要的遗传物质》教学设计
海口一中 生物组 苏小翠
一、教材分析:
“DNA是主要的遗传物质”一节是人教版新课标教材必修2《遗传与进化》第3章第1节的内容,是继前两章学习了“遗传因子的发现”和“基因和染色体的关系”后,对有关细胞学基础(有丝分裂、减数分裂和受精作用)、染色体在前后代遗传中所起的联系作用、染色体的主要成分是DNA和蛋白质等知识有了一定的理解后来学习的。在相当长的时间里,人们一直把蛋白质作为遗传物质,那么,遗传物质到底是DNA还是蛋白质呢?教材在此埋下伏笔,然后通过两个经典实验证明了DNA是遗传物质,最后列举少数生物只有RNA而没有DNA的事实,得出“DNA是主要的遗传物质”这一结论。
本节课的教学内容涉及的实验,在现有的实验室条件下是不可能完成的,只有尝试采用了引导探究式的教学方法,通过创设自主合作的学习情景、平等融洽的人际环境,激发学生的学习积极性,学生不是被动地接受知识,而是积极主动地走进科学家的探究历程,在观察和思考中,愉快地学习,处于主体地位。本节内容既对前两章的基因的有关知识作本质性的阐述,也下启后三节关于DNA分子的结构、复制和遗传效应等,具有承上启下的作用。
二、教学目标:
1、理解DNA是主要的遗传物质。
2、知道肺炎双球菌转化实验和“同位素标记法”研究噬菌体侵染细菌所采用的方法。
3、总结“DNA是主要的遗传物质”的探索过程。
4、通过肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验,能够证明DNA是遗传物质的最关键的实验设计思路,训练学生逻辑思维能力。
三、教学重、难点:
1、肺炎双球菌转化实验与噬菌体侵染细菌实验的原理和过程。
2、理解DNA是主要的遗传物质,RNA也是遗传物质。
3、探究科学发现过程来学习科学研究方法。
四、教学过程:
该教学模式的基本程序为: 情景引入——合作讨论分组探究——再次讨论探究——概念图总结——课后探究。
情景引入:“金丝猴的后代是金丝猴,牛的后代还是牛”,亲代与子代之间在形态、结构和生理功能上都有相似性,这称之为遗传现象。生命之所以能够代代延续,主要是由于遗传物质绵绵不断地向后代传递,从而使后代具有与前代同样的性状。生物的各项生命活动都有它的物质基础。生物遗传的物质基础是什么呢?
通过对细胞的有丝分裂、减数分裂和受精过程的学习,认识到染色体在生物的传种接代中具有重要作用。染色体含有哪些化学物质呢?科学家们通过分析发现:染色体中含有DNA和蛋白质两种成分。生物体的遗传物质是DNA还是蛋白质呢?
合作讨论分组探究:人们发现DNA是主要遗传物质的过程。媒体展示由氨基酸形成蛋白质的结构图,引导学生思考:氨基酸多种多样的排列顺序,可能就蕴含着遗传信息。从而让学生沿着科学史的发展轨迹分析问题,顺利进入“肺炎双球菌的转化实验”的学习和探究。
第一个实验:肺炎双球菌转化实验。媒体展示格里菲思的肺炎双球菌转化实验(4组,见教材43页)。并提出问题,要求学生讨论、观察并用语言描述实验过程。最后得出结论,以培养学生的语言组织能力、观察能力和分析问题的能力、处理信息和归纳总结能力以及合作精神。学生结合肺炎双球菌转化实验进行分组讨论,在完成下面的表格的基础上设计实验方案,进行实验探究;然后汇报交流实验方案和实验现象、分析原因。
第二个实验:媒体投影肺炎双球菌转化实验的艾弗里实验,进行比较分析,进一步巩固实验的设计思路和相关的结论。这样将格里菲思的实验和艾弗里的实验分开,前者呈现出来,让学生根据实验分析问题得出结论,后者要求学生自己去讨论、探究,在合作的前提下拿出实验设计的方案或者是想法,让学生在这个讨论并探究的过程中体会实验的设计思路,再对照艾弗里和他的同事们的实验,学生就会发现,自己也可以做科学家。进一步培养了学生探究问题与设计实验的能力及创新意识。再次讨论探究:
课件展示赫尔希和蔡斯所做的噬菌体侵染细菌的实验(教材第45页)。让学生分组观察、讨论并用语言描述实验过程。提出问题供学生讨论,学生观察、分析、讨论问题过程中,教师深入小组成员中参与讨论。讨论之前可先阐明T2噬菌体的结构特点、寄生方式,以及同位素示踪技术,再引导学生结合投影对实验结果进行比较分析,从而进一步而确认DNA是遗传物质。
有关问题如下: ①该实验用了什么方法?在什么探究中还用过此方法?
②用35S、32P标记物质的理论基础是什么?能否用14C和18O进行标记?
③如果实验用上述方法进行,测试的结果如何?表明了什么?
④噬菌体在细菌体内的增殖是在哪种物质的作用下完成的?子代噬菌体的蛋白质和DNA分别是怎样形成的?
⑤此实验的指导思想是什么?
⑥此实验证明DNA具备遗传物质的哪些特性?实验的结论是什么? 概念图总结:
要求学生总览课本内容,将相关知识形成概念图,实物投影展示。通过对课本内容的总览,让学生更加系统地对本节内容做一个梳理,并尝试用概念图的形式对本节内容特别是这几个实验之间形成一定的关联。
五、练习、作业
第五篇:DNA是主要的遗传物质教学设计
一、设计理念
根据新课程理念,高中生物学教学重在培养学生科学的思维、方法、精神等生物学科学素养。因此,本节课以“自主探究科学发现的过程来学习科学研究的方法”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。
二、教材分析
1.地位和作用
“DNA是主要的遗传物质”一节是在前面学习了有关细胞学基础(有丝分裂、减数分裂和受精作用)、阐明了染色体在前后代遗传中所起的联系作用,分析了染色体的主要成分是DNA和蛋白质的基础上来学习的。在相当长的时间里,人们一直把蛋白质作为遗传物质,“那么,遗传物质到底是DNA还是蛋白质呢?”教材在此埋下伏笔,然后通过两个经典实验发现了DNA是遗传物质,最后列举少数生物(某些病毒)只有RNA而没有DNA 的事实,得出“RNA是遗传物质”这一结论。
本节内容在结构体系上体现了人们对科学理论的认识探究过程和方法,是进行探究式教学的很好的素材。在教学中,通过发挥学生的主体作用,优化课堂结构,妙用科学史实例,并合理利用多媒体将抽象问题形象化,把知识的传授过程优化成一个科学的探究过程,让学生在探究中学习科学研究的方法,得出科学的结论。这样既训练了学生的逻辑思维能力,又培养了学生实事求是的科学态度和不断探求新知识和合作的精神。整个教学过程中渗透科学方法教育。
2.重点和难点
教学重点:
(1)肺炎双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。
教学难点:
肺炎双球菌转化实验的原理和过程。
三、教学目标
1.知识目标
(1)体会和分析“DNA是遗传物质”实验的科学思维过程。
(2)通过肺炎双球菌转化实验和“同位素标记法”研究噬菌体侵染细菌的实验,明确实验法是目前自然科学研究的主要方法。
(3)理解DNA是主要的遗传物质。
2.能力目标
(1)分析DNA是遗传物质的实验设计思路,训练学生逻辑思维的能力。
(2)用“同位素标记法”来研究噬菌体侵染细菌的实验说明DNA是遗传物质,而不能说明蛋白质不是遗传物质,训练学生由特殊到一般的归纳思维能力。
3.情感目标
(1)养成实事求是的科学态度。
(2)遗传物质主要是DNA,强调了生命的物质性,有利于辩证唯物主义世界观的树立。
四、教学方法
根据主体性教学目标,以“自主、探究、合作”作为学生学习的三个基本维度,培养学生的科学素质;侧重科学方法教育;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。
“引导探究”教学流程:设疑导入→引导探索→归纳总结→拓展升华
五、教学过程
俗语引入:“种瓜得瓜,种豆得豆;龙生龙,凤生凤,老鼠的孩子生来会打洞”,这其中隐藏着什么生命奥秘呢?
请同学们回顾一下减数分裂、受精作用及有丝分裂中染色体数目有什么变化?
染色体在生物的传种接代中,保持一定的稳定性和连续性。
(忆一忆)染色体的主要成分是什么呢?(DNA和蛋白质)
(想一想)哪一种才是生物的遗传物质呢?(DNA)
(这节课我们就来探究这个问题。)
(板书题目:第一节 DNA是主要的遗传物质)
(在探讨什么是遗传物质的过程中,科学家们做了很多实验,科学家是如何发现DNA是遗传物质的呢?下面我们一起来看三个著名的实验:)
(板书)
一、肺炎双球菌转化实验
[过程探究1]格里菲思的实验:
(首先认识肺炎双球菌的两种类型:一种是R型细菌(粗糙),无多糖类的荚膜,无毒性,注入小鼠体内后小鼠不死亡。另一种是S型细菌(光滑),有多糖类的荚膜,有毒性,注入到小鼠体内可以使小鼠患病死亡。)
通过动画向学生展示实验的做法及现象:
①无毒性的R型活细菌注射到小鼠体内,小鼠不死亡;有毒性的S型活细菌注射到小鼠体内,小鼠死亡;
②加热杀死的S型细菌注射到小鼠体内,小鼠不死亡。
提问:
1.对比①②两组实验现象,这说明了什么?
2.如果将R型细菌与加热杀死的S型细菌混合一起注射到小鼠体内,小鼠会不会死亡呢?
播放第四组:④无毒性的R型活细菌与加热杀死的S型菌混合后注射到小鼠体内,小鼠死亡。
3.此实验现象说明了什么?格里菲思从④组实验鼠体内可分离出有毒性的S型活细菌说明了什么?
4.该实验能否证明DNA是遗传物质?实验结论是什么?
[知识建构1]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”,能使R型活细菌转化为S型活细菌。
思考:这种转化因子是什么?
设疑:你认为在确定“转化因子”的实验中,关键的设计思路是什么?
想一想:S型细菌成分很多,哪种成分可能是转化因子呢?
[过程探究2]艾弗里的实验:
动画显示实验的做法及现象:
第一组:①R+S的DNA——R、S
提问:第一组中为什么出现S型细菌?
第二组:②R+S的蛋白质或者是荚膜多糖——R
第三组:③R+S的DNA和DNA酶。
思考:艾弗里实验的结论是什么?
[知识建构2]“转化因子”——DNA,即DNA是遗传物质,而蛋白质不是。
设疑:肺炎双球菌的转化实验有没有使所有人都认同DNA是遗传物质呢?如何解决这个问题?
有没有比细菌更为简单的实验材料?(病毒)
(板书:
二、噬菌体侵染细菌的实验)
我们首先介绍一下噬菌体这种病毒。(演示:噬菌体结构。)
(主要了解T2噬菌体的结构及寄生方式)
设疑:噬菌体的两种成分中哪一种是遗传物质呢?噬菌体非常小,实验时怎样观察?
(引出1952年赫尔希和蔡斯的实验:用放射性同位素标记和测试。)
引导提问:①从元素组成看,DNA有但多数蛋白质没有的元素是哪种?
蛋白质有,而DNA没有的元素又是哪种?
用14C和18O等同位素标记,行吗?
动画显示噬菌体侵染细菌实验过程:
小组讨论:1.两组不同元素标记的实验离心后各出现了什么现象?这现象说明了什么?
2.待细菌裂解后又发现了什么现象?这现象说明了什么?
3.此实验的结论是什么?
[知识建构3]DNA是遗传物质。
【敢于质疑】DNA是唯一的遗传物质吗?
提问:烟草花叶病毒中,哪个是遗传物质?
课件展示烟草花叶病毒侵染实验。
SARS病毒中,哪个是遗传物质?
课件展示SARS病毒的结构。
(让同学们通过观察总结出:在SARS病毒中,RNA是遗传物质。)
[知识建构4]RNA是遗传物质。
(由于绝大多数生物的遗传物质是DNA,只有少数生物的遗传物质是RNA,因此,DNA是主要的遗传物质。)
[知识建构5]DNA是主要的遗传物质。
[拓展升华]
结合肺炎双球菌的转化实验和噬菌体侵染细菌的实验,分析DNA作为遗传物质所具备的特点。
六、课堂总结
(一)遗传物质的发现过程
1.格里菲思的实验
结论: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”,能使R型活细菌转化为S型活细菌。
2.艾弗里的实验
结论:“转化因子”——DNA,即DNA是遗传物质,而蛋白质不是。
3.赫尔希和蔡斯的实验
结论:DNA是遗传物质。
(二)DNA是主要的遗传物质
七、教学反思
本节课涉及的实验,在现有的实验室条件下是不可能完成的,这节课采用了引导探究式的教学方法,利用多媒体动画将抽象的知识形象化;创设自主合作的学习情景、平等融洽的人际环境,激发学生的学习积极性。有利于培养学生自主学习的能力和探究能力。教师由单纯的信息表达者转变成信息的加工者、组织者,处于主导地位;学生不是被动地接受知识,而是走进科学家的探究历程,在观察和思考中,愉快、高效率地学习,处于主体地位。这样在课堂教学过程中通过师生互动、生生互动,让课堂充满了活力,新课改理念得到了落实。