1、第 1 节 DNA 是主要的遗传物质 教学设计安徽省英华中学 陈 飞1、教材内容分析 DNA 是主要的遗传物质是人教版普通高中新课程必修 2遗传与进化中第 3 章第 1 节的内容。本节首先是以“问题探讨”的形式呈现了曾经在科学界争议了很长的问题：“DNA 和蛋白质究竟谁是遗传物质？”目的在于引导学生思考如何对这一问题进行研究，激发学生的探索欲望；接着介绍了 20 世纪早期人们对于遗传物质的推测，在此基础之上教材详细讲述了 DNA 是遗传物质的直接证据“肺炎双球菌的转化实验”和“噬菌体侵染细菌的实验”,引导学生重温科学家的探究历程，领悟科学的过程和方法，最终得出科学的结论。本节是从分子层面上认识
2、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。2、教学策略 由“问题探讨”所呈现的曾经在科学界争论很长时间的问题-“DNA 和蛋白质究竟哪个是遗传物质？”导入新课，让学生思考如何对这一问题进行研究，培养他们分析和解决问题的能力，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。 3、教学目标 1、知识与技能： (1)总结“DNA 是主要的遗传物质”的探索过程；(2)分析 DNA 是主要的遗传物质的实验设计思路；(3)理解 DNA 是主要的遗传物质。2
3、、过程与方法：(1)领悟科学研究的过程和方法，培养学生的实验探究能力；(2)探讨实验技术在证明 DNA 是主要遗传物质中的作用。 3、情感态度和价值观：(1)体验科学探索的艰辛过程；(2)认同人类对遗传物质的认识是不断深化、不断完善的过程；认同科学与技术的关系。四、教学重点和难点1、重点：(1)肺炎双球菌转化的实验原理和过程；(2)噬菌体侵染细菌的原理和过程。(3)证明 DNA 是遗传物质的实验的关键设计思路。2、难点：(1)肺炎双球菌转化的实验原理和过程；(2)证明 DNA 是遗传物质的实验的关键设计思路。五、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 六、课堂实施教学
4、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，导入新课设疑提问：1.性状是受什么控制的？基因和染色体的关系是怎样的？2.染色体是由哪两种化合物组成的，作为遗传物质的应该是哪一种物质？3.你认为作为遗传物质可能具有什么特点？学生回顾所学知识，思考回答相关问题，总结遗传物质的特点：能够自我复制，结构比较稳定，具有储存遗传信息的能力。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。对遗传物质的早期推测指导学生读教材思考： 1.在 20 世纪早期人们普遍认为遗传物质是 DNA 还是蛋白质？2.为什么会有这种认识？讲述：限于当时的认识水平，认为蛋白质是遗
5、传物质的观点处于主导地位。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。进一步激发学生对遗传物质认识的研究DNA 是遗传物质的的证据 I科学家是如何认识 DNA 是遗传物质的呢，让我们重温科学家对遗传物质的认识过程吧。I、肺炎双球菌的体内转化实验1、讲述并投影两种菌落的比较；菌落荚膜 毒性R 型菌落 粗糙无荚膜无毒S 型菌落 光滑有荚膜有毒2、投影细菌转化实验的课件引导学生观察实验，讨论分析以下问题： （1）为什么加热杀死的 S 菌和活的R 菌混合可以导致小鼠死亡？导致小鼠死亡的直接原因
6、是什么？（2）促进活的 R 菌转变为 S 菌的因素是什么？是否有可能是蛋白质？（3）本实验蕴含了那些科学实验方法，能得出什么结论？认真观察实验的演示过程，思考回答所提问题，得出以下结论：1、加热杀死的 S菌能够促使活的R 菌转变为活的S 菌，即加热杀死的 S 菌中含有促使这一转化的活性物质转化因子。2、这一转化因子不可能是蛋白质，因为蛋白质经过高温作用会变性失活。3、蕴含的实验方法有分组对照和对变量进行一定的控制。引导学生重温科学探究历程，亲身体验科学研究的思路和方法，学习科学家严谨的态度和合作精神。体验科学探索的艰辛，学习科学精神，养成科学态度。DNA 是遗传物质的的证据设疑过渡：这种转化因
7、子究竟是什么物质呢？S 菌的化学成分很多，要找到转化因子，最关键的思路是什么？如果让你来设计实验来进一步探究“转化因子”是什么物质，你将如何设计实验？ 、肺炎双球菌的体外转化实验讲述并投影：思考：1、该实验的巧妙之处是什么?2、蕴含了哪些实验设计原则？ 3、能够得出什么结论？学生思考、分析、讨论得出结论：把 DNA 和蛋白质分开，单独地直接地观察这两种物质的作用。学生思考、讨论，展示学习成果：1、 控制变量原则，将多个变量分解为单个变量进行研究。2、对照性原则。3、结论：转化因子是 DNA，即 DNA是遗传物质。进一步培养学生探究问题与设计实验的能力及创新意识。DNA 是遗传物质的的证据设疑过
8、渡：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，当时仍然有学者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。这种怀疑有道理吗？、噬菌体侵染细菌的实验 讲述并投影：1、T2 噬菌体的结构模式图，说明其结构特点、物质（元素）组成、寄生和繁殖方式，演示其侵染细菌的动态变化。2、投影分别用不同放射性元素标记的噬菌体侵染细菌的实验过程。思考：1、为什么选择噬菌体作为实验材料？2、为什么要用 32P 和 35S 分别标记噬菌体的 DNA 和蛋白质？如何标记？3、实验结果是怎样的，根据实验结果你能得出什么结论？ 4、上述实验运用了哪些技术手段？ 总结：以上实验证明
9、了 DNA 是遗传物质，而蛋白质不是遗传物质。观察课件的演示过程，明确在噬菌体侵染细菌的过程中，DNA进入了细菌细胞内，而蛋白质外壳停留在细胞外。分析、讨论相关问题，展示学习成果：1、因为探究的是遗传物质是DNA 还是蛋白质，而噬菌体是病毒，只含有 DNA 和蛋白质，排除了其他物质的干扰。2、因为 S 仅存在与噬菌体的蛋白质中，P 则主要存在于 DNA中。3、DNA 是在亲子代之间发生连续性的物质，即DNA 是遗传物质；蛋白质不是遗传物质。4、采用了放射性标记技术、分离提纯技术、离心技术等让学生认识到一个正确的结论可以通过不同的途径获得。认同人类对遗传物质的认识是不断深化、不断完善的过程；认同
10、科学的发展离不开技术的支持。课堂小结 设疑：是不是所有生物的遗传物质都是 DNA 呢？投影并讲述：展示几种常见的RNA 病毒，由于这些病毒只由 RNA 和蛋白质构成，所以这类病毒的遗传物质是 RNA 而不是 DNA投影总结：核酸是一切生物的遗传物质；具有细胞结构的生物和大多数病毒的遗传物质是 DNA，少数 RNA 病毒的遗传物质是 RNA,即 DNA 是主要的遗传物质，总结上述探究活动，得出：DNA 是主要的遗传物质。进一步明确某些病毒的遗传物质是RNA，DNA 是主要的遗传物质的原因。加深理解、巩固、深化所学知识。拓展延伸1997 年美国科学家 Prusiner 发现了一种新型生物朊病毒，是一组至今没有查到任何核酸的蛋白质颗粒，它是导致疯牛病和人的克-雅氏病的病原体。你能推测改病毒的遗传物质是什么吗？学生思考讨论：认识到对遗传物质的探究是不断深化和发展的。形成认知冲突，激发学生新的探索欲望。七、教后反思通过对本节 3 个经典实验的学习，引导学生重温科学家的探究历程，不仅让学生获得了科学知识理解“DNA 是主要的遗传物质”，更重要的是通过这些实验让学生掌握了科学的研究方法，培养了学生的科学探究能力，所以在本节的教学中重点对学生进行了科学方法训练；由于本节实验内容较为抽象，上课时采用了多媒体辅助教学，化静为动，化抽象为具体，较圆满的完成了教学任务。
