《DNA是主要的遺傳物質(zhì)》教學(xué)案例

馬麗萍

一、教材分析

“DNA是主要的遺傳物質(zhì)”是人教版必修2第三章第一節(jié)的開篇，為學(xué)生再現(xiàn)了20 世紀(jì)中葉最具影響力，也是最經(jīng)典的兩個實驗.教材以 “遺傳物質(zhì)究竟是什么？”作為核心，架構(gòu)了一條明線和一條暗線，明線是科學(xué)家探索遺傳物質(zhì)的歷史事件，暗線是科學(xué)技術(shù)的發(fā)展.兩條線中都蘊含著相同的實驗設(shè)計思路，即設(shè)法將DNA和蛋白質(zhì)分開、單獨、直接地、觀察各自的作用。本節(jié)課的重點是教師應(yīng)充分利用教材資源，引導(dǎo)學(xué)生沿著科學(xué)前輩探究的足跡，學(xué)習(xí)科學(xué)方法，領(lǐng)悟探究本質(zhì)，開展思維探究。“引導(dǎo)探究”教學(xué)模式流程： 設(shè)疑導(dǎo)入→引導(dǎo)探索→歸納總結(jié)→拓展升華。

二、教學(xué)目標(biāo)

㈠ 知識與技能：

⒈ 總結(jié)“DNA是主要的遺傳物質(zhì)”的探索過程;

⒉ 知道“肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗”和“噬菌體侵染細(xì)菌實驗”中所采用的方法是目前自然科學(xué)研究的重要方法;

⒊ 理解DNA是主要的遺傳物質(zhì)。

㈡ 過程與方法：

⒈ 通過“肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實驗”，訓(xùn)練學(xué)生邏輯思維的能力;

⒉ 通過“噬菌體侵染細(xì)菌的實驗”，訓(xùn)練學(xué)生由特殊到一般的歸納思維能力。

㈢ 情感態(tài)度與價值觀：

學(xué)習(xí)科學(xué)家嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致的工作作風(fēng)和科學(xué)態(tài)度以及對真理不懈追求的科學(xué)精神，進一步激發(fā)學(xué)生辨證唯物主義世界觀的樹立。

三、教學(xué)重點和難點

㈠ 教學(xué)重點：

⒈ 肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實驗的原理和過程;

⒉ 噬菌體侵染細(xì)菌實驗的原理和過程。

㈡ 教學(xué)難點：

肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實驗的原理和過程。

四、教學(xué)過程

1、導(dǎo)入新課：創(chuàng)設(shè)情景，設(shè)疑導(dǎo)入

2? 提出問題，引發(fā)對實驗選材的思考

教師引導(dǎo)學(xué)生思考實驗設(shè)計的原則：單一變量的原則。設(shè)計思路就是設(shè)法將DNA和蛋白質(zhì)分開，單獨、直接研究DNA的作用。引導(dǎo)學(xué)生說出原核生物和病毒都是本實驗可選的材料，但按照科學(xué)的發(fā)現(xiàn)過程，人們先用的是細(xì)菌，其實病毒應(yīng)是本實驗最好的材料。

3、科學(xué)史重現(xiàn)，體驗經(jīng)典實驗探究的全過程

證明DNA是遺傳物質(zhì)的實驗之一：肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實驗

3.1 格里菲思的體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗：

教師以小資料的形式介紹肺炎雙球菌; 引領(lǐng)學(xué)生比較R型和S型肺炎雙球菌的特點。

教師過渡：加熱殺死的S型+R型活菌

引導(dǎo)學(xué)生用對比的方法分析各組實驗現(xiàn)象，得出結(jié)論：已經(jīng)被加熱殺死的S型細(xì)菌中，可能含有一種促使R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化成S型細(xì)菌的活性物質(zhì)，即“轉(zhuǎn)化因子”。

3.2?艾弗里的體外轉(zhuǎn)化實驗：

⑴ 教師引導(dǎo)學(xué)生自行分析設(shè)計制定實驗思路;

⑵ 展示艾弗里的體外轉(zhuǎn)化實驗過程（如下圖）;

⑶ 引導(dǎo)學(xué)生用對比的方法分析得出：使R型菌轉(zhuǎn)化成S型菌的是S型細(xì)菌的DNA，說明DNA是“轉(zhuǎn)化因子”，因此DNA 是遺傳物質(zhì)。

綜上，學(xué)生思考并回答以下問題

1、R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化形成S型細(xì)菌的實質(zhì)是什么？

2、兩組實驗有沒有遵循實驗設(shè)計原則 --------單一變量原則？怎樣體現(xiàn)？

教師過渡：艾弗里的實驗引起了人們的關(guān)注，但是有人提出：艾弗里實驗中提取的DNA純度最高時也還混有0.02%的蛋白質(zhì)，這樣可能會影響到實驗結(jié)果。因而，人們對艾弗里實驗結(jié)果的可靠性提出了質(zhì)疑。

引導(dǎo)學(xué)生分析出：必須轉(zhuǎn)變實驗思路，才能有所突破。

3.3 噬菌體侵染細(xì)菌實驗

⒈ 教師利用課件展示：噬菌體侵染細(xì)菌實驗過程;

⒉ 介紹T2噬菌體，引導(dǎo)學(xué)生分析如何對噬菌體進行同位素標(biāo)記（如右圖）;

⒊ 引導(dǎo)學(xué)生分析實驗過程，并思考如下問題：

①實驗中攪拌的目的是什么？離心的目的是什么？上清液中的物質(zhì)是什么？沉淀物中的物質(zhì)是什么？

②噬菌體在細(xì)菌體內(nèi)的增值是在那種物質(zhì)的作用下完成的？子代噬菌體的蛋白質(zhì)和DNA分別是怎樣形成的？

③從理論上講，標(biāo)記DNA的實驗中，放射性只應(yīng)出現(xiàn)在沉淀物中，標(biāo)記蛋白質(zhì)的實驗中，放射性只應(yīng)出現(xiàn)在上清液中。但是如果仔細(xì)看實驗會發(fā)現(xiàn)上清液中檢測到了少量的32P;沉淀物中檢測到了少量的35S，為什么？

最后共同得出結(jié)論：DNA是遺傳物質(zhì)。

教師設(shè)疑：是否所有生物的遺傳物質(zhì)都是DNA呢？

教師簡介：煙草花葉病毒感染煙葉能使之出現(xiàn)感染斑的RNA病毒。

讓學(xué)生嘗試設(shè)計實驗證明RNA是煙草花葉病毒的遺傳物質(zhì)，說出自己的設(shè)計思路及設(shè)計方案。

最后學(xué)生分析出：煙草花葉病毒的遺傳物質(zhì)是RNA。從而得出DNA并不是唯一的遺傳物質(zhì)。

教師引導(dǎo)學(xué)生歸納：從三個實驗的結(jié)論中，拓展出下列規(guī)律：

（1）在具有細(xì)胞結(jié)構(gòu)的生物體內(nèi)，有DNA和RNA兩種核酸，但DNA是遺傳物質(zhì);

（2）非細(xì)胞結(jié)構(gòu)的生物體內(nèi)，只有一種核酸，只有一種遺傳物質(zhì)，即DNA或RNA;

（3）只有少數(shù)幾種病毒以RNA作為遺傳物質(zhì)，因此，DNA是主要的遺傳物質(zhì);

（4）染色體是DNA的主要載體：DNA主要存在于細(xì)胞核中，并與蛋白質(zhì)結(jié)合形成染色體;

對于絕大多數(shù)生物來說，DNA是遺傳物質(zhì);還有少數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是RNA，所以我們說DNA是主要的遺傳物質(zhì)。

五、課堂小結(jié)

帶著學(xué)生回顧之前所講，再次加深印象，讓學(xué)生沿著科學(xué)前輩探究的足跡去學(xué)習(xí)，去領(lǐng)悟。