DNA是主要的遺傳物質(zhì)教學(xué)設(shè)計(jì)

梁淇淋 袁毅君 石志學(xué)

摘?要：本節(jié)課主要圍繞探究遺傳物質(zhì)本質(zhì)的四個(gè)實(shí)驗(yàn)展開，引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、探究、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，在探究中掌握知識(shí)、提升能力、培養(yǎng)科學(xué)思維。

關(guān)鍵詞：DNA;遺傳物質(zhì);教學(xué)設(shè)計(jì)

一、 教材分析

“DNA是主要的遺傳物質(zhì)”是人教版高中生物必修二第三章第一節(jié)，本節(jié)課主要講解了“肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)”和“噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)”，總結(jié)出“DNA是主要的遺傳物質(zhì)”。本節(jié)課在教材中主要起到了承上啟下的作用，有利于學(xué)生加深對(duì)DNA和RNA是遺傳物質(zhì)這一概念的理解，并為后面學(xué)習(xí)DNA分子結(jié)構(gòu)以及DNA的復(fù)制打下基礎(chǔ)。

二、 教學(xué)目標(biāo)

（一） 知識(shí)目標(biāo)

學(xué)生能夠分析總結(jié)“DNA是主要的遺傳物質(zhì)”的探究過程并理解“DNA是主要的遺傳物質(zhì)”的概念。

（二） 能力目標(biāo)

學(xué)生通過參與對(duì)“肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)”和“噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)”的探究，掌握科學(xué)探究的基本方法。

（三） 情感態(tài)度價(jià)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(duì)真理不懈追求的科學(xué)精神。

三、 教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)

重點(diǎn)：1.

“肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)”的原理和過程;2. “噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)”的原理和過程。

難點(diǎn)：“噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)”的原理和過程。

四、 教學(xué)過程

（一） 回顧舊知，導(dǎo)入新課

教師帶領(lǐng)學(xué)生回顧之前的遺傳知識(shí)，從孟德爾把控制生物性狀的物質(zhì)稱為遺傳因子到摩爾根證實(shí)基因在染色體上。再為學(xué)生展示染色體、蛋白質(zhì)和DNA的圖片從而引出本節(jié)課的核心問題：“遺傳物質(zhì)是蛋白質(zhì)還是DNA？”

設(shè)計(jì)意圖：通過問題導(dǎo)入的方式引導(dǎo)學(xué)生步步深入思考，回顧學(xué)過知識(shí)的同時(shí)引入本節(jié)課的主題。

（二） 對(duì)遺傳物質(zhì)的早期推測

教師引導(dǎo)學(xué)生猜測遺傳物質(zhì)應(yīng)該具有的特性，并讓學(xué)生通過回顧蛋白質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)和DNA的物質(zhì)組成來推測遺傳物質(zhì)是DNA還是蛋白質(zhì)。教師根據(jù)學(xué)生的回答再適當(dāng)補(bǔ)充20世紀(jì)30年代之前科學(xué)家對(duì)遺傳物質(zhì)的猜測。

設(shè)計(jì)意圖：激發(fā)學(xué)生探究的興趣，引導(dǎo)學(xué)生用以往學(xué)過的知識(shí)來解決新的問題。

（三） 肺炎雙球菌的體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)

教師簡單介紹肺炎雙球菌并讓學(xué)生自主閱讀格里菲思的肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)。

教師提問：1. R型細(xì)菌與S型細(xì)菌有什么區(qū)別？2. 格里菲思的實(shí)驗(yàn)中自變量、因變量和無關(guān)變量分別是什么？3. 對(duì)比1、2組實(shí)驗(yàn)說明了什么？為什么R型細(xì)菌有毒而S型細(xì)菌無毒？4. 對(duì)比2、3組的實(shí)驗(yàn)說明了什么？5.

為什么將R型活細(xì)菌與加熱殺死的S型細(xì)菌混合會(huì)導(dǎo)致小鼠死亡？S型細(xì)菌死而復(fù)生與加熱殺死的S型細(xì)菌將R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌哪種可能性更大？

設(shè)計(jì)意圖：教師設(shè)置問題串，采用啟發(fā)式教學(xué)引導(dǎo)學(xué)生充分理解格里菲思的實(shí)驗(yàn)并自主總結(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

（四） 肺炎雙球菌的體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)

教師提問：1. 格里菲思的實(shí)驗(yàn)證明了DNA和蛋白質(zhì)誰是遺傳物質(zhì)了嗎？2. 轉(zhuǎn)化因子究竟是何物質(zhì)呢？怎么來設(shè)計(jì)探究轉(zhuǎn)化因子的實(shí)驗(yàn)？

教師提示學(xué)生回憶組成細(xì)菌的物質(zhì)成分，讓學(xué)生分小組討論設(shè)計(jì)探究轉(zhuǎn)化因子的實(shí)驗(yàn)。教師再讓學(xué)生閱讀書本上艾弗里的實(shí)驗(yàn)步驟并與自己設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行對(duì)比，比較自己實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的不足之處。

教師提問：1. 艾弗里為什么要將S型細(xì)菌的DNA和DNA酶加入R型細(xì)菌的培養(yǎng)基中？2. 艾弗里的實(shí)驗(yàn)可以得出什么樣的結(jié)論？3.

艾弗里的實(shí)驗(yàn)在當(dāng)時(shí)為何會(huì)受到質(zhì)疑？

設(shè)計(jì)意圖：讓學(xué)生自主探究設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，學(xué)會(huì)科學(xué)探究的基本方法。

（五）

噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)

教師讓學(xué)生回憶病毒的組成成分，展示T2噬菌體的結(jié)構(gòu)圖，使學(xué)生對(duì)T2噬菌體的結(jié)構(gòu)有一定的了解。

教師補(bǔ)充科學(xué)史：“人們當(dāng)時(shí)只知道噬菌體侵染細(xì)菌的過程為：①噬菌體吸附在細(xì)菌上。②噬菌體的遺傳物質(zhì)進(jìn)入細(xì)菌，在細(xì)菌內(nèi)增殖產(chǎn)生子代噬菌體。③侵染細(xì)菌裂解，子代噬菌體的釋放。”所以赫爾希和蔡斯的實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵是探究DNA和蛋白質(zhì)誰進(jìn)入了細(xì)菌。

教師引導(dǎo)學(xué)生回顧同位素標(biāo)記法。

教師提問：1. 標(biāo)記蛋白質(zhì)和DNA的哪種元素？2. 為什么不標(biāo)記C、H、O、N？3.

怎樣才能讓噬菌體的蛋白質(zhì)和DNA被相應(yīng)的同位素標(biāo)記上？4. 能不能直接用35S和32P普通培養(yǎng)基培養(yǎng)噬菌體？

學(xué)生分小組嘗試設(shè)計(jì)蛋白質(zhì)和噬菌體誰是遺傳物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)，再閱讀書中的赫爾希與蔡斯的實(shí)驗(yàn)，對(duì)自己的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn)。

教師提問：1.

為什么被35S標(biāo)記的噬菌體實(shí)驗(yàn)的沉淀中有25%的放射性？2. 為什么被32P標(biāo)記的噬菌體實(shí)驗(yàn)的上清液中有15%的放射性？

教師講解噬菌體侵染細(xì)菌的過程并播放相應(yīng)動(dòng)畫。

設(shè)計(jì)意圖：1. 學(xué)生結(jié)合科學(xué)史進(jìn)行學(xué)習(xí)更能明確當(dāng)時(shí)科學(xué)家設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的思路，更能加深對(duì)實(shí)驗(yàn)的印象。2.

學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)?zāi)軌騿l(fā)學(xué)生思維。

（六） RNA也是遺傳物質(zhì)

教師讓學(xué)生閱讀課本并嘗試用煙草花葉病毒設(shè)計(jì)證明RNA是遺傳物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)。

設(shè)計(jì)意圖：幫助學(xué)生熟練掌握科學(xué)研究的方法。

五、教學(xué)反思

本節(jié)課內(nèi)容較多，但貫穿一條清晰的邏輯線：蛋白質(zhì)與DNA誰是遺傳物質(zhì)—格里菲思體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)化因子是遺傳物質(zhì)—艾弗里體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)化因子是DNA，得出結(jié)論遺傳物質(zhì)是DNA不是蛋白質(zhì)—艾弗里提取的DNA純度不夠高，當(dāng)時(shí)人們不信服—噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)證明DNA是遺傳物質(zhì)—人們發(fā)現(xiàn)RNA也是遺傳物質(zhì)—得出結(jié)論DNA是主要的遺傳物質(zhì)。所以本節(jié)課將以學(xué)生為主體，教師引導(dǎo)學(xué)生沿著科學(xué)家的步伐，層層深入思考，最終得出結(jié)論—DNA是主要的遺傳物質(zhì)。

（通訊作者：袁毅君）

作者簡介：

梁淇淋，袁毅君，甘肅省天水市，天水師范學(xué)院生物工程與技術(shù)學(xué)院;

石志學(xué)，甘肅省天水市，天水市第一中學(xué)。