基于問題串導學的“DNA是主要的遺傳物質”一節的教學設計

一、教材分析

1.教材的地位和作用。《DNA是主要的遺傳物質》是人教版普通高中新課程生物必修2《遺傳與進化》中第3章第1節的內容。本節首先是以“問題探討”的形式呈現了曾經在科學界爭議了很長的問題：“DNA和蛋白質究竟誰是遺傳物質？”目的在于引導學生思考如何對這一問題進行研究，激發學生的探索欲望；接著介紹了20世紀早期人們對于遺傳物質的推測，在此基礎之上教材詳細講述了DNA是遺傳物質的直接證據——“肺炎雙球菌的體內轉化實驗”、“肺炎雙球菌的體外轉化實驗”和“噬菌體侵染細菌的實驗”，引導學生重溫科學家的探究歷程，領悟科學的過程和方法，最終得出科學的結論。

2.教學目標。

（1）知識與技能目標：①總結“DNA是主要的遺傳物質”的探索過程和實驗設計思路；②理解DNA是主要的遺傳物質。

（2）過程與方法目標：①領悟科學研究的過程和方法，培養學生的實驗探究能力；②探究實驗技術在證明DNA是主要遺傳物質中的作用。

（3）情感態度和價值觀目標：①體驗科學探索的艱辛過程；②尊重事實和證據、崇尚嚴謹和務實的求知態度。

二、教法與學法

本節課遵照以教師為主導，學生為主體的理念，采用問題串即“問題驅動”法、比較歸納法、情景喚起法等方法指導學生。學生以導學案為載體，采用自學法、小組討論法、比較法、歸納法等學習方法完成問題串，掌握本節知識點，最后用思維導圖形成知識體系。

三、教學過程設計

設疑導入→問題串引導，學生合作探究→獨立歸納總結→思維導圖整理。

教學環節一：創設情景，導入新課

教師組織和引導：PPT展示展示豌豆雜交圖解，指出遺傳的概念。提出問題串1：①孟德爾通過實驗證明生物的性狀是由什么控制的？②摩爾根通過實驗證明基因位于哪里？③染色體的成分是什么？④你認為遺傳物質是什么？理由？⑤遺傳物質可能具有什么特點？⑥證明某一種物質是遺傳物質的可行方法有哪些？

學生活動：回顧所學知識，思考回答相關問題，這個問題串在預習時間以及完成，課堂上對答案，針對預習時不會回答的題目進行再次提問，求證。

教學環節二：對遺傳物質的早期推測

教師組織和引導：指導學生讀教材，提取信息：在20世紀早期人們普遍認為遺傳物質是DNA還是蛋白質？為什么？

講述：限于當時的認識水平，認為蛋白質是遺傳物質的觀點處于主導地位。科學家是如何認識DNA是遺傳物質的呢，讓我們重溫科學家對遺傳物質的認識過程吧。

學生活動：分析當時認為蛋白質是遺傳物質的原因：組成DNA的脫氧核苷酸只有4種而組成蛋白質的氨基酸種類有20種，蛋白質的多樣性很容易和生物的多樣性相聯系。

教學環節三：DNA是遺傳物質的證據I——肺炎雙球菌轉化實驗

教師組織和引導：提出問題，引導學生閱讀獲取信息。

1.本實驗的材料是什么？具有什么特點？PPT展示：菌落。

2.肺炎雙球菌轉化實驗的原理、過程、結論是什么？完成導學案理的兩個問題串。

問題串2：①實驗先進行一、二組的目的是什么？可否直接進行四組？②第四組小鼠體內分離出S型活細菌，是怎樣出現的？③格里菲思的試驗結論是什么？如果讓你接替格里菲思進一步證明什么是遺傳物質的話，你應該如何設計并實施實驗？

問題串3：①這個實驗與第一個體內轉化實驗有什么關系？（實驗目的）②艾弗里的肺炎雙球菌體外轉化實驗的設計關鍵思路？③加入DNA水解酶的組有何作用？

學生活動：認真閱讀，獲取信息；總結出R型細菌和S型細菌的區別（完善預習案）；小組合作探究完成問題串2、3。

教學環節四：DNA是遺傳物質的證據II——噬菌體侵染細菌的實驗

教師組織和引導：教師講述：艾弗里的實驗進行了十年，實驗目的到底是什么？他實現了嗎？

為了把DNA和其他物質徹底的分離開，最終只能把蛋白質含量降低到0.02%，沒有徹底分離提純。所以，嚴格來說他的實驗并沒有構成單一變量。不能夠排除蛋白質在轉化過程中的作用。另一個實驗能夠將DNA和蛋白質徹底分離開，證明了DNA是遺傳物質。——噬菌體侵染細菌的實驗。

1.講述并PPT投影。T2噬菌體的結構模式圖，說明其結構特點、物質（元素）組成，培養條件。投影其電鏡下的照片，說明根據電鏡照片顯示的其可能的寄生和繁殖方式。觀察圖片，思考：注入細菌的物質是什么？你認為哪一種物質是噬菌體的遺傳物質？為什么？能不能排除蛋白質的作用？

2.投影分別用不同放射性元素標記的噬菌體侵染細菌的實驗過程。完成導學案理的問題串：①利用什么方法將噬菌體的DNA和蛋白質區分開？（實驗方法）；②標記什么元素？原因是什么？③如何使噬菌體標記上相應的放射性？④35S標記的組，主要在上清液中檢測到放射性，32P標記的組，卻主要在沉淀中檢測到放射性，說明了什么？⑤細菌裂解后，釋放出的大量子代T2噬菌體中，可以測到32P標記的DNA，但卻不能測到35S標記的蛋白質，這又說明了什么？⑥本實驗的結論是什么？

學生活動：小組合作探究完成問題串4。

教學環節五：DNA是主要的遺傳物質（煙草花葉病毒的實驗）

教師組織和引導：設疑：DNA是生物唯一的遺傳物質嗎？投影演示煙草花葉病毒侵染煙草的結果，思考：煙草花葉病毒的遺傳物質是？投影并講述：大量科學研究證明：具有細胞結構的生物，遺傳物質是DNA。多數病毒的遺傳物質是DNA，例如：T2噬菌體。少數病毒的遺傳物質是RNA，例如：SARS、HIV、煙草花葉病毒等。

學生活動：學生根據已有經驗回答。觀看幻燈片，回答：煙草花葉病毒的遺傳物質是RNA。總結上述探究活動，得出：DNA是主要的遺傳物質。

布置作業：展示教師自己畫的思維導圖，提出一些要求。

作者簡介

羅登元（1987.11—），男，土家族，籍貫：重慶市，高中一級教師，大學本科學歷，廣東省佛山市順德區均安中學生物教師。