1、DNA 是主要的遺傳物質教學案例一 教學分析 1 教材分析 DNA是主要的遺傳物質一節是人教版新課標教材必修2第3章第1節的內容，是在前面 學習了有關細胞學基礎 （有絲分裂、 減數分裂和受精作用 ） 、闡明了染色體在親代和子代遺傳中所 起的聯系作用，并且了解染色體的主要成分是 DNA和蛋白質的基礎上來學習的。這節內容還與本 冊教材第六章 基因工程及其應用 有一定的聯系， 同時提到了一些在自然科學研究中常用的實 驗方法，這為后面選修課生物技術與實踐的學習也做了很好的鋪墊，因此這節內容在高中階 段生物科學習中有著重要低位。 由于當時認識水平有限， 所以在相當長的時間里， 人們一直認為蛋白質是生物體

2、的遺傳物質，那么，遺傳物質究竟是DNA還是蛋白質呢？教材通過問題探討在此埋下伏筆，然后通過兩個經典實驗證明了遺傳物質是DNA最后教材通過煙草花葉病毒感染煙草的實驗，說明有些病毒體內的核酸只有RNA沒有DNA其中的RNA就是它的遺傳物質，進一步歸是進行探究式學習的極佳納出“ DNA是主要的遺傳物質”這一結論。本節內容在結構體系上體現了人們對科學理論的認識過程和方法， 素材。在教學中，通過發揮學生的主體作用，優化課堂結構，妙用科學史實例，把知識的傳授過 程優化成一個科學的探究過程，讓學生在探究中學習科學研究的方法，從而滲透科學方法教育。了解了生2 學情分析通過前面的學習， 學生已經具備了有絲分裂、

3、 減數分裂和受精作用等細胞學基礎， 物生殖發育過程，掌握了染色體、蛋白質與 DNA 的化學組成等相關知識，熟悉同位素標記技術 生物科學研究中的應用， 這為新知識的學習奠定了基礎。 再加上我校 “研究性學習” 課程的開設， 學生初步掌握了探究實驗的一些基本方法， 也初步培養了他們提出問題， 分析問題和解決問題的 能力。“創新意識”的培養也加強了他們對新事物探究的激情，這都是開展探究性學習的極佳條 件。教學策略 1 教師教法根據新課程理念， 高中生物學教學重在培養學生的科學思維、 科學方法、 科學精神等生物學 科學素養，因此，本節課以“自主探究科學發現的過程來學習科學研究的方法”為設計理念，切 實

4、落實主體性教學目標，以培養學生的科學素質為指導，側重科學方法教育為目標，采用“探究 發現”教學模式。通過引導學生模擬科學發現過程，啟發學生積極思考，從而達到提高學生探 究能力，訓練學生科學思維方法的目標。 “ 2 學生學法學生可采用觀察、閱讀、討論，比較法，歸納法等進行分析、歸納和總結，通過學生的自主 學習和探究學習培養他們對生物學科的興趣。三 教學目標1三維目標 知識目標總結“ DNA是主要的遺傳物質”的科學探索過程。知道肺炎雙球菌轉化實驗和“同位素標記法”研究噬菌體侵染細菌所采用的方法，是目前自然科學研究的主要方法。理解DNA是主要的遺傳物質 能力目標 通過分析證明DNA是遺傳物質的實驗設

5、計思路，邏輯思維能力得以提高。通過“同位素標記法”來研究噬菌體侵染細菌的實驗，由特殊到一般的歸納思維能力得以提咼。情感態度與價值觀通過總結DNA是遺傳物質的科學探索過程，學習科學家善于總結他人經驗、在工作中互相合作，嚴謹求實的科學態度以及對真理追求不懈的科學精神。遺傳物質主要是 DNA也有RNA強調了生命的物質性，樹立辯證唯物主義世界觀。認同科學與技術的關系，二者相互促進，相輔相成。教學重點肺炎雙球菌轉化實驗的原理和過程。噬菌體侵染細菌實驗的原理和過程。教學難點噬菌體侵染細菌實驗的過程和結論。如何理解DNA是主要的遺傳物質。探究科學發現過程來學習科學研究方法 4教具準備多媒體教學，噬菌體侵染細

6、菌的Flash動畫 5課時安排1課時四教學過程節教師的組織和引導學生活動教學意圖通過前面的學習，大家對有絲分裂、減數分裂以及受精作用的過程有了深入了解，在研究這它們的過程中，科學家發現有一種物質在這三個過程中,行為有著規律性的變化，是什么物質呢？根據學生的回答具體引導在這三個過程中染色體數目的具體變化，進步引導大家猜想，染色體可能和生物體的什么現象有關?染色體的主要成分是什么呢?那么起遺傳作用的究竟是 DNA還是蛋白質呢？這個問題當時在科學界引起了激烈的爭論。接下來引導學生探討，如果作為種遺傳物質，應該具備什么特點?多媒體顯示當時科學家對 DNA和蛋白質的認識水平:對蛋白質的認識水平:認識到蛋

7、白質是由許多種氨基酸連接成的生物大分子對DNA的認識水平:還不清楚DNA的結構，只知道它是由4種脫氧核苷酸連接成的大分子。提出問題：如果你是當時的一位科學家，對DNA和蛋白質的認識僅限于上述水平，你覺得那個更適合做遺傳物質？為什么?提出由于當時認識水平的限制，科學家曾經認為蛋白質是生物體的遺傳通過對前思考回答：是染色體數目的變化思考回答：染色體可能在生物的遺傳中起重要作用回答是DNA和蛋白質學生討論總結四點能準確的進行自我復制,傳遞給下一代。要有儲存大量遺傳信息的能力結構要比較穩定，不容易被破壞能控制生物的性狀和代討論作答：蛋白質更適合作遺傳物質，因為 DNA僅由4種脫氧核苷酸組成,很難和生物

8、多樣性聯系在起，而組成蛋白質的氨基酸有許多種，在各種各樣的面所學知識的回憶和總結,為下面引入遺傳物質做鋪墊為下面探討什么是遺傳物質做好鋪墊提出探究的問題，引起懸念為當時科學家們判斷DNA和蛋白質哪個更適合做遺傳物質提供依據通過設疑,讓學生自己得出曾經一個錯誤的觀點，從中總結出知識物質。排列順序中很可能就蘊藏水平決定決定引接下來介紹這個觀點最早被美國了大量的遺傳信息。認知水平。科學家艾弗里提出質疑，他是在總結英國科學家格里菲斯的實驗基礎上，進一導步通過自己的實驗證據提出遺傳物質引入本節課的是 DNA。第一個關鍵實一肺炎雙球菌的轉化實驗驗。激發學生探1實驗材料科學探究的熱介紹此菌可感染人和老鼠，順

9、便解情釋“敗血癥”，接下來多媒體課件 R菌討和S菌的不同之處，強調莢膜的存在才使得S菌表現出毒性。2實驗過程多媒體展示肺炎雙球菌的四組轉化實驗并提出問題：預測第一組和第二組實驗結果會怎回答第一組小鼠不會死，因樣？為什么？為R菌沒有毒性，第二組小第三組的“加熱殺死”是什么意思？鼠會死，因為S菌是有毒性加熱的溫度控制在多少度？的。讓學生沿著科教師指出加熱的溫度一般不超過90度，學發展的軌跡殺死是指S菌失去了感染能力，但里面觀察問題，發的遺傳物質并沒有被破壞。積極思考得出S菌應該是由現問題，提出第四組實驗里活的S菌是怎么來活的R菌轉化而來的。問題并進一步的？分析問題。 提取出的S菌的后代仍然是 S菌

10、，思考作答：說明這種轉化這說明什么？是可以遺傳的。究竟是什么物質使 R菌轉化為有毒的S菌？思考討論教師多媒體顯示格里菲思的猜測：在加熱殺死的 S菌中必然存在某種引“轉化因子”使R菌轉化為有毒的S菌如果你是當時的一位科學家，為了弄清楚這種轉化因子到底是什么物質，學生思考討論，提出自培養學生科學你該如何設計這個實驗？己的實驗設計思路。思維和科學探導引入美國科學家艾弗里和他同事們究的能力的工作，課件顯示他們的實驗設計和觀探察到的結果，引導學生分析：只有加入哪種物質R菌才能轉化為加入DNA討S菌呢？加入DNA以后所有的R菌都能轉從課件中得出并不是所有化嗎？這說明什么？的R菌都能轉化成S菌。教師補充轉化

11、的效率其實是比較低的。DNA水解物是什么？解釋是加入DNA酶，把DNA降解脫氧核苷酸，說明只有完整的DNA才能發培養學生分析生轉化作用。說明真正起轉化作用的是問題，歸納結 艾弗里的實驗說明什么？DNA論的能力艾弗里的實驗思路和研究成果對我分析比較得出關鍵思路在們有什么啟示？于把DNA和蛋白質分開培養學生分析介紹由于艾弗里所提 DNA純度不夠來，單獨觀察它們的作用。問題，歸納結高，還含有少量蛋白質，所以在他提出進一步總結歸納出科學探論的能力結論之后，并沒有被所有的科學家認同究要有科學思路，要善于總進一步引導學生開放思維，DNA純度結他人經驗不夠高，在實驗中可能是什么起了轉化作用？由于此實驗的不完

12、美引入下一個實驗二噬菌體侵染細菌的實驗引導學生回憶病毒的組成1噬菌體的結構2噬菌體的繁殖使學生了解噬 營寄生生活 在遺傳信息的指導下進行繁殖 繁殖原料來自宿主大腸桿菌 子代噬菌體從宿主細胞裂解釋放。回憶共兩個：一是探究光合菌體繁殖過 程，為下面具 體分析實驗鋪 好基礎。3放射性同位素標記技術作用放出的 02來自水還是提出問題C02；另一個是研究分泌蛋到目前為止，一共學到幾個利用放白合成途徑也用到此技術射性冋位素標記技術的實驗？通過不同的標 實驗中為什么用35S和32P作標記？閱讀相關信息，得出結論記，使學生經組織學生閱讀教材 45頁右上欄的相關過分析比較后信息。經過分析比較后得出他的歸納出這個

13、實 通過此項技術表明赫爾希的研究思思路和艾弗里一樣，把DNA驗的研究思路路是什么？和蛋白質完全分開，單獨觀4實驗過程先讓學生閱讀教材58分鐘，掌握實驗基本步驟，閱讀結束后，教師多媒 體課件顯示和實驗有關的一些問題，了 解學生對實驗原理和相關步驟的掌握 程度，同時強調實驗的一些細節，比如 保溫時間很短，這有助于學生對后面實 驗現象的分析。接下來教師引導學生先 分析35S標記的實驗現象察它們的作用。引導分析思考得出結論主要成分是上清液放射性很咼，說明上清液主要成分是什么？被35S標記的蛋白質。沉淀物放射性很低，說明在大腸桿猜測應該是沒有。菌體內有沒有被標記的35S？培養學生分析大腸桿菌裂解釋放子代

14、噬菌體進行與猜測一樣，在新的噬菌體問題，提出假檢測，與我們剛才預測的結果一樣嗎？里果真沒檢測到35S設，驗證假設說明噬菌體在繁殖的時候有沒有用的能力到蛋白質呢?得出結論：沒用到蛋白質多媒體課件顯示用32P標記的噬菌體侵染大腸桿菌的過程，引導學生分析:上清液放射性很低,說明上清液有學生回答，幾乎沒有，也就沒有32P呢？是幾乎沒有DNA 了沉淀物放射性很高,菌體內有沒有被標記的說明在大腸桿32p?猜測應該是有32p大腸桿菌裂解釋放子代噬菌體進行檢測，與我們剛才預測的結果一樣嗎? 說明噬菌體在繁殖的時候用到了哪種物質?最后引導學生把這兩個同位素標記實驗綜合起來分析，由學生歸納出結論。Flash動畫顯

15、示噬菌體在大腸桿菌體內繁殖的過程提出問題：教材 45頁右下欄，在上述實驗中，如果用14C和180標記行嗎?教師引導學生回顧歷經 24年對遺傳物質的探索過程，啟發學生從中得到那些啟示?冋題：遺傳物質都是DNA嗎?通過煙草花葉病病毒感染煙草的實驗，得出除了 DNA之外，有些病毒體內的RNA是該病毒的遺傳物質與猜測一樣,里果真檢測到在新的噬菌體32P分析得出結論：用到學生進行歸納總結噬菌體繁殖時用的是DNADNA而不是蛋白質，而，說明它是在DNA的指導下完成繁殖的，進一步說明 DNA才是它的遺傳物質學生思考作答學生總結科學探索是艱辛曲折的科學研究是一個不斷糾正錯誤，發現整理的過程要科學的選擇實驗材料

16、科學發展需要技術支持看書思考培養學生分析比較實驗現象，歸納結論的能力培養學生正確的科學認識和對科學堅持不懈探索的精神,樹立辯證唯物主義世界觀究歸細胞生物遺傳物質是 DNA納非細胞生物的遺傳物質是DNA或思考作答：只能證明DNA總RNA,所以說DNA是主要的遺傳物質。是遺傳物質，但不能證明結問題：上述兩個經典實驗能證明 DNA 是主要的遺傳物質嗎？DNA是主要的遺傳物質。五板書（一）肺炎雙球菌的轉化實驗1材料：R菌，S菌，小鼠2過程：R，沒死 S,死 S （加熱殺死），沒死 R +S（加熱殺死），死3結論：“轉化因子”存在，使 R菌轉化為S菌艾弗里：分離，單獨轉化結論：DNA才是遺傳物質（二）噬菌體侵染細菌的實驗1噬菌體結構噬菌體繁殖放射性同位素標記技術實驗過程5結論：DNA才是遺傳物質（三）DNA是主要的遺傳物質細胞生物：DNA非細胞生物：DNA或 RNA六教學反思“自主性、探究性、合作性”是學生課堂學習的三個基本維度，尤其新課程標準強調要轉變學生的學習方式，如果采用傳統的教學方法，學生對整節內容理解可能就不會那么透徹，這樣也就更談不上培養學生自主學習和探究能力。采用“探究-發現”的教學方式后，通過教師的引導和啟發，學生自主的模擬科學發現過程