"探索遗传物质的过程"教学设计
“探索遗传物质的过程”教学设计
一、教材分析 1、 内容和地位
“探索遗传物质的过程”一节是苏教版“遗传与进化”第四章第一节的内容,是在前面学习了有关细胞的有丝分裂、减数分裂和受精作用以及孟德尔的遗传规律的基础上进行学习的。前面的内容已经阐明了染色体在前后代遗传中所起的联系作用、分析了染色体的主要成分是DNA和蛋白质的基础上来学习的。在相当长的时间里,人们一直把蛋白质作为遗传物质,那么,遗传物质是DNA还是蛋白质呢?本节通过两个经典实验证明了DNA是遗传物质,最后提出少数生物的遗传物质是RNA,得出“DNA是主要的遗传物质”这一结论。本节在内容上与教材中前后章节知识联系密切,是学好第四章的基础;在结构体系上体现了人们对科学理论的认识过程和方法,让学生重走科学家的探究之路,以掌握科学探究的实验思路与一般方法。 2、 重难点 教学重点
(1)肺炎双球菌转化实验的原理和过程。 (2)噬菌体侵染细菌实验的原理和过程。 教学难点
(1)肺炎双球菌转化实验的原理和过程。 (2)如何理解DNA是主要的遗传物质。 二、 教学目标 1、知识目标
1) 通过肺炎双球菌的转化实验和噬菌体侵染细菌的实验,理解DNA是遗传物质。 2) 知道肺炎双球菌转化实验和“同位素标记法”研究噬菌体侵染细菌的实验中所采用的方法,是目前自然科学研究的主要方法。 2、能力目标
1)利用肺炎双球菌的转化实验中最关键的实验设计思路,训练学生的逻辑思维能力。 2)利用“同位素标记法”来研究噬菌体浸染细菌的实验,说明DNA是遗传物质,蛋白质不是遗传物质,训练学生的归纳思维能力。 3、情感目标
1)通过模拟科学发现的过程,培养学生实事求是的科学态度和不断探究的精神。 2)在教学过程中,渗透科学的认知论,帮助学生树立辩证唯物主义世界观 三、教学过程设计 导入:
通过对孟德尔遗传规律以及细胞的有丝分裂、减数分裂和受精作用的学习,我们已经知道生物的遗传与细胞中的染色体有关。染色体的主要成分是蛋白质和DNA。 对于遗传物质的推测
那么组成染色体的DNA和蛋白质,哪一个才是遗传物质呢?20世纪20年代,多数科学家认为蛋白质是生物体的遗传物质。如果作为遗传物质,应具备下列条件: 1、分子结构具有相对的稳定性,但在特殊情况下又能产生可遗传的变异; 2、能自我复制,前后代保持一定的(连续性);
3、能指导蛋白质的合成,从而控制生物的新陈代谢和性状; 4、具有存储巨大数量遗传信息的能力。 格里菲思的肺炎球菌体内转化实验
师:科学家们通过不断的实践探索,最终得出了正确结论,让我们一起回顾对于遗传物质探索过程的几个经典实验。
师:阅读课本P53积极思维第一段,思考格里菲思的转化实验材料是什么? 生:R型和S型的肺炎球菌和小鼠。 师:R型和S型球菌有什么区别? 生:讨论。
师:总结并列表比较。
荚膜是细菌的细胞壁外具有水分的黏胶状物质,主要成分是多糖和蛋白质。
师:阅读实验过程,并思考每个实验分别得出了什么结论。 生:阅读,讨论。 师:总结。
这里的加热处理温度一般不超过60℃,所谓“杀死”是指使得S型球菌失去感染力,并不代表转化因子的彻底破坏。
师:格里菲思的实验能得出什么结论。
生:加热杀死的S型细菌中含有“转化因子”,能将R型活菌转化为S型活菌。
师:格里菲思并不知道转化因子究竟是什么物质。假如你是当时的科学家,你认为要确定“转化因子” 是什么物质,你该如何设计这个实验呢? 生:思考,发表自己的观点。
师:引导学生思考,组成细菌的成分(化合物)有多种,如何确定其中的某一种才是转化因子。(关键思路是:把各种化合物分开,单独观察,确定单一变量 。) 艾弗里DNA转化实验 (PPT)实验方法及过程 师:艾弗里采用了什么方法?
生:将S型细菌中的多糖、 蛋白质、脂类和DNA等提取出来,分别与R 型细菌进行混合培养。
师:从艾弗里的实验图解中,你可以得出什么结果?
生:加入S型活菌的DNA,R型菌才转化为S型菌,且与纯度有关;加入其它物质,不能使R型细菌发生转化。
师:但是,艾弗里转化实验所使用的DNA中仍然含有极少量的蛋白质。因此人们认为不能完全排除蛋白质的作用。那么,还有没有更具有说服力的方法来证明DNA是遗传物质呢? 生:思考,讨论。
师:提示。是否有更好的实验材料,可以不用经过人工提纯DNA,就能单独地去观察DNA或蛋白质的作用呢?
噬菌体侵染细菌的实验——DNA是遗传物质
师:PPT介绍T2噬菌体的结构(蛋白质外壳和内部的DNA)、增殖特点(T2噬菌体侵染大肠杆菌后,在自身遗传物质的作用下,利用大肠杆菌体内的物质来合成自身的组成成分,进行增殖。当噬菌体增殖到一定数量后,大肠杆菌裂解,释放出大量的噬菌体。)及侵染过程(flash)。
师:观察噬菌体侵染大肠杆菌的实验过程,并且思考以下两个问题1)此实验采用了什么方法?2)为什么用35S标记蛋白质外壳、32P标记T2噬菌体DNA?
生:思考发言。
教师加以补充和总结1)同位素标记法2)在T2噬菌体的组分中。60%是蛋白质。40%是DNA,而只有蛋白质分子中含有S,P几乎都存在于DNA分子中。 师:从这个实验中,我们可以得到什么结果?
生:发言。(第一组:在新形成的噬菌体中没有检测到35S,第二组:在新形成的噬菌体中检测到32P)教师列表总结。
师:这个实验我们可以得出结论:DNA是遗传物质。所有生物的遗传物质都是DNA吗? 生:不是。有些病毒的遗传物质是RNA。
烟草花叶病毒侵染烟草的实验——RNA也是遗传物质
师:阅读P55,了解烟草花叶病毒的结构与组成以及证明RNA是遗传物质的方法。 小结:
1.格里菲思 肺炎双球菌的转化实验 2.艾弗里 肺炎双球菌的转化因子实验 DNA是转化因子
3.赫尔希和蔡斯T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验DNA才是真正的遗传物质 4.有些病毒不含DNA,只含RNA和蛋白质RNA也是遗传物质
DNA是主要的遗传物质
四、教学反思
本节课在学教程中,根据学生已有的知识基础,依照学生的认知规律,在教师的主导下,灵
活利用媒体有步骤、分层次地创设问题情境,引导学生探究、发现,得出结论,从而让学生初步学习到科学研究的方法,达到了掌握知识、培养能力的目的。通过噬菌体侵染细菌实验、肺炎双球菌转化实验和烟草花叶病毒重建实验,得出DNA是主要遗传物质这一结论,并在实验过程中,让学生了解确定实验设计思路、正确选择实验方法的重要性,让学生经历了一次科学探究活动。学生不是被动地接受知识,而是重新经历科学家的探究历程,在观察和思考中,愉快地学习,处于主体地位。在较好地实现了设定的教学目标的基础上,培养了学生的探究精神和创造性思维。