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1、2022年高中生物 探索遺傳物質的過程 一、教學目標 1.知識目標： ⑴分析“肺炎球菌的轉化實驗”的過程和原理，得出相應的結論 ⑵分析“噬菌體侵染細菌的實驗”的過程和原理，得出相應的結論 ⑶分析“煙草花葉病毒的感染實驗”的過程和原理，得出相應的結論 ⑷概述人類對遺傳物質的探索過程，并得出“DNA是主要的遺傳物質”結論 2.技能目標：分析證明DNA是主要的遺傳物質的實驗設計思路，學會科學研究的基本方法 3.情感目標： ⑴概述人類對遺傳物質的探索過程，認同科學認識是不斷深化、不斷完善的過程 ⑵認同科學技術的發(fā)展在探索遺傳物質過程中的作用 二、教學重點和難點 1.教學重

2、點 ⑴肺炎球菌轉化實驗的原理和過程。 ⑵噬菌體侵染細菌實驗的原理和過程。 2.教學難點 肺炎球菌轉化實驗的原理和過程 三、教學用具：ppt 四、教學過程 教學內(nèi)容 教師活動 學生活動 教學意圖 新課導入 19世紀末，生物學家認識到染色體在生物的遺傳中具有重要作用。 提問：染色體的主要成分是什么？ 提問：DNA和蛋白質中，哪一種是遺傳物質呢？ 科學家是如何得出“DNA是遺傳物質”這個結論的呢？ 回答：DNA和蛋白質 學生紛紛回答是DNA 通過問題激發(fā)學生學習興趣 一、肺炎球菌的轉化實驗 （一）格里菲思的肺炎球菌轉化實

3、驗 （二）艾弗里的肺炎球菌轉化實驗 介紹實驗材料肺炎球菌的兩種類型 S型細菌：菌落光滑(Smooth)，菌體有莢膜，有毒，能夠使人患肺炎或使小鼠患敗血病 R型細菌：菌落粗糙(Rough)，菌體無莢膜，無毒 提出問題：以細菌作為實驗材料具有哪些優(yōu)點 用幻燈片展示格里菲思肺炎球菌的轉化實驗（四組） （1）R型活菌→小鼠→不死亡 （2）S型活菌→小鼠→死亡

4、（3）S型死菌→小鼠→不死亡 （4）R型活菌+加熱殺死的S型菌→小鼠→死亡（從體內(nèi)分離出S型活細菌） 提出相關問題 1.這四組實驗中哪一組為轉化實驗，其余各組起什么作用？ 2.格里菲思的實驗說明了什么？ 教師補充相關知識：蛋白質和核酸對于高溫的耐受力是不同的。在80～100℃的溫度范圍內(nèi)，蛋白質將會失活，DNA雙鏈將解開；當溫度降至55℃左右時，DNA雙鏈能夠重新恢復，但蛋白質的活性卻不能恢復。 3.格里菲思是否確定了哪種物質是遺傳物質？ 如果你做轉化實驗，你應如何設計實驗證明轉化因子究竟是什么物質？最關鍵的實驗設計思路是什么？ 用幻燈片

5、展示艾弗里的實驗過程及結果 提出問題：通過學習艾弗里與格里菲思的轉化實驗，你有何感悟？ 指出艾弗里實驗的不足之處，即DNA純度不夠，不能排除蛋白質的作用。 學生思考并回答：個體很小，結構簡單，繁殖快，分析起來簡便、快捷，容易得出結論等 學生思考并回答 1.第4組為轉化實驗，其余各組起對照作用。 2.格里菲思的實驗說明了加熱殺死的S型細菌中含有某種促成這種轉化的“轉化因子”，這種轉化因子將無毒性的R型活細菌轉化為有毒性的S型活細菌。 學生回答：不能 學生討論

6、回答：將S型細菌中的物質進行提取、分離和鑒定，提取出DNA、蛋白質和多糖等物質，單獨地、直接地去觀察它們各自的作用 分析實驗結果得出結論：只有DNA才是“轉化因子”，即DNA是遺傳物質 根據(jù)教師的相關提示學生認識到科學發(fā)現(xiàn)的過程是一個長期的過程，涉及到許多科學家的辛勤工作；科學成果的取得與技術有很大的關系，技術的進步可以更好地促進科學的發(fā)展 使學生認識到正確選用實驗材料是實驗能否成功的一個關鍵因素 培養(yǎng)學生分析實驗得出結論的能力

7、 為探索艾弗里等人進行的轉化實驗做好鋪墊 培養(yǎng)學生科學嚴謹?shù)膽B(tài)度，并為引出噬菌體侵染細菌的實驗做好鋪墊 二、噬菌體侵染細菌的實驗 用幻燈片展示T2噬菌體的結構 向學生介紹T2噬菌體是專門寄生在大腸桿菌體內(nèi)的病毒，它頭部和尾部的外殼由蛋白質構成，頭部內(nèi)含有DNA。 用幻燈片展示赫爾希和蔡斯的實驗過程 ①含35S的噬菌體＋未標記的細菌→宿主細胞內(nèi)沒有35S，35S分布在宿主細胞外 ②含32P的噬菌體+未標記的細菌→宿主細胞外幾乎沒有32P，32P主要分布在宿主細胞內(nèi) 提

8、出問題供學生討論： 1.為什么選擇35S和32P這兩種同位素分別對蛋白質和DNA標記？用14C和18O同位素標記可行嗎？ 2.該實驗采用了哪些技術手段？ 3.該實驗的結論是什么？ 用flash動畫演示T2噬菌體侵染大腸桿菌的過程 教師質疑：所有生物的遺傳物質都是DNA嗎？ 學生閱讀課本相關內(nèi)容，自學赫爾希和蔡斯的實驗，根據(jù)教師的補充和修正回答相關討論題 1.硫僅存在于T2噬菌體的蛋白質組分中，而磷則主要存在于 DNA的組分中。用14C和18O等元素是不可行的，因為 T2噬菌體的蛋白質和DNA分子的組分中都含有這兩種元素。 2. 采用的主要技術

9、手段有噬菌體的培養(yǎng)技術、同位素標記技術 3. T2噬菌體的遺傳物質是DNA（因為噬菌體DNA進入了細菌體內(nèi)，而噬菌體的蛋白質外殼并未進入細菌內(nèi)部，子代噬菌體的各種性狀是通過親代DNA來遺傳的） 師生共同總結侵染過程：吸附→注入→合成→組裝→釋放 通過問題討論加深學生對該實驗的理解 加深學生對赫爾希和蔡斯的實驗的理解 三、煙草花葉病毒的感染實驗 介紹煙草花葉病毒的成分：只含有蛋白質和RNA，不含有DNA 提出問題：煙草花葉病毒的遺傳物質是什么？如何通過實驗

10、證明？ 師生共同總結實驗過程 1.完整的煙草花葉病毒能使煙草出現(xiàn)病斑 2.煙草花葉病毒的蛋白質，不能使煙草出現(xiàn)病斑 3.煙草花葉病毒的RNA，能使煙草出現(xiàn)病斑 當然這一實驗的完成同樣離不開相關技術手段 根據(jù)前面所學的兩個實驗的設計思路，設計實驗如何證明煙草花葉病毒的遺傳物質 學生得出結論：煙草花葉病毒的遺傳物質是RNA 應用所學知識并加深理解 四、DNA是主要的遺傳物質 教師從上面三個實驗的結論中，拓展以下規(guī)律：（1）非細胞結構的生物即病毒體內(nèi)只有一種核酸，只有一種遺傳物質，即DNA或RNA；（2）在具有細胞結構的生物體內(nèi)，有DNA和RNA兩種核酸，但DNA

11、是遺傳物質； 學生得出絕大多數(shù)生物的遺傳物質是DNA，所以說DNA是主要遺傳物質 讓學生正確理解本節(jié)課的標題“DNA是主要的遺傳物質”這句話的內(nèi)涵 課堂反饋 1.探索遺傳物質的過程是漫長的。直到20世紀初期，人們?nèi)云毡檎J為蛋白質是遺傳物質。當時人們作出判斷的理由不包括 （ ） A.不同生物的蛋白質在結構上存在差異 B.蛋白質與生物的性狀密切相關 C.蛋白質比DNA具有更高的熱穩(wěn)定性，并且能夠自我復制 D.蛋白質中氨基酸的不同排列組合可以貯存大量遺傳信息 2.用某種酶處理轉化因子后，R型細菌不能再轉化成S型細菌，這種酶是 (

12、) A．蛋白酶 B．分解多糖莢膜的酶 C．DNA酶 D．纖維素酶 3．用噬菌體去感染細胞內(nèi)含大量的3H的細菌，待細菌解體后3H ( ) A.隨細菌的解體而消失 B.發(fā)現(xiàn)于噬菌體的外殼及DNA中 C.僅發(fā)現(xiàn)于噬菌體的DNA D.僅發(fā)現(xiàn)于噬菌體的外殼中 4．病毒甲具有RNA甲、蛋白質甲，病毒乙具有RNA乙、蛋白質乙，若將RNA甲、蛋白質乙組成一種病毒丙，再以病毒丙感染寄主細胞，則細胞中的病毒具有 ( ) A．RNA甲和蛋白質乙 B．RNA甲和蛋白質甲 C．RNA乙和蛋白質乙 D．RNA

13、乙和蛋白質甲 學生思考并回答 檢查本節(jié)課學習效果 五、板書設計 一、肺炎球菌的轉化實驗 （一）格里菲思的肺炎球菌轉化實驗 （二）艾弗里的肺炎球菌轉化實驗 二、噬菌體侵染細菌的實驗 三、煙草花葉病毒的感染實驗 四、DNA是主要的遺傳物質 六、教學反思 生物科學史的教育不僅可以展示生物知識的“來龍去脈”，加深學生對知識的理解，還可以顯示生物學家的科學思維，有利于學生掌握科學方法。在教學中千萬不能只要學生記憶相關結論，關鍵是培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng)。新課標理念下的教學一定要注意把學生放在主體地位，因此要取得好的教學效果，在教學設計中必須注重對教學對象——學生的分析。在教學中一定要注意還思維給學生，每個問題都要設置合理，使每個同學都能有所響應，也就是學生用已有的知識背景或多或少都能做出回答，這樣讓每個學生都有所收獲，切實提高課堂效率。