2019-2020年高中生物 探索遺傳物質(zhì)的過程 一、教學(xué)目標(biāo) 1.知識(shí)目標(biāo)： ⑴分析“肺炎球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)”的過程和原理，得出相應(yīng)的結(jié)論 ⑵分析“噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)”的過程和原理，得出相應(yīng)的結(jié)論 ⑶分析“煙草花葉病毒的感染實(shí)驗(yàn)”的過程和原理，得出相應(yīng)的結(jié)論 ⑷概述人類對(duì)遺傳物質(zhì)的探索過程，并得出“DNA是主要的遺傳物質(zhì)”結(jié)論 2.技能目標(biāo)：分析證明DNA是主要的遺傳物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路，學(xué)會(huì)科學(xué)研究的基本方法 3.情感目標(biāo)： ⑴概述人類對(duì)遺傳物質(zhì)的探索過程，認(rèn)同科學(xué)認(rèn)識(shí)是不斷深化、不斷完善的過程 ⑵認(rèn)同科學(xué)技術(shù)的發(fā)展在探索遺傳物質(zhì)過程中的作用 二、教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn) 1.教學(xué)重點(diǎn) ⑴肺炎球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)的原理和過程。 ⑵噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)的原理和過程。 2.教學(xué)難點(diǎn) 肺炎球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)的原理和過程 三、教學(xué)用具：ppt 四、教學(xué)過程 教學(xué)內(nèi)容 教師活動(dòng) 學(xué)生活動(dòng) 教學(xué)意圖 新課導(dǎo)入 19世紀(jì)末，生物學(xué)家認(rèn)識(shí)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(zhì)中，哪一種是遺傳物質(zhì)呢？ 科學(xué)家是如何得出“DNA是遺傳物質(zhì)”這個(gè)結(jié)論的呢？ 回答：DNA和蛋白質(zhì) 學(xué)生紛紛回答是DNA 通過問題激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣 一、肺炎球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn) （一）格里菲思的肺炎球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn) （二）艾弗里的肺炎球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn) 介紹實(shí)驗(yàn)材料肺炎球菌的兩種類型 S型細(xì)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(xì)菌：菌落粗糙(Rough)，菌體無莢膜，無毒 提出問題：以細(xì)菌作為實(shí)驗(yàn)材料具有哪些優(yōu)點(diǎn) 用幻燈片展示格里菲思肺炎球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)（四組） （1）R型活菌→小鼠→不死亡 （2）S型活菌→小鼠→死亡 （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(xì)菌） 提出相關(guān)問題 1.這四組實(shí)驗(yàn)中哪一組為轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)，其余各組起什么作用？ 2.格里菲思的實(shí)驗(yàn)說明了什么？ 教師補(bǔ)充相關(guān)知識(shí)：蛋白質(zhì)和核酸對(duì)于高溫的耐受力是不同的。在80～100℃的溫度范圍內(nèi)，蛋白質(zhì)將會(huì)失活，DNA雙鏈將解開；當(dāng)溫度降至55℃左右時(shí)，DNA雙鏈能夠重新恢復(fù)，但蛋白質(zhì)的活性卻不能恢復(fù)。 3.格里菲思是否確定了哪種物質(zhì)是遺傳物質(zhì)？ 如果你做轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)，你應(yīng)如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明轉(zhuǎn)化因子究竟是什么物質(zhì)？最關(guān)鍵的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路是什么？ 用幻燈片展示艾弗里的實(shí)驗(yàn)過程及結(jié)果 提出問題：通過學(xué)習(xí)艾弗里與格里菲思的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)，你有何感悟？ 指出艾弗里實(shí)驗(yàn)的不足之處，即DNA純度不夠，不能排除蛋白質(zhì)的作用。 學(xué)生思考并回答：個(gè)體很小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，繁殖快，分析起來簡(jiǎn)便、快捷，容易得出結(jié)論等 學(xué)生思考并回答 1.第4組為轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)，其余各組起對(duì)照作用。 2.格里菲思的實(shí)驗(yàn)說明了加熱殺死的S型細(xì)菌中含有某種促成這種轉(zhuǎn)化的“轉(zhuǎn)化因子”，這種轉(zhuǎn)化因子將無毒性的R型活細(xì)菌轉(zhuǎn)化為有毒性的S型活細(xì)菌。 學(xué)生回答：不能 學(xué)生討論回答：將S型細(xì)菌中的物質(zhì)進(jìn)行提取、分離和鑒定，提取出DNA、蛋白質(zhì)和多糖等物質(zhì)，單獨(dú)地、直接地去觀察它們各自的作用 分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果得出結(jié)論：只有DNA才是“轉(zhuǎn)化因子”，即DNA是遺傳物質(zhì) 根據(jù)教師的相關(guān)提示學(xué)生認(rèn)識(shí)到科學(xué)發(fā)現(xiàn)的過程是一個(gè)長(zhǎng)期的過程，涉及到許多科學(xué)家的辛勤工作；科學(xué)成果的取得與技術(shù)有很大的關(guān)系，技術(shù)的進(jìn)步可以更好地促進(jìn)科學(xué)的發(fā)展 使學(xué)生認(rèn)識(shí)到正確選用實(shí)驗(yàn)材料是實(shí)驗(yàn)?zāi)芊癯晒Φ囊粋€(gè)關(guān)鍵因素 培養(yǎng)學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)得出結(jié)論的能力 為探索艾弗里等人進(jìn)行的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)做好鋪墊 培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度，并為引出噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)做好鋪墊 二、噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn) 用幻燈片展示T2噬菌體的結(jié)構(gòu) 向?qū)W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(zhì)構(gòu)成，頭部?jī)?nèi)含有DNA。 用幻燈片展示赫爾希和蔡斯的實(shí)驗(yàn)過程 ①含35S的噬菌體＋未標(biāo)記的細(xì)菌→宿主細(xì)胞內(nèi)沒有35S，35S分布在宿主細(xì)胞外 ②含32P的噬菌體+未標(biāo)記的細(xì)菌→宿主細(xì)胞外幾乎沒有32P，32P主要分布在宿主細(xì)胞內(nèi) 提出問題供學(xué)生討論： 1.為什么選擇35S和32P這兩種同位素分別對(duì)蛋白質(zhì)和DNA標(biāo)記？用14C和18O同位素標(biāo)記可行嗎？ 2.該實(shí)驗(yàn)采用了哪些技術(shù)手段？ 3.該實(shí)驗(yàn)的結(jié)論是什么？ 用flash動(dòng)畫演示T2噬菌體侵染大腸桿菌的過程 教師質(zhì)疑：所有生物的遺傳物質(zhì)都是DNA嗎？ 學(xué)生閱讀課本相關(guān)內(nèi)容，自學(xué)赫爾希和蔡斯的實(shí)驗(yàn)，根據(jù)教師的補(bǔ)充和修正回答相關(guān)討論題 1.硫僅存在于T2噬菌體的蛋白質(zhì)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?yàn)?T2噬菌體的蛋白質(zhì)和DNA分子的組分中都含有這兩種元素。 2. 采用的主要技術(shù)手段有噬菌體的培養(yǎng)技術(shù)、同位素標(biāo)記技術(shù) 3. T2噬菌體的遺傳物質(zhì)是DNA（因?yàn)槭删wDNA進(jìn)入了細(xì)菌體內(nèi)，而噬菌體的蛋白質(zhì)外殼并未進(jìn)入細(xì)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(jié)侵染過程：吸附→注入→合成→組裝→釋放 通過問題討論加深學(xué)生對(duì)該實(shí)驗(yàn)的理解 加深學(xué)生對(duì)赫爾希和蔡斯的實(shí)驗(yàn)的理解 三、煙草花葉病毒的感染實(shí)驗(yàn) 介紹煙草花葉病毒的成分：只含有蛋白質(zhì)和RNA，不含有DNA 提出問題：煙草花葉病毒的遺傳物質(zhì)是什么？如何通過實(shí)驗(yàn)證明？ 師生共同總結(jié)實(shí)驗(yàn)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(zhì)，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(dāng)然這一實(shí)驗(yàn)的完成同樣離不開相關(guān)技術(shù)手段 根據(jù)前面所學(xué)的兩個(gè)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)思路，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)如何證明煙草花葉病毒的遺傳物質(zhì) 學(xué)生得出結(jié)論：煙草花葉病毒的遺傳物質(zhì)是RNA 應(yīng)用所學(xué)知識(shí)并加深理解 四、DNA是主要的遺傳物質(zhì) 教師從上面三個(gè)實(shí)驗(yàn)的結(jié)論中，拓展以下規(guī)律：（1）非細(xì)胞結(jié)構(gòu)的生物即病毒體內(nèi)只有一種核酸，只有一種遺傳物質(zhì)，即DNA或RNA；（2）在具有細(xì)胞結(jié)構(gòu)的生物體內(nèi)，有DNA和RNA兩種核酸，但DNA是遺傳物質(zhì)； 學(xué)生得出絕大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是DNA，所以說DNA是主要遺傳物質(zhì) 讓學(xué)生正確理解本節(jié)課的標(biāo)題“DNA是主要的遺傳物質(zhì)”這句話的內(nèi)涵 課堂反饋 1.探索遺傳物質(zhì)的過程是漫長(zhǎng)的。直到20世紀(jì)初期，人們?nèi)云毡檎J(rèn)為蛋白質(zhì)是遺傳物質(zhì)。當(dāng)時(shí)人們作出判斷的理由不包括 （ ） A.不同生物的蛋白質(zhì)在結(jié)構(gòu)上存在差異 B.蛋白質(zhì)與生物的性狀密切相關(guān) C.蛋白質(zhì)比DNA具有更高的熱穩(wěn)定性，并且能夠自我復(fù)制 D.蛋白質(zhì)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(zhuǎn)化因子后，R型細(xì)菌不能再轉(zhuǎn)化成S型細(xì)菌，這種酶是 ( ) 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(xì)胞內(nèi)含大量的3H的細(xì)菌，待細(xì)菌解體后3H ( ) A.隨細(xì)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(zhì)甲，病毒乙具有RNA乙、蛋白質(zhì)乙，若將RNA甲、蛋白質(zhì)乙組成一種病毒丙，再以病毒丙感染寄主細(xì)胞，則細(xì)胞中的病毒具有 ( ) A．RNA甲和蛋白質(zhì)乙 B．RNA甲和蛋白質(zhì)甲 C．RNA乙和蛋白質(zhì)乙 D．RNA乙和蛋白質(zhì)甲 學(xué)生思考并回答 檢查本節(jié)課學(xué)習(xí)效果 五、板書設(shè)計(jì) 一、肺炎球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn) （一）格里菲思的肺炎球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn) （二）艾弗里的肺炎球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn) 二、噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn) 三、煙草花葉病毒的感染實(shí)驗(yàn) 四、DNA是主要的遺傳物質(zhì) 六、教學(xué)反思 生物科學(xué)史的教育不僅可以展示生物知識(shí)的“來龍去脈”，加深學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解，還可以顯示生物學(xué)家的科學(xué)思維，有利于學(xué)生掌握科學(xué)方法。在教學(xué)中千萬不能只要學(xué)生記憶相關(guān)結(jié)論，關(guān)鍵是培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。新課標(biāo)理念下的教學(xué)一定要注意把學(xué)生放在主體地位，因此要取得好的教學(xué)效果，在教學(xué)設(shè)計(jì)中必須注重對(duì)教學(xué)對(duì)象——學(xué)生的分析。在教學(xué)中一定要注意還思維給學(xué)生，每個(gè)問題都要設(shè)置合理，使每個(gè)同學(xué)都能有所響應(yīng)，也就是學(xué)生用已有的知識(shí)背景或多或少都能做出回答，這樣讓每個(gè)學(xué)生都有所收獲，切實(shí)提高課堂效率。