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        《DNA是主要的遺傳物質(zhì)》教學(xué)設(shè)計

        2015-05-30 01:21:44林曉霖
        新課程·下旬 2015年2期
        關(guān)鍵詞:雙球菌遺傳物質(zhì)金絲猴

        林曉霖

        一、教材分析

        “DNA是主要的遺傳物質(zhì)”一節(jié)是新課標(biāo)教材人教版必修2第3章第1節(jié)的內(nèi)容。它是在前面學(xué)習(xí)了有關(guān)細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)(有絲分裂、減數(shù)分裂和受精作用)、闡明了染色體在前后代遺傳中所起的聯(lián)系作用、分析了染色體的主要成分是DNA和蛋白質(zhì)的基礎(chǔ)上來學(xué)習(xí)的。

        在相當(dāng)長的時間里,人們一直把蛋白質(zhì)作為遺傳物質(zhì),那么遺傳物質(zhì)是DNA還是蛋白質(zhì)呢?教材在此埋下伏筆,然后通過兩個經(jīng)典實驗——“肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實驗”和“噬菌體侵染細(xì)菌的實驗”證明DNA是遺傳物質(zhì)。格里菲斯的“肺炎雙球菌體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗”得出了關(guān)于遺傳物質(zhì)的假說,艾弗里的“肺炎雙球菌體外轉(zhuǎn)化實驗”對假說進行了演繹推理,證明了DNA是遺傳物質(zhì)。“噬菌體侵染細(xì)菌的實驗”是比艾弗里實驗更具說服力的實驗。教材以此為線索展開,最后列舉少數(shù)生物只有RNA而沒有DNA的事實,得出“DNA是主要的遺傳物質(zhì)”這一結(jié)論。

        本節(jié)課在第三章中占有重要的位置,學(xué)生只有真正理解這一部分內(nèi)容,才能在生物性狀遺傳和變異的復(fù)雜現(xiàn)象中,從根本上懂得生物遺傳和變異的實質(zhì)和規(guī)律。

        二、教學(xué)目標(biāo)

        1.知識目標(biāo):舉例說明DNA是主要的遺傳物質(zhì)。

        2.能力目標(biāo):體驗科學(xué)家證明“DNA是主要的遺傳物質(zhì)”的科學(xué)探索過程,并進行實驗設(shè)計能力的培養(yǎng)。

        3.情感態(tài)度與價值觀目標(biāo):認(rèn)同技術(shù)在科學(xué)發(fā)展中的促進作用。

        三、教學(xué)重難點

        1.重點:(1)舉例說明DNA是主要的遺傳物質(zhì)。(2)體驗科學(xué)家證明“DNA是主要的遺傳物質(zhì)”的科學(xué)探究過程,并進行實驗設(shè)計能力的培養(yǎng)。

        2.難點:體驗科學(xué)家證明“DNA是主要的遺傳物質(zhì)”的科學(xué)探究過程,并進行實驗設(shè)計能力的培養(yǎng)。

        四、教學(xué)過程

        (一)新課導(dǎo)入

        多媒體展示金絲猴、奶牛親子代的圖片。根據(jù)金絲猴的后代仍然是金絲猴,奶牛的后代仍然是奶牛,引出生物體內(nèi)存在對遺傳起決定性作用的物質(zhì)。引導(dǎo)學(xué)生繼續(xù)觀察圖片,總結(jié)遺傳物質(zhì)所必須具備的條件。

        1.金絲猴的后代是金絲猴,而不會變成奶牛,這說明遺傳有什么特點呢?

        2.遺傳物質(zhì)既能夠承載金絲猴的全部遺傳信息,又可承載奶牛的遺傳信息,這說明什么呢?

        3.同學(xué)們仔細(xì)觀察,小奶牛和母親是完全一樣的嗎?這又體現(xiàn)了遺傳物質(zhì)的什么特點?

        4.小金絲猴具備金絲猴種群的性狀和生理特點,這說明了什么呢?

        進行課堂討論,引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)出遺傳物質(zhì)所要具備的特點。

        展示染色體的PPT,引出蛋白質(zhì)還是DNA,哪個才是遺傳物質(zhì)呢?

        介紹早期科學(xué)家對遺傳物質(zhì)的猜想,并復(fù)習(xí)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的相關(guān)內(nèi)容。

        (二)DNA是遺傳物質(zhì)的證據(jù)Ⅰ——肺炎雙球菌的體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗

        多媒體展示科學(xué)家格里菲思。介紹兩種肺炎雙球菌,并介紹格里菲思做肺炎雙球菌的實驗背景:格里菲斯發(fā)現(xiàn),S型菌通過連續(xù)培養(yǎng),極少數(shù)可能變成R型菌,而且變成的R型菌能穩(wěn)定遺傳。那么R型菌能否變成相應(yīng)的S型菌呢?于是格里菲斯發(fā)進行了一系列的R型活細(xì)菌與S型細(xì)菌混合注入小鼠體內(nèi)的實驗。

        要求學(xué)生認(rèn)真閱讀書本43頁圖3-2,分析這幾組實驗有什么關(guān)聯(lián),并請一位學(xué)生對四組實驗進行語言描述。引導(dǎo)學(xué)生大膽想象第四組實驗中,在小鼠體內(nèi)分離得到S型的活細(xì)菌是怎么來的。學(xué)生分析發(fā)現(xiàn),第四組實驗是第一組和第三組實驗的結(jié)合,并準(zhǔn)確描述了實驗過程:

        學(xué)生觀察這四組實驗,討論并進行大膽想象S菌的由來可能有以下幾種情況:

        1.S型菌未被高溫完全殺死。

        2.R型菌從加熱殺死的S型菌中獲得某種物質(zhì),使得R型菌轉(zhuǎn)化成S型菌。

        通過學(xué)生的大膽想象,認(rèn)為S型菌中存在某種物質(zhì),使R型菌變成S型菌,從而引出格里菲思提出“轉(zhuǎn)化因子”的假說:格里菲思通過肺炎雙球菌實驗提出S型菌中存在某種“轉(zhuǎn)化因子”,使R型菌變成S型菌。

        講解“轉(zhuǎn)化”的概念,并引出艾弗里的體外轉(zhuǎn)化實驗。

        (三)DNA是遺傳物質(zhì)的證據(jù)Ⅱ——肺炎雙球菌的體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗

        提出問題:肺炎雙球菌有DNA、蛋白質(zhì)、多糖等化學(xué)成分,究竟哪種成分是轉(zhuǎn)化因子?

        要求學(xué)生設(shè)計一個實驗來驗證假說。組織、引導(dǎo)學(xué)生回答以下問題:實驗?zāi)康氖鞘裁??實驗原理是什么?實驗方法是什么?實驗材料是什么?反?yīng)變量是什么?

        學(xué)生作出假設(shè):DNA是遺傳因子。

        1.實驗?zāi)康模捍_定什么物質(zhì)是轉(zhuǎn)化因子。

        2.實驗原理:已經(jīng)被加熱殺死的S型細(xì)菌中含有某種物質(zhì)可以將R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型菌。

        3.實驗方法:細(xì)菌培養(yǎng)法。

        4.實驗材料:R型細(xì)菌。

        5.反應(yīng)變量:S型細(xì)菌的DNA、蛋白質(zhì)、多糖等。

        要求學(xué)生小組討論后寫出實驗步驟,并請三個小組在黑板上展示出來。

        展示艾弗里的肺炎雙球菌的體外轉(zhuǎn)化實驗過程:將S型菌的DNA、蛋白質(zhì)和多糖莢膜分別和R型菌混合培養(yǎng)的結(jié)果,得出DNA是轉(zhuǎn)化因子。

        講述最后一組實驗:用DNA水解酶將S型菌的DNA水解后和R型菌混合培養(yǎng),R型菌沒有出現(xiàn)轉(zhuǎn)化。

        學(xué)生分析、思考自己的實驗設(shè)計和艾弗里所做實驗的不同之處:(1)學(xué)生探究的成分要比艾弗里的實驗多。(2)艾弗里多做了一組DAN水解物和R型菌混合的實驗。

        講述:艾弗里沒有探究RNA的原因在于當(dāng)時科學(xué)技術(shù)水平的限制,還不能夠?qū)⒓?xì)菌體內(nèi)的RNA分離提純出來。

        分析討論:為什么要做這一組實驗?它能說明什么問題?

        講述:這組實驗通過反證的方式進一步確定了DNA是轉(zhuǎn)化因子,是遺傳物質(zhì)。

        最后,回顧肺炎雙球菌的體外轉(zhuǎn)化實驗的整個過程,并思考以下問題:

        1.該實驗的巧妙之處是什么?蘊含了哪些實驗設(shè)計原則?

        2.本實驗設(shè)計的關(guān)鍵思路是什么?

        3.你能夠得出什么結(jié)論?

        學(xué)生思考、分析、討論得出結(jié)論:設(shè)法把DNA、多糖和蛋白質(zhì)分開,單獨地觀察各種物質(zhì)的作用。

        學(xué)生思考、討論,展示學(xué)習(xí)成果:

        1.控制變量原則,將多個變量分解為單個變量進行研究;對比原則。

        2.關(guān)鍵思路:將各種物質(zhì)分離開,單獨地觀察各自的作用。

        3.結(jié)論:DNA是轉(zhuǎn)化因子,即遺傳物質(zhì)。

        參考文獻:

        林祖洞.遺傳學(xué)[M].北京:高等教育出版社,1991.

        編輯 董慧紅

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