《DNA是主要的遺傳物質》設計4

《DNA是主要的遺傳物質》教學設計教學目標1．簡述科學家認識遺傳物質的過程。2．通過肺炎雙球菌的轉化實驗和噬菌體侵染細菌的實驗，理解DNA是主要的遺傳物質。3．通過模擬科學發(fā)現(xiàn)的過程，滲透科學研究的方法，培養(yǎng)學生科學探究的能力。4．使學生學會DNA粗提取和鑒定的方法，培養(yǎng)學生的動手能力和學會進行科學實驗的一些基本技能。5．通過對感性圖文資料的學習，培養(yǎng)學生的信息處理能力。6．引導學生積極思維，進行理性探索，選擇性地經歷科學家的探索過程，培養(yǎng)學生的分析、歸納、推理、假設等方面的能力。7．通過模擬科學發(fā)現(xiàn)的過程，培養(yǎng)學生實事求是的科學態(tài)度和不斷探究的精神。8．進一步激發(fā)學生樹立唯物主義辯證觀。教學重點1.講述了人類對遺傳物質的探索過程。2．DNA的粗提取過程。教學難點分析科學家對遺傳物質的探索實踐過程。教具準備格里菲思的4步實驗利用POWERPOINT制作幻燈，“噬菌體侵染細菌的實驗”制作成三維動畫。課時安排3個課時。教學過程eq\o(\s\up12(),\s\do4(導入新課))導語一：今天我們探討的課題是“探索遺傳物質的過程”。讓我們一起追溯前人的足跡，感受探索遺傳物質的曲折歷程。請同學們注意本課的學習目標、關鍵詞是什么？簡短的前言向我們提供了哪些信息？學生活動：學生閱讀學習目標：總結人類對遺傳物質的探索過程、嘗試提取DNA；關鍵詞：遺傳物質；前言：20世紀40年代以前，許多化學家和生物學家一直認為遺傳物質應該是一種蛋白質。1928年，英國人格里菲思首先向此假設提出挑戰(zhàn)，之后通過許多化學家、物理學家和生物學家的不懈努力，遺傳物質之謎終于被解開。導語二：由于時間關系，本節(jié)內容分兩課時完成，今天我們重點研究“總結人類對遺傳物質的探索過程”，“嘗試提取DNA”的實驗下一節(jié)課進行。從短短的前言中，我們獲得了哪些信息呢？生20世紀40年代以前，許多化學家和生物學家一直認為遺傳物質應該是一種蛋白質。1928年，英國人格里菲思首先向此假設提出挑戰(zhàn)，之后通過許多化學家、物理學家和生物學家的不懈努力，遺傳物質之謎終于被解開。導語三：1928～1940年，似乎是一個十分重要的時期，特別是1928年具有重要階段性意義。為了便于研究，同學們能不能將人類探索遺傳物質的過程分為幾個階段？可以分為哪幾個階段？各個階段有哪些重大事件？學生活動：許多同學在課前收集了有關研究資料。大家根據自己收集的資料，對1928年前后的科學家對遺傳物質的研究情況作簡單的介紹。eq\o(\s\up12(),\s\do4(推進新課))師:究竟哪一種是遺傳物質？我們確定某物質是否為遺傳物質的依據是什么？學生活動：小組討論。師:我們通常認為，遺傳物質應具備以下特點：①能復制，在前后代保持連續(xù)性、穩(wěn)定性；②能控制物質性狀和代謝過程；③有儲存巨大數量遺傳信息的潛在能力；④能引起可遺傳的變異。師:那么，尋找遺傳物質應從哪個過程去考慮？生生物的生殖、發(fā)育過程中。師:對遺傳物質的研究為什么最終集中到染色體上？學生活動：自主思考，在學習小組內提出個人見解進行討論。師:通過我們對生殖發(fā)育中減數分裂、受精作用、有絲分裂等環(huán)節(jié)的學習可知，細胞中哪一結構在前后代能保持連續(xù)性和穩(wěn)定性？生染色體。師:據此人們對染色體的成分進行研究，那么你了解染色體的化學組成嗎？生化學分析的結果表明，染色體的主要化學成分是蛋白質和脫氧核糖核酸(DNA)。師:那么，讓我們一起來歸納19世紀以來人類對遺傳物質研究的主線。我們應注意該時期的人們在細胞的有絲分裂、減數分裂和受精作用過程方面的研究，他們認識到染色體在生物的遺傳中具有重要作用的意義。師:染色體的主要化學成分是什么？師:你能否依據上述信息，提出一個研究遺傳物質的思路？教師:活動：分發(fā)一張白紙，由學生依據畫概念圖的方法，畫出細胞、有絲分裂……蛋白質、DNA的概念圖。學生活動：依據教師的指導，畫出概念圖，進行班級交流。生研究細胞→有絲分裂→減數分裂→受精作用→染色體(蛋白質、DNA)→哪一種是遺傳物質？師:那么，蛋白質與DNA中，究竟哪一種是遺傳物質呢？生DNA。師:為什么說DNA是遺傳物質？探究題目：肺炎雙球菌的轉化實驗說明了什么？學生活動：(1)閱讀“事實1、2”圖文，簡述肺炎雙球菌的轉化實驗過程。(2)在閱讀“事實1、2”的基礎上，進一步觀察比較4組實驗，說明影響每組實驗結果的關鍵因素。例：對第一組小鼠分別注射兩種菌；對第二組小鼠①注射加熱S型菌、②加熱S型菌與R型菌混合注射……(3)分組用提供的材料制作兩種肺炎雙球菌模型，嘗試說明兩種肺炎雙球菌之間的區(qū)別。(4)將實驗過程用圖表或卡片的形式表達出來，并向全班同學展示說明。課件展示：肺炎雙球菌的圖片與相關信息。教師:活動：介紹肺炎雙球菌有多種類型；著重分析S型細菌與R型細菌的結構特點與毒性。學生活動：分組制作兩種肺炎雙球菌模型，嘗試說出兩種肺炎雙球菌之間的區(qū)別。師:你能否向你的伙伴們描述肺炎雙球菌的轉化過程呢？學生活動：小組內各個成員獨立描述肺炎雙球菌的轉化過程，其他成員在傾聽后提出意見。教師:活動：指導學生將實驗過程用圖表或卡片的形式表達出來，并向全班同學展示說明。學生活動：將實驗過程用圖表或卡片的形式表達出來，并向全班同學展示說明?；顒影咐唬?1)S型細菌→小鼠死亡；說明：從小鼠體內分離出S型細菌。(2)R型菌→小鼠存活；說明：從小鼠體內分離出R型細菌。(3)加熱S型菌→小鼠存活；說明：從小鼠體內不能分離出任何活的細菌。(4)R型菌＋加熱S型菌→小鼠死亡；說明：從小鼠體內分離出S型與R型細菌。師:你能否觀察比較第一、第二組實驗，探討影響實驗結果的關鍵因素是什么？生影響實驗結果的關鍵因素是兩種肺炎雙球菌的毒性不同。S型細菌有毒、R型細菌無毒。師:你能否觀察比較第一、第三組實驗，探討影響實驗結果的關鍵因素是什么？生:影響實驗結果的關鍵因素是同種肺炎雙球菌的活性不同。第一組的S型細菌有毒；第三組的S型細菌無毒。師:為何第三組的S型細菌無毒性？生:由于高溫加熱，導致細菌死亡。師:第四組實驗中，小鼠為何會死亡？生:是由于小鼠體內產生了S型細菌。師:這些S型細菌是從哪里來的？是原來的S型細菌嗎？生:不是的；原來的S型細菌已被加熱殺死了。師:那么，第三組死亡小鼠體內的S型細菌是怎么來的呢？生:可能是加熱殺死的S型菌導致了活的R型菌發(fā)生了轉化？師:那么加熱殺死的S型菌中的什么物質導致了活的R型菌發(fā)生了轉化呢？生:我們無法判斷，因為我們認為由于高溫加熱，導致S型細菌的蛋白質和DNA等物質失去活性。師:對上述實驗結果的分析，是否能夠說明遺傳物質是什么？學生活動：小組討論，自主提出個人見解。生:甲不能。師:那么你的問題是什么？學生活動：小組討論，自主提出個人見解。生:加熱的S型肺炎雙球菌已經死亡，與R型菌混合為什么會導致小鼠死亡？師:通過肺炎雙球菌轉化實驗，格里菲思得出了什么結論？生:(1)無毒的R型細菌轉變成有毒的S型細菌，這種性狀的轉化是可以遺傳的。(2)這個實驗只說明了細菌由無莢膜無毒類型轉變成有莢膜有毒類型，不能說明究竟是什么物質發(fā)生了變化，這種物質發(fā)生了什么變化。師:格里菲思也認為他的實驗不能說明遺傳物質是什么。如果讓你接替格里菲思進一步證明什么是遺傳物質的話，你應該如何設計并實施實驗？學生活動：嘗試提出證明遺傳物質的實驗設計或方法。師:在格里菲思以后，有許多科學家都進行了積極的實驗和研究，其中艾弗里為什么能夠脫穎而出？師:閱讀課本中艾弗里的實驗介紹，并思考上述問題。學生活動：閱讀課本并描述實驗。師:艾弗里實驗的思路是什么？學生活動：小組討論，并描繪艾弗里的實驗思路示意圖。生(1)艾弗里發(fā)現(xiàn)無毒的R型細菌轉變成有毒的S型細菌不需要完整的S型細菌細胞。(2)于是，艾弗里通過細菌分離技術，分離出了S型肺炎雙球菌的DNA、蛋白質和多糖。(3)艾弗里將提取分離到的S型肺炎雙球菌的DNA、蛋白質和多糖，分別與R型肺炎雙球菌混合。(4)將混合物注入小鼠體內并記錄得到以下數據。S型細菌物質DNA蛋白質多糖小鼠現(xiàn)象死亡存活存活小鼠體內S型細菌有無無師:艾弗里為何會想到這種實驗方法？這與他的職業(yè)有什么關系？生:艾弗里的職業(yè)是化學家，因此他更擅長于化學分析，也對這種信息最敏感。師:艾弗里的實驗發(fā)現(xiàn)了什么？生:構成S型雙球菌的DNA、蛋白質和多糖等物質中，是DNA使R型肺炎雙球菌的致病性發(fā)生了轉化，成為S型雙球菌，并且這種變異可以向下一代傳遞。學生活動：用圖解的形式說明艾弗里的化學分析方法。師:那么，在格里菲思實驗中，那個導致R型肺炎雙球菌發(fā)生轉化的神秘的轉化因子是什么？生:DNA。師:那么，通過這個實驗，我們是否可以得出遺傳物質的概念及實質呢？生:能攜帶遺傳信息，控制生物體特定性狀，并通過細胞增殖過程將遺傳信息傳遞給后代的物質，稱為遺傳物質。師:引導學生概述格里菲思與艾弗里的實驗，歸納兩實驗的要點，說明兩實驗的關系。學生活動：概述與歸納。生格里菲思運用“細菌感染”的實驗方法，發(fā)現(xiàn)R型細菌能轉化成S型細菌，且此性狀能遺傳；艾弗里運用化學分析的實