《DNA是主要的遺傳物質(zhì)》導(dǎo)學(xué)案

《DNA是主要的遺傳物質(zhì)》導(dǎo)學(xué)案一、教材信息教材版本：滬教版（2019）冊(cè)數(shù)：必修2章節(jié)：遺傳與進(jìn)化，第一章遺傳信息主要編碼在DNA分子上，第一節(jié)類型：課文內(nèi)容為“DNA是主要的遺傳物質(zhì)，一、遺傳物質(zhì)在染色體上”二、學(xué)習(xí)目標(biāo)（一）知識(shí)目標(biāo)1、理解遺傳物質(zhì)在染色體上的概念，就像知道寶藏在某個(gè)神秘小島上一樣，我們要明確遺傳物質(zhì)的“藏身之處”。2、掌握染色體的組成成分，知道它就像一個(gè)小包裹，里面裝著很重要的東西，這些東西和遺傳有著密切的關(guān)系。3、能說出DNA作為遺傳物質(zhì)的一些關(guān)鍵證據(jù)，就像偵探找證據(jù)一樣，我們要找到能證明DNA是遺傳物質(zhì)的蛛絲馬跡。（二）能力目標(biāo)1、通過對(duì)相關(guān)科學(xué)史的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)科學(xué)思維能力。這就好比我們跟著那些偉大的科學(xué)家一起去探索，學(xué)習(xí)他們思考問題的方式，學(xué)會(huì)像他們一樣提出問題、作出假設(shè)、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證等。2、提高分析和歸納能力。就像整理一堆雜亂的東西，我們要從眾多的信息中找出關(guān)鍵內(nèi)容，然后把它們有條理地歸納起來。（三）情感目標(biāo)1、體會(huì)科學(xué)家探索遺傳物質(zhì)的艱辛歷程，感受到他們的執(zhí)著和堅(jiān)韌，就像登山者攀登高峰一樣，無論遇到多少困難都不放棄。2、激發(fā)對(duì)生物學(xué)科的興趣，生物世界就像一個(gè)巨大的魔法世界，充滿了無數(shù)的奧秘等待我們?nèi)グl(fā)現(xiàn)。三、學(xué)習(xí)重難點(diǎn)（一）學(xué)習(xí)重點(diǎn)1、遺傳物質(zhì)在染色體上的定位。這是我們理解整個(gè)章節(jié)內(nèi)容的基礎(chǔ)，如果這個(gè)概念模糊不清，后面的知識(shí)就像沒有根基的大樓，很容易倒塌。2、理解DNA作為遺傳物質(zhì)的證據(jù)。這是本章節(jié)的核心內(nèi)容，就像一場(chǎng)官司中的關(guān)鍵證據(jù)一樣重要。（二）學(xué)習(xí)難點(diǎn)1、對(duì)一些經(jīng)典實(shí)驗(yàn)的理解，例如那些證明DNA是遺傳物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)。這些實(shí)驗(yàn)就像復(fù)雜的謎題，里面有很多細(xì)節(jié)需要我們仔細(xì)琢磨。2、如何從染色體的結(jié)構(gòu)和功能上理解遺傳物質(zhì)的傳遞。這就需要我們?cè)谀X海里構(gòu)建一個(gè)微觀的生物世界，想象各種分子的運(yùn)動(dòng)和作用。四、學(xué)習(xí)過程（一）課前預(yù)習(xí)1、閱讀課文同學(xué)們，在上課之前呢，要像讀故事書一樣把課文仔細(xì)讀一遍哦。把那些不懂的地方標(biāo)記出來，就像在尋寶圖上標(biāo)記出可能有寶藏的地方一樣。在閱讀的過程中，思考一下遺傳物質(zhì)為什么會(huì)在染色體上呢？染色體又是什么樣的一種存在呢？2、查閱資料大家可以利用互聯(lián)網(wǎng)或者生物學(xué)科的相關(guān)書籍，查找一些關(guān)于染色體發(fā)現(xiàn)的歷史故事。了解一下科學(xué)家們是怎么發(fā)現(xiàn)染色體的，這就像在聽一個(gè)超級(jí)精彩的科學(xué)偵探故事哦?？纯从袥]有一些關(guān)于遺傳物質(zhì)探索歷程的科普文章或者視頻，這可以幫助我們更好地理解課文內(nèi)容。（二）課堂學(xué)習(xí)1、導(dǎo)入（5分鐘）老師先給大家講一個(gè)小故事。從前有一個(gè)神秘的家族，家族里的人有著各種各樣相似的特征，比如一樣的眼睛顏色、一樣的發(fā)型等等?？茖W(xué)家們就想知道，是什么東西在控制著這些相似的特征在家族中傳遞呢？后來啊，經(jīng)過很多年的探索，發(fā)現(xiàn)原來是一種藏在染色體里的物質(zhì)在起作用。那同學(xué)們想不想知道這種物質(zhì)是什么呢？今天我們就一起來探索這個(gè)神秘的遺傳物質(zhì)。引出本節(jié)課的主題——遺傳物質(zhì)在染色體上。2、講解染色體的基礎(chǔ)知識(shí)（10分鐘）染色體是什么樣子的呢？老師這里有個(gè)比喻，染色體就像一根長(zhǎng)長(zhǎng)的繩子，但是這根繩子上有很多不同的花紋和標(biāo)記。這些花紋和標(biāo)記就是不同的基因，它們就像繩子上的小珠子一樣排列著。那染色體是由什么組成的呢？它主要是由蛋白質(zhì)和DNA組成的。這里我們可以把染色體想象成一個(gè)三明治，蛋白質(zhì)就像三明治的兩片面包，而DNA就像中間的餡料，是非常關(guān)鍵的部分。提問同學(xué)：“那大家覺得蛋白質(zhì)和DNA誰(shuí)更有可能是遺傳物質(zhì)呢？”引導(dǎo)同學(xué)們思考并發(fā)表自己的觀點(diǎn)。3、探索遺傳物質(zhì)是DNA的證據(jù)（20分鐘）接下來，老師要給大家介紹幾個(gè)超級(jí)重要的實(shí)驗(yàn)，這些實(shí)驗(yàn)就像一把把鑰匙，打開了我們認(rèn)識(shí)DNA是遺傳物質(zhì)的大門。首先是肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)。這個(gè)實(shí)驗(yàn)就像一場(chǎng)細(xì)菌之間的魔法大戰(zhàn)。有兩種肺炎雙球菌，一種是光滑型（S型），它有毒，會(huì)讓小老鼠生病甚至死亡；另一種是粗糙型（R型），它無毒，小老鼠感染了也沒事?？茖W(xué)家們發(fā)現(xiàn)，當(dāng)把加熱殺死的S型菌和R型菌混合在一起的時(shí)候，奇怪的事情發(fā)生了，R型菌變成了S型菌，小老鼠也生病了。這就說明，加熱殺死的S型菌里有一種物質(zhì)把R型菌轉(zhuǎn)化成了S型菌。那這種物質(zhì)是什么呢？后來經(jīng)過很多研究，發(fā)現(xiàn)就是DNA。然后是噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)。噬菌體就像一個(gè)小小的太空飛船，它的頭部是蛋白質(zhì)外殼，里面裝著DNA。當(dāng)噬菌體去侵染細(xì)菌的時(shí)候，它會(huì)把自己的DNA注入到細(xì)菌里面，而蛋白質(zhì)外殼留在外面。最后在細(xì)菌里面產(chǎn)生了很多新的噬菌體，這些新的噬菌體和原來的噬菌體一模一樣。這就說明，噬菌體的遺傳物質(zhì)是DNA，而不是蛋白質(zhì)。在講解這些實(shí)驗(yàn)的過程中，老師要不斷地提問同學(xué)們，比如“這個(gè)實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵步驟是什么？”“這個(gè)實(shí)驗(yàn)是怎么證明DNA是遺傳物質(zhì)的？”等等，讓同學(xué)們積極參與到課堂中來，就像一起破解謎題一樣。4、課堂討論（15分鐘）現(xiàn)在呢，我們分成小組來討論一下。假如你是當(dāng)時(shí)的科學(xué)家，在沒有現(xiàn)代技術(shù)的情況下，你會(huì)怎么設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來證明DNA是遺傳物質(zhì)呢？每個(gè)小組可以先討論5分鐘，然后派一個(gè)代表來分享你們小組的想法。其他小組的同學(xué)要認(rèn)真聽，如果有不同的意見可以隨時(shí)提出來哦。在小組討論的過程中，老師要在教室里走動(dòng)，聽聽同學(xué)們的討論內(nèi)容，適當(dāng)?shù)亟o予指導(dǎo)和啟發(fā)。5、總結(jié)歸納（10分鐘）好啦，討論時(shí)間結(jié)束。現(xiàn)在老師來總結(jié)一下這節(jié)課的內(nèi)容。我們知道了遺傳物質(zhì)在染色體上，染色體由蛋白質(zhì)和DNA組成，并且通過一些經(jīng)典的實(shí)驗(yàn)證明了DNA是主要的遺傳物質(zhì)。老師在黑板上畫出一個(gè)簡(jiǎn)單的思維導(dǎo)圖，把這節(jié)課的重點(diǎn)內(nèi)容串聯(lián)起來，就像把一顆顆珍珠串成項(xiàng)鏈一樣，讓同學(xué)們對(duì)整節(jié)課的內(nèi)容有一個(gè)更清晰的框架。（三）課后鞏固1、課后作業(yè)基礎(chǔ)題染色體的主要組成成分是什么？請(qǐng)簡(jiǎn)單描述一下它們的關(guān)系。（答案：染色體主要由蛋白質(zhì)和DNA組成，蛋白質(zhì)和DNA在染色體中就像三明治的面包和餡料一樣，共同構(gòu)成了染色體這個(gè)整體。）肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中，是誰(shuí)把R型菌轉(zhuǎn)化成了S型菌？這個(gè)實(shí)驗(yàn)證明了什么？（答案：是加熱殺死的S型菌中的DNA把R型菌轉(zhuǎn)化成了S型菌，這個(gè)實(shí)驗(yàn)證明了DNA是遺傳物質(zhì)。）拓展題如果把噬菌體的蛋白質(zhì)外殼和DNA分別標(biāo)記上不同的放射性元素，然后讓它去侵染細(xì)菌，最后在新產(chǎn)生的噬菌體中，哪些部分會(huì)有放射性？為什么？（答案：如果標(biāo)記DNA的放射性元素，在新產(chǎn)生的噬菌體中會(huì)有放射性，因?yàn)槭删w侵染細(xì)菌時(shí)，是將DNA注入細(xì)菌內(nèi)，以DNA為模板合成新的噬菌體，所以新噬菌體中會(huì)有標(biāo)記DNA的放射性元素；如果標(biāo)記蛋白質(zhì)外殼的放射性元素，新產(chǎn)生的噬菌體中不會(huì)有放射性，因?yàn)榈鞍踪|(zhì)外殼不進(jìn)入細(xì)菌內(nèi)部，不會(huì)參與新噬菌體的合成。）思考與探究題在現(xiàn)代生物技術(shù)中，有哪些技術(shù)是基于DNA是遺傳物質(zhì)這個(gè)原理的？請(qǐng)舉例說明。（答案：基因工程技術(shù)就是基于DNA是遺傳物質(zhì)的原理。例如，科學(xué)家可以將人的胰島素基因（DNA片段）導(dǎo)入到大腸桿菌的細(xì)胞中，讓大腸桿菌生產(chǎn)出人的胰島素。這是因?yàn)镈NA可以攜帶遺傳信息，在不同的生物之間進(jìn)行遺傳信息的傳遞和表達(dá)。）2、知識(shí)拓展同學(xué)們可以在課后去查閱一些關(guān)于基因編輯技術(shù)的資料，比如CRISPRCas9技術(shù)。這種技術(shù)是現(xiàn)代生物學(xué)的一個(gè)超級(jí)厲害的工具，它可以對(duì)DNA進(jìn)行精確的編輯，就像一把超級(jí)精準(zhǔn)的剪刀，可以剪掉DNA上我們不想要的部分，然后換上我們想要的部分。了解一下這種技術(shù)的原理、應(yīng)用以及可能帶來的倫理問題。還可以關(guān)注一下人類基因組計(jì)劃。這個(gè)計(jì)劃就像繪制人類基因的一張超級(jí)大地圖，它對(duì)我們了解人類的遺傳信息有著巨大的意義?？纯催@個(gè)計(jì)劃都取得了哪些成果，對(duì)我們的生活和健康有什么影響。五、學(xué)習(xí)反思1、在學(xué)習(xí)完這節(jié)課后，同學(xué)們要思考一下自己在哪些地方理解得還不夠透徹。是對(duì)實(shí)驗(yàn)的過程不清楚呢，還是對(duì)概念的理解有偏差？就像檢查自己建的房子哪里有漏洞一樣。2、可以把自己在學(xué)習(xí)過程中的疑問寫下來，然后在下次