“DNA是主要的遗传物质”教学设计

来源:用户上传      作者: 谢文栋

　　1　教材分析
　　
　　1.1地位和作用
　　“DNA是主要的遗传物质”一节是人民教育出版社新课标高中生物必修2第3章第l节的内容，是在前面学习了有关细胞学基础(有丝分裂、减数分裂和受精作用)、阐明了染色体在前后代遗传中所起的联系作用、分析了染色体的主要成分是DNA和蛋白质的基础上来学习的。
　　本节内容在结构体系上体现了人们对科学理论的认识过程和方法，是进行探究式教学的极佳素材。在教学中，教师通过发挥学生的主体作用，优化课堂结构，妙用科学史实例，把知识的传授过程优化成一个科学的探究过程，让学生在探究中学习科学研究的方法，从而渗透科学方法教育。
　　
　　2　学情分析
　　
　　根据建构主义教学理论，学生不再是知识的被动接受者，而是知识的主动构建者和课堂的主体，在积极参与合作探究的过程中获得知识，并发生思维的碰撞，达到能力的互补和提高。同时部分学生思维灵活，探究意识强，探究欲望高，但也有部分学生习惯于被动地接受知识，还不具备独立探究能力。因此教师在组织上要做好小组的分配，促进小组内合作交流，使不同学生都能得到发展的机会。
　　
　　3　教学目标
　　
　　3.1知识目标
　　(1)说出肺炎双球菌转化实验和“同位素标记法”研院噬菌体侵染细菌所采用的方法，是目前自然科学研究的主要方法。(2)说明DNA是主要的遗传物质。
　　
　　3.2能力目标
　　(1)通过肺炎双球菌的转化实验，能够证明DNA是遗传物质的最关键的实验设计思路，训练逻辑思维的能力；(2)用“同位素标记法”来研究噬菌体侵染细菌的实验，说明DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质，训练由特殊到一般的归纳思维的能力。
　　
　　3.3情感、态度与价值观目标
　　遗传的物质主要是DNA，也有RNA，这就从遗传和变异的角度，强调了生命的物质性，有利于辩证唯物主义世界观的树立。
　　
　　4教学模式
　　
　　本节课采用“引导探究”教学模式，融合讨论法、比较法、归纳法等多种教学方法，并配以多媒体辅助教学，引导学生模拟科学发现过程，进行分析、讨论、归纳和总结。
　　“引导探究”教学模式流程：复习导入→引导探索→归纳总结→拓展升华。
　　
　　5　教学过程
　　
　　5.1复习导入
　　教师首先提出下列问题：
　　(1)遗传是生物在什么过程中表现的基本特征?
　　(2)通过对生殖发育过程中减数分裂，受精作用和有丝分裂等的学习，请问细胞中哪一结构在前后代保持连续性和稳定性上起重要作用?
　　(3)染色体的主要化学成分是什么?
　　(4)组成蛋白质和DNA的化学元素分别有哪些?
　　设计意图：联系学生已有的知识设置问题情景，既检查了学生的学情又巩固了旧知识，为新知识的学习作铺垫。
　　
　　5.2引导探索
　　5.2.1对遗传物质的早期推测
　　师：既然说基因在染色体上，而且我们也已经知道了染色体的主要成分是蛋白质和DNA，那么就说明基因可能是蛋白质，可能是DNA，也可能是二者共同构成的。基因到底是什么呢?它的化学本质是什么?最初的观点认为蛋白质是遗传物质，为什么?请同学们结合DNA和蛋白质的分子结构示意图并阅读第一段后回答。
　　20世纪20年代人们已经认识到蛋白质是由多种氨基酸连接而成的生物大分子。各种氨基酸可以按照不同的方式排列，形成不同的蛋白质，可能蕴含着遗传信息。并且当时人们还没有认识到DNA结构。到了20世纪30年代，人们才认识到DNA是由许多脱氧核苷酸聚合而成的生物大分子。四种脱氧核苷酸也可以有不同的排列顺序。这时才有人开始怀疑遗传物质是蛋白质的结论。
　　设计意图：让学生沿着科学的发展轨迹分析问题。
　　5.2.2肺炎双球菌的转化实验
　　教师用多媒体展示肺炎双球菌转化实验(见教材图6-1)，并提出问题：
　　(1)实验先进行第一、二组的目的是什么?可否直接进行第四组?
　　(2)对比分析第一、二组说明什么?第二、三组说明什么?第j、四组又说明什么?
　　(3)该实验能否证明DNA是遗传物质?该实验的结论是什么?
　　(4)艾弗里的实验最关键的设计思路是什么?
　　教师引导学生得出结论：
　　第一、二组起对照作用，证明R型细菌和s型细菌的作用，同时可排除使小鼠死亡的其他原因。因此，不能直接进行第四组。
　　第一、二组说明了R型细菌不具有致死性，s型细菌具有致死性；第二、三组说明了死亡的s型细菌不具有致死性；第三、四组说明了R型活细菌与s型死细菌混合培养后产生了s型活细菌，并且这种转化的性状可以遗传。
　　该实验不能证明DNA是遗传物质。其结论是S型细菌中有一种转化因子能使R型活细菌转化为S型活细菌。
　　最关键的设计思路是将DNA与多糖、脂质、蛋白质、RNA分开，分别与R型活细菌混合培养，单独观察它们的作用。
　　5.2.3噬菌体侵染细菌的实验
　　教师展示赫尔希和蔡斯所做的噬菌体侵染细菌的实验，并提出以下问题供学生思考并讨论，教师深入小组成员中参与讨论。
　　(1)该实验用了什么方法?在什么探究中还用过此方法?(同位索标记法)
　　(2)用S、[标记物质的理论基础是什么?能否用C和O进行标记?(用S、P标记是因为DNA中P的含量多，蛋白质中P的含量少；蛋白质中有s而DNA中没有s。而DNA和蛋白质中均含有C和0两种元素。)
　　(3)如果实验用上述方法进行，测试的结果如何?表明了什么?(表明噬菌体的蛋白质没有进入细菌内部；而是噬菌体的DNA进入了细菌体内。)
　　(4)噬菌体在细菌体内的增殖是在哪种物质的作用下完成的?子代噬菌体的蛋白质和DNA分别是怎样形成的?(噬菌体是在自身DNA的作用下在细菌体内完成增殖的。DNA是自我复制形成的，蛋白质是在DNA指导下合成的。)
　　(5)此实验的指导思想是什么?(将DNA与蛋白质分开，分别去感染细菌，单独观察它们的作用。)
　　(6)此实验证明DNA具备遗传物质的哪些特性?实验的结论是什么?教师引导学生共同得出结论。(证明DNA能自我复制，具有连续性；能指导蛋白质的合成。结论：DNA是遗传物质，蛋白质不是。)
　　在这过程中学生结合肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌的实验进行分组讨论、设计实验方案，进行实验探究；然后汇报交流实验方案和实验现象、分析原因。
　　5.2.4烟草花叶病毒感染烟草的实验
　　教师提供给学生烟草花叶病毒相关知识，引导学生设计实验方案证明RNA也是遗传物质(参照前面的实验)，让学生带着问题阅读。
　　设计意图：让学生沿着科学的发展轨迹分析问题，并让学生带着问题阅读来培养学生的自学能力，分析问题的能力，处理信息和归纳总结能力。
　　
　　5.3归纳总结
　　教师要求学生根据以上实验思考问题：不同生物的遗传物质是什么?并总结一下所有的实验并得出结论：
　　(1)某些只含DNA的病毒的遗传物质是DNA，如噬菌体；
　　(2)某些只含RNA的病毒的遗传物质是RNA，如烟草花叶病毒；
　　(3)绝大多数生物既有DNA又有RNA，如人、烟草等生物，其遗传物质是DNA。
　　所以，DNA是主要的遗传物质。
　　
　　5.4拓展升华
　　教师学生思考并回答教材课后习题。教师展示“未完的争论”中朊病毒介绍的幻灯片。
　　设计意图：用标题引发学生的兴趣；扩展课堂，激发学生继承和创新的科学情感和动力。
　　
　　6教学反思
　　
　　本节课的教学内容涉及的实验，在现有的实验室条件下是不可能完成的，在传统的教学中，都是教师滔滔不绝地讲，学生默默地听，课堂气氛沉闷，教学效率低下，更谈不上培养学生自主学习的能力和探究能力。本节课采用了引导――探究式的教学方法后，教师通过创设自主合作的学习情景、平等融洽的人际环境，激发学生的学习积极性。教师由单纯的信息表达者转变成信息的加工者、组织者，处于主导地位；学生不是被动地接受知识，而是走进科学家的探究历程，在观察和思考中，愉快地学习，处于主体地位。这样在课堂教学过程中通过师生互动、生生互动，让课堂充满了活力，新课改理念得到了落实。
　　而本教学设计则依据课程标准，挖掘了教学内容中的科学探究内涵，充分利用它让学生感受、理解知识的产生和发展过程，掌握科学探究的基本方法。如格里菲斯的肺炎双球菌转化实验、艾弗里证明DNA是遗传物质的实验、噬菌体侵染细菌的实验。既包含了科学家持之以恒的宝贵品质，又反映了科学家在研究过程中的创造性思维过程(将DNA与蛋白质分开研究)。在潜移默化中，培养了学生的探究精神和创造性思维品质。

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