湖北大學(xué)附中新課標(biāo)教學(xué)設(shè)計(jì)案年級：高二學(xué)科：生物主備人：高玉華審核人：通用教案個(gè)性設(shè)計(jì)課題基因的本質(zhì)第一節(jié)DNA是主要的遺傳物質(zhì)備課人：使用班級及授課日期：課標(biāo)解析本節(jié)內(nèi)容在結(jié)構(gòu)體系上體現(xiàn)了人們對科學(xué)理論的認(rèn)識過程和方法，是進(jìn)行探究式教學(xué)的極佳素材。在教學(xué)中，通過發(fā)揮學(xué)生的主體作用，優(yōu)化課堂結(jié)構(gòu)，妙用科學(xué)史實(shí)例，把知識的傳授過程優(yōu)化成一個(gè)科學(xué)的探究過程，讓學(xué)生在探究中學(xué)習(xí)科學(xué)研究的方法，從而滲透科學(xué)方法教育。教學(xué)目標(biāo)了解人們對遺傳物質(zhì)的早期推測說出“肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)”的過程和結(jié)果‘以及這些結(jié)果所能推出的結(jié)論說出“噬菌體侵染細(xì)菌”實(shí)驗(yàn)的過程和結(jié)果，以及這些結(jié)果所能推出的結(jié)論。能分析實(shí)驗(yàn)步驟間的內(nèi)在聯(lián)系，并能評價(jià)這些步驟在整個(gè)實(shí)驗(yàn)中所起的作用說出dna是主要的遺傳物質(zhì)的原因?qū)W情分析通過前面的學(xué)習(xí)，學(xué)生已經(jīng)具備了有絲分裂、減數(shù)分裂和受精作用等細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)，了解了生物生殖發(fā)育過程，掌握了染色體、蛋白質(zhì)與DNA的化學(xué)組成等相關(guān)知識，熟悉同位素標(biāo)記技術(shù)生物科學(xué)研究中的應(yīng)用，這為新知識的學(xué)習(xí)奠定了基礎(chǔ)。評價(jià)方式1．課堂提問2．學(xué)案反饋3．課后作業(yè)教材的使用教學(xué)重點(diǎn)⑴肺炎雙球菌轉(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。教學(xué)難點(diǎn)肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)的原理和過程。教學(xué)方法與輔助“引導(dǎo)探究”教學(xué)模式，融合討論法、比較法、歸納法等多種教學(xué)方法，并配以多媒體輔助教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生模擬科學(xué)發(fā)現(xiàn)過程，進(jìn)行分析、討論、歸納和總結(jié)?！耙龑?dǎo)探究”教學(xué)模式流程:設(shè)疑導(dǎo)入→問題引導(dǎo)呈現(xiàn)探究過程→引導(dǎo)探索→歸納總結(jié)→拓展升華教學(xué)過程設(shè)計(jì)教學(xué)過程設(shè)計(jì)第1課時(shí)(一)預(yù)習(xí)檢查、總結(jié)疑惑檢查學(xué)生的預(yù)習(xí)情況并了解了學(xué)生的疑惑，使教學(xué)具有了針對性。（二）情景導(dǎo)入、展示目標(biāo)。第一章和第二章所涉及到的四位科學(xué)家：______→性狀由遺傳因子決定；______→提出遺傳因子位于染色體上的假說；______→把遺傳因子改為基因；______→證實(shí)基因位于染色體上。但是基因到底是什么？通過第三章——基因的本質(zhì)的學(xué)習(xí)，就可以解決這個(gè)問題。染色體在遺傳上有重要的作用，染色體主要由哪兩種物質(zhì)組成呢？和，在這兩種物質(zhì)中，究竟哪一種是遺傳物質(zhì)呢？引導(dǎo)學(xué)生完成“問題探討”并提示。【提示】1.（1）具有貯存大量遺傳信息的潛在能力；（2）能夠指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成，從而控制生物的性狀和新陳代謝的過程；（3）在細(xì)胞生長和繁殖的過程中能夠精確地復(fù)制自己，使得前后代具有一定的連續(xù)性；（4）結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定，但在特殊情況下又能發(fā)生突變，而且突變以后還能繼續(xù)復(fù)制，并能遺傳給后代。遺傳物質(zhì)必須穩(wěn)定，要能貯存大量的遺傳信息，可以準(zhǔn)確地復(fù)制出拷貝，傳遞給下一代等。

2.這是一道開放性的題，答案并不惟一，只要提出正確的思路即可。(一)、對遺傳物質(zhì)的早期推斷【問】20世紀(jì)20年代，人們?yōu)槭裁磿J(rèn)為蛋白質(zhì)是遺傳物質(zhì)？到20世紀(jì)30年代呢？

一道學(xué)生帶著這些問題閱讀課本P42～43。(二)、肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)

通過確鑿的實(shí)驗(yàn)證據(jù)首先向遺傳物質(zhì)是蛋白質(zhì)的觀點(diǎn)提出挑戰(zhàn)的是美國科學(xué)家艾弗里，而艾弗里的實(shí)驗(yàn)又是在英國科學(xué)家格里菲思的肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。請看這個(gè)著名的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)：出示R型細(xì)菌和S型細(xì)菌的菌體和菌落圖，讓學(xué)生對圖指出何者是R型菌體？何者是S型菌體？菌落各是怎樣？毒性呢？以加深學(xué)生對兩種細(xì)菌的了解。多媒體展示肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)過程（一）、格里菲斯的肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)①R型活細(xì)菌（菌落粗糙、無莢膜、無毒性）注射小鼠→_____；②S型活細(xì)菌（菌落光滑、有莢膜、有毒性）注射小鼠→_____；③加熱殺死S型菌注射小鼠→_____；④R型活菌+滅活S型菌注射小鼠→_____；思考：1、對比分析第一、二組說明什么？第一、二組說明了R型細(xì)菌不具有致死性，S型細(xì)菌具有致死性2、對比分析第二、三組說明什么？第二、三組說明了死亡的S型細(xì)菌不具有致死性3、第四組實(shí)驗(yàn)里活的S菌是怎么來的？提取出的S菌的后代仍然是S菌，這說明什么？S菌應(yīng)該是由活的R菌轉(zhuǎn)化而來的;說明這種轉(zhuǎn)化是可以遺傳的。4、第三組的“加熱殺死”是什么意思？加熱的溫度控制在多少度？為什么加熱殺死的S型細(xì)菌還能使R型活細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型活細(xì)菌？加熱的溫度一般不超過90度，殺死是指S菌失去了感染能力，但里面的遺傳物質(zhì)并沒有被破壞。蛋白質(zhì)和核酸對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)。5、該實(shí)驗(yàn)?zāi)芊褡C明DNA是遺傳物質(zhì)？該實(shí)驗(yàn)的結(jié)論是什么？該實(shí)驗(yàn)不能證明DNA是遺傳物質(zhì)。其結(jié)論是S型細(xì)菌中有一種轉(zhuǎn)化因子能使R型活細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型活細(xì)菌。6、如果你是當(dāng)時(shí)的一位科學(xué)家，為了弄清楚這種轉(zhuǎn)化因子到底是什么物質(zhì)，你該如何設(shè)計(jì)這個(gè)實(shí)驗(yàn)？（二）．艾弗里的實(shí)驗(yàn)—教材P44圖3-3。在肺炎雙球菌中有蛋白質(zhì)、DNA、莢膜多糖等物質(zhì)，你可以和其他同學(xué)共同討論尋找有效的方法，來證明哪一種成分是轉(zhuǎn)化因子。實(shí)驗(yàn)材料：____________肺炎雙球菌中的蛋白質(zhì)、DNA、莢膜多糖等物質(zhì)。②假設(shè)：_________DNA是轉(zhuǎn)化因子。③實(shí)驗(yàn)方法：__分離、提純、對照_________________。④預(yù)期效果：___DNA能使R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化成S型細(xì)菌_。⑤實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察：____菌落的形狀_________________________________________。思考：1、艾弗里實(shí)驗(yàn)最關(guān)鍵的設(shè)計(jì)思路是什么？最關(guān)鍵的設(shè)計(jì)思路是將DNA與多糖、脂質(zhì)、蛋白質(zhì)、RNA分開，分別與R型活細(xì)菌混合培養(yǎng)，直接、單獨(dú)地觀察它們的作用。2、只有加入哪種物質(zhì)R菌才能轉(zhuǎn)化為S菌呢？加入DNA3、加入DNA以后所有的R菌都能轉(zhuǎn)化嗎？這說明什么？并不是所有的R菌都能轉(zhuǎn)化成S菌。說明轉(zhuǎn)化的效率其實(shí)是比較低的。4、DNA水解物是什么？加入DNA酶，把DNA降解成脫氧核苷酸，說明只有完整的DNA才能發(fā)生轉(zhuǎn)化作用。5、艾弗里的實(shí)驗(yàn)說明什么？說明真正起轉(zhuǎn)化作用的是DNA6.格里菲斯和艾弗里的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)?zāi)芊裢耆C明DNA就是遺傳物質(zhì)，為什么？不能，由于艾弗里實(shí)驗(yàn)中提取出的DNA，純度最高時(shí)也還有%的蛋白質(zhì)，因此有人對實(shí)驗(yàn)結(jié)論表示懷疑。有沒有更好的實(shí)驗(yàn)?zāi)茏C明DNA是遺傳物質(zhì)呢？我們下節(jié)課接著討論。課后作業(yè)布置1教材2學(xué)案教學(xué)過程第2課時(shí)針對上節(jié)課提出的問題組織學(xué)生交流自己的見解。（三）、噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)1噬菌體的結(jié)構(gòu) 學(xué)生閱讀教材P44，了解T2噬菌體的結(jié)構(gòu)和化學(xué)組成。教師顯示T2噬菌體掛圖并強(qiáng)調(diào)：T2噬菌體是由頭部和尾部組成的，頭部和尾部的外殼是由蛋白質(zhì)組成，在頭部內(nèi)含有一個(gè)DNA分子。它是一種專門寄生在細(xì)菌體內(nèi)的病毒。而細(xì)菌是一種單細(xì)胞的原核生物。2噬菌體的繁殖多媒體展示噬菌體侵染細(xì)菌的過程：吸附→②注入（DNA）→③復(fù)制子代噬菌體的DNA和合成子代噬菌體的蛋白質(zhì)→④組裝子代噬菌體→⑤釋放。總結(jié)：①營寄生生活②在遺傳信息的指導(dǎo)下進(jìn)行繁殖③

繁殖原料來自宿主大腸桿菌④子代噬菌體從宿主細(xì)胞裂解釋放。3、赫爾希和蔡斯實(shí)驗(yàn)過程

課件展示赫爾希和蔡斯所做的噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)（教材第45頁）。提出問題供學(xué)生討論，教師深入小組成員中參與討論。1.該實(shí)驗(yàn)用了什么方法？在什么探究中還用過此方法？同位素示蹤法；分泌蛋白合成過程、光合作用中O2中O的來源等2．噬菌體有DNA和蛋白質(zhì)兩種組分，用35S和32P分別標(biāo)記噬菌體的哪一種組分？用14C和18O等同位素可行嗎，為什么？因?yàn)榱騼H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)門2噬菌體的蛋白質(zhì)和DNA分子的組分中都含有這兩種元素。3.分析培養(yǎng)標(biāo)記T2噬菌體過程，能不能直接在培養(yǎng)基中培養(yǎng)T2噬菌體？先培養(yǎng)標(biāo)記的細(xì)菌，再用T2噬菌體浸染標(biāo)記的細(xì)菌；不能。4．實(shí)驗(yàn)過程中攪拌的目的是什么？離心的目的是什么？攪拌的目的是讓吸附在細(xì)菌上的T2噬菌體與細(xì)菌分離。離心的目的是讓上清液中析出較輕的T2噬菌體顆粒。5.理論上35S標(biāo)記的一組,沉淀物中沒有放射性,為什么會有少量的放射性呢?少量35S標(biāo)記T2噬菌體的蛋白質(zhì)外殼與細(xì)菌沒有完全分離，一起沉淀下來。6.實(shí)驗(yàn)結(jié)果

親代噬菌體原宿主細(xì)菌內(nèi)子代噬菌體實(shí)驗(yàn)結(jié)論32P標(biāo)記DNA無32P標(biāo)記DNADNA有32P標(biāo)記DNA是遺傳物質(zhì)35S標(biāo)記蛋白質(zhì)無35S標(biāo)記蛋白質(zhì)外殼蛋白無35S標(biāo)記（四）、比較艾弗里實(shí)驗(yàn)和赫爾希實(shí)驗(yàn)這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)都是證明DNA是生物的遺傳物質(zhì)的直接實(shí)驗(yàn)證據(jù)，兩者在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)結(jié)論等方面既有共同性也有細(xì)微的差別。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路比較

艾弗里實(shí)驗(yàn)噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)思路相同設(shè)法將DNA與其他物質(zhì)分開，單獨(dú)地直接研究它們各自不同的遺傳功能。相同設(shè)計(jì)原則對照處理方式的區(qū)別直接分離：分離S型細(xì)菌的DNA、多糖、蛋白質(zhì)等，分別與R型細(xì)菌混合培養(yǎng)同位素標(biāo)記法：分別標(biāo)記DNA和蛋白質(zhì)的特殊元素(32P和35S)實(shí)驗(yàn)結(jié)論DNA是遺傳物質(zhì)，蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)。DNA是遺傳物質(zhì)，不能證明蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)2、艾弗里和赫爾希等人的實(shí)驗(yàn)選用了結(jié)構(gòu)十分簡單的生物——細(xì)菌或病毒作為實(shí)驗(yàn)材料具有那些優(yōu)點(diǎn)？（1）個(gè)體很小，結(jié)構(gòu)簡單，容易看出因遺傳物質(zhì)改變導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)和功能的變化。細(xì)菌是單細(xì)胞生物，病毒無細(xì)胞結(jié)構(gòu)，只有核酸和蛋白質(zhì)外殼。（2）繁殖快。細(xì)菌20～30min就可繁殖一代，病毒短時(shí)間內(nèi)可大量繁殖。3艾弗里和赫爾希等人的實(shí)驗(yàn)分別采用了那些技術(shù)手段來實(shí)現(xiàn)他們的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)？這對于你認(rèn)識科學(xué)與技術(shù)之間的相互關(guān)系有什么啟示？艾弗里采用的主要技術(shù)手段有細(xì)菌的培養(yǎng)技術(shù)、物質(zhì)的提純和鑒定技術(shù)等。赫爾希采用的主要技術(shù)手段有噬菌體的培養(yǎng)技術(shù)、同位素標(biāo)記技術(shù)，以及物質(zhì)的提取和分離技