第三章基因的本質(zhì)第一節(jié)DNA是主要的遺傳物質(zhì)一、課程標(biāo)準(zhǔn)新課程標(biāo)準(zhǔn)對(duì)本節(jié)課的要求是：能夠通過(guò)闡述科學(xué)家的探究實(shí)驗(yàn)，理解DNA是生物主要的遺傳物質(zhì)。二、教材和學(xué)情分析本節(jié)課選自人教版高中生物必修二第三章第一節(jié)，主要介紹了DNA作為主要的遺傳物質(zhì)被探索發(fā)現(xiàn)的過(guò)程。在此之前學(xué)生們已經(jīng)學(xué)習(xí)了基因即遺傳因子可以控制生物性狀，且基因與染色體之間的平行關(guān)系，因此本節(jié)課的學(xué)習(xí)使對(duì)于前兩章內(nèi)容的進(jìn)一步深入，也是對(duì)于之后學(xué)習(xí)DNA的結(jié)構(gòu)、基因的表達(dá)乃至高中生物遺傳部分知識(shí)的學(xué)習(xí)起到了至關(guān)重要的作用。因此體現(xiàn)了教材在編排上的連續(xù)性和邏輯性。充分的把握教材還不足以設(shè)計(jì)好一堂課，還學(xué)要對(duì)學(xué)生的學(xué)情和身心發(fā)展有深入的了解。我們所面對(duì)的高中學(xué)生已經(jīng)具備了一定的生物學(xué)基礎(chǔ)，但知識(shí)的深度和廣度還很有限。他們已經(jīng)具備了一定的觀察和認(rèn)知能力，分析思維的目的性、連續(xù)性和邏輯性已經(jīng)初步建立，但還很不完善。對(duì)于探索科學(xué)的目的、過(guò)程以及結(jié)論的形成還缺乏相對(duì)理性和深入的思考。三、設(shè)計(jì)理念新課程標(biāo)準(zhǔn)提出，高中生物學(xué)課程期待學(xué)生主動(dòng)參與學(xué)習(xí)的過(guò)程，在主動(dòng)經(jīng)歷獲取信息、提出問(wèn)題、尋找證據(jù)、檢驗(yàn)假設(shè)和得出結(jié)論的過(guò)程中習(xí)得生物學(xué)知識(shí)，養(yǎng)成理性的思維習(xí)慣，形成積極的科學(xué)態(tài)度，發(fā)展終身學(xué)習(xí)的意識(shí)。高中生物課程是以發(fā)展生物學(xué)學(xué)科素養(yǎng)為宗旨的學(xué)科課程，是樹(shù)立社會(huì)主義與核心價(jià)值觀，完成立德樹(shù)人根本任務(wù)的重要載體。本節(jié)課的教學(xué)設(shè)計(jì)回歸知識(shí)產(chǎn)生的過(guò)程，充分挖掘教材資源，通過(guò)問(wèn)題情境，從學(xué)生自身出發(fā)，通過(guò)層層追問(wèn)，不斷激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、探索熱情和參與場(chǎng)域，使學(xué)生主動(dòng)的獲得知識(shí)，形成科學(xué)思維，從而有效落實(shí)“生命觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究、社會(huì)責(zé)任”四大生物學(xué)科核心素養(yǎng)。四、教學(xué)目標(biāo)1.闡述格里菲斯、艾弗里肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)的思路和過(guò)程（科學(xué)思維、科學(xué)探究）2.闡述赫爾希和蔡斯的T2噬菌體侵染實(shí)驗(yàn)過(guò)程及結(jié)論，通過(guò)對(duì)同位素方法在生物實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用，形成科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)睦硇运季S。（科學(xué)思維）3.認(rèn)同DNA是生物主要的遺傳物質(zhì)（生命觀念）五、教學(xué)重難點(diǎn)理解科學(xué)家證明“DNA是主要的遺傳物質(zhì)”實(shí)驗(yàn)思路六、流程設(shè)計(jì)舊知回顧，導(dǎo)入新課小組合作和問(wèn)題探究法，探究新知當(dāng)堂練習(xí)，鞏固新知布置課后作業(yè)七、教學(xué)策略由“問(wèn)題探討”所呈現(xiàn)的曾經(jīng)在科學(xué)界爭(zhēng)論很長(zhǎng)時(shí)間的問(wèn)題-──“DNA和蛋白質(zhì)究竟哪個(gè)是遺傳物質(zhì)？”引入新課，讓學(xué)生思考如何對(duì)這一問(wèn)題進(jìn)行研究，培養(yǎng)他們分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，激發(fā)他們了解科學(xué)家當(dāng)年的研究過(guò)程和方法的興趣。通過(guò)重溫科學(xué)家的探究歷程，領(lǐng)會(huì)實(shí)驗(yàn)選材的巧妙、思維的嚴(yán)謹(jǐn)和實(shí)驗(yàn)方法的科學(xué)；通過(guò)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析理解DNA是主要的遺傳物質(zhì)。八、教學(xué)手段根據(jù)主體性教學(xué)目標(biāo)，以“自主性、探究性、合作性”為學(xué)生學(xué)習(xí)的三個(gè)基本維度，以培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)為指導(dǎo)，以側(cè)重科學(xué)方法教育為歸宿，本節(jié)課采用“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(guò)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→引導(dǎo)探索→歸納總結(jié)→拓展升華九、教學(xué)過(guò)程教學(xué)環(huán)節(jié)教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖引入新課教師帶領(lǐng)學(xué)生回顧遺傳學(xué)從誕生到細(xì)胞遺傳學(xué)的研究發(fā)展過(guò)程，引出問(wèn)題：遺傳物質(zhì)是蛋白質(zhì)還是DNA？學(xué)生根據(jù)學(xué)習(xí)任務(wù)單上提供的材料，通過(guò)分析推理的思維過(guò)程，對(duì)材料進(jìn)行分類判斷，列舉出支持蛋白質(zhì)是遺傳物質(zhì)或者支持DNA是遺傳物質(zhì)的證據(jù)?；仡櫄v史，找到研究方向，激發(fā)探究愿望。使學(xué)生體驗(yàn)用事實(shí)或材料作為證據(jù)支撐觀點(diǎn)的科學(xué)思維方式。新知學(xué)習(xí)指導(dǎo)學(xué)生閱讀課本，初步學(xué)習(xí)格里菲思、艾弗里的肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)和赫爾希與蔡斯的噬菌體轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)，思考下列問(wèn)題：1.格里菲思的肺炎鏈球菌體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)提出問(wèn)題串：第一、二兩組實(shí)驗(yàn)對(duì)比得出什么結(jié)論？對(duì)比第二、三組實(shí)驗(yàn)，說(shuō)明什么？第四組小鼠做了怎樣的實(shí)驗(yàn)處理？實(shí)驗(yàn)結(jié)果是什么？第四組小鼠為何死亡？死亡小鼠體內(nèi)能分離出S型活菌，說(shuō)明什么？推測(cè)導(dǎo)致小鼠死亡的S型活菌是從哪里來(lái)的？得出推論：加熱致死的S型細(xì)菌，含有某種物質(zhì)，能把無(wú)毒的R型活菌轉(zhuǎn)化為有毒性的S型活菌。我們把這種物質(zhì)叫做“轉(zhuǎn)化因子”。引導(dǎo)學(xué)生思考該轉(zhuǎn)化因子究竟是什么呢？該如何驗(yàn)證呢？同學(xué)們思考并回答：S型細(xì)菌具有致病性同學(xué)回答;加熱致死的S型細(xì)菌沒(méi)有致病性學(xué)生以小組為單位進(jìn)行討論得出結(jié)論。通過(guò)合理的邏輯推理過(guò)程得到結(jié)論：已加熱殺死的S型菌中必然含有某種促成這一轉(zhuǎn)化的活性物質(zhì)。通過(guò)問(wèn)題引導(dǎo)回顧對(duì)照實(shí)驗(yàn)、自變量處理、實(shí)驗(yàn)結(jié)果、實(shí)驗(yàn)結(jié)論等科學(xué)探究基本技能。認(rèn)識(shí)到體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)到體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)的進(jìn)步。新知學(xué)習(xí)2．艾弗里的肺炎鏈球菌體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)討論問(wèn)題串：第一組將加熱殺死的S型菌細(xì)胞提取液與R型活菌混合培養(yǎng)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果是培養(yǎng)皿中長(zhǎng)出了S型活菌。這說(shuō)明什么？第二至四組用蛋白酶或RNA酶、酯酶分別處理S型菌的細(xì)胞提取液，之后再與R型活菌混合培養(yǎng)，本實(shí)驗(yàn)中蛋白酶、RNA酶、酯酶的作用是什么？這利用了酶的什么特點(diǎn)？第一至四組的實(shí)驗(yàn)結(jié)果為什么既有R型菌，又有S型菌？第五組，用DNA酶處理S型菌的細(xì)胞提取液之后再與R型活菌混合培養(yǎng)，為什么培養(yǎng)皿中只有R型菌？實(shí)驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明什么？引導(dǎo)學(xué)生概括本實(shí)驗(yàn)結(jié)論：DNA可能是轉(zhuǎn)化因子。但是應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)到：艾弗里轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)所提取的DNA中仍然含有極少量的蛋白質(zhì)。因此人們認(rèn)為不能完全排除蛋白質(zhì)的作用。例1.在肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中，能夠證明DNA是遺傳物質(zhì)的最具說(shuō)服力的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是（）A．將無(wú)毒R型細(xì)菌與有毒S型活細(xì)菌混合后培養(yǎng)，發(fā)現(xiàn)R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌B．將無(wú)毒R型細(xì)菌與加熱殺死的S型細(xì)菌混合后培養(yǎng)，發(fā)現(xiàn)R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌C．從加熱殺死的S型細(xì)菌中提取DNA、蛋白質(zhì)和多糖，混合加入培養(yǎng)R型細(xì)菌的培養(yǎng)基中，發(fā)現(xiàn)R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌D．從S型活細(xì)菌中提取DNA、蛋白質(zhì)和多糖，分別加入培養(yǎng)R型細(xì)菌的培養(yǎng)基中，發(fā)現(xiàn)只有加入DNA，R型細(xì)菌才轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌那怎樣才能將蛋白質(zhì)與DNA徹底分開(kāi)呢？1952年科學(xué)家赫爾希和蔡斯利用T2噬菌體（一種病毒）作為實(shí)驗(yàn)材料完成了一個(gè)非常有說(shuō)服力的實(shí)驗(yàn)。同學(xué)回答：加熱致死的S型細(xì)菌含有某種物質(zhì)，能把無(wú)毒的R型活菌轉(zhuǎn)化為有毒性的S型活菌。同學(xué)回答：利用了酶的專一性。同學(xué)回答：因?yàn)榈鞍踪|(zhì)、RNA和酯類都不能使R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌。學(xué)生通過(guò)合理的邏輯推理過(guò)程得出結(jié)論：DNA可能是轉(zhuǎn)化因子。艾弗里轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)所提取的DNA中仍然含有極少量的蛋白質(zhì)。因此人們認(rèn)為不能完全排除蛋白質(zhì)的作用。思考討論回答學(xué)習(xí)分析實(shí)驗(yàn)處理與實(shí)驗(yàn)結(jié)果之間的邏輯關(guān)系，推理得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論：DNA是轉(zhuǎn)化因子。檢測(cè)學(xué)生知識(shí)掌握情況新知學(xué)習(xí)3.噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)及相關(guān)分析講解：噬菌體的結(jié)構(gòu)和生存方式。赫爾希和蔡斯的工作實(shí)驗(yàn)方案討論：假說(shuō)演繹的分析過(guò)程①如何“追蹤”蛋白質(zhì)分子和DNA分子，看它們是否注入大腸桿菌?②選用何種元素對(duì)蛋白質(zhì)分子和DNA分子進(jìn)行標(biāo)記?如何標(biāo)記？能否同時(shí)標(biāo)記?③多長(zhǎng)時(shí)間后進(jìn)行放射性檢測(cè)較為適宜?④怎樣使噬菌體外殼從大腸桿菌表面脫落下來(lái)，以便于檢測(cè)?⑤觀察到什么現(xiàn)象才能說(shuō)明侵入細(xì)菌的只有噬菌體的DNA？總結(jié)：親代噬菌體向子代噬菌體的傳遞含放射性磷32標(biāo)記的DNA控制產(chǎn)生的子代噬菌體中，所含的放射性達(dá)到親本的30%以上。所以赫爾希和蔡斯推斷:含硫蛋白質(zhì)在噬菌體增殖中不起作用，而DNA起作用。思考1：上述實(shí)驗(yàn)中，為什么選擇35S和32P這兩種同位素分別對(duì)蛋白質(zhì)和DNA標(biāo)記？用14C和18O同位素標(biāo)記噬菌體可行嗎？思考2：再用32S標(biāo)記的T2噬菌體侵染大腸桿菌實(shí)際操作過(guò)程中，沉淀物中有少量放射性，如何解釋其原因？同理用32P標(biāo)記的T2噬菌體侵染大腸桿菌過(guò)程中，上清液中也有少量放射性，解釋其原因？例2.上圖所示為同位素32P、35S分別標(biāo)記噬菌體的DNA和蛋白質(zhì)，然后進(jìn)行噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)，侵染后產(chǎn)生的子噬菌體的DNA分子和蛋白質(zhì)分子應(yīng)含有的P、S元素是()A．31P、32P與32SB.31P、32P與35SC．31P、32P與32S、35SD.32P與32S、35S學(xué)生以小組為單位對(duì)每個(gè)問(wèn)題進(jìn)行分析討論從而一步步得到實(shí)驗(yàn)結(jié)果。了解實(shí)驗(yàn)材料的特點(diǎn)，理解其優(yōu)于化學(xué)提純的方便之處。同學(xué)回答：同位素示蹤法學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，并解釋原因，理解采用攪拌和離心的作用分別是：攪拌的目的是使吸附在細(xì)菌上的噬菌體與細(xì)菌分離。

離心的目的是讓上清液中析出重量較輕的T2噬菌體顆粒，而離心管的沉淀物中留下被感染的大腸桿菌。學(xué)生進(jìn)一步分析細(xì)節(jié)，分析攪拌是否充分、培養(yǎng)時(shí)間長(zhǎng)短對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響，認(rèn)同實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的理想情況與實(shí)驗(yàn)的真實(shí)情況有時(shí)會(huì)存在細(xì)微的差別的意義。思考討論回答引導(dǎo)學(xué)生回憶、遷移必修1相關(guān)技術(shù)。引導(dǎo)學(xué)生思考實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路，遵循實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的單一變量原則。感悟生物技術(shù)對(duì)研究的推動(dòng)作用。感悟科學(xué)結(jié)論的得出需要嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)證。呈現(xiàn)原始文獻(xiàn)中的部分?jǐn)?shù)據(jù)和結(jié)論，感悟科學(xué)實(shí)證的收集需要多角度完成。培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維，檢測(cè)學(xué)生學(xué)情。小結(jié)提升總結(jié)反思：梳理生物的遺傳物