DNA是主要的遗传物质 教学设计 高一下学期 人教版 必修2

7/7《DNA是主要的遗传物质》教学设计一、教材分析本节是高中生物必修2第三章“基因的本质”的第一节，是高中生物必修2前两章“遗传因子的发现”、“基因和染色体的关系”的继承和发展，是今后学习DNA分子的结构和复制、基因的表达、基因突变与重组、种群基因频率的改变，以及基因工程等内容的重要基础。本节内容以科学家对遗传物质的探索历程为线索进行编排，包含格里菲斯的肺炎双球菌体内转化实验、艾弗里的肺炎双球菌体外转化实验、赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染大肠杆菌实验，在结构体系上体现了人们对科学方法的认识过程，以及科学技术发展对科学本身的推动作用，是进行探究式教学的很好材料，以本节内容为载体有利于培养学生生物观念、科学思维、科学探究的生物学科核心素养。对于本节的三个经典实验，在高中实验室条件下很难再现，故可以借助虚拟实验室软件（NOBOOK）来再现实验的过程。二、学情分析学生是高二年级的理科生，对学生已具备的与本课时相关的学习基础分析如下：知识基础：学生经过必修一的学习，知道生命活动的主要承担者是蛋白质，而核酸是遗传信息的携带者，蛋白质和核酸的元素组成。基本单位，结构等，病毒的生命活动离不开细胞，也知道了同位素标记法，和遗传因子的发现及减数分裂和受精作用等遗传基础知识，这都为本节的学习提供了支架。能力基础具有观察、比较、分析、获取与表达信息的能力。能力基础：具有相应的分析科学史、得出相关结论的能力（如分析光合作用的探究历程、植物生长素的发现）和一定的实验探究能力（如探究植物细胞的吸水和失水）。具有较强的计算机操作能力情感态度与价值观基础体验过探究与发现式学习，小组合作学习。探讨过技术在科学发展中的作用（如显微镜在细胞发现中的作用）。对于利用软件，学习进行虚拟实验有极大的兴趣。教学目标（1）阅读教材，比较分析“肺炎双球菌的转化实验”和“噬菌体侵染细菌的实验”的原理和过程，得出相应的结论；总结人类对遗传物质的探索过程，得出“DNA是主要的遗传物质”的结论；（2）利用虚拟软件，体验科学家对遗传物质的探索过程并领悟其中蕴含的科学方法，进行观察、比较、分析、推理、总结；获取并表达信息；（3）梳理整个认同人类对遗传物质的认识是不断深化不断完善的过程；（4）探讨实验技术在科技发现中的作用。四、教学重点和难点教学重点教学难点1.肺炎双球菌的转化实验原理和过程2.噬菌体侵染细菌的实验原理和过程噬菌体侵染细菌的实验原理和过程平台支持NOBOOK虚拟仿真实验（NB虚拟实验）wps软件五、教学过程教学内容教师组织和引导学生活动教学意图知识回顾导入新课基因如何被发现？→基因在哪里？→基因是什么？以图示方式给出科学家及其发现，引出第三章—基因的本质学生回顾知识并回答问题，建立初步知识体系。以问题串的形式层层深入，既复习了旧知识，又引出新课，符合学生的认知规律。一、对遗传物质的早期推测由问题探讨引出人们对遗传物质的早期推测，并提出疑问：120世纪30年代以前和以后人们对遗传物质有什么不同的观点？为什么？学生阅读教材后回答问题，了解学术背景。学生通过阅读教材了解学术背景，培养学生从资料中获取信息的能力。二、肺炎双球菌的转化实验格里菲思的体外转化实验（1）了解实验材料：呈现两种不同类型的肺炎双球菌图片，要求学生阅读教材找出二者各自的特征，并以表格的形式比较二者的区别。（2）教师提示：打开NB生物实验软件，选择高中生物，点击必修二，选择肺炎双球菌的转化实验呈现格里菲思肺炎双球菌转化实验过程及相关问题，指导学生观察分析实验，探究问题。师提出问题：①第1组和第2组对比说明了什么？②第2组和第3组实验现象对比说明了什么？③第4组小鼠为什么会死亡？④什么使R型活细菌转变成了S型活细菌？学生阅读教材内容并回答问题学生了解实验原理、实验目的、材料用具、谈论要点之后，点击右下角的实验进行实验，完成实验操作，观察实验结果。学生回答交流并归纳总结：加热杀死的S型细菌中，必然含有使R型活细菌转化为S型活细菌的活性物质——“转化因子”培养学生获取信息、分析比较信息的能力。通过对图文、资料的分析、以及虚拟实验操作，培养学生对信息的分析、推理、比较、归纳能力及语言表达能力。二、肺炎双球菌的转化实验艾弗里的体外转化实验（1）教师引导：格里菲思实验有没有证明了S型菌中到底是哪一种成分是“转化因子”？如果你是格里菲思，想继续实验证明了S型菌中到底是哪一种成分是“转化因子”，你将如何设计实验？你的设计思路是什么？教师指导学生阅读教材，了解实验的思想、实验过程及实验结论（2）利用虚拟平台，学习实验的整个过程。学生分组探究，探讨实验设计思路学生分享实验设计思路学生思考回答学生进行实验，观察实验结果，得出实验结论分析证明DNA是主要的遗传物质的实验设计思路。训练学生科学逻辑思维能力。体验实验技术在科学研究中的作用。培养学生对图文的分析、推理、归纳能力。三、噬菌体侵染细菌的实验（1）教师引导：由人们对艾弗里实验的质疑，顺利引入下一个实验：噬菌体侵染细菌的实验。（2）（呈现教材P44图3-4，图3-5）指导学生总结T2噬菌体的的成分、结构及寄生生活方式（3）教师问题引导：①我们如何直接、单独的观察DNA、蛋白质的作用？如何来追踪呢？②根据噬菌体的物质组成，我们选用什么元素来标记呢？③选好元素后又如何标记噬菌体的DNA和蛋白质呢？（4）打开实验软件中，还原噬菌体侵染大肠杆菌的动态实验过程并思考相关问题：①实验过程中，搅拌，离心的目的是什么？②离心后，上清液和沉淀中的物质分别是什么？③35S标记一组放射性主要出现在上清液，32P标记一组放射性主要出现沉淀中，说明了什么？④细菌裂解后释放的子代噬菌体中能检测到32P标记的DNA而没有35S标记的蛋白质说明了什么？⑤该实验的实验结论是什么？学生在讨论分析以上问题后，打开软件开始模拟赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染大肠杆菌的实验。教师屏幕展示噬菌体和大肠杆菌模式图，提出问题：我们能不能运用简单的计算机操作模拟噬菌体侵染细菌的大体过程flash动画演示：噬菌体侵染细菌的大体过程学生思考学生回顾旧识学生看图分析并归纳总结学生点击NB虚拟实验了解侵染大肠杆菌的实验原理和实验过程。学生思考问题，找到问题答案学生观察实验过程后，针对教师提出的问题，在观察分析实验的基础上，分组讨论探究，最终得出实验结论。动手在电脑上完成实验操作学生利用平板电脑进行模拟操作并上台展示、讲解引发学生思考，顺利进入下一个实验的学习。让学生通过回忆初中所学，有利于前后知识的衔接，便于下一步更好的学习。学生通过层层深入地思考，了解了标记噬菌体的方法，为理解噬菌体侵染细菌的实验打好基础。通过模拟实验和组织学生讨论探究，不仅让学生在讨论探究中体会合作学习，而且培养了学生分析问题、解决问题的能力和科学探究的能力。学生通过模拟，更深刻理解噬菌体侵染细菌的实验过程，学生经历知识的形成过程，能够进一步有效突破重点加强学生动手能力和对整个实验的把握四、烟草花叶病毒感染烟草实验（1）教师继续引导：DNA是唯一的遗传物质吗？如果某种生物体内不含有DNA，那什么物质还能作为遗传物质呢？（2）教师适时给予烟草花叶病毒相关资料信息（3）呈现烟草花叶病毒感染烟草实验过程再度引发学生思考学生了解资料学生分析实验，推测实验结论学生根据已有的材料和实验，进行观察分析，主动建构新的认知结构五、DNA是主要的遗传物质小结：绝大多数生物的遗传物质是DNA，所以DNA是主要的遗传物质。师生共同总结培养学生归纳总结的能力六、本节内容小结本节课我们主要是沿着科学家的脚步，利用虚拟实验平台，重温了人类证明DNA是遗传物质的经典实验及证明RNA是遗传物质的烟草花叶病毒感染烟草的实验，从而得出结论：DNA是主要的遗传物质。师生共同回顾总结回顾本节所学，在学生脑海中建立知识系统七、布置作业用概念图的方式，归纳总结本节知识学生利用概念图，归纳总结知识进一步检验学生对本节内容掌握情况六、板书设计：第3章基因的本质第1节DNA是主要的遗传物质一、对遗传物质的早期推测二、实验探究（一）肺炎双球菌转化实验1、格里菲思的体内转化实验2、艾弗里的体外转化实验（二）噬菌体侵染细菌实验三、结论：DNA是主要的遗传物质七、教学反思