《DNA是主要的遗传物质》设计4

《DNA是主要的遗传物质》教学设计教学目标1．简述科学家认识遗传物质的过程。2．通过肺炎双球菌的转化实验和噬菌体侵染细菌的实验，理解DNA是主要的遗传物质。3．通过模拟科学发现的过程，渗透科学研究的方法，培养学生科学探究的能力。4．使学生学会DNA粗提取和鉴定的方法，培养学生的动手能力和学会进行科学实验的一些基本技能。5．通过对感性图文资料的学习，培养学生的信息处理能力。6．引导学生积极思维，进行理性探索，选择性地经历科学家的探索过程，培养学生的分析、归纳、推理、假设等方面的能力。7．通过模拟科学发现的过程，培养学生实事求是的科学态度和不断探究的精神。8．进一步激发学生树立唯物主义辩证观。教学重点1.讲述了人类对遗传物质的探索过程。2．DNA的粗提取过程。教学难点分析科学家对遗传物质的探索实践过程。教具准备格里菲思的4步实验利用POWERPOINT制作幻灯，“噬菌体侵染细菌的实验”制作成三维动画。课时安排3个课时。教学过程eq\o(\s\up12(),\s\do4(导入新课))导语一：今天我们探讨的课题是“探索遗传物质的过程”。让我们一起追溯前人的足迹，感受探索遗传物质的曲折历程。请同学们注意本课的学习目标、关键词是什么？简短的前言向我们提供了哪些信息？学生活动：学生阅读学习目标：总结人类对遗传物质的探索过程、尝试提取DNA；关键词：遗传物质；前言：20世纪40年代以前，许多化学家和生物学家一直认为遗传物质应该是一种蛋白质。1928年，英国人格里菲思首先向此假设提出挑战，之后通过许多化学家、物理学家和生物学家的不懈努力，遗传物质之谜终于被解开。导语二：由于时间关系，本节内容分两课时完成，今天我们重点研究“总结人类对遗传物质的探索过程”，“尝试提取DNA”的实验下一节课进行。从短短的前言中，我们获得了哪些信息呢？生20世纪40年代以前，许多化学家和生物学家一直认为遗传物质应该是一种蛋白质。1928年，英国人格里菲思首先向此假设提出挑战，之后通过许多化学家、物理学家和生物学家的不懈努力，遗传物质之谜终于被解开。导语三：1928～1940年，似乎是一个十分重要的时期，特别是1928年具有重要阶段性意义。为了便于研究，同学们能不能将人类探索遗传物质的过程分为几个阶段？可以分为哪几个阶段？各个阶段有哪些重大事件？学生活动：许多同学在课前收集了有关研究资料。大家根据自己收集的资料，对1928年前后的科学家对遗传物质的研究情况作简单的介绍。eq\o(\s\up12(),\s\do4(推进新课))师:究竟哪一种是遗传物质？我们确定某物质是否为遗传物质的依据是什么？学生活动：小组讨论。师:我们通常认为，遗传物质应具备以下特点：①能复制，在前后代保持连续性、稳定性；②能控制物质性状和代谢过程；③有储存巨大数量遗传信息的潜在能力；④能引起可遗传的变异。师:那么，寻找遗传物质应从哪个过程去考虑？生生物的生殖、发育过程中。师:对遗传物质的研究为什么最终集中到染色体上？学生活动：自主思考，在学习小组内提出个人见解进行讨论。师:通过我们对生殖发育中减数分裂、受精作用、有丝分裂等环节的学习可知，细胞中哪一结构在前后代能保持连续性和稳定性？生染色体。师:据此人们对染色体的成分进行研究，那么你了解染色体的化学组成吗？生化学分析的结果表明，染色体的主要化学成分是蛋白质和脱氧核糖核酸(DNA)。师:那么，让我们一起来归纳19世纪以来人类对遗传物质研究的主线。我们应注意该时期的人们在细胞的有丝分裂、减数分裂和受精作用过程方面的研究，他们认识到染色体在生物的遗传中具有重要作用的意义。师:染色体的主要化学成分是什么？师:你能否依据上述信息，提出一个研究遗传物质的思路？教师:活动：分发一张白纸，由学生依据画概念图的方法，画出细胞、有丝分裂……蛋白质、DNA的概念图。学生活动：依据教师的指导，画出概念图，进行班级交流。生研究细胞→有丝分裂→减数分裂→受精作用→染色体(蛋白质、DNA)→哪一种是遗传物质？师:那么，蛋白质与DNA中，究竟哪一种是遗传物质呢？生DNA。师:为什么说DNA是遗传物质？探究题目：肺炎双球菌的转化实验说明了什么？学生活动：(1)阅读“事实1、2”图文，简述肺炎双球菌的转化实验过程。(2)在阅读“事实1、2”的基础上，进一步观察比较4组实验，说明影响每组实验结果的关键因素。例：对第一组小鼠分别注射两种菌；对第二组小鼠①注射加热S型菌、②加热S型菌与R型菌混合注射……(3)分组用提供的材料制作两种肺炎双球菌模型，尝试说明两种肺炎双球菌之间的区别。(4)将实验过程用图表或卡片的形式表达出来，并向全班同学展示说明。课件展示：肺炎双球菌的图片与相关信息。教师:活动：介绍肺炎双球菌有多种类型；着重分析S型细菌与R型细菌的结构特点与毒性。学生活动：分组制作两种肺炎双球菌模型，尝试说出两种肺炎双球菌之间的区别。师:你能否向你的伙伴们描述肺炎双球菌的转化过程呢？学生活动：小组内各个成员独立描述肺炎双球菌的转化过程，其他成员在倾听后提出意见。教师:活动：指导学生将实验过程用图表或卡片的形式表达出来，并向全班同学展示说明。学生活动：将实验过程用图表或卡片的形式表达出来，并向全班同学展示说明。活动案例一：(1)S型细菌→小鼠死亡；说明：从小鼠体内分离出S型细菌。(2)R型菌→小鼠存活；说明：从小鼠体内分离出R型细菌。(3)加热S型菌→小鼠存活；说明：从小鼠体内不能分离出任何活的细菌。(4)R型菌＋加热S型菌→小鼠死亡；说明：从小鼠体内分离出S型与R型细菌。师:你能否观察比较第一、第二组实验，探讨影响实验结果的关键因素是什么？生影响实验结果的关键因素是两种肺炎双球菌的毒性不同。S型细菌有毒、R型细菌无毒。师:你能否观察比较第一、第三组实验，探讨影响实验结果的关键因素是什么？生:影响实验结果的关键因素是同种肺炎双球菌的活性不同。第一组的S型细菌有毒；第三组的S型细菌无毒。师:为何第三组的S型细菌无毒性？生:由于高温加热，导致细菌死亡。师:第四组实验中，小鼠为何会死亡？生:是由于小鼠体内产生了S型细菌。师:这些S型细菌是从哪里来的？是原来的S型细菌吗？生:不是的；原来的S型细菌已被加热杀死了。师:那么，第三组死亡小鼠体内的S型细菌是怎么来的呢？生:可能是加热杀死的S型菌导致了活的R型菌发生了转化？师:那么加热杀死的S型菌中的什么物质导致了活的R型菌发生了转化呢？生:我们无法判断，因为我们认为由于高温加热，导致S型细菌的蛋白质和DNA等物质失去活性。师:对上述实验结果的分析，是否能够说明遗传物质是什么？学生活动：小组讨论，自主提出个人见解。生:甲不能。师:那么你的问题是什么？学生活动：小组讨论，自主提出个人见解。生:加热的S型肺炎双球菌已经死亡，与R型菌混合为什么会导致小鼠死亡？师:通过肺炎双球菌转化实验，格里菲思得出了什么结论？生:(1)无毒的R型细菌转变成有毒的S型细菌，这种性状的转化是可以遗传的。(2)这个实验只说明了细菌由无荚膜无毒类型转变成有荚膜有毒类型，不能说明究竟是什么物质发生了变化，这种物质发生了什么变化。师:格里菲思也认为他的实验不能说明遗传物质是什么。如果让你接替格里菲思进一步证明什么是遗传物质的话，你应该如何设计并实施实验？学生活动：尝试提出证明遗传物质的实验设计或方法。师:在格里菲思以后，有许多科学家都进行了积极的实验和研究，其中艾弗里为什么能够脱颖而出？师:阅读课本中艾弗里的实验介绍，并思考上述问题。学生活动：阅读课本并描述实验。师:艾弗里实验的思路是什么？学生活动：小组讨论，并描绘艾弗里的实验思路示意图。生(1)艾弗里发现无毒的R型细菌转变成有毒的S型细菌不需要完整的S型细菌细胞。(2)于是，艾弗里通过细菌分离技术，分离出了S型肺炎双球菌的DNA、蛋白质和多糖。(3)艾弗里将提取分离到的S型肺炎双球菌的DNA、蛋白质和多糖，分别与R型肺炎双球菌混合。(4)将混合物注入小鼠体内并记录得到以下数据。S型细菌物质DNA蛋白质多糖小鼠现象死亡存活存活小鼠体内S型细菌有无无师:艾弗里为何会想到这种实验方法？这与他的职业有什么关系？生:艾弗里的职业是化学家，因此他更擅长于化学分析，也对这种信息最敏感。师:艾弗里的实验发现了什么？生:构成S型双球菌的DNA、蛋白质和多糖等物质中，是DNA使R型肺炎双球菌的致病性发生了转化，成为S型双球菌，并且这种变异可以向下一代传递。学生活动：用图解的形式说明艾弗里的化学分析方法。师:那么，在格里菲思实验中，那个导致R型肺炎双球菌发生转化的神秘的转化因子是什么？生:DNA。师:那么，通过这个实验，我们是否可以得出遗传物质的概念及实质呢？生:能携带遗传信息，控制生物体特定性状，并通过细胞增殖过程将遗传信息传递给后代的物质，称为遗传物质。师:引导学生概述格里菲思与艾弗里的实验，归纳两实验的要点，说明两实验的关系。学生活动：概述与归纳。生格里菲思运用“细菌感染”的实验方法，发现R型细菌能转化成S型细菌，且此性状能遗传；艾弗里运用化学分析的实