核酸是遗传物质的证据教学设计
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“核酸是遗传物质的证据”教学设计黄晓芬(定海一中316000)一、设计思想本节课是浙科版生物必修二第三章的第一节,以“探究科学发现的过程来学习科学研究的方法”为设计思路。
根据新课程理念,本节内容在构成体系上,重在培养学生的科学精神、科学思维、科学方法等生物学素养。
本节教材由三个经典生物学实验组成,因此为提高学生的科学素养,培养问题意识提供了优质的平台。
在教学中,通过发挥教师的主导作用,体现学生的主体作用,结合科学史例,把知识的传授变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,从而训练学生的思维水平,提高学生的探究能力。
二、教学分析1.内容与地位本节是必修二的重要组成部分,从总体上看,必修二定位在基因水平,按照科学发展的历史进程来编排。
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。
通过噬菌体侵染细菌实验和肺炎双球菌转化实验的学习,为学生再现科学家探索遗传物质是什么的漫长历程拉开了序幕,让学生在“重走探索之路”的过程中提高自己的探究能力。
教材架构了一条明线和一条暗线,明线是:科学家探索遗传物质本质的历史事件;暗线是:科学技术的发展。
两条线中都蕴含着探索遗传物质本质的实验设计思路。
通过本节的学习,可以让学生在知识上与第一章联系起来,同时为学习基因的功能、生物变异及进化打下基础。
2.教学重点、难点及解决办法(1)噬菌体侵染细菌实验的原理和过程。
解决办法:让学生用目标学习的方法,采用教师讲解及学生讨论相结合的方式。
(2)肺炎双球菌转化实验的原理和过程。
解决办法:对每一个实验步骤进行分析并设计实验。
(3)理解核酸是主要的遗传物质,RNA也是遗传物质。
解决办法:通过讲解烟草花叶病毒感染的实例来说明。
3.学情分析学生通过初中科学课的学习,对核酸是遗传物质有了一定的了解,在生物必修一中,学习了蛋白质和核酸的相关知识,知道蛋白质与核酸的化学元素组成、结构和功能,但认识没有深入到探究核酸是遗传物质证据的水平上。
教学目标:1.知识目标:(1)能够说出肺炎双球菌转化实验的原理和过程。
(2)分析得出核酸是真正的遗传物质。
2.能力目标:(1)通过分析“肺炎双球菌转化实验”,学生推理和判断出DNA 是遗传物质。
(2)通过对经典遗传实验的分析,学生知道生物实验设计的一般思路,感悟实验的严密性和逻辑的严谨性。
3.情感目标:(1)通过学习人类对遗传物质的探索过程,学生认同科学认识是不断深化、不断完善的过程。
(2)通过学习对经典的遗传学实验的学习,学生认同技术的进步在科学理论建立中的重大作用。
(3)通过对遗传物质的探索证实核酸是遗传物质的学习,学生能接受生命物质性的唯物主义观点。
学情分析:学生已经具备了有丝分裂、减数分裂和受精作用等细胞学基础,掌握了生物的生殖过程、染色体的化学组成、蛋白质与核酸的元素组成等相关知识,这为新知识的学习奠定了认知基础。
高中学生具备了一定的认知能力,思维的目的性、连续性和逻辑性也已初步建立,但还不完善,往往对探究的目的性及过程、结论的形成等缺乏理性的思考。
此外,学生的学习情况存在差异,对生物学科体会程度不同,从分子水平上研究遗传的知识,较抽象,部分学生理解困难,出现畏难的情绪,还有一部分学生没有良好的科学思维习惯,认为生物学科的学习仅停留在的简单记忆层次,而不去领悟科学知识的产生过程,因而缺少科学的思维品质。
因此,课前应充分了解学生对知识的掌握程度、学习习惯,及时与学生沟通交流,引导学生认识到学习生物课的重要性,体会生物学习的乐趣,进而培养学生良好的学习习惯和科学的思维品质。
教学重点:1.肺炎双球菌转化实验的原理和过程。
2. 在分析上述实验的过程中,尝试体会实验设计的核心思想,感悟实验的严密性和严谨性。
教学难点:1. 肺炎双球菌的活体、离体转化实验过程、分析获得相应结论。
2. 肺炎双球菌转化的原理与结果分析。
3. 尝试进行实验设计,完成实验目的,体会对实验变量的控制。
教学活动设计:。
“核酸是遗传物质的证据”教学设计王波(定海一中316000)一、教学目标【知识目标】1.说出染色体的组成成分。
2.概述DNA是遗传物质的直接证据:三个经典实验的分析。
3.说明DNA是主要的遗传物质的原因。
【能力目标】1.通过材料的分析,培养学生比较、分析、归纳的思维能力和自主学习的能力。
2.培养学生理论联系实际,运用所学生物知识解决实际问题,培养知识迁移应用能力。
3.分析DNA是遗传物质的实验设计,模拟科学家的设计思路尝试简单的实验设计。
【情感态度与价值观】1.概述噬菌体侵染细菌的实验,体会实验方法与技术的多样性。
2.概述肺炎双球菌的转化实验,感悟实验的严密性和逻辑性。
3.感悟科学家实验设计的优美和解决问题的思维方式,感受科学家热爱科学、献身科学的执着与奉献精神,增强学生热爱生命科学,学习生命科学的责任感和使命感。
二、教材分析【教材的地位作用】“核酸是遗传物质的证据”一节是新课标教材浙科版必修2第三章遗传的分子基础第一节的内容,既是前两章(孟德尔遗传定律、染色体与遗传)内容的延续和深入,也是本章内容的开端,引出本章学习的主要内容和核心概念(遗传的分子基础、基因控制性状的分子机理),因此在教材中的地位十分的特殊也十分的重要。
【教学重难点】1.教学重点:(1)噬菌体侵染细菌的实验分析;(2)肺炎双球菌转化实验的原理;(3)DNA是主要的遗传物质。
2.教学难点:(1)活动:资料分析----噬菌体侵染细菌实验;(2)肺炎双球菌转化实验的原理和过程的分析。
【建议课时】2课时。
第一课时,用于分析肺炎双球菌的转化实验,认识DNA是生物的遗传物质;第一课时,用于进行“资料分析----噬菌体侵染细菌的实验”的活动,确认DNA是生物的遗传物质;分析烟草花叶病毒的感染和重建实验,认识RNA也是生物的遗传物质。
三、学情分析“核酸是遗传物质的证据”一节是新课标教材浙科版必修2第三章遗传的分子基础第一节的内容,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,因此学生已经有一定的知识背景,对于改节内容已经有了初步的认知。
《核酸是遗传物质的证据》教案教学目标1、知识目标:概述核酸是遗传物质的证据;举例说明某些生物的遗传物质是RNA。
2、能力目标:学习和借鉴科学家设计实验的方法、思路及技巧,培养学生的问题意识和分析问题解决问题的能力。
3、情感目标:重视对学生的情感、态度与价值观的正确引导,认同科学认识是不断深化、不断完善的过程,在学习过程中提高生物科学素养,同时树立敢于质疑、勇于探索的思想。
教学重难点1.重点:理解经典实验设计的原理,分析实验结果2.难点:经典实验实验中设计思想共性的提取教学方法和手段利用自制的多媒体课件和学案,创设教学氛围,通过图文对照阅读,加深对知识的理解。
应用讨论、比较等方法引导学生积极思考、主动参与,培养学生的问题意识和分析问题解决问题的能力,最后教师点评归纳。
学生分析本节课是从分子水平认识遗传本质的第一课,核酸作为遗传物质,其探索和发现过程充满艰辛,饱含了很多科学家的贡献。
因此在教学过程中,除了知识目标的落实外,应尽可能体现出本节课的实验思想,学会科学探究的方法。
授课过程引入:19世纪末叶,生物学家通过对细胞的有丝分裂、减数分裂和受精作用过程的研究,已经认识到染色体在生物的遗传中具有重要的作用。
染色体主要由蛋白质和DNA组成的。
这两种物质究竟哪一种才是遗传物质呢?这一问题一直是生物界激烈争论的重大问题。
要研究染色体成分中遗传物质是DNA还是蛋白质,必须设法将两者分开单独研究。
提出本节课中三个重要实验的共性——单一变量原则。
一、提出问题:结合幻灯片讲述:染色体主要由DNA和蛋白质组成,如何得到DNA和蛋白质呢?学生讨论回答:用化学方法从活的S型细菌中提取出DNA、蛋白质、脂类、多糖荚膜,分别与活的R型菌混合,并悬浮培养。
实验结果表明,当其中的DNA组分与R型菌混合培养时,R型菌有部分转化为S型菌,其他组分均不能将R型菌转化为S型菌。
进一步研究表明,用DNA酶处理DNA样品,DNA被降解后就不能使R型菌发生转化。
“核酸是遗传物质的证据”的教学设计嘉善第二高级中学陈绍飞一、教学理念最优化教学理论的代表人物巴班斯基指出:在教材内容对与学生进行独立探索是可接受的,是建立在该内容基础上得问题情境是在学生最近认知可能性所能达到的范围,运用问题探索教学法特别有效。
本节课主要是通过科学家设计的三个经典实验,让学生感悟实验设计的原则和严密的逻辑性,从而体会实验的基本思路,并尝试自己设计实验来检验假说的的正确性。
采用问题探索的教学法,可以让学生切实体会实验各个环节的巧妙之处,总结实验设计的关键的思路,并以此为指导思想,设计新的实验设计。
二、教学分析1.教材的地位和作用这是第三章第一节的内容。
教材的前两章介绍了孟德尔定律、染色体与遗传。
学生已经学习了减数分裂和受精作用,知道染色体与遗传的关系。
染色体的成分是DNA和蛋白质,学生知道核酸是遗传物质,但是不知道核酸为什么可以作为遗传物质。
DNA和RNA都可以充当遗传物质。
事实上,在自然界的大多数生物中,DNA是遗传物质;在不含DNA而只含有RNA的病毒中,RNA是遗传物质。
本节通过对三个经典实验的分析,来寻找DNA和RNA作为遗传物质的证据。
这是学生学习“基因表达”的知识基础,理解基因为什么控制性状的保障。
2.教学重难点教学重点:噬菌体侵染细菌的实验分析;肺炎双球菌转化实验的原理和过程;DNA是主要的遗传物质。
教学难点:活动“资料分析—噬菌体侵染细菌的实验”;肺炎双球菌转化实验原理和过程的分析。
3.学情分析高二的学生已经学习了分离定律和自由组合定律,以及染色体与遗传的关系。
根据染色体行为和基因行为的一致性,推测染色体是遗传物质载体。
学生认识到基因在染色体上,还知道了染色体与性状的关系。
但是,学生不知道基因的化学本质和为什么核酸可以作为遗传物质。
4. 教学环境分析根据本课内容涉及科学家的探究过程,而学生无法亲身经历,利用多媒体课件展示实验的过程,生动、形象地显示实验前后的变化。
将抽象的实验现象展示给学生,激发学生对实验过程分析的兴趣,提高学生在实验设计的逻辑思维能力。
高中生物3.1《核酸是遗传物质的证据》教案(1)浙科版必修2第1节核酸是遗传物质的证据一、素质教育目标(一)知识教学点1.理解染色体是遗传物质的主要载体;2.了解细胞质遗传和细胞核遗传的概念;3.理解遗传物质必须具备的特点;4.理解噬菌体侵染细菌的实验及示意图,明确核酸是遗传物质,蛋白质不是遗传物质;5.了解RNA也是遗传物质,明确核酸是主要的遗传物质。
(二)能力训练点1.从生殖过程、染色体化学组成以及遗传物质存在部位划分来分析染色体是遗传物质的主要载体,训练学生逻辑思维的能力。
2.以噬菌体侵染细菌的实验为例说明核酸是遗传物质,训练学生由特殊到一般的归纳思维的能力。
(三)德育渗透点遗传、变异是生命最重要的特征,且遗传的物质主要是核酸,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。
(四)学科方法训练点了解实验研究的方法是自然科学研究的主要方法。
二、教学重点、难点、疑点及解决办法1.教学重点及解决办法(1)遗传物质必须具备的特点;(2)噬菌体侵染细菌的实验过程与实验结论。
[解决方法](1)作为遗传物质必须具备的特点的内容,先让学生用阅读的方法去感知,再用讲解的方法去强调遗传物质必须具有的特点中“相对稳定性”中的相对,“自我复制”中的自我,“指导蛋白质合成”中的指导,“可遗传变异”中的可遗传。
目的是让学生充分的理解。
最后,通过布置作业的方法去让学生巩固这部分内容。
(2)噬菌体侵染细菌的实验过程与实验结论的内容,先让学生用目标学习的方法,边看图、边看书去感知,再用反馈点拨的方法让学生充分理解,最后通过例题和作业布置的方法让学生掌握这部分内容。
2.教学难点及解决办法噬菌体侵染细菌的实验过程与结果。
[解决方法](1)采用先行组织者的方法讲清噬菌体的结构和细菌的结构。
(2)让学生用目标学习的方法,边看书,边看图去感知,再用反馈点拨的方法让学生充分理解。
3.教学疑点及解决办法如何理解核酸是主要的遗传物质,RNA也是遗传物质。
《核酸是遗传物质的证据》的教学设计一、教学内容与任务分析本节内容选自浙科版高中生物必修2第三章第一节,本节内容主要有DNA是遗传物质的间接证据和DNA是遗传物质的直接证据。
本节内容对核酸是遗传物质的发现历程做了细致的解说,使学生对科学史的了解起到很大的作用。
通过三个实验很严密的讲述了核酸是遗传物质,不仅为之后的内容铺垫了基础,更是使学生深刻体验科学家设计实验的精心和严密,体现了教材编排的严密性和人性化,对本节课的学习是学生掌握核酸的本质的非常重要的。
二、学习者分析我面对的金华六中的高二学生,他们虽然具有了一定的生物学知识的基础,但对如何提出问题、如何设计实验、如何对知识的整合归纳都有待于进一步的提高。
所以,本节课我更加注重是跟随科学家的脚步,带领学生一步步的去设计探究实验。
三、教学重点、难点分析重点:噬菌体侵染细菌的实验。
难点:如何抽提出实验设计的一般思路。
四、教学方法讨论法、多媒体演示法、讲授法五、教学目标(一)知识与技能1、说明DNA是遗传物质的间接证据2、解释说明噬菌体侵染细菌的实验3、解释说明肺炎双球菌转化实验4、说明烟草花叶病毒的感染和重建实验(二)过程与方法1、通过模拟设计噬菌体侵染细菌实验的过程,掌握科学设计实验过程的一般方法。
(三)情感态度与价值观1、通过了解科学家探索历程,体验实验设计的严谨、精巧,养成好的生活态度。
六、教学过程【回顾旧知、导入新课】前面我们已经学习了染色体是遗传物质的载体,而染色体又是由DNA、RNA 和蛋白质组成,其中蛋白质又分为组蛋白和非组蛋白,虽然DNA和组蛋白都是染色体的主要成分,在染色体行使功能过程中起着重要作用,但我们知道DNA更具备作为遗传物质的主要特性。
那么,有什么证据可以说明这一点呢?【DNA是遗传物质的间接证据】首先我们看看,科学家对遗传现象进行研究时发现:1、一般只有在细胞核的染色体上才能找到DNA。
2、一般情况下,同一种生物在不同发育时期或不同组织的细胞中,DNA的含量基本相等,而精子中的DNA含量恰好是体细胞的一半。
高中生物《核酸是遗传物质的证据》优秀教案一、DNA是遗传物质的间接证据1.DNA主要位于细胞核的染色体上线粒体、叶绿体中有少量DNA 它们都有复制和遗传的自主性2.同一种生物在不同发育时期或不同组织的细胞中DNA的含量基本相等3.所有诱发DNA结构变异的因素均能引起生物的遗传突变4.蛋白质不具备以上这些特征二、DNA是遗传物质的直接证据1.噬菌体侵染细菌实验(1)原理:T2噬菌体侵染细菌后在自身遗传物质的控制下利用细菌体内的物质合成T2噬菌体自身的组成成分从而进行大量繁殖(2)过程:①用35S和32P分别标记不同噬菌体的蛋白质和DNA;②用被标记的噬菌体分别侵染细菌;③在噬菌体大量繁殖时对被标记物质进行检测(3)结论:DNA是遗传物质2.肺炎双球菌转化实验(1)原理:S型菌可使小鼠患败血症死亡(2)活体细菌转化实验(体内转化)过程:①R型菌注射小鼠→小鼠不死亡;②S型菌注射小鼠→小鼠死亡;③加热杀死的S型菌注射小鼠→小鼠不死亡;④S型死菌+R型活菌注射小鼠→小鼠死亡结论:S型细菌中含有“转化因子”进入R型菌能使R型菌转化为S型菌使小鼠死亡(3)离体细菌转化实验(体外转化)①过程:S型菌DNA+R型菌R型菌+S型菌;S型菌蛋白质+R型菌R型菌;S型菌荚膜物质中的多糖+R型菌R型菌;S型菌的DNA+DNA酶+R型菌R型菌②结论:S型菌的DNA才是使R型菌产生稳定遗传变化的物质(4)结论:由(2)(3)实验可知DNA是遗传物质思考:人和具有细胞结构的生物遗传物质主要提示:主要是DNA三、烟草花叶病毒的感染和重建实验1.过程①TMVARNA感染TMVA病毒;②TMVA蛋白质未感染病毒;③TMVBRNA感染TMVB病毒;④TMVB蛋白质未感染病毒;⑤TMVARNA+TMVB蛋白质感染TMVA病毒;⑥TMVBRNA+TMVA蛋白质感染TMVB病毒2.结论:在RNA病毒中RNA是遗传物质思考:T2噬菌体、HIV、流感病毒的遗传物质提示:T2噬菌体遗传物质是DNAHIV、流感病毒的遗传物质是RNA名师解惑探究:作为遗传物质必须具备的条件染色体与遗传的关系十分密切化学分析表明真核细胞染色体的主要成分是核酸和蛋白质那么遗传物质究竟是蛋白质还是核酸呢作为遗传物质至少应具备以下四个条件:(1)在细胞生长和繁殖过程中能够精确地复制自己;(2)能够指导蛋白质的合成从而控制生物的性状和新陈代谢;ks5u(3)具有储存巨大数量遗传信息的潜在能力;(4)结构比较稳定但在特殊情况下又能发生突变而且突变以后还能继续复制并且能遗传给后代科学的研究已经充分证明:核酸具备上述四个条件所以核酸才是生物体的遗传物质核酸又分为脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)绝大多数生物的遗传物质是DNA有些病毒的遗传物质是RNA。
高中生物《核酸是遗传物质证据》教案一、教学目标•了解核酸是遗传物质的证据•掌握核酸的结构和功能•理解DNA和RNA的作用在遗传中的重要性•培养学生的实验能力和科学思维二、教学内容1. 核酸的结构•DNA的结构:双螺旋结构、核苷酸组成、碱基配对规则•RNA的结构:单链结构、核苷酸组成、功能多样性2. 核酸的功能•DNA的功能:遗传信息的储存、复制和传递•RNA的功能:转录、翻译、调控基因表达3. 核酸是遗传物质的证据•核酸的发现历程:格里菲斯实验、艾弗里-麦卡锡实验、赫歇实验•核酸的证据:突变和遗传性状的变化、DNA指纹鉴定等三、教学重点•核酸的结构和功能•核酸在遗传中的作用和证据四、教学步骤与过程1. 导入(5分钟)•通过提问或展示相关图片,引起学生对核酸的兴趣和认识。
2. 知识讲解(10分钟)•结构:介绍DNA和RNA的结构特点,核苷酸的组成,碱基配对规则等。
•功能:阐述DNA和RNA在遗传中的作用,例如DNA的储存、复制和传递,RNA的转录、翻译和调控基因表达等。
3. 实验演示(15分钟)•进行DNA提取实验,让学生亲自参与操作,感受核酸的提取过程,并解释实验原理。
4. 讨论与交流(15分钟)•引导学生分组讨论核酸在遗传中的作用和证据,如突变和遗传性状的变化以及DNA指纹鉴定等。
•每个小组分享一些观点和想法,进行交流和讨论。
5. 小结(5分钟)•对本节课的内容进行小结和总结,强调核酸作为遗传物质的重要性,并引导学生思考和思考后续的学习内容。
五、课堂作业•提醒学生复习课上的核酸结构和功能,以及核酸在遗传中的作用和证据,并预习下节课的相关内容。
六、教学辅助手段•PowerPoint课件•实验材料和设备•相关图片和视频资料七、教学评价与反思•教师可以通过学生在实验中的表现、课堂讨论的质量和作业的完成情况等方面来评价学生的学习情况。
•在教学过程中,要充分鼓励学生的参与和思考,引导学生深入理解核酸作为遗传物质的证据的重要性。
2019-2020年高中生物《核酸是遗传物质的证据》教案1 浙教版必修2教学目标(一)知识目标掌握证明核酸是遗传物质的两个实验的过程和原理,以及从实验中得出的结论(核酸是遗传物质)。
(二)能力目标通过重演科学家发现核酸是主要遗传物质的过程,学会科学研究的方法和实验设计的基本步骤。
(三)情感目标1、概述人类对遗传物质的探索过程,认同科学认识是不断深化、不断完善的过程。
2、通过学生自己设计验证性实验,培养分析问题、解决问题的能力,发展科学思维和创新的能力。
(四)重点难点1、重点:肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验的原理和过程。
2、难点:肺炎双球菌转化实验的原理和过程。
课时说明本节内容1课时,授课过程(包括与学生的互动)大约用时30 min,例题解析以随堂练习的方式完成,课后练习可作为作业。
对于例题解析和课后练习可根据时间情况灵活选用。
导入:有趣的生物遗传现象1、种瓜得瓜,种豆得豆。
2、龙生龙,凤生凤,老鼠的儿子会打洞。
另外,“老子英雄儿好汉”“将门生虎子”也在一定程度上说明了遗传的作用(这两句俗语还要考虑家庭教养环境的影响,与本文无关,不再赘述)。
概括:生物亲代与子代之间,在形态、结构和生理功能上常常相似,这就是遗传现象。
一、人类对遗传本质的探究19世纪中叶,孟德尔通过植物的杂交实验提出生物的每一个性状都是通过遗传因子(后称基因)来传递的。
遗传因子在体细胞中成对存在,在减数分裂形成的配子中成单存在,配子结合(受精作用)后,遗传因子又恢复到成对状态。
19世纪末,科学家研究了生物生殖过程中细胞的有丝分裂、减数分裂和受精过程,了解到染色体的活动有一定的规律:体细胞(2N);配子(N);受精卵(2N)。
据此,有人设想:莫非遗传因子就是染色体,一条染色体就是一个遗传因子?这不可能,因为生物的性状很多,而染色体的数目有限。
那么,一定是一个染色体上有许多个遗传因子(基因)。
基于这样的认识,1903年萨顿和鲍维里提出遗传因子存在于染色体上的假说。
核酸是遗传物质的证据教学设计
嘉兴高级中学陈光瑞
一、设计内容:生物必修2 第三章遗传的分子基础第一节核酸是遗传物质的证据(1课时)
二、设计思想
在实施新课程中,需要构建与新课程理念相适应的教学策略。
根据新课程理念,高中生物重在培养学生的科学思维、科学方法、科学精神等生物科学素养。
使学生由以前的“学会”到“想学”再到“会学”,因此,本节课以“自主探究科学发现的过程来学习科学研究的方法”为设计理念,切实落实主体性教学,提高学生的探究能力,训练学生科学的思维方法。
符合《基础教育课程改革纲要(试行)》的要求:“改变课程实施过于强调接受学习、死记硬背、机械训练的现状,倡导学生主动参与、合作学习、乐于探究、勤于动手,培养学生搜集和处理信息的能力、获取新知识的能力、分析和解决问题的能力以及交流与合作的能力”。
该理念的运用有利于学生科学素养、协作精神的培养,有利于培养学生的创新精神和实践能力,有利于学生主动建构知识、发展能力、形成正确的情感态度与价值观。
它不仅重视知识的获取,而且更加重视学生获取知识的过程及方法,更加突出地培养学生的学习能力。
在问题的推动下、在教师的引导下,学生学得主动,学得积极,真正体现了“教为主导,学为主体”的思想。
三、教学分析
1.教材分析
“核酸是遗传物质的证据”一节是新课标教材浙科版必修2第3章第1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。
在相当长的时间里,人们一直把蛋白质作为遗传物质,那么,遗传物质是DNA还是蛋白质呢?教材在此埋下伏笔。
在小资料中先通过一些间接证据说明DNA符合遗传物质的特征,蛋白质不符合遗传物质稳定性的特征,然后通过两个经典实验(噬菌体侵染细菌的实验、肺炎双球菌的转化实验)证明了DNA是遗传物质,再利用“烟草花叶病毒的感染和重建”实验证明RNA
也是遗传物质(没有DNA的少数生物)从而得出“DNA和RNA”都可以是遗传物质,蛋白质不是遗传物质,即“核酸是遗传物质”这一结论。
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,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。
细菌转化实验过程中,由于提取的DNA纯度不能达到100%,海混有少量蛋白质,不能完全排除蛋白质的作用,学生也会有疑虑,因此在教学过程中把细菌转化实验放在噬菌体侵染细菌的实验之前,更有利于学生对遗传物质DNA的理解。
2、学情分析
(1)学生已经具备了有丝分裂、减数分裂和受精作用等细胞学基础,掌握了生物的生殖过程、染色体的化学组成、蛋白质与核酸的元素组成等相关知识,这为新知识的学习奠定了认知基础。
(2) 高中学生具备了一定的认知能力,思维的目的性、连续性和逻辑性也已初步建立,但还很不完善,他们的心智还不能有效控制其行为冲动,对事物的探究有激情,但往往对探究的目的性及过程,结论的形成缺乏理性的思考。
四、教学目标
知识
(1)概述肺炎双球菌转化实验,理解“同位素标记法”是研究噬菌体侵染细菌所采用的方法,也是目前自然科学研究的主要方法。
(2)简述烟草花叶病毒的感染和重建实验,认同模型是科学研究的重要方法。
能力
(1)模仿科学家发现核酸是遗传物质的过程,学会科学研究的方法和实验设计的基本步骤。
(2)尝试证明核酸是遗传物质的实验设计思路,提高逻辑思维的能力,训练学生由特殊到一般的归纳思维的能力。
情感态度瑜价值观
(1)关注对遗传物质的探索过程,认同科学认识是不断深化、不断完善的过程。
(2)体验科学家严谨细致的工作作风和科学态度以及对真理不懈追求的科学精神,进一步增强学生热爱生命科学、学习生命科学的责任感和使命感
五、确定教学重难点及解决方法
由于肺炎双球菌的转化实验和噬菌体侵染细菌实验具体证明了DNA更加具备作为遗传物质的特性,从而进一步证明DNA是遗传物质,而烟草花叶病毒感染实验,证实RNA也是遗传物质,三个实验是介绍本节课程内容的载体,所以“肺炎双球菌的转化实验,噬菌体侵染细菌实验以及烟草花叶病毒感染实验的原理和过程。
”是本节的重点内容。
学生在学习本课内容时,对于肺炎双球菌的转化实验的原理和过程的理解掌握需要一定的逻辑思维能力,领悟科学家的实验设计思路和其中包含的科学方法,所以“肺炎双球菌的转化实验的原理和过程”为本节教学的难点。
教学重点:肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验的原理和过程。
解决方法:
(1)通过学生分析格里菲思的肺炎双球菌转化实验过程,使学生确信S型死细菌细胞中含有某种转化因子。
再通过艾弗里的体外转化实验,即从S型活细菌中提取DNA、蛋白质和多糖等分别加入培养R型细菌的培养基中,引导学生明确只有DNA具有转化作用。
1、【展示噬菌体图片】:(如上图)讲述T2噬菌体分为蛋白质的外壳以及
【设疑1】:为什么把噬菌体作为研究
遗传物质的材料?
【问题2】、子代噬菌体是在什么地方形成的,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?
【问题3】、仔细观察,两组实验的细菌裂解
1、经同位素测定发现,“用35S标记的一组感染实验,放射性同位素主要分布在上清液中;用32P标记的一组感染实验,放射性同位素主要分布在试管的沉淀物中。
”在用32P标记的噬菌体侵染实验中,上清液中32P的含量有30%,而在沉淀物中的含量为70%;在用35S标记的噬菌体侵染实验中,上清液中35S的含量达80%,沉淀物中的含量为20%。
③这个数据远比艾弗里实验中的0.02%大的多。
其次进一步观察发现:细菌裂解释放出的噬菌体中,可以检测到32P 标记的DNA,但却不能检测到35S标记的蛋白质。
为什么?
2、艾弗里的实验设计的非常科学,实验中出现了对照实验:R型菌+S菌的DNA→培养基中有R型菌和S菌;R型菌+S菌的蛋白质→培养基中只有R型菌;R型菌+S菌的多糖荚膜→培养基中只有R型菌;R型菌+S菌的DNA+DNA酶→培养基中只有R型菌。
不管是DNA与蛋白质做对照还是DNA与加入了DNA酶的DNA做对照,都可以非常精确地得出结论——DNA是“转化因子”。
其次,人们的怀疑毫无理由,仅仅0.02%的蛋白质就能引起怀疑,那么为什么纯净的蛋白质与R型菌混合得不到S菌不能成为蛋白质不是“转化因子”的证据呢?既然有这两个很难回答的问题,那么仍有人怀疑的根源是什么?
3、在证明了核酸是遗传物质后,1982年,美国科学家从感染了瘙痒病的叙利亚老鼠脑中分离出具有传染性的蛋白质因子,并首先提出了朊病毒这一名词,它不含有DNA和RNA,只有蛋白质。
疯牛病也是由于朊病毒引起的,是一种主要表现为神经系统遭到破坏的传染病。
请你通过以上信息及本课内容,对遗传物质究竟是什么做一个完整的定义。