資源簡介

教學設計
課程基本信息
學科 高中生物 年級 高一 學期 秋季
課題 DNA是主要的遺傳物質
教科書 書 名：必修2《遺傳與進化》 出版社：上海科學技術出版社
教學目標
1.通過對蛋白質和核酸結構與功能的認識，概況遺傳物質一般特點，培養生物學科“生命觀念”核心素養。 2.通過對科學史的學習和歸納，進一步了解技術和科學發展的關系。 3.基于肺炎鏈球菌體內外轉化實驗過程和噬菌體侵染細菌實驗，運用逆向思維和創新思維深度探究實驗中的問題。
教學重難點
教學重點： 1.肺炎鏈球菌體內外轉化實驗過程和原理 2.噬菌體侵染細菌實驗過程和原理 教學難點： 1.肺炎鏈球菌體內外轉化實驗過程和原理 2.噬菌體侵染細菌實驗過程和原理
教學過程
教學環節教師組織和引導學生活動設計意圖導入連連看游戲 通過親代和子代性狀相似性建立連線。 問題引導：親代給子代傳遞了什么物質，導致親子代的相似性上臺參與游戲回答問題。從生活入手，引發學生興趣，同時讓學生回憶舊知，自然而然進入本節課主題。 對遺傳物質早期推測科學史引入 通過問題串，歸納科學史。 孟德爾豌豆雜交實驗提出性狀是由什么決定的？ 摩爾根提出基因位于哪里？ 20世紀中葉科學家提出染色體是由什么結構組成？ 視頻引入（說明早期科學家對遺傳物質早期推測） 問題：DNA和蛋白質到底誰才是遺傳物質？歸納和概況基因、性狀、染色體、DNA、蛋白質關系的科學史。通過對科學史的歸納，以及視頻對遺傳物質的早期推測，學生通過結構與功能的生命觀念了解遺傳物質所具備特點。 肺炎鏈球菌的體內轉化實驗【教師講述】介紹1928年英國大面積爆發肺炎的由來，以及R型菌和S型菌結構特點，不介紹兩種菌的毒性 【引入】格里菲思的第4組實驗。 R型活菌+加熱致死S型菌 小鼠死亡 【提問】如果你是格里菲思，據目前的實驗條件，你覺是R型活細菌導致小鼠死亡，還是加熱致死的S型細菌導致小鼠死亡？ 【活動】利用卡紙制作實驗材料（小鼠、活R型菌、活S型菌、死S型菌）讓學生設計實驗驗證上述問題。 【PPT展示】 R型活菌 小鼠不死亡 致死S菌 小鼠不死亡 【提問】導致小鼠死亡的真兇是？ 【PPT展示】第4組實驗中死亡小鼠解剖后結果，小鼠體內存在活R型菌和活S型菌。 通過解剖結果，設計實驗驗證小鼠死亡原因？ 結論：導致小鼠死亡的真兇是活S型菌。 【教師講述】S型細菌致死原因，S型細菌的細胞壁外面包圍著一層莢膜，由于莢膜的存在，可以幫助肺炎鏈球菌抵抗吞噬細胞的吞噬，有利于細菌在宿主體內生活并繁殖。 【提問】請分組討論第一組實驗中的S型活菌是如何產生的，提出你的假說？ 【資料】 1.S型菌可分為多種類型(SⅠ、SⅡ、SⅢ)，R型菌可分為多種類型(RⅠ、RⅡ、RⅢ型)，在自然條件下會有R型菌突變成同型的S型菌，如RⅠ突變成SⅠ。格里菲思的實驗中所用的是RⅠ,小鼠體內找到的是SⅢ。 2.高溫使蛋白質結構破壞，破壞后不可復原。 【提問】通過資料分析下列3種假設哪個可能性最大。 1.加熱殺死的S型菌可能復活。 2.R型活菌突變成S型活菌。 3.加熱致死的S型菌中可能存在某種物質 使R型活菌轉化成S型活菌。 【格里菲思結論】已經加熱致死的S型細菌，含有某種促使R型活細菌轉化為S型活細菌的活性物質---轉化因子了解2種細菌結構特點。 利用卡紙設計實驗，說明問題。 R型活菌 小鼠不死亡 致死S菌 小鼠不死亡 設計第四組實驗S型活細菌 小鼠死亡 學生通過資料推測假設。 已經加熱致死的S型細菌，含有某種促使R型活細菌轉化為S型活細菌的活性物質---轉化因子。 打亂課本上實驗順序，學生能運用創新思維自行設計實驗，學生通過實驗設計，重走科學探究之路，讓學生在真實情景問題中通過分析問題、解決問題提升學生探究能力。 通過資料讓學生自行推導正確結論，培養學生科學思維。 肺炎鏈球菌體外轉化實驗【提問】S型菌體內含有什么物質？ （PPT展示一袋不同顏色磁貼，代表S型菌體內物質） 教師展示艾弗里體外轉為實驗：R型菌+S型菌提取物，混合培養，結果在培養皿中出現R型菌和S型菌。 【結論】S型菌體內確實含有轉化因子導致R型菌轉變成S型菌。 【提問】如果你是艾弗里，你有什么方法可以從S型菌提取物中，準確找出導致R型菌轉變成S型菌的物質？ 【活動】請選擇一組材料來模擬思路，找出轉化因子。 材料1：S型菌提取物（各種不同顏色磁貼）、R型活菌 材料2：S型菌提取物（各種不同顏色磁貼）、R型活菌、酶（卡紙） 【講述】第一組材料我們可以通過單獨挑選出其中一種物質，分別與R型菌混合培養，通過不斷的試錯，觀察實驗結果直到找到轉化因子，與常態相比人為增加某種影響因素我們稱為加法原理，第二組材料，我們可以利用酶解法，特異性的去除一種物質，例如我們可以利用蛋白酶去除蛋白質，再將剩下的細胞提取物與R型菌混合培養，觀察實驗結果，直到找到轉化因子，與常態相比，人為去除某種影響因素我們稱為減法原理。 【填空】請依照減法原理，利用酶解法完善下列實驗設計，預測結果，找到轉化因子。 組別酶去除 物質預測 結果1（對照）S型菌提取物+R型活菌2蛋白酶蛋白質3RNA酶RNA4酯酶脂質5DNA酶DNA
【實驗結論】DNA才是使R型細菌產生穩定遺傳變化的物質。蛋白質、DNA、糖類....... 討論，設計實驗，說明設計原理。 完善實驗設計，通過實驗得出實驗結論。通過教具將微觀物質可視化，降低實驗設計難度，使學生更容易理解學科知識。 學生重走科學探究路，設計實驗、驗證假設、得出結論，突破概念理解。 噬菌體侵染細菌實驗的原理和過程那有沒有比細菌更為簡單的實驗材料，并且能夠把蛋白質和DNA徹底分開？ 【閱讀資料】回答問題 資料一：T2噬菌體是一種專門寄生在大腸桿菌體內的病毒(無細胞結構)，頭部和尾部的外殼都是由蛋白質構成，頭部內含有DNA。 資料二：T2噬菌體侵染大腸桿菌時，首先吸附在大腸桿菌的表面，然后將遺傳物質注入大腸桿菌，在自身遺傳物質的作用下，利用大腸桿菌體內的物質合成自身的組成成分并組裝，進行大量增殖。當噬菌體增殖到一定數量后，大腸桿菌就會裂解，釋放出大量的噬菌體。 1.噬菌體的結構有什么特點？ 2.噬菌體侵染大腸桿菌的過程包括哪幾個階段？ 【實驗探究】 閱讀課本P45頁，觀察圖3-6，小組討論作答。 1.用什么方法觀察DNA和蛋白質去向？ 2.用什么元素標記噬菌體DNA和蛋白質？ 3.能否直接用培養基標記噬菌體？ 【教師講述】 用含有35S的噬菌體和32P的噬菌體分別去侵染未被標記的大腸桿菌，通過攪拌使吸附在大腸桿菌表面的噬菌體脫落，最后以離心的方式使兩者分層，檢測上清液和沉淀物中的放射性物質，結果表明第一組實驗上清液放射性較高，沉淀物放射性較低，第二組結果相反。 【提問】實驗結果說明了什么？ 【教師講述】赫爾希和蔡斯又做了進一步實驗，檢測大腸桿菌裂解后的子代噬菌體是否具有放射性。 【提問】實驗結果說明了什么？ 閱讀資料了解T2噬菌體的結構組成，找到更為簡單的實驗材料，以及了解噬菌體侵染細菌的大致過程。 閱讀課本回答問題。 1.同位素表記法 2.32P標記DNA 、 35S標記蛋白質 3.先培養細菌再培養噬菌體。 1.噬菌體侵染細菌時，DNA進入宿主細胞中，蛋白質沒進入。2.子代噬菌體的性狀通過親代的DNA遺傳遺傳，DNA才是真正的遺傳物質。 閱讀資料總結噬菌體結構，以及噬菌體侵染細菌過程，培養學生知識歸納總結能力。 認同科學的發展需要技術的支持，對同位素標記法和噬菌體的培養方式有一個明確的認識。 通過實驗結果探究DNA是遺傳物質的證據。 RNA是遺傳物質的證明實驗【提問】只有DNA是遺傳物質嗎？ 【教師講述】 煙草花葉病毒由RNA和蛋白質兩部分構成，將兩者分離后分別去感染煙草，被蛋白質感染的煙草沒有出現病斑，被RNA感染的煙草出現病斑。 【總結】利用思維導圖總結探究之旅 大部分生物遺傳物質是DNA，而少部分的病毒遺傳物質是RNA,所以我們說DNA是主要的遺傳物質。回答問題，煙草花葉病毒的遺傳物質是RNA通過實驗驗證RNA是煙草花葉病毒遺傳物質

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