《DNA是主要的遺傳物質(zhì)》教學(xué)設(shè)計(jì)（第一課時(shí)）

唐琳

【中圖分類號(hào)】G633.91 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2016）35-0138-02

[教材分析]

理順?biāo)悸?，明確地位。新教材是按照科學(xué)發(fā)展史的順序進(jìn)行編排的，第一章通過孟德爾的遺傳實(shí)驗(yàn)提出了遺傳因子（基因）控制生物性狀;然后1903年薩頓在研究蝗蟲精子和卵細(xì)胞的形成過程時(shí)，發(fā)現(xiàn)了基因和染色體的平行關(guān)系，利用類比推理提出了“基因在染色體上”的假說;1910年，摩爾根通過果蠅的雜交實(shí)驗(yàn)找到了“基因在染色體上”的實(shí)驗(yàn)證據(jù)。科學(xué)發(fā)展至此，人們很自然地希望繼續(xù)探索——基因到底是什么物質(zhì)，它有什么作用？第三章就向我們介紹了《基因的本質(zhì)》。因此，第三章是一、二章的延續(xù)，它們之間具有很強(qiáng)的邏輯性。在開始第3章學(xué)習(xí)時(shí)，適當(dāng)幫助學(xué)生復(fù)習(xí)前面的知識(shí)，理清思路，把握方向。

[學(xué)情分析]

“什么是遺傳物質(zhì)”？對(duì)于這個(gè)問題，大部分學(xué)生知道答案。學(xué)生知道是什么，但不熟悉為什么，怎么得出結(jié)論？因此，新教材把科學(xué)發(fā)展史的教育和實(shí)驗(yàn)思維的養(yǎng)成作為一項(xiàng)新的教學(xué)目標(biāo)，讓學(xué)生在原汁原味的實(shí)驗(yàn)過程中重溫科學(xué)的探索歷程。在體驗(yàn)的過程中，一方面能增強(qiáng)學(xué)生的興趣，另一方面又能培養(yǎng)學(xué)生的生物實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力。但是，學(xué)生對(duì)于實(shí)驗(yàn)的背景知識(shí)、實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)技術(shù)了解甚少，給他們的理解增加難度。所以，在教學(xué)中教師必須做好鋪墊工作、介紹相應(yīng)的技術(shù)，也鼓勵(lì)學(xué)生通過搜集資料自我學(xué)習(xí)，開闊視野。

[教學(xué)目標(biāo)]

（一）知識(shí)目標(biāo)

掌握證明DNA是遺傳物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)過程和原理，以及從實(shí)驗(yàn)中得出的結(jié)論（DNA是遺傳物質(zhì)）。

（二）能力目標(biāo)

通過重演科學(xué)家發(fā)現(xiàn)DNA是主要遺傳物質(zhì)的過程，初步學(xué)會(huì)科學(xué)研究的方法和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本步驟。

（三）情感目標(biāo)

1.概述人類對(duì)遺傳物質(zhì)的探索過程，認(rèn)同科學(xué)認(rèn)識(shí)是不斷深化、不斷完善的過程。

2.通過學(xué)生自己設(shè)計(jì)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)分析問題、解決問題的能力，發(fā)展科學(xué)思維和創(chuàng)新的能力。

[重點(diǎn)難點(diǎn)]

1.重點(diǎn)：肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)的原理和過程。

2.難點(diǎn)：肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)的原理和過程。

[教學(xué)方法]

學(xué)生合作學(xué)習(xí)，自主探究，討論和講述相結(jié)合，動(dòng)畫展示實(shí)驗(yàn)過程。

[教學(xué)過程]

1.總結(jié)基因的探索歷史，提出課題

2.早期對(duì)遺傳物質(zhì)的推斷：大部分科學(xué)家認(rèn)為，蛋白質(zhì)是生物的遺傳物質(zhì)

3.肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)

（1）兩種菌落的比較

（2）實(shí)驗(yàn)過程及分析

①對(duì)比第一、二組的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，這說明了什么？

②對(duì)比第二、三組的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，說明了什么？

③第四組小鼠為什么會(huì)死亡呢？你認(rèn)為有哪些可能的原因。

④第四組中活的S型細(xì)菌如何出現(xiàn)的？

⑤在什么條件下，活的R型細(xì)菌會(huì)轉(zhuǎn)變成活的S型細(xì)菌？

⑥從這個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，你可以得出什么結(jié)論？

4.實(shí)驗(yàn)結(jié)論：已經(jīng)被加熱殺死的S型細(xì)菌中，必然含有某種促成R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌的活性物質(zhì)（轉(zhuǎn)化因子）

5.尋找“轉(zhuǎn)化因子”

學(xué)生運(yùn)用“假說—演繹法”自我設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證哪種物質(zhì)是“轉(zhuǎn)化因子”？

問題假設(shè)→確定思路→選擇材料→設(shè)計(jì)方案→實(shí)施方案→結(jié)果分析→得出結(jié)論

6.艾弗里的體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)

艾弗里的思路

（1）實(shí)驗(yàn)材料：選用肺炎雙球菌。

（2）假設(shè)：DNA是遺傳物質(zhì)。

（3）實(shí)驗(yàn)操作：將S型細(xì)菌中的多糖、 蛋白質(zhì)、脂類和DNA等提取出來，分別與R 型細(xì)菌進(jìn)行混合。

（4）預(yù)期結(jié)果：只有DNA與R型細(xì)菌進(jìn)行混合，才能使R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化成S型細(xì)菌。

（5）實(shí)驗(yàn)結(jié)果：與預(yù)期結(jié)果吻合。

（6）分析結(jié)論：DNA是遺傳物質(zhì)。

[學(xué)生討論]

結(jié)合數(shù)學(xué)中的“必要條件、充分條件和充要條件”分析艾弗里的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。

“DNA才是使R型細(xì)菌產(chǎn)生穩(wěn)定遺傳變化的物質(zhì)”。你認(rèn)為通過此實(shí)驗(yàn)?zāi)艿贸鲞@一結(jié)論嗎，請(qǐng)說明理由。

由此可見，科學(xué)家是設(shè)法把DNA與蛋白質(zhì)分開，從而單獨(dú)地、直接地去觀察DNA的作用。但是，艾弗里轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)所使用的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。既然如此，還有沒有更具有說服力的方法來證明DNA是遺傳物質(zhì)呢？

7.小結(jié)

8.題中求知

（1）下列各項(xiàng)中，肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵一步是（ ? ? ? ）

A.區(qū)別S型細(xì)菌和R型細(xì)菌

B.無莢膜菌不會(huì)使小白鼠死亡

C.有莢膜菌可使無莢膜菌的后代長出莢膜

D.滅活的有莢膜菌可使無莢膜菌的后代長出莢膜

（2）用DNA酶處理過的S型細(xì)菌不能使R型細(xì)菌發(fā)生轉(zhuǎn)化。下列關(guān)于這一實(shí)驗(yàn)的敘述，不正確的是（ ? ? ）

A.這個(gè)實(shí)驗(yàn)是為了證實(shí)DNA的分解產(chǎn)物不是遺傳物質(zhì)。

B.這個(gè)實(shí)驗(yàn)是為了從反面證明DNA是遺傳物質(zhì)。

C.這個(gè)實(shí)驗(yàn)證實(shí)DNA的分解產(chǎn)物不是“轉(zhuǎn)化因子”。

D.這個(gè)實(shí)驗(yàn)是艾弗里關(guān)于遺傳物質(zhì)研究的重要工作之一。

【強(qiáng)調(diào)說明】學(xué)生體驗(yàn)艾弗里此步實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的巧妙，懂得實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的嚴(yán)謹(jǐn)性。

（3）格里菲斯和艾弗里所進(jìn)行的肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)，證實(shí)了（ ? ? ? ）

A.DNA是遺傳物質(zhì)

B.蛋白質(zhì)和多糖不是遺傳物質(zhì)

C. S型細(xì)菌的性狀是由DNA決定的

D.在轉(zhuǎn)化過程中，S型細(xì)菌的DNA可能進(jìn)入到了R型菌細(xì)胞中

9.作業(yè)

查閱相關(guān)資料，了解放射性同位素標(biāo)記技術(shù)。