DNA是主要的遺傳物質(zhì)教學(xué)設(shè)計

梁淇淋 袁毅君 石志學(xué)

摘?要：本節(jié)課主要圍繞探究遺傳物質(zhì)本質(zhì)的四個實驗展開，引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、探究、設(shè)計實驗，在探究中掌握知識、提升能力、培養(yǎng)科學(xué)思維。

關(guān)鍵詞：DNA;遺傳物質(zhì);教學(xué)設(shè)計

一、 教材分析

“DNA是主要的遺傳物質(zhì)”是人教版高中生物必修二第三章第一節(jié)，本節(jié)課主要講解了“肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗”和“噬菌體侵染細菌的實驗”，總結(jié)出“DNA是主要的遺傳物質(zhì)”。本節(jié)課在教材中主要起到了承上啟下的作用，有利于學(xué)生加深對DNA和RNA是遺傳物質(zhì)這一概念的理解，并為后面學(xué)習(xí)DNA分子結(jié)構(gòu)以及DNA的復(fù)制打下基礎(chǔ)。

二、 教學(xué)目標(biāo)

（一） 知識目標(biāo)

學(xué)生能夠分析總結(jié)“DNA是主要的遺傳物質(zhì)”的探究過程并理解“DNA是主要的遺傳物質(zhì)”的概念。

（二） 能力目標(biāo)

學(xué)生通過參與對“肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實驗”和“噬菌體侵染細菌的實驗”的探究，掌握科學(xué)探究的基本方法。

（三） 情感態(tài)度價值觀

學(xué)習(xí)科學(xué)家嚴謹細致的工作作風(fēng)和科學(xué)態(tài)度以及對真理不懈追求的科學(xué)精神。

三、 教學(xué)重點、難點

重點：1.

“肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實驗”的原理和過程;2. “噬菌體侵染細菌的實驗”的原理和過程。

難點：“噬菌體侵染細菌的實驗”的原理和過程。

四、 教學(xué)過程

（一） 回顧舊知，導(dǎo)入新課

教師帶領(lǐng)學(xué)生回顧之前的遺傳知識，從孟德爾把控制生物性狀的物質(zhì)稱為遺傳因子到摩爾根證實基因在染色體上。再為學(xué)生展示染色體、蛋白質(zhì)和DNA的圖片從而引出本節(jié)課的核心問題：“遺傳物質(zhì)是蛋白質(zhì)還是DNA？”

設(shè)計意圖：通過問題導(dǎo)入的方式引導(dǎo)學(xué)生步步深入思考，回顧學(xué)過知識的同時引入本節(jié)課的主題。

（二） 對遺傳物質(zhì)的早期推測

教師引導(dǎo)學(xué)生猜測遺傳物質(zhì)應(yīng)該具有的特性，并讓學(xué)生通過回顧蛋白質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)和DNA的物質(zhì)組成來推測遺傳物質(zhì)是DNA還是蛋白質(zhì)。教師根據(jù)學(xué)生的回答再適當(dāng)補充20世紀(jì)30年代之前科學(xué)家對遺傳物質(zhì)的猜測。

設(shè)計意圖：激發(fā)學(xué)生探究的興趣，引導(dǎo)學(xué)生用以往學(xué)過的知識來解決新的問題。

（三） 肺炎雙球菌的體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗

教師簡單介紹肺炎雙球菌并讓學(xué)生自主閱讀格里菲思的肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實驗。

教師提問：1. R型細菌與S型細菌有什么區(qū)別？2. 格里菲思的實驗中自變量、因變量和無關(guān)變量分別是什么？3. 對比1、2組實驗說明了什么？為什么R型細菌有毒而S型細菌無毒？4. 對比2、3組的實驗說明了什么？5.

為什么將R型活細菌與加熱殺死的S型細菌混合會導(dǎo)致小鼠死亡？S型細菌死而復(fù)生與加熱殺死的S型細菌將R型細菌轉(zhuǎn)化為S型細菌哪種可能性更大？

設(shè)計意圖：教師設(shè)置問題串，采用啟發(fā)式教學(xué)引導(dǎo)學(xué)生充分理解格里菲思的實驗并自主總結(jié)實驗結(jié)果。

（四） 肺炎雙球菌的體外轉(zhuǎn)化實驗

教師提問：1. 格里菲思的實驗證明了DNA和蛋白質(zhì)誰是遺傳物質(zhì)了嗎？2. 轉(zhuǎn)化因子究竟是何物質(zhì)呢？怎么來設(shè)計探究轉(zhuǎn)化因子的實驗？

教師提示學(xué)生回憶組成細菌的物質(zhì)成分，讓學(xué)生分小組討論設(shè)計探究轉(zhuǎn)化因子的實驗。教師再讓學(xué)生閱讀書本上艾弗里的實驗步驟并與自己設(shè)計的實驗進行對比，比較自己實驗設(shè)計的不足之處。

教師提問：1. 艾弗里為什么要將S型細菌的DNA和DNA酶加入R型細菌的培養(yǎng)基中？2. 艾弗里的實驗可以得出什么樣的結(jié)論？3.

艾弗里的實驗在當(dāng)時為何會受到質(zhì)疑？

設(shè)計意圖：讓學(xué)生自主探究設(shè)計實驗，學(xué)會科學(xué)探究的基本方法。

（五）

噬菌體侵染細菌的實驗

教師讓學(xué)生回憶病毒的組成成分，展示T2噬菌體的結(jié)構(gòu)圖，使學(xué)生對T2噬菌體的結(jié)構(gòu)有一定的了解。

教師補充科學(xué)史：“人們當(dāng)時只知道噬菌體侵染細菌的過程為：①噬菌體吸附在細菌上。②噬菌體的遺傳物質(zhì)進入細菌，在細菌內(nèi)增殖產(chǎn)生子代噬菌體。③侵染細菌裂解，子代噬菌體的釋放。”所以赫爾希和蔡斯的實驗的關(guān)鍵是探究DNA和蛋白質(zhì)誰進入了細菌。

教師引導(dǎo)學(xué)生回顧同位素標(biāo)記法。

教師提問：1. 標(biāo)記蛋白質(zhì)和DNA的哪種元素？2. 為什么不標(biāo)記C、H、O、N？3.

怎樣才能讓噬菌體的蛋白質(zhì)和DNA被相應(yīng)的同位素標(biāo)記上？4. 能不能直接用35S和32P普通培養(yǎng)基培養(yǎng)噬菌體？

學(xué)生分小組嘗試設(shè)計蛋白質(zhì)和噬菌體誰是遺傳物質(zhì)的實驗，再閱讀書中的赫爾希與蔡斯的實驗，對自己的實驗進行改進。

教師提問：1.

為什么被35S標(biāo)記的噬菌體實驗的沉淀中有25%的放射性？2. 為什么被32P標(biāo)記的噬菌體實驗的上清液中有15%的放射性？

教師講解噬菌體侵染細菌的過程并播放相應(yīng)動畫。

設(shè)計意圖：1. 學(xué)生結(jié)合科學(xué)史進行學(xué)習(xí)更能明確當(dāng)時科學(xué)家設(shè)計實驗的思路，更能加深對實驗的印象。2.

學(xué)生自主設(shè)計實驗?zāi)軌騿l(fā)學(xué)生思維。

（六） RNA也是遺傳物質(zhì)

教師讓學(xué)生閱讀課本并嘗試用煙草花葉病毒設(shè)計證明RNA是遺傳物質(zhì)的實驗。

設(shè)計意圖：幫助學(xué)生熟練掌握科學(xué)研究的方法。

五、教學(xué)反思

本節(jié)課內(nèi)容較多，但貫穿一條清晰的邏輯線：蛋白質(zhì)與DNA誰是遺傳物質(zhì)—格里菲思體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)化因子是遺傳物質(zhì)—艾弗里體外轉(zhuǎn)化實驗發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)化因子是DNA，得出結(jié)論遺傳物質(zhì)是DNA不是蛋白質(zhì)—艾弗里提取的DNA純度不夠高，當(dāng)時人們不信服—噬菌體侵染細菌實驗證明DNA是遺傳物質(zhì)—人們發(fā)現(xiàn)RNA也是遺傳物質(zhì)—得出結(jié)論DNA是主要的遺傳物質(zhì)。所以本節(jié)課將以學(xué)生為主體，教師引導(dǎo)學(xué)生沿著科學(xué)家的步伐，層層深入思考，最終得出結(jié)論—DNA是主要的遺傳物質(zhì)。

（通訊作者：袁毅君）

作者簡介：

梁淇淋，袁毅君，甘肅省天水市，天水師范學(xué)院生物工程與技術(shù)學(xué)院;

石志學(xué)，甘肅省天水市，天水市第一中學(xué)。