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基于问题串导学的“DNA是主要的遗传物质”一节的教学设计

2019-08-27罗登元

速读·中旬 2019年8期
关键词:遗传物质噬菌体蛋白质

一、教材分析

1.教材的地位和作用。《DNA是主要的遗传物质》是人教版普通高中新课程生物必修2《遗传与进化》中第3章第1节的内容。本节首先是以“问题探讨”的形式呈现了曾经在科学界争议了很长的问题:“DNA和蛋白质究竟谁是遗传物质?”目的在于引导学生思考如何对这一问题进行研究,激发学生的探索欲望;接着介绍了20世纪早期人们对于遗传物质的推测,在此基础之上教材详细讲述了DNA是遗传物质的直接证据——“肺炎双球菌的体内转化实验”、“肺炎双球菌的体外转化实验”和“噬菌体侵染细菌的实验”,引导学生重温科学家的探究历程,领悟科学的过程和方法,最终得出科学的结论。

2.教学目标。

(1)知识与技能目标:①总结“DNA是主要的遗传物质”的探索过程和实验设计思路;②理解DNA是主要的遗传物质。

(2)过程与方法目标:①领悟科学研究的过程和方法,培养学生的实验探究能力;②探究实验技术在证明DNA是主要遗传物质中的作用。

(3)情感态度和价值观目标:①体验科学探索的艰辛过程;②尊重事实和证据、崇尚严谨和务实的求知态度。

二、教法与学法

本节课遵照以教师为主导,学生为主体的理念,采用问题串即“问题驱动”法、比较归纳法、情景唤起法等方法指导学生。学生以导学案为载体,采用自学法、小组讨论法、比较法、归纳法等学习方法完成问题串,掌握本节知识点,最后用思维导图形成知识体系。

三、教学过程设计

设疑导入→问题串引导,学生合作探究→独立归纳总结→思维导图整理。

教学环节一:创设情景,导入新课

教师组织和引导:PPT展示展示豌豆杂交图解,指出遗传的概念。提出问题串1:①孟德尔通过实验证明生物的性状是由什么控制的?②摩尔根通过实验证明基因位于哪里?③染色体的成分是什么?④你认为遗传物质是什么?理由?⑤遗传物质可能具有什么特点?⑥证明某一种物质是遗传物质的可行方法有哪些?

学生活动:回顾所学知识,思考回答相关问题,这个问题串在预习时间以及完成,课堂上对答案,针对预习时不会回答的题目进行再次提问,求证。

教学环节二:对遗传物质的早期推测

教师组织和引导:指导学生读教材,提取信息:在20世纪早期人们普遍认为遗传物质是DNA还是蛋白质?为什么?

讲述:限于当时的认识水平,认为蛋白质是遗传物质的观点处于主导地位。科学家是如何认识DNA是遗传物质的呢,让我们重温科学家对遗传物质的认识过程吧。

学生活动:分析当时认为蛋白质是遗传物质的原因:组成DNA的脱氧核苷酸只有4种而组成蛋白质的氨基酸种类有20种,蛋白质的多样性很容易和生物的多样性相联系。

教学环节三:DNA是遗传物质的证据I——肺炎双球菌转化实验

教师组织和引导:提出问题,引导学生阅读获取信息。

1.本實验的材料是什么?具有什么特点?PPT展示:菌落。

2.肺炎双球菌转化实验的原理、过程、结论是什么?完成导学案理的两个问题串。

问题串2:①实验先进行一、二组的目的是什么?可否直接进行四组?②第四组小鼠体内分离出S型活细菌,是怎样出现的?③格里菲思的试验结论是什么?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?

问题串3:①这个实验与第一个体内转化实验有什么关系?(实验目的)②艾弗里的肺炎双球菌体外转化实验的设计关键思路?③加入DNA水解酶的组有何作用?

学生活动:认真阅读,获取信息;总结出R型细菌和S型细菌的区别(完善预习案);小组合作探究完成问题串2、3。

教学环节四:DNA是遗传物质的证据II——噬菌体侵染细菌的实验

教师组织和引导:教师讲述:艾弗里的实验进行了十年,实验目的到底是什么?他实现了吗?

为了把DNA和其他物质彻底的分离开,最终只能把蛋白质含量降低到0.02%,没有彻底分离提纯。所以,严格来说他的实验并没有构成单一变量。不能够排除蛋白质在转化过程中的作用。另一个实验能够将DNA和蛋白质彻底分离开,证明了DNA是遗传物质。——噬菌体侵染细菌的实验。

1.讲述并PPT投影。T2噬菌体的结构模式图,说明其结构特点、物质(元素)组成,培养条件。投影其电镜下的照片,说明根据电镜照片显示的其可能的寄生和繁殖方式。观察图片,思考:注入细菌的物质是什么?你认为哪一种物质是噬菌体的遗传物质?为什么?能不能排除蛋白质的作用?

2.投影分别用不同放射性元素标记的噬菌体侵染细菌的实验过程。完成导学案理的问题串:①利用什么方法将噬菌体的DNA和蛋白质区分开?(实验方法);②标记什么元素?原因是什么?③如何使噬菌体标记上相应的放射性?④35S标记的组,主要在上清液中检测到放射性,32P标记的组,却主要在沉淀中检测到放射性,说明了什么?⑤细菌裂解后,释放出的大量子代T2噬菌体中,可以测到32P标记的DNA,但却不能测到35S标记的蛋白质,这又说明了什么?⑥本实验的结论是什么?

学生活动:小组合作探究完成问题串4。

教学环节五:DNA是主要的遗传物质(烟草花叶病毒的实验)

教师组织和引导:设疑:DNA是生物唯一的遗传物质吗?投影演示烟草花叶病毒侵染烟草的结果,思考:烟草花叶病毒的遗传物质是?投影并讲述:大量科学研究证明:具有细胞结构的生物,遗传物质是DNA。多数病毒的遗传物质是DNA,例如:T2噬菌体。少数病毒的遗传物质是RNA,例如:SARS、HIV、烟草花叶病毒等。

学生活动:学生根据已有经验回答。观看幻灯片,回答:烟草花叶病毒的遗传物质是RNA。总结上述探究活动,得出:DNA是主要的遗传物质。

布置作业:展示教师自己画的思维导图,提出一些要求。

作者简介

罗登元(1987.11—),男,土家族,籍贯:重庆市,高中一级教师,大学本科学历,广东省佛山市顺德区均安中学生物教师。

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