3.1DNA是主要的遗传物质教学设计2022-2023学年高一下学期生物人教版必修二

基础教育精品课 教学设计 课程基本信息 学科 (高中生物) 年级 (高一) 学期 (春季) 课题 第三章 第1节 DNA是主要的遗传物质第1课时 教科书 书 名:必修2 遗传与进化 教材 出版社:人民教育出版社 出版日期:2019年6月 教学目标 本节主要侧重科学思维和科学探究能力的培养,在科学史背景下,让学生重走探索之路,在体验实验设计的过程中,像科学家一样思考,形成科学思维及重要的生物学概念。再以此为基础,运用学到的科学探究方法和思维,解决生活中或实验情境中的问题。因此本节课以人类对遗传物质的推测的科学史为主情境,在实验设计探究中形成概念,发展生物学科思维,提高科学探究的能力。因此本节课的教学目标确定如下: 1.阅读教材,区分肺炎链球菌转化实验中两种实验材料的特点,形成结构与功能观。 2. 识图并用语言描述肺炎链球菌体外转化实验和体内转化实验过程,培养学生信息获取能力;比较肺炎链球菌体外转化实验和体内转化实验原理,总结实验设计中对自变量的控制方法,培养学生科学探究能力。 3. 基于TAP论证式模型,分析早期人们对遗传物质探究历程、肺炎链球菌体外和体内转化实验结果,培养批判性思维和提高逻辑思维能力,形成严谨的科学思维和科学态度。 教学内容 教学重点: 1. 肺炎链球菌转化实验原理和过程。 2. 科学探究中自变量的控制方法。 教学难点: 1. 肺炎链球菌转化实验原理和过程 教学过程 【教学设计思路】 【联系实际,提出问题】2022年,东航“3·21”坠机事件引起广泛关注,飞机坠毁爆炸并引起森林大火,最终救援队伍通过对现场遇难者遗骸进行DNA的提取和比对,确认其身份,遗传物质DNA就像指纹一样能鉴定个人身份。在研究历程中,人类是如何确定遗传物质的化学本质为DNA的呢? 一、对遗传物质的早期推测 【教师活动】资料1:20世纪20年代,人们已经认识到蛋白质是由多种氨基酸连接而成的生物大分子。各种氨基酸可以按照不同的顺序排列,形成不同的蛋白质。氨基酸多样性的排列顺序,可能蕴含着遗传信息。 资料2:1910年,核酸化学家费伯斯·列文提出“四核苷酸假说”,即每个DNA分子 由多个“四核苷酸”重复聚合而成。到了20世纪30年代,人们认识到DNA是由许多脱氧核苷酸聚合而成的生物大分子,脱氧核苷酸的化学组成包括磷酸、碱基和脱氧核糖,但对DNA结构尚不了解。 【学生活动】:请同学们结合以上资料,结合当时研究进展,推测哪种物质更具有遗传物质的特征,并给出你的依据。 蛋白质为遗传物质,氨基酸多种多样的排列顺序,可能蕴含着大量遗传信息。DNA结构单一,无法储存大量遗传信息。 【教师总结】:由于当时对蛋白质和DNA结构认识程度不同,科学界普遍认为蛋白质能承担携带复杂的遗传信息的任务,所以认同蛋白质是遗传物质。 二、肺炎链球菌体内转化实验 【教师活动】展示格里菲斯研究背景肺炎链球菌的致病情况背景。 资料:1928年身为细菌学家的格里菲思在实验室里用肺炎双球菌来研制疫苗。格里菲思用了两种类型的肺炎链球菌,第一种是外包有荚膜的S菌,另一种是没有荚膜没有毒性的R菌。在他探究S型菌为什么有毒性的过程中,做了以下实验: 【学生活动】 任务1:阅读教材,归纳两种肺炎链球菌的特点 任务2:格里菲斯体内转化实验是如何进行的?请你用文字描述实验过程。 任务3:分析实验 1.该实验自变量、因变量是什么? 自变量:注射的成分不同 因变量:小鼠存活情况 2.根据对照原则,1、2、3组结果说明什么问题? 说明只有活的S型菌才能使小鼠死亡,加热致死的S型菌没有致病能力。 3.第4组是如何进行操作,结果说明什么?请你推测产生该结果的原因。 第4组将加热杀死的S型菌和活的R型菌混合注射到小鼠体内,小鼠死亡。 主张1:加热致死的S型菌在R菌作用下恢复活性。 主张2:R型菌获取了S型菌的多糖荚膜,产生致病性。 主张3:S型菌使得R型菌发生转化,R型菌转化为S型菌。 三、肺炎双球菌体外转化实验 【教师活动】 1.在基于上述主张前提下,如何设计实验探究加热杀死的S型菌中哪种物质是转化因子?请简要说出你的实验思路。 2.展示20世纪40年代,艾弗里及其同事所做的肺炎链球菌体外转化实验示意图。引导学生分析实验思路,根据结果对上述主张进行修正。 【学生活动】 任务1:从实验目的出发,分析S型菌含有的物质,提出实验设计思路,分析不同的实验思路在实际操作中最大的困难是什么。 思路1:将S型菌中的物质分离提纯,单独研究其能否让R型菌进行转化。 操作中最大的困难时将物质分离。 思路2:用酶解法去除研究因素,观察R型菌能否转化。 操作中最大的困难是加入的酶是否能彻底水解除去对应的物质。 任务2:观察并写出艾弗里实验过程及结果,提出证据,修正主张。 1.请用流程图写出艾弗里实验过程和结果 2.请分析该实验自变量