3.1噬菌体侵染细菌的实验分析教学设计-2023-2024学年高一下学期生物浙科版必修2

教学设计 课程基本信息 学科 高中生物学 年级 高一年级 学期 秋季 课题 活动 噬菌体侵染细菌的实验分析 教科书 书 名：必修2 遗传与进化 出版社：浙江科学技术出版社 教学目标 1.通过阅读教材，简述噬菌体的结构和生活史。 2.通过资料分析和问题探讨，能初步设计和分析噬菌体侵染实验。 3.通过分析噬菌体侵染实验的过程和结果，能论证DNA是噬菌体的遗传物质。 4.通过总结遗传物质的探究历程，认同科学探索需要科学的方法和坚韧不拔的品质。 教学内容 教学重点： 1.噬菌体侵染细菌实验的原理、过程和结论。 教学难点： 1. 噬菌体侵染细菌实验的原理和过程。 2. 噬菌体侵染实验的误差分析。 教学过程 学习任务 教师活动 学生活动 设计意图 引入：回顾肺炎双球菌的实验，提出质疑，引出新的实验 展示艾弗里离体细菌转化实验及结论：DNA是遗传物质。 提出质疑：很多学者认为DNA纯度不够精准，还混有少量蛋白质，细菌之所以转化，是DNA还是蛋白质的作用呢？ 思考问题 通过回顾实验，提出质疑，引发认知冲突，激发学生的求知欲。 认识噬菌体 的结构和繁殖 问题过渡：这个实验最大的诟病在于提取的DNA混有蛋白质，有没有实验材料不需要对蛋白质和DNA进行分离、提纯呢？ 展示：1952年美国科学家赫尔希和蔡斯选择了一种结构非常简单的生物。 问题：它是一种怎样的生物？结构是怎样的简单？又是如何繁殖的呢？ 指导学生阅读教材，完成学习任务单：噬菌体的结构和繁殖过程。 展示任务完成情况。 阅读教材，完成学习任务单。 通过阅读教材和完成学习任务单，培养学生获取信息的能力。 探究噬菌体的遗传物质 探究噬菌体 的遗传物质 探究噬菌体的遗传物质 探究噬菌体的遗传物质 探究噬菌体的遗传物质 探究噬菌体的遗传物质 问题：噬菌体只有蛋白质和DNA，它的遗传物质是什么呢？ 引导：噬菌体在繁殖过程中，需要利用细菌内的物质进行繁殖，那它必然须有物质进入细菌。 【提出问题】 那噬菌体侵染细菌时，进入的是什么物质呢？ 【提出假说】 请在任务单上提出你的假说。 引导：刚才的假说是没有任务资料的情况下提出的，但是当时科学家已经对噬菌体进行了研究，请大家阅读资料，修正假说。 展示资料： 【资料1】1949年，美国 Anderson 在电子显微镜下可清晰地显示被渗透压冲击失活的噬菌体释放DNA 的过程，噬菌体成为一个空壳的“幽灵”。 【资料2】1951 年，Herriott 研究发现渗透压骤变 能使噬菌体头部释放 DNA，而“空壳”仍可以吸附到 细菌上。 引导学生根据资料，修正假说。 如何证实假说呢？ 【设计实验】 为探究“噬菌体侵染细菌时注入DNA”的假说是否正确，教师设问，引导学生构建实验设计思路。 问题： 1. DNA和蛋白质是分子，无法用肉眼追踪，用什么方法追踪分子的去向呢？ 引导：回顾前面追踪分子去向的方法。 结合当时的研究背景，我们来分析一下他们会选择的方法。 展示资料 【资料1】1949年生物化学家Cohen利用同位素标记的方法发现噬菌体几乎全部由蛋白质和DNA组成。 对这两种物质的分析表明：仅蛋白质含有硫，磷几乎都存在于DNA中。 2. DNA和蛋白质分别选用哪种元素进行同位素标记？为什么？ 表述：赫尔希和蔡斯采用的是放射性同位素35S和 32P进行标记。 问题：为什么选择放射性元素呢？ 【资料】放射性元素可以用仪器检测，但是只能检测放射性的强度和位置，不能检测放射性元素的具体类型。 引导：根据检测方法分析问题。 3. 是对同一个噬菌体标记还是分别标记？为什么？ 4.如何获得32P或35S标记的噬菌体呢？ （1）能否直接用含32P或35S的培养基标记噬菌体呢？为什么？ （2） 噬菌体可以利用哪里的物质来繁殖呢？ （3） 如何获得32P或35S标记噬菌体的方法？ 具体就是：分别用含35S或32P的培养基培养细菌，得到分别标记的细菌，再用噬菌体分别进行侵染，这样就可以获得分别标记的噬菌体。 引导：获得了32P或35S标记的噬菌体后，要追踪它们的去向就需要去侵染大肠杆菌。 问题：被侵染的大肠杆菌是标记还是未标记的呢？为什么？ 问题：根据假说，请在任务单上画出侵染未标记细菌后的图示，并预测侵染后放射性的位置。（红笔表示有放射性，黑笔表示没有放射性） 问题：为了进一步准确检测细菌内外的放射性，赫尔希和蔡斯做了怎样的处理？ 指导学生阅读教材并回答问题。 问题：搅拌和离心的目的分别是什么？ 归纳总结：实验的基本过程。 【预期实验结果】 请你根据假说在任务单上预测悬浮液和沉淀物的放射性。 思考：若没有搅拌，可能会出现怎样的预期实验结果？为什么？ 【实验结果】 教师展示实验结果：35S