3.1核酸是遗传物质教学设计-2024-2025学年高一下学期生物浙科版（2019）必修2

教学设计 课程基本信息 学科 生物学 年级 高一 学期 春季 课题 DNA是遗传物质的直接证据 教学目标 1.说明肺炎链球菌转化实验和噬菌体侵染大肠杆菌实验的过程和原理，概述DNA作为遗传物 质的直接证据，形成生命物质决定生物体功能的观点。（生命观念） 2.运用演绎与推理、模型与建模等科学思维方法分析经典实验，体验科学探究环节，培养和 完善科学探究能力，从而得出“DNA是主要的遗传物质”的结论。（科学思维、科学探究） 3.掌握同位素标记法等研究方法，并在新情境中探究某种新型流感病毒的类型，认同科学、 技术和社会的关系。（社会责任） 学情分析： 1、知识储备：学生已知“细胞、核酸、染色体和蛋白质”等生物学概念，对于谁是遗传物质充满探索的兴趣。 2、学科能力：学生初步掌握探究性实验的基本程序和控制变量原则，为实验分析和实验设计奠定了基础。 3、认知障碍：由于学生对DNA受热变性、降温复性等知识欠缺，要理解转化的本质有困难，课堂上需补充相关知识帮助学生突破认知障碍；不了解肺炎链球菌和T2噬菌体的结构特点，需要课前预习。 教学重难点 教学重点： 1.肺炎链球菌转化实验的过程； 2.噬菌体侵染细菌的实验分析。 教学难点： 1.分析得出“DNA是遗传物质的直接证据”的实验结论。 2.运用科学探究的基本环节进行探索。 教学过程 教学环节 教学内容 学生活动 设计意图 课堂导入 1、介绍某同学疑患“呼吸道病原混合感染”，从抗原检测结果和核酸检测结果的矛盾中发现问题，提问哪一种检测更有准确性？ 2、明确医学上核酸检测的重要性和准确性，提出“核酸是遗传物质”的核心概念。 3、提问“DNA是遗传物质”是如何被证明的？引出科学史。 1、结合生活经验和已有知识回答问题。 2、认识到核酸的重要性，核酸是生物的遗传物质。 3、带着对科学史的兴趣，开始接下来的学习。 从病症引入，以抗原检测和核酸检测的矛盾，说明核酸的重要性，引出核心概念，营造课堂情境。既贴近学生的日常生活，容易激发学生兴趣；又能顺利过渡到科学史的研究，为后续的教学做铺垫。 校对课前学习任务 展示R型菌和S型菌的结构特点。 修正答案，充分认识到两种肺炎链球菌的结构和特点。 为后续的肺炎链球菌转化实验做铺垫。 重走格里菲思的发现之路 1、展示表1，学生观察格里菲思的实验分组与实验结果，思考①该实验的自变量和因变量是什么？ ②通过比较哪几组的实验结果，你能得出哪些结论？ 2、引导学生遵循单一变量原则，比较不同组的实验结果，从而得出实验结论。 3、说明“加热杀死的S型菌只有与无致病性的R型菌混合后，才会产生有毒的S型菌，并且其种类与组分1对应。”得出“加热杀死的S型菌中存在转化因子”的结论。 学生认真研究格里菲思的实验分组与结果，回答相关问题；学习实验分析的思路和方法，得出相关结论。 学习科学家利用肺炎链球菌设计转化实验的原理和过程，分析实验设计思路，训练科学思维。 【任务一】设计实验探究S型菌中转化因子的本质。 1、从“S型菌的组分”出发，引导学生写出“探究S型菌中转化因子本质”的实验设计思路。 2、在讲解实验设计思路的过程中，详细讲述如何控制自变量和检测因变量。 学生设计并完善实验思路。 了解对照实验设计的原理和方法。 重走艾弗里的发现之路 1、展示艾弗里的实验过程和实验结果，引导学生思考经过①至④步，转化因子是否已经被去除了？转化因子在哪里呢？推断出转化因子应当存在于终提取液中。 2、引导学生基于已有知识思考如何确定终提取液中的成分？展示材料1和2，说明在对终提取液进行定性测试和元素分析后，得出“S型菌的终提取液中应有DNA”。 3、如何进一步验证结论？继续加入DNA酶观察实验现象，培养基上只有R型菌，说明转化没有发生，进一步明确了终提取液中的DNA是转化因子。 学生了解和熟悉艾弗里的实验过程，体会“人为去除某个影响因素后观察实验结果的变化”在实验研究中的重要性；通过不断的验证过程，体会实验研究的严谨性；得出结论“DNA才是使R型菌产生稳定遗传变化的物质”。 了解实验设计的“减法原理”，结合已有知识分析材料得出结论，在实验验证的过程中锻炼思维的严谨性。 重走赫尔希和蔡斯的发现之路 1、从对艾弗里的质疑中，感受到当时技术的局限性，引发对实验材料的再探索。 2、展示资料3和4，学习T2噬菌体结构和特点，思考T2噬菌体能否作为适宜的实验材料。 3、展示研究课题“探究T2噬菌体的转化因子是DNA还是蛋白质。”引导学生提出问题、作出假设、设计实验。深入研究“放射性同位素标记法”，可以用35S和32P分开标记噬菌体的蛋白质和DNA。 回答T2噬菌体的相关问题；针对研究课题设计实验； 了解放射性同位素标记法，能够用不同的元素分开标记DNA和蛋白质。 1、认同科学的发展需要技术的支持，以及适宜的实验材料对于实验设计的重要性。 2、跟随赫尔希和蔡斯的实验，体验完整的科学探究环节。 3、运用模型与建模的方法将抽象的过程形象的表现出来，训练科学思维。 【任务二】制作含有35S和32P标记的噬菌体模型 1、让学生用红色表示有放射性标记，黑色表示无放射性标记，做出不同标记的噬菌体模型。 2、引导学生推理出搅拌和离心操作的必要性，通过检测沉淀物和上清液的放射性来判断遗传物质。 制作模型并说明其代表的含义。 【任务三】利用制作的模型，演绎推理写出3种实验假设的预期放射性情况。 1、展示表格，让学生根据假设推理出不同的实验结果并填表。 2、播放“学生演绎推理的过程视频”。 3、展示赫尔希和蔡斯的实验结果曲线图，重点在于“在被侵染的大肠杆菌存活率很高，意味着大肠杆菌还未裂解，新噬菌体还未释放的情况下，35S组上清液放射性很高”，该实验结果支持哪种假设？支持假设1，只有DNA注入了大肠杆菌。 4、提问“如何进一步验证假设1”，可以检测子代噬菌体中的放射性。 展示最终的实验结果，子代噬菌体中检测到32P，没有检测到35S。最终得出结论：DNA是噬菌体的遗传物质。 5、通过预测结果和实际结果的比较，发现该实验中存在的误差，引导学生在另外的课时中继续分析误差，对该实验进一步反思交流。 1、利用模型进行演绎推理，针对不同的假设得出不同预期结果，填表并校对答案。 2、分析实验结果曲线图，判断其结果与哪种假设相对应，并继续思考进一步验证假设的方法。 3、能够发现误差，并尝试对实验结果进行反思与交流。 课堂小结 1、回顾本节课三个重要的科学史实验，从实验证据中认同“DNA是遗传物质”的实验结论。 2、回顾科学探究的基本环节，即提出问题、作出假设、设计实验、实施实验、得出结论、反思交流。 回忆、归纳、整理本节课的核心概念，熟记科学探究基本环节并尝试应用。 强化学生对重点概念和科学探究环节的记忆与理解。 学以致用 1、介绍除了DNA外，RNA也可以作为病毒的遗传物质，展示资料5，营造新的情景，引导学生运用放射性同位素标记的实验方法，以必要的实验探究环节为基础，设计实验以确定某种新型流感病毒的类型。 2、课外拓展：查询相关资料，了解现代医学中确定病毒类型的方法；查找证明“核酸是遗传物质”的其他证据。 1、尝试设计实验，并写出实验思路、预期实验结果和结论。 2、在课余时间，通过查阅更多资料来拓宽对现代医学相关技术的了解，以深化对核心概念的理解和掌握。 鼓励学生运用科学研究方法解决实际问题，激发他们对现代医学技术的兴趣与研究热情，并培养学生的社会责任感。 教学反思： 本节课以几位科学家探索和证明“DNA是遗传物质”的科学史为主线，通过了解科学家提出问题、作出假设、设计实验、实施实验、得出结论、反思交流的过程，让学生初步形成生命的物质观，培养学生的科学思维和科学探究能力，理解自变量控制和因变量检测的方法，体会科学探究的基本思路和环节。本节课的主要亮点如下： 1.重温科学家的探索之路，分析经典的科学史实验 从研究过程和结论中理解科学原理。从分析格里菲思的肺炎链球菌转化实验，到艾弗里利用“逐步去除混合液中的某种物质来观察转化是否发生”从而证明DNA是转化因子的实验，再到赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌的实验，层层深入、抽丝剥茧，最终得出正确的实验结论，引导学生崇尚科学，严谨求真，不断探索。 2.体会科学探究环节，注重科学思维的锻炼 引导学生利用模型与建模的方法，学会逻辑推理，理解和掌握科学探究的基本方法，培养利用科学探究方法解决生活实际问题的意识，培养学生的科学思维和科学探究能力。 学科网（北京）股份有限公司 $$