1.1 DNA是主要的遗传物质教学设计-2025-2026学年高二上学期生物沪科版必修2

该高中生物学教学设计聚焦“DNA是主要的遗传物质”核心知识点，通过《哪吒》电影遗传情境导入，联系学生已有核酸知识，梳理肺炎链球菌转化实验、噬菌体侵染细菌实验等科学史证据，构建知识脉络。 该资料特色在于深度融合科学史，以问题链引导探究实践，如噬菌体实验中引导学生设计同位素标记方案，培养科学思维，结合自制模型、视频辅助理解抽象过程，提升学生归纳论证能力，为教师提供落实核心素养的教学范式。

教学设计 课程基本信息 课题 DNA是主要的遗传物质 课型 新授课 学科 生物 年级 高二 学段 高中 版本章节 沪科版 教学目标 1、理解并掌握肺炎链球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验的原理和过程。 2、通过对肺炎链球菌的转化实验、噬菌体侵染细菌实验、烟草花叶病毒重组实验等相关资料的分析，了解遗传物质的认识过程，阐述核酸是一切生物的遗传物质，DNA是主要的遗传物质，某些病毒以RNA为遗传物质的事实依据。 3、通过科学史学习，锻炼归纳概括、推理论证的能力，培养批判性思维，认同人类对遗传物质的认识是不断深化、不断完善的过程；通过实验分析，认识科学探究的基本步骤，尝试自己设计实验的关键步骤。 教学重难点 （一）教学重点： 1、引导学生学会运用同位素标记法等科学探究方法。 2、能基于相关证据论证DNA是主要的遗传物质，论证某些病毒以RNA为遗传物质。 （二）教学难点： 1、噬菌体侵染细菌实验的原理和过程的理解与应用。 2、DNA作为主要的遗传物质的证据。 学情分析 本节课的教学对象是高一的学生。通过必修一核酸和蛋白质知识的学习，学生已经掌握了核酸、蛋白质的组成和作用，具有“DNA是生物体的遗传物质”的前概念，并掌握了同位素标记法、离心等技术，具有一定的提出假设、设计实验、预测实验结果的能力。但学生在科学思维和科学探究能力上有所欠缺，对于“为什么DNA是主要的遗传物质”以及“如何证明DNA是主要的遗传物质”，学生还较为困惑。 《礼记》中记载：“道而弗牵，强而弗抑，开而弗达。”教师在课堂上要注意在学生前概念的基础上，对学生进行引导，而不应灌输式教学。学生进行科学探究的开始是提出问题，教师在备课时，要对学生充分了解，对学生的问题进行预设。在授课过程中，要以学生为主体，提高学生的课堂参与度，调动学生学习的主动性和积极性。教学过程中，问题的提出、分析和解决等步骤要符合学生的血清，不能“跳跃式”。 教学准备 自制大肠杆菌、T2噬菌体的模型（见PDF） 教学过程 教学任务 教学内容 设计意图 创新设计（含AI应用） 情境重构： 以问题激活探究思维 由自然界中普遍存在遗传现象导入，展示电影《哪吒之魔童闹海》中敖丙和其父亲敖光，以及申公豹一家人的图片，提出问题——亲代和子代间极其相似的原因是什么？，进而引出“遗传物质是什么？”的问题。 利用学生熟悉的情境，可以充分调动学生的好奇心 跟随科学家的脚步，探秘遗传物质的本质 （一）肺炎链球菌体内转化实验 简化肺炎链球菌体内转化实验讲解过程，仅通过视频展示格里菲斯的肺炎链球菌体内转化实验的实验材料、设计及结果。抛出问题串：①哪组实验结果最让你感到意外？为什么？②造成这种现象的原因是什么？ 学生提出不同的解释：①S菌复活；②R菌突变；③R菌转化为S菌。 （二）肺炎链球菌体外转化实验 主问题：谁是转化因子？次问题1：加热灭活的S菌中有哪些物质？ 次问题2：如何设计实验？ 设计实验：实验设计思路：将不同的物质分开，单独地研究它们的作用 实验自变量：S菌中的不同物质 实验因变量：R菌是否能转化为S菌 引导学生对“复活论”“突变论”“转化论”进行逻辑论证，排除不合理假设，建立“转化因子与遗传物质属性一致”的科学关联。这种从现象到本质的问题链设计，符合学生从感性认知到理性分析的思维规律，使探究过程具有明确的目标导向。 通过自主发现并解决问题，学生感受到成功的喜悦，增强了探究的欲望，同时学生在自主设计实验时，能自觉遵循单因子变量原则，说明学生具备一定的科学思维和科学探究能力。 实验模拟： 在设计与论证中体验科学方法 Q1：展示艾弗里的实验补充资料，学生自主讨论——艾弗里的实验是否严谨？ Q2：有没有比细菌更简单的生物能将DNA和蛋白质彻底分开，单独去研究它们的作用呢？ 播放T2噬菌体增殖的视频。 Q3：T2噬菌体的哪种物质进入大肠杆菌，实现快速增殖？ （1）提出问题：“T2噬菌体的哪种物质进入了大肠杆菌”。 （2）作出假设：引导学生作出可能的假设。 （3）设计实验 Q①：DNA和蛋白质肉眼不可见。如何追踪它们的去向呢？ Q②：实验中应标记的什么元素？为什么？ Q③：能不能同时标记蛋白质和DNA？ 学生自主设计实验。 强调离心的目的 （4）预测实验结果 请学生讨论不同假设下的实验结果。 PPT展示赫尔希和蔡斯实验结果图片，引导学生总结，哪种假设是正确的？ （5）得出实验结论 播放噬菌体侵染细菌的视频，引导学生总结噬菌体侵染细菌的步骤。 通过不断提出问题、探讨问题及解决问题，可以使学生在此过程中不断获得成就感，进而建立学科自信，对生物学的学习产生浓厚的兴趣；另一方面，让学生自主经历提出问题、作出假设、设计实验、预测实验结果、得出实验结论的过程，可以锻炼学生的科学探究能力，培养学生的科学思维。 实现问题转化，将探究“谁是遗传物质”的问题，转化为“T2噬菌体的哪种物质进入了大肠杆菌”。引导学生说出可能的假设。 思维外显：通过设计实验活动培养科学思维能力 抛出问题串： ①所有生物的遗传物质都是DNA吗？如果有些生物体内没有DNA呢？ 举例：HIV病毒、烟草花叶病毒等，它们的组成成分是RNA和蛋白质。 ②TMV的遗传物质是蛋白质，还是RNA？③如何设计实验证明？ 教师可以展示相关资料，给予学生提示，例如：①烟草花叶病毒有多种类型；②烟草花叶病毒侵染烟草叶片后，叶片会出现病斑的症状。 在实践中，培养学生基于事实的批判性思维和科学论证的表达能力。 作业设计 下图选自赫尔希和蔡斯发表于1952年的论文。在T2菌体侵染大肠杆菌的实验中分别用35S和32P标记噬菌体，并感染大肠杆菌。随后，将细菌和噬菌体的混合物进行搅拌并离心，再测定上清液或沉淀中的放射性。据图回答下列问题： 1. 实验中35S标记的是噬菌体的 ，32P标记的是噬菌体的 ，将大肠杆菌和噬菌体的混合物放入搅拌机中进行搅拌的目的是: 。 2. 实验结果表明：搅拌4 min后，留在大肠杆菌细胞外的物质主要是 ，说明进入了大肠杆菌细胞的物质是 。 3. 从图中数据可以看出，用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌之后，只有约80 %的35S留在了细胞外部。按照理论上的推测，该比例应为 。理论值与实际值出现差异的可能原因是： 。 *4. 赫尔希和蔡斯提出，约有20%含35S的蛋白质可能进入了细菌细胞内，也可能未进入。为探究蛋白质是否是遗传物质，你认为可进一步采取的实验是什么？并分析可能得到的结果和结论。 板书设计/课堂小结 1.1 DNA是主要的遗传物质 一、格里菲斯的肺炎链球菌体内转化实验 转化因子 后代 R菌 S菌 S菌 二、艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验 实验结论：转化因子是DNA 三、T2噬菌体侵染细菌的实验 实验结论：DNA是遗传物质 四、TMV重组实验 实验结论：RNA是TMV的遗传物质 教学反思 通过对科学史的深度分析，学生不仅可以“亲历”科学家们思考和分析问题的过程，感受科学思维的严谨性和逻辑性，还可以意识到质疑和创新的重要性。这种“重过程”的教学模式，不仅能帮助学生构建科学知识，更能让学生从中学习科学家的科学思维和科学探究过程，形成“勇于质疑、严谨论证、创新实践”的科学素养，实现生物学核心素养的全面提升。未来的教学实践中，教师应进一步挖掘科学史资源，构建“探究-实践-反思”的学习模式，为培养适应社会的创新型人才奠定基础。 另一方面，通过对艾弗里等科学家实验过程中所遇到的问题及问题的解决的过程，可以对学生进行不畏艰难、持之以恒等良好科学品质的教育，给学生树立良好的榜样，在课堂上也可以起到画龙点睛的效果。 学科网（北京）股份有限公司 $