3.1DNA是主要的遗传物质第2课时（教学设计）2025-2026学年高一下学期生物人教版必修2

第1节DNA是主要的遗传物质（第2课时） 一、教材分析 教材分析 本节课是《DNA是主要的遗传物质》的第2课时，承接第1课时艾弗里实验的结论与争议，旨在通过更直观、更具说服力的实验证据，最终确立“DNA是主要的遗传物质”这一核心概念。 承上：针对第1课时遗留的“艾弗里实验因提纯技术受质疑”的问题，引入新的实验材料和方法，提供更直接的证据。 启下：为学习“DNA的结构”和“DNA的复制”提供坚实的逻辑前提，并引出“基因是有遗传效应的DNA片段”这一后续概念。 二、教学目标确定 教学目标 生命观念 通过噬菌体侵染实验，进一步确信DNA是遗传物质的化学本质，巩固生命的物质观。 科学思维 通过对噬菌体侵染实验步骤的演绎推理，理解“同位素标记法”的原理和“将DNA与蛋白质分开处理”的逻辑核心，提升分析与综合、演绎与推理的能力。 科学探究 能够基于给定的科学问题（如何区分DNA和蛋白质的作用），提出利用同位素进行差异性标记的实验设计思路。 社会责任 通过了解科学家如何利用物理学方法（同位素标记）解决生物学难题，感悟学科交叉与技术融合对科学发展的巨大推动作用。 教学重点 1.噬菌体侵染细菌实验的原理、过程和结论。 2.“DNA是主要的遗传物质”这一结论的得出过程和完整含义。 教学难点 1.理解噬菌体侵染实验中，用³²P和³⁵S进行标记的原理、实验结果的放射性分布分析。 2.理解“DNA是主要的遗传物质”中“主要的”一词的准确含义。 三、教学过程 教学环节 教师活动 学生活动 一、回顾质疑，引出新证 1.复习导入：回顾上节课艾弗里实验的结论及其受到的质疑（提取物纯度问题）。 2.提出问题：怎样才能设计一个更直接、更令人信服的实验，让人们亲眼看到“到底是DNA还是蛋白质进入了宿主细胞并发挥了遗传作用”？ 3.引导思考：理想的实验材料应该具备什么特点？ （结构简单，成分明确，能区分DNA和蛋白质的“去向”） 4.引出材料：介绍T2噬菌体 （结构：蛋白质外壳+DNA核心；生活方式：专性寄生）。 1.回忆艾弗里实验的结论与争议。 2.思考如何改进实验设计。 3.讨论理想实验材料的特点（如成分少，侵染过程能将两种物质分开）。 4.认识噬菌体的结构和生活特点，理解其作为实验材料的优越性。 二、探究核心：噬菌体侵染细菌的实验 活动一：设计标记方案 1.提出问题：如何区分噬菌体的DNA和蛋白质在侵染过程中的“去向”？ 2.引导分析：DNA和蛋白质在化学元素组成上有什么显著区别？（DNA特有P，蛋白质特有S） 3.介绍方法：引出“同位素标记法”。可以用放射性³²P标记DNA，用³⁵S标记蛋白质。 4.追问细节：噬菌体不能直接在培养基上培养，如何获得标记的噬菌体？（先培养标记的大肠杆菌，再用其培养噬菌体。） 活动二：演绎推理过程 1.展示流程：分步动画展示两组实验：³²P标记组和³⁵S标记组的侵染过程 （吸附→注入→合成→组装→释放）2.关键操作：强调“保温”后要进行“搅拌”和“离心”。提问：这两个操作的目的是什么？ （搅拌：使吸附在菌体表面的噬菌体外壳与菌体分离；离心：让菌体沉淀，与上清液中的外壳分开。） 3.引导推理： a.如果遗传物质是DNA（假说一），预期³²P和³⁵S的放射性主要分别出现在哪里？（沉淀物/上清液） b.如果遗传物质是蛋白质（假说二），预期结果如何？（上清液/沉淀物） 4.呈现结果：展示赫尔希和蔡斯的实际实验结果：³²P组放射性主要在沉淀物（菌体）中；³⁵S组放射性主要在上清液中。 5.得出结论：实验结果支持假说一。在噬菌体侵染过程中，进入细菌内部的是DNA，蛋白质外壳留在外面。子代噬菌体的性状是通过亲代的DNA遗传的。因此，DNA是噬菌体的遗传物质。 活动一： 1.思考区分方法。 2.回顾元素组成：DNA含P不含S，蛋白质含S不含P（一般）。 3.理解“同位素标记法”的思路。 4.理解标记噬菌体的间接方法。 活动二： 1.观看动画，理解侵染五步骤。 2.思考并回答搅拌和离心的目的。 3.小组合作：根据两种假说，演绎推理两组实验的预期放射性分布，完成预测表格。 4.将实际结果与自己的预测对比。 5.分析结果，得出DNA是遗传物质的结论。 三、完善结论：烟草花叶病毒实验 1.提出新问题：所有生物的遗传物质都是DNA吗？ 2.介绍新材料：展示烟草花叶病毒（TMV）结构图（蛋白质+RNA，无DNA）。 3.引导迁移：借鉴前面的实验思路，如何设计实验探究TMV的遗传物质？ 4.简述实验：教师简述（或学生阅读教材）TMV的重建实验：将TMV的RNA和蛋白质分开，分别去感染烟草。结果是：RNA能引起感染，蛋白质不能。 5.得出结论：对于烟草花叶病毒（以及HIV、流感病毒等）而言，RNA是遗传物质。 1.思考问题，意识到结论可能有例外。 2.认识TMV的成分特点。 3.运用已有思路，提出分离RNA和蛋白质进行单独感染实验的设计。 4.了解TMV实验的关键过程与结果。 5.理解RNA作为遗传物质的存在。 四、统整建构，形成概念 1.梳理证据链：师生共同回顾两课时的探索之路：格里菲思（发现转化因子）→艾弗里（证明是DNA）→赫尔希和蔡斯（直接证明DNA进入细胞）→TMV实验（发现RNA也可作为遗传物质）。 2.构建核心概念： a.因为绝大多数生物（包括真核生物、原核生物、大部分病毒）的遗传物质是DNA。 b.所以说“DNA是主要的遗传物质”。 3.对比提升：简要对比肺炎链球菌转化实验和噬菌体侵染实验在材料、方法、结论上的异同，体会科学实验设计的进化。 1.跟随教师回顾完整的科学探索历程。 2.理解“主要的”一词的准确含义，并完整表述本节核心结论。 3.参与对比讨论，深化对实验设计方法的理解。 四、教学板书 第1节DNA是主要的遗传物质（第2课时） 一、噬菌体侵染细菌的实验（赫尔希和蔡斯） 实验材料：T2噬菌体（蛋白质外壳+DNA核心）、大肠杆菌。 实验原理：同位素标记法（区分DNA与蛋白质） DNA特有元素：P→用³²P标记DNA 蛋白质特有元素：S→用³⁵S标记蛋白质 实验过程： 标记噬菌体→侵染细菌→保温→搅拌（分离外壳）→离心（分离菌体与外壳）→检测放射性。 实验结果： ³²P标记组：放射性主要存在于沉淀物（菌体）中。 ³⁵S标记组：放射性主要存在于上清液（外壳）中。 实验结论：侵染过程中，DNA进入细菌内部，蛋白质外壳留在外面。DNA是噬菌体的遗传物质。 二、烟草花叶病毒（TMV）的侵染实验 材料特点：只含蛋白质和RNA，不含DNA。 实验简述：分离TMV的RNA和蛋白质，分别感染烟草。 结果与结论：RNA能引起感染，蛋白质不能。说明对于TMV，RNA是遗传物质。 三、结论 因为绝大多数生物的遗传物质是DNA。 DNA是主要的遗传物质。 五、教学反思 1.成功之处 对噬菌体侵染实验的处理非常细致，从标记原理到过程演绎，再到结果分析，层层递进，逻辑清晰，有效突破了教学难点。让学生先预测再验证，极大地调动了思维主动性。 2.待改进之处： 噬菌体侵染过程的“注入”步骤，学生可能难以想象DNA是如何进入的。若能用更生动的微观动画或模型演示，效果会更好。 在分析搅拌、离心目的时，可以设计一个简单的模拟活动（如用磁铁代表噬菌体，小球代表细菌），让学生更直观地理解。 学科网（北京）股份有限公司 $