3.1DNA 是主要的遗传物质-肺炎双球菌的转化实验教学设计-2025-2026学年高一下学期生物人教版必修2

该高中生物学教学设计聚焦“DNA是主要的遗传物质——肺炎双球菌的转化实验”，通过19世纪末科学家对DNA和蛋白质谁是遗传物质的疑问导入，承接必修一染色体知识，为后续DNA结构学习奠定基础，借助实验流程动画和小组讨论搭建学习支架。 特色在于以经典实验为载体，通过小组讨论分析对照实验设计培养科学思维，利用交互式白板展示实验动画具象化转化过程支持探究实践，渗透科学家严谨探究精神强化态度责任，如艾弗里分离提纯物质单独研究的单一变量设计。帮助学生提升逻辑推理能力，为教师提供清晰教学流程和多元评价工具。

教学设计 课题 DNA 是主要的遗传物质 —— 肺炎双球菌的转化实验 课型 新授课☑ 章/单元复习课□ 专题复习课□ 习题/试卷讲评课□ 学科实践活动课□ 其他□ 1.教学内容分析 本课时是 “基因的本质” 单元的开篇内容，承接必修一染色体的相关知识，为后续 DNA 结构、DNA 复制的学习奠定实验基础。核心内容包括肺炎双球菌的类型、格里菲思的体内转化实验、艾弗里的体外转化实验，重点是两个实验的设计思路和实验结论，难点是理解 “转化因子” 的探究过程。功能价值：通过分析经典实验，帮助学生建立 “科学探究需要设计对照实验、控制单一变量” 的科学思维，体会 “从现象到本质” 的探究过程。价值观念：渗透科学家的探究精神，让学生认识到科学结论的得出需要反复验证。 2.学习者分析 学习经验：学生知道染色体与遗传有关，对 “遗传物质” 有模糊概念，但从未接触过遗传物质的探究实验，对 “转化” 的概念完全陌生。知识储备：掌握原核生物的结构、细菌的类型（有荚膜 / 无荚膜），为理解肺炎双球菌的致病原因奠定基础。能力水平：能分析简单的对照实验现象，但对 “多组对照、单一变量控制” 的实验设计思路理解不足，缺乏从实验现象推导实验结论的逻辑推理能力。可能困难：难以区分格里菲思实验和艾弗里实验的实验目的和结论；无法理解 “体外转化实验中分离 DNA、蛋白质等物质” 的设计思路；对 “转化因子” 的本质理解模糊。 3.学习目标确定 · 能准确说出肺炎双球菌的两种类型及特点，描述格里菲思体内转化实验和艾弗里体外转化实验的实验过程和实验现象。 · 能分析两个实验的设计思路（对照实验、单一变量），理解艾弗里实验中 “分离提纯 DNA 等物质” 的核心方法，得出 “DNA 是转化因子，是遗传物质” 的实验结论。 · 能通过实验分析，培养对照实验设计、逻辑推理的科学思维，体会科学家的探究思路和科学研究方法。 · 认同科学结论的得出需要经过反复实验验证，树立严谨的科学探究精神。 4.学习重点难点 重点：格里菲思体内转化实验和艾弗里体外转化实验的实验过程、设计思路和实验结论。难点：艾弗里体外转化实验的设计思路；两个实验之间的逻辑关联（格里菲思提出问题，艾弗里解决问题）。 5.学习评价设计 · 过程性评价 · 观察学生在实验分析、小组讨论中的参与度和发言积极性，评价学习态度（权重 20%）； · 通过课堂提问（如 “格里菲思实验中第四组实验的作用是什么？”“艾弗里实验的单一变量是什么？”），检测学生对实验设计思路的掌握（权重 30%）。 · 表现性评价 · 让学生绘制格里菲思体内转化实验的流程示意图，标注实验分组、实验现象和实验结论，评价知识理解和表达能力（权重 50%）。评价工具：课堂观察记录表、学生实验流程绘图作业、口头提问记录表。 6.学习活动设计 教师活动 学生活动 环节一：情境导入（5 分钟） 教师活动1 展示资料：19 世纪末，科学家发现染色体的主要成分是 DNA 和蛋白质，提出疑问 “DNA 和蛋白质，哪一种是遗传物质？” 学生活动1 思考讨论引出课题：今天我们通过经典的肺炎双球菌转化实验，一起探究遗传物质的本质 ——DNA 是主要的遗传物质（第一课时）。 活动意图说明：核心内容探究（25 分钟）：- 活动 1：观看有丝分裂完整过程 3D 动画，小组讨论 "有丝分裂可分为哪些时期？每个时期最明显的变化是什么？"，教师引导梳理出间期、前期、中期、后期、末期五个时期。 环节二： 教师活动2 学生活动2 子环节 1：肺炎双球菌的类型 · 展示两种肺炎双球菌（S 型、R 型）的图片，讲解其形态特点（有荚膜 / 无荚膜）和致病特点（有毒 / 无毒），让学生做好知识铺垫。 子环节 2：格里菲思的体内转化实验 · 呈现实验史料，分四组展示实验过程（R 型活菌→小鼠、S 型活菌→小鼠、加热杀死的 S 型菌→小鼠、R 型活菌 + 加热杀死的 S 型菌→小鼠）； · 小组讨论：①每组实验的实验现象是什么？②第四组实验小鼠死亡的原因是什么？③该实验的实验结论是什么？ · 班级展示讨论结果，教师总结：实验提出 “加热杀死的 S 型菌中存在某种转化因子，能将 R 型菌转化为 S 型菌”，但未确定转化因子的本质。 子环节 3：艾弗里的体外转化实验 · 提出问题：“转化因子到底是什么？艾弗里如何继续探究？”； · 展示实验设计思路：将加热杀死的 S 型菌的 DNA、蛋白质、多糖、脂质等物质分离提纯，分别与 R 型活菌混合培养，观察菌落类型； · 小组分析：①该实验的单一变量是什么？②哪一组实验出现了 S 型菌落？③该实验的实验结论是什么？ · 教师总结：实验证明 “DNA 是转化因子，是遗传物质，蛋白质等其他物质不是遗传物质”，并强调实验的核心设计 ——分离提纯，单独研究每种物质的作用。 环节三： 教师活动3 学生活动3 · 学生以小组为单位，绘制格里菲思体内转化实验的流程示意图，要求标注实验分组、实验材料、实验现象、实验结论； · 教师巡视指导，纠正绘图中的错误（如实验分组遗漏、现象标注错误）。 · 师生共同梳理本节课核心知识：肺炎双球菌的类型→格里菲思实验（提出问题）→艾弗里实验（解决问题）→实验结论（DNA 是遗传物质）； · 强调实验设计的核心思想：对照实验、控制单一变量、从现象到本质。 7.板书设计 DNA 是主要的遗传物质 —— 肺炎双球菌的转化实验 一、肺炎双球菌的类型 1. S 型菌：有荚膜，有毒，菌落光滑 2. R 型菌：无荚膜，无毒，菌落粗糙 二、格里菲思的体内转化实验（1928 年） 1. 实验分组：① R 型活菌→小鼠→存活② S 型活菌→小鼠→死亡③ 加热杀死的 S 型菌→小鼠→存活④ R 型活菌 + 加热杀死的 S 型菌→小鼠→死亡 2. 实验现象：第四组小鼠死亡，体内检测到 S 型活菌 3. 实验结论：加热杀死的 S 型菌中存在转化因子，能将 R 型菌转化为 S 型菌 三、艾弗里的体外转化实验（1944 年） 1. 设计思路：分离提纯 S 型菌的 DNA、蛋白质等物质，单独研究每种物质的作用（控制单一变量） 2. 实验结论：DNA 是转化因子，是遗传物质；蛋白质、多糖等不是遗传物质 四、实验逻辑：提出问题（格里菲思）→解决问题（艾弗里） 8.作业与拓展学习设计 · 基础作业（10 分钟） · 填写肺炎双球菌转化实验的对比表格，包括实验者、实验方式、实验结论、实验不足。 · 拓展作业（15 分钟） · 查阅资料思考 “艾弗里的实验存在什么不足？为什么后来科学家还要用噬菌体侵染细菌实验进一步验证 DNA 是遗传物质？”，撰写简短分析报告。 · 分层设计 · 基础层：完成对比表格填写，掌握两个实验的核心结论； · 提升层：额外完成拓展作业，分析艾弗里实验的局限性，为下节课学习做铺垫。 9.特色学习资源分析、技术手段应用说明 · 特色学习资源：肺炎双球菌转化实验的史料图片、实验流程动画、变式实验分析资料； · 技术手段应用：通过交互式白板展示实验动画，将抽象的 “转化过程” 具象化；利用平板投屏展示学生的实验流程绘图，及时点评纠正，提升课堂效率。 10.教学反思与改进 · 经验总结 · 分小组分析实验过程，符合学生的认知规律，能有效调动学生的参与度，让学生主动推导实验结论； · 实验动画的展示能帮助学生理解 “转化” 的过程，突破概念理解难点，课堂效果较好。 · 改进设想 · 下次教学可提前让学生预习 “对照实验、单一变量” 的实验设计原则，减少课堂概念讲解时间，增加实验分析的深度； · 增加艾弗里实验的变式实验分析（如 DNA 酶处理组），让学生更深刻理解 “DNA 是遗传物质” 的结论； · 课后通过小测及时检测学生对两个实验的区分和理解，针对薄弱点进行补充讲解。 4 / 4 学科网（北京）股份有限公司 $