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视频标签：遗传与进化,DNA是主要,遗传物质
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视频课题：高中生物必修2《遗传与进化》《DNA是主要的遗传物质》第2课时探究型教学
教学设计、课堂实录及教案：高中生物必修2《遗传与进化》 《DNA是主要的遗传物质》第2课时探究型教学
《DNA是主要的遗传物质》第2课时探究型教学
设计
一、设计理念
根据新课程理念，高中生物学教学重在培养学生的科学思维、科学方法、科学精神等生物学科学素养，因此，本节课以“自主探究科学发现的过程来学习科学研究的方法”为设计理念，切实落实主体性教学，提高学生的探究能力，训练学生科学的思维方法。
二、教材分析 1.地位和作用
“DNA是主要的遗传物质”一节是新课标教材人教版必修2第3章第1节的内容，是在前面学习了有关细胞学基础(有丝分裂、减数分裂和受精作用)、阐明了染色体在前后代遗传中所起的联系作用、分析了染色体的主要成分是DNA和蛋白质的基础上来学习的。在相当长的时间里，人们一直把蛋白质作为遗传物质，那么，遗传物质是DNA还是蛋白质呢？教材在此埋下伏笔，然后通过两个经典实验证明了DNA是遗传物质，最后列举少数生物只有RNA而没有DNA的事实，得出“DNA是主要的遗传物质”这一结论。
本节内容在结构体系上体现了人们对科学理论的认识过程和方法，是进行探究式教学的极佳素材。在教学中，通过发挥学生的主体作用，优化课堂结构，妙用科学史实例，把知识的传授过程优化成一个科学的探究过程，让学生在探究中学习科学研究的方法，从而渗透科学方法教育。
2.重点和难点 教学重点
（1）噬菌体侵染细菌实验的原理和过程。 （2）侵染实验的结果预测和分析。 教学难点
（1）噬菌体侵染细菌实验的原理和过程。 （2）如何理解DNA是主要的遗传物质。 三、教学目标 1.知识目标
（1）了解选材原因。
（2）知道“同位素标记法”是研究噬菌体侵染细菌所采用的方法，也是目前自然科学研究的主要方法。
（3）明确实验思路。 （4）能对实验结果进行解释。
（5）分析证明DNA是主要的遗传物质的实验思路。 2．能力目标
（1）分析证明DNA是遗传物质的实验设计思路，提高逻辑思维的能力。 （2）能对实验步骤进行分析。 （3）对实验结果进行预测。
（4）用“同位素标记法”来研究噬菌体浸染细菌的实验，说明DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质，训练学生由特殊到一般的归纳思维的能力。
3．情感目标
学习科学家严谨细致的工作作风和科学态度以及对真理不懈追求的科学精神，进一步激发学生辩证唯物主义世界观的树立。
四、教学模式
根据主体性教学目标，以“自主性、探究性、合作性”为学生学习的三个基本维度，以培养学生的科学素质为指导，以侧重科学方法教育为归宿，本节课采用“引导探究”教学模式，融合讨论法、比较法、归纳法等多种教学方法，并配以多媒体辅助教学，引导学生模拟科学发现过程，进行分析、讨论、归纳和总结。
“引导探究”教学模式流程: 设疑导入→引导探索→归纳总结→拓展升华 五、教学过程设计
课前准备：多媒体课件制作，菌体侵染细菌实验流程示意图的模型教具制备，学案等。
1.设疑导入
提问艾弗里的实验结论是什么 ，为什么会遭到质疑？ 学生思考回答（DNA不纯）巩固上节知识，导入本课 2.引导探究，确定探究课题。
大家想想，艾弗里的实验结果遭到质疑，那么“DNA和蛋白质谁是遗传物质”仍然是我们要探究的问题。好，发动你的脑力小马达，一起来进行我们的探究之旅。
3.实验材料选择
教师利用实物（班级养的花草和实验室刚培养好的大肠杆菌培养液）和多媒体展示的方式引导学生思考，并提出问题：
（1）选择什么材料呢，简单的好，复杂的好？我从咱们班养的这株植株上取些细胞你用不用它作实验材料？那刚培养好的大肠杆菌呢？
（2）有没有比细菌更简单的实验材料？（引导学生回答，病毒） PPT展示T2噬菌体的结构模式图，引导学生回答T2噬菌体的组成成分只有蛋白质和DNA，进一步引导学生回答选择噬菌体的第一个原因：结构和组成成分比较简单，只有蛋白质和DNA。（3）除此之外，我们选择噬菌体还有其他原因，下面我们通过阅读导学案的上资料回答问题，总结选择噬菌体的其他原因。（通过材料分析，清楚噬菌体侵染大肠杆菌的具体过程）
思考：（1）噬菌体不依靠宿主可以增殖吗？为什么？
思考：（2）图中噬菌体注入大肠杆菌体内的物质可能是什么呢？
思考：（3） T2噬菌体侵染过程中，注入大肠杆菌的物质能否看作遗传物质？为什么？
教师引导学生总结选择噬菌体的第二原因：噬菌体侵染大肠杆菌的过程中，蛋白质和DNA可能会分开。
动态生成，引导学生得出本节探究实验的主题—噬菌体侵染大肠杆菌的实验。（板书副标题—噬菌体侵染大肠杆菌的实验）
4.噬菌体侵染细菌的实验实验方法选择
材料有了，也确定了要做噬菌体侵染大肠杆菌的实验了，选择什么实验方法呢？思考标记和追踪物质转移途径的常用方法？
教师引导学生共同得出方法：同位素标记法。（有的学生提到荧光标记法，要给学生排除这种方法）
5.实验思路
（1）接下来大家想怎么设计实验呢？请大家分小组讨论得出简单实验思路并完成导学案第二部分排序题，实验设计过程中可以选用PPT上所给的仪器。（简单介绍离心机并向大家展示mini离心机实物）
学生讨论实验设计思路，完成导学案排序题。
根据组内讨论，请将下列实验步骤排序。___A_C D B________ A标记噬菌体 B检测放射性分布
C被标记的噬菌体侵染大肠杆菌 D将噬菌体与其吸附的大肠杆菌分离 找小组代表描述简单思路和主要步骤。
未被标记的大肠杆菌 32
P
32
P
32
P
32
P
32
P
32
P
被
32
P标记的大肠杆被35S标记
的噬菌体
被32P标记的噬菌
未被标记的噬菌体
35
S 35S
35
S
35
S
35
S
35
S
找代表描述，其他组成员补充得出实验基本步骤：
实验探究——实验步骤
实验流程
标记噬菌体
被标记的噬菌体侵染大肠杆菌
观察放射性的分布
将噬菌体与其吸附的大肠杆菌分离
得出结论
实验步骤设计
（2）整体思路我们有了，但是步骤中有些细节问题我还想问问各组是怎么考虑的。
第一，标记噬菌体
分别标记DNA和蛋白质，还是同时标记？根据学生回答可以降低难度，给出两个方案，让学生选择并说明原因。
方案一：设一组实验，同时标记噬菌体的DNA和蛋白质 方案二：设两组实验，分别标记噬菌体的DNA和蛋白质
如何标记噬菌体？同样根据学生回答可以降低难度，给出两个方案，让学生选择并说明原因。
方案一：分别用含32P和35S的培养基直接培养噬菌体
方案二：先用分别含32P和35S的培养基培养大肠杆菌，再让噬菌体侵染上述大肠杆菌
第二，噬菌体侵染大肠杆菌
标记噬菌体后还需要标记其所侵染的大肠杆菌吗？
在这里提醒大家侵染过程需要保温一段时间，说明保温的目的。 第三，将噬菌体与其吸附的大肠杆菌分离
如何将噬菌体和所吸附的大肠杆菌分离？（学生根据前面仪器提示，可答出离心，教师补充在离心前还有必要的一步搅拌，并引导学生回答搅拌的目的）
搅拌的目的？（将噬菌体和其吸附的大肠杆菌分开）
离心的目的？ （根据比重不同，将噬菌体颗粒与大肠杆菌分离）离心后上清液与沉淀中的物质成分？ （上清中是比重较轻的噬菌体颗粒，沉淀中是比重比较重的大肠杆菌）
保温时间能不能太长？ （大肠杆菌会裂解，释放子代噬菌体）
经离心机离心后，混合物的状态：现场给大家演示离心机使用并且观察离心效果。
6.实验结果预测
DNA和蛋白质，哪种物质进入大肠杆菌？ 学生根据本节课所学做出假设
假设一：DNA进入了大肠杆菌，蛋白质没有进去 假设二：蛋白质进入了大肠杆菌，DNA没有进去 假设三：蛋白质和DNA都进入了大肠杆菌
小组讨论，放射性如何分布呢？ 请同学们思考假如假设一成立，会出现什么实验现象呢？学生回答：35S标记的一组上清中有放射性，沉淀中没有；32P标记的一组上清中没有放射性，沉淀中有。
7.实验结果分析
其实，当时赫尔希和蔡斯也跟我们设计了一样的实验并且真正的实施了实验，那么我们来看看真实的实验现象是怎样的。阅读课本45页赫尔希和蔡斯的实验结果，思考下面几个问题。（学生小组讨论）
描述赫尔希和蔡斯的实验现象 （两组放射性分布）
赫尔希和蔡斯的实验现象说明谁是真正的遗传物质？（得出在侵染时DNA进入细菌内部，DNA是噬菌体的遗传物质）
35
S标记的实验组，沉淀放射性为什么不为0？（引导学生思考细节，考虑搅
拌不充分）
你还能发现其他问题吗？讨论提出（发挥学生主观能动性，从学习和观察中发现问题，深入思考。引导方向：32P标记的实验组，上清放射性为什么不为0？子代噬菌体放射性有无问题？子代噬菌体DNA全部具有放射性吗？）
8.得出实验结论
你认为该实验得出的结论是什么？ 引导学生回答：DNA是噬菌体的遗传物质 9.知识拓展
随着科学家的不断研究，人们发现病毒不只有噬菌体这类，还有这类病毒，PPT展示烟草花叶病毒图片，引导学生看图回答和噬菌体病毒的不同—学生回答，烟草花叶病毒的核酸是RNA。对于这类病毒遗传物质是什么呢？阅读课本46页实验过程和结果，得出结论—RNA是烟草花叶病毒的遗传物质。
10.总结本课
从1928年格里菲斯的肺炎双球菌转化实验得出存在“转化因子”，到1944年艾弗里通过体外转化实验得出转化因子是DNA，再到赫尔希和蔡斯以及我们共同探究噬菌体侵染细菌的实验发现DNA是真正的遗传物质，到科学家不断研究发现RNA病毒，经过多代科学家多年的研究，人们发现绝大多数的生物遗传物质是DNA，所以得出结论—DNA是主要的遗传物质。科学家仍然在不断研究。 我们现实生活跟科研一样，需要不断完善，不断改进，才能不断成长。让我们在今后的日子里更加自信，更加快乐的学习。加油，同学们。 （升华本课，让学生在学习中不断培养正确的价值观和科学发展观。）
六、反思
本节课的教学内容涉及的实验，在现有的实验室条件下是不可能完成的，在传统的教学中，都是老师滔滔不绝地讲，学生默默地听，课堂气氛沉闷，教学效率低下，更谈不上培养学生自主学习的能力和探究能力。采用了引导探究式的教学方法后，教师通过创设自主合作的学习情景、平等融洽的人际环境，激发学生的学习积极性。教师由单纯的信息表达者转变成信息的加工者、组织者，处于主导地位；学生不是被动地接受知识，而是走进科学家的探究历程，在观察和思考中，愉快地学习，处于主体地位。这样在课堂教学过程中通过师生互动、生生互动，让课堂充满了活力，新课改理念得到了落实。
本教学设计依据课程标准，挖掘了教学内容中的科学探究内涵，充分利用它让学生感受、理解知识的产生和发展过程，掌握科学探究的基本方法。如格里菲斯的肺炎双球菌转化实验、艾弗里证明DNA是遗传物质的实验、噬菌体侵染细菌的实验。既包含了科学家持之以恒的宝贵品质，又反映了科学家在研究过程中的创造性思维过程（将DNA与蛋白质分开研究）。在潜移默化中，培养了学生的探究精神和创造性思维品质。 教学不足之处：
1. 离心机使用及离心效果展示如果安排在讲完离心之后效果可能更好，应该是又一个课堂高潮。
2. 板书步骤之间应该有箭头示意更好。
3. 针对学生对实验结果的分析程度，更好地做到落实，课后应该给学生再出一套针对性的小测题，以巩固本课。
视频来源：优质课网 www.youzhik.com
