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      “DNA是主要的遺傳物質(zhì)”教學(xué)案例

      2013-08-30 08:19張菊連
      現(xiàn)代教育信息 2013年4期
      關(guān)鍵詞:遺傳物質(zhì)結(jié)論證明

      張菊連

      1.教材分析

      《DNA是主要的遺傳物質(zhì)》是人教版普通高中新課程生物必修2《遺傳與進(jìn)化》中第3章第1節(jié)的內(nèi)容。本節(jié)是在學(xué)習(xí)了有關(guān)細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)(有絲分裂、減數(shù)分裂和受精作用)、闡明了染色體在親代和子代遺傳中所起的聯(lián)系作用,并且了解染色體的主要成分是DNA和蛋白質(zhì)的基礎(chǔ)上來學(xué)習(xí)的。本節(jié)課以"問題探討"的形式呈現(xiàn)了曾經(jīng)在科學(xué)界爭議了很長的問題:" DNA 和蛋白質(zhì)究竟誰是遺傳物質(zhì)?"然后通過兩個經(jīng)典實(shí)驗(yàn)證明了遺傳物質(zhì)是DNA。最后教材通過煙草花葉病毒感染煙草的實(shí)驗(yàn),說明有些病毒體內(nèi)的核酸只有RNA沒有DNA,其中的RNA就是它的遺傳物質(zhì),進(jìn)一步歸納出"DNA是主要的遺傳物質(zhì)"這一結(jié)論。

      2.教學(xué)目標(biāo)

      知識目標(biāo)

      2.1 分析證明DNA是遺傳物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計思路

      2.2 理解DNA是主要的遺傳物質(zhì)

      能力目標(biāo)

      ⑴ 通過分析證明DNA是遺傳物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計思路,邏輯思維能力得以提高。

      ⑵ 探討實(shí)驗(yàn)技術(shù)在證明DNA是主要遺傳物質(zhì)中的作用。

      情感目標(biāo)

      ⑴ 通過總結(jié)DNA是遺傳物質(zhì)的科學(xué)探索過程,學(xué)習(xí)科學(xué)家嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)態(tài)度以及對真理追求不懈的科學(xué)精神。

      ⑵ 遺傳物質(zhì)主要是DNA,也有RNA,強(qiáng)調(diào)了生命的物質(zhì)性,樹立辯證唯物主義世界觀。

      教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)

      ⑴重點(diǎn):肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化的實(shí)驗(yàn)原理和過程;噬菌體侵染細(xì)菌的原理和過程;證明DNA是遺傳物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵設(shè)計思路。

      ⑵難點(diǎn):證明DNA是遺傳物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵設(shè)計思路。

      教學(xué)過程

      導(dǎo)入新課

      我們知道,親代與子代是以生殖細(xì)胞作為"橋梁",通過對細(xì)胞的有絲分裂、減數(shù)

      分裂和受精作用的研究,人們了解到染色體在生物的傳種接代過程中能保持一定的穩(wěn)定性和連續(xù)性。故人們認(rèn)為染色體在遺傳上有重要作用。

      提問:

      染色體主要由哪兩種物質(zhì)組成呢?究竟哪一種是遺傳物質(zhì)呢?

      作為遺傳物質(zhì)應(yīng)具備哪些特點(diǎn)呢?

      學(xué)生回顧所學(xué)知識,思考回答相關(guān)問題。

      設(shè)計意圖:以"問題"引入新課,培養(yǎng)學(xué)生分析和解決問題的能力,激發(fā)探究欲望。

      對遺傳物質(zhì)的早期推測

      提問: 在20世紀(jì)早期人們普遍認(rèn)為遺傳物質(zhì)是DNA還是蛋白質(zhì)?為什么?

      學(xué)生回答:蛋白質(zhì)。原因:組成DNA的脫氧核苷酸只有4種而組成蛋白質(zhì)的氨基酸種類有20種,蛋白質(zhì)的多樣性很容易和生物的多樣性相聯(lián)系。

      設(shè)計意圖:進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生對遺傳物質(zhì)的探究欲望。

      科學(xué)家是如何證明DNA是遺傳物質(zhì)的呢?

      DNA是遺傳物質(zhì)的的證據(jù)

      3.肺炎雙球菌的體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)

      3.1 學(xué)生看書,比較R型、S型肺炎雙球菌

      3.2 1928年,英國科學(xué)家格里菲思用肺炎雙球菌在小鼠身上進(jìn)行轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)步驟如下:(多媒體演示整個實(shí)驗(yàn)的第一步至第四步)

      提問:

      實(shí)驗(yàn)先進(jìn)行第一、二步的目的是什么?可否直接進(jìn)行第四步?

      分析實(shí)驗(yàn)第一、二步說明什么?第二、三步說明什么?第三、四步說明什么?

      為什么加熱殺死的S菌和活的R菌混合可以導(dǎo)致小鼠死亡?小鼠死亡的直接原因是什么?

      促進(jìn)活的R菌轉(zhuǎn)變?yōu)镾菌的因素是什么?是否有可能是蛋白質(zhì)?

      本實(shí)驗(yàn)運(yùn)用了那些科學(xué)實(shí)驗(yàn)方法?

      該實(shí)驗(yàn)是否證明了DNA是遺傳物質(zhì)?結(jié)論是什么?

      學(xué)生認(rèn)真觀察實(shí)驗(yàn)的演示過程,思考回答所提問題,得出以下結(jié)論:第一、二步起對照作用,證明R型細(xì)菌和S型細(xì)菌的作用,同時可排除使小鼠死亡的其他原因。因此,不能直接進(jìn)行第四步。第一、二步說明了R型細(xì)菌不具有致死性,S型細(xì)菌具有致死性;第二、三步說明了死亡的S型細(xì)菌不具有致死性;第三、四步說明了R型活細(xì)菌與S型死細(xì)菌混合培養(yǎng)后產(chǎn)生了S型活細(xì)菌,并且這種轉(zhuǎn)化的性狀可以遺傳。加熱殺死的S菌能夠促使活的R菌轉(zhuǎn)變?yōu)榛畹腟菌,即加熱殺死的S菌中含有促使這一轉(zhuǎn)化的活性物質(zhì)──轉(zhuǎn)化因子。這一轉(zhuǎn)化因子不可能是蛋白質(zhì),因?yàn)榈鞍踪|(zhì)經(jīng)過高溫作用會變性失活。該實(shí)驗(yàn)不能證明DNA是遺傳物質(zhì)。其結(jié)論是S型細(xì)菌中有一種轉(zhuǎn)化因子能使R型活細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型活細(xì)菌。

      提問 :

      這種轉(zhuǎn)化因子究竟是什么物質(zhì)呢?

      S菌的化學(xué)成分很多,要找到轉(zhuǎn)化因子,最關(guān)鍵的思路是什么?

      學(xué)生思考、討論得出結(jié)論:把DNA和蛋白質(zhì)分開,單獨(dú)地直接地觀察這兩種物質(zhì)的作用。

      證明RNA是遺傳物質(zhì)

      病毒的重新構(gòu)建和侵染的實(shí)驗(yàn)

      煙草花葉病毒,它的基本成分就是蛋白質(zhì)和RNA。1957年,格勒和施拉姆的實(shí)驗(yàn):①用石炭酸處理這種病毒,把蛋白質(zhì)去掉,只留下RNA,再將RNA接種到正常的煙草上,結(jié)果發(fā)生了花葉病;②如果用蛋白質(zhì)部分侵染正常煙草,則不發(fā)生花葉病。此實(shí)驗(yàn)的結(jié)論是什么?

      學(xué)生得出此實(shí)驗(yàn)的結(jié)論:RNA是遺傳物質(zhì)。

      提問:綜合上述所有實(shí)驗(yàn),分析不同生物的遺傳物質(zhì)是什么?

      為什么說DNA是主要的遺傳物質(zhì)?

      學(xué)生分析討論并進(jìn)行交流。得出:具有DNA的生物體(包括真核細(xì)胞、原核細(xì)胞和只有DNA的病毒)以DNA為遺傳物質(zhì);對于只含RNA的病毒來說RNA是遺傳物質(zhì)。所以說,絕大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是DNA,少數(shù)是RNA。所以說DNA是主要的遺傳物質(zhì)。

      教學(xué)反思

      本節(jié)課通過學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)探究過程,不僅讓學(xué)生掌握了科學(xué)的研究方法,而且理解了"DNA是主要的遺傳物質(zhì)",在教學(xué)中重點(diǎn)對學(xué)生進(jìn)行了科學(xué)方法訓(xùn)練;實(shí)驗(yàn)內(nèi)容較為抽象,上課時采用了多媒體輔助教學(xué)。有助于對實(shí)驗(yàn)設(shè)計思路的理解。

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