《DNA是主要的遺傳物質(zhì)》教學設計（第一課時）

唐琳

【中圖分類號】G633.91 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2016）35-0138-02

[教材分析]

理順思路，明確地位。新教材是按照科學發(fā)展史的順序進行編排的，第一章通過孟德爾的遺傳實驗提出了遺傳因子（基因）控制生物性狀;然后1903年薩頓在研究蝗蟲精子和卵細胞的形成過程時，發(fā)現(xiàn)了基因和染色體的平行關系，利用類比推理提出了“基因在染色體上”的假說;1910年，摩爾根通過果蠅的雜交實驗找到了“基因在染色體上”的實驗證據(jù)?？茖W發(fā)展至此，人們很自然地希望繼續(xù)探索——基因到底是什么物質(zhì)，它有什么作用？第三章就向我們介紹了《基因的本質(zhì)》。因此，第三章是一、二章的延續(xù)，它們之間具有很強的邏輯性。在開始第3章學習時，適當幫助學生復習前面的知識，理清思路，把握方向。

[學情分析]

“什么是遺傳物質(zhì)”？對于這個問題，大部分學生知道答案。學生知道是什么，但不熟悉為什么，怎么得出結(jié)論？因此，新教材把科學發(fā)展史的教育和實驗思維的養(yǎng)成作為一項新的教學目標，讓學生在原汁原味的實驗過程中重溫科學的探索歷程。在體驗的過程中，一方面能增強學生的興趣，另一方面又能培養(yǎng)學生的生物實驗設計能力。但是，學生對于實驗的背景知識、實驗原理、實驗技術了解甚少，給他們的理解增加難度。所以，在教學中教師必須做好鋪墊工作、介紹相應的技術，也鼓勵學生通過搜集資料自我學習，開闊視野。

[教學目標]

（一）知識目標

掌握證明DNA是遺傳物質(zhì)的實驗過程和原理，以及從實驗中得出的結(jié)論（DNA是遺傳物質(zhì)）。

（二）能力目標

通過重演科學家發(fā)現(xiàn)DNA是主要遺傳物質(zhì)的過程，初步學會科學研究的方法和實驗設計的基本步驟。

（三）情感目標

1.概述人類對遺傳物質(zhì)的探索過程，認同科學認識是不斷深化、不斷完善的過程。

2.通過學生自己設計驗證性實驗，培養(yǎng)分析問題、解決問題的能力，發(fā)展科學思維和創(chuàng)新的能力。

[重點難點]

1.重點：肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗的原理和過程。

2.難點：肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗的原理和過程。

[教學方法]

學生合作學習，自主探究，討論和講述相結(jié)合，動畫展示實驗過程。

[教學過程]

1.總結(jié)基因的探索歷史，提出課題

2.早期對遺傳物質(zhì)的推斷：大部分科學家認為，蛋白質(zhì)是生物的遺傳物質(zhì)

3.肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實驗

（1）兩種菌落的比較

（2）實驗過程及分析

①對比第一、二組的實驗現(xiàn)象，這說明了什么？

②對比第二、三組的實驗現(xiàn)象，說明了什么？

③第四組小鼠為什么會死亡呢？你認為有哪些可能的原因。

④第四組中活的S型細菌如何出現(xiàn)的？

⑤在什么條件下，活的R型細菌會轉(zhuǎn)變成活的S型細菌？

⑥從這個實驗結(jié)果，你可以得出什么結(jié)論？

4.實驗結(jié)論：已經(jīng)被加熱殺死的S型細菌中，必然含有某種促成R型細菌轉(zhuǎn)化為S型細菌的活性物質(zhì)（轉(zhuǎn)化因子）

5.尋找“轉(zhuǎn)化因子”

學生運用“假說—演繹法”自我設計實驗，驗證哪種物質(zhì)是“轉(zhuǎn)化因子”？

問題假設→確定思路→選擇材料→設計方案→實施方案→結(jié)果分析→得出結(jié)論

6.艾弗里的體外轉(zhuǎn)化實驗

艾弗里的思路

（1）實驗材料：選用肺炎雙球菌。

（2）假設：DNA是遺傳物質(zhì)。

（3）實驗操作：將S型細菌中的多糖、 蛋白質(zhì)、脂類和DNA等提取出來，分別與R 型細菌進行混合。

（4）預期結(jié)果：只有DNA與R型細菌進行混合，才能使R型細菌轉(zhuǎn)化成S型細菌。

（5）實驗結(jié)果：與預期結(jié)果吻合。

（6）分析結(jié)論：DNA是遺傳物質(zhì)。

[學生討論]

結(jié)合數(shù)學中的“必要條件、充分條件和充要條件”分析艾弗里的實驗設計。

“DNA才是使R型細菌產(chǎn)生穩(wěn)定遺傳變化的物質(zhì)”。你認為通過此實驗能得出這一結(jié)論嗎，請說明理由。

由此可見，科學家是設法把DNA與蛋白質(zhì)分開，從而單獨地、直接地去觀察DNA的作用。但是，艾弗里轉(zhuǎn)化實驗所使用的DNA中仍然含有極少量的蛋白質(zhì)。因此人們認為不能完全排除蛋白質(zhì)的作用。既然如此，還有沒有更具有說服力的方法來證明DNA是遺傳物質(zhì)呢？

7.小結(jié)

8.題中求知

（1）下列各項中，肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗的關鍵一步是（ ? ? ? ）

A.區(qū)別S型細菌和R型細菌

B.無莢膜菌不會使小白鼠死亡

C.有莢膜菌可使無莢膜菌的后代長出莢膜

D.滅活的有莢膜菌可使無莢膜菌的后代長出莢膜

（2）用DNA酶處理過的S型細菌不能使R型細菌發(fā)生轉(zhuǎn)化。下列關于這一實驗的敘述，不正確的是（ ? ? ）

A.這個實驗是為了證實DNA的分解產(chǎn)物不是遺傳物質(zhì)。

B.這個實驗是為了從反面證明DNA是遺傳物質(zhì)。

C.這個實驗證實DNA的分解產(chǎn)物不是“轉(zhuǎn)化因子”。

D.這個實驗是艾弗里關于遺傳物質(zhì)研究的重要工作之一。

【強調(diào)說明】學生體驗艾弗里此步實驗設計的巧妙，懂得實驗設計的嚴謹性。

（3）格里菲斯和艾弗里所進行的肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗，證實了（ ? ? ? ）

A.DNA是遺傳物質(zhì)

B.蛋白質(zhì)和多糖不是遺傳物質(zhì)

C. S型細菌的性狀是由DNA決定的

D.在轉(zhuǎn)化過程中，S型細菌的DNA可能進入到了R型菌細胞中

9.作業(yè)

查閱相關資料，了解放射性同位素標記技術。