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。