《DNA是主要的遗传物质》教学反思
《DNA是主要的遗传物质》是高中生物新课标教材人教版必修二《遗传与进化》第3章基因的本质第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过程的研究、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,提出了组成染色体的两种成分究竟哪一种是遗传物质这一问题,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:肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验,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,说明这些生物的遗传物质是RNA,从而得出DNA是主要的遗传物质这一结论。
我在设计本节课时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,切实落实以学生为主体的教学,提高学生的探究能力,训练学生科学的思维方法,使学生在老师指导下主动地、富有个性和创造性地学习。
通过减数分裂知识的学习,学生已经明确了染色体在亲子代遗传中的重要作用,以及染色体和基因之间的关系,知道染色体是由蛋白质和DNA组成的,而且现实中关于遗传物质的信息较多,比如DNA鉴定亲子关系,因此学生们对遗传物质是DNA不陌生,但对DNA是如何被证明是遗传物质的历程一无所知,且对DNA是主要的遗传物质有着较深的错误理解,需要通过本节课纠正错误观点,并学习科学研究的思路和方法。
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,在教学过程中由于限于实验条件,本节课的两个经典实验学生不能自己亲自动手,所以再讲本节课时注意配以多媒体、挂图和教材插图辅助教学,对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,并引导学生模拟科学发现过程,进行分析、讨论、归纳和总结。
在教学方法的设计,本节课我主要采用支架式的建构主义的教学方法,充分结合教材特点和学生实际,根据本节课的知识特点,先建立知识框架,在教师情景创设的引导下,通过介绍科学家的实验(格里菲思、艾弗里肺炎双球菌转化实验以及噬菌体侵染细菌的实验),引导学生思考和分析问题,再通过小组间的协商、讨论,以及从自己设计的实验来验证自己的推测,最后师生共同得出结论,这大大增强学生学习的兴趣和自信心,在教学过程中让学生掌握实验设计的一般步骤并培养其科学精神以及培养学生发现问题、分析问题、解决问题能力。
本节课的教学目标主要包括三个方面,第一是知识与技能目标,要求(1)总结DNA是主要的遗传物质的探索历程。(2)分析证明DNA是主要的遗传物质的实验设计思路。(3)了解实验研究的方法是自然科学研究的主要方法。(4)理解DNA是主要的遗传物质;第二是过程与方法目标,(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)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,探索实验技术在证明DNA是主要的遗传物质中的作用,训练学生由特殊到一般的归纳思维的能力;第三是情感与价值观目标,(1)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。(2)认同与人合作在科学研究中的重要性,讨论技术的进步在探索遗传物质奥秘中的重要作用。(3)认同人类对遗传物质的认识不断深化不断完善的过程。
按照我的设计上完这节课后,感觉学生的学习情况很满意的,达到了我的预期目的。主要体现在以下几方面:
1、根据学习者的特征,教师要恰当创设问题情景,使所有层次的学生都能参与到学习中来,我根据平时生活中常见的条形码和二维码创设问题情景:引导学生思考:在生物体内,有没有类似商品条形码这样隐含着生命信息的条形码呢?它在哪里?又是如何传递的?这个情景创设充分调动了学生的兴趣,使学生进入尽快的进入学习状态。
2、生物教学离不开实验,实验设计理念和实验方法是生物教学的关键。本节课我让学生们通过肺炎双球菌转化实验和T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验学习,思考相应的问题,同时通过这两个实验,让学生得出相应的实验结论:DNA是遗传物质而不能证明DNA是主要的遗传物质,随后让学生设计烟草花叶病毒侵染烟草的实验,从而证明DNA是主要的遗传物质。整个过程需要学生根据教材内容精心思考,并对所设计实验进行分析比较,大大开阔了学生的视野,提高了其实验设计能力。
3、在生物教育中同样要渗透德育教育,作为一名教师,时刻要把教书育人放在首位。在本节课中我通过肺炎双球菌转化实验和T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验,请同学们体会科学实验成功的背后科学家们不断探索新知的执着精神,锲而不舍的精神,使学生能在情感与价值观上得到相应的升华。
上完这节课后,在教学过程中我感觉还有一些不满意的地方:(1)感觉课堂时间较短,学生思考的时间不多,没有让学生很好的完全投入课堂学习中,感觉多数问题并没有思考成熟;(2)因为学生初次接触肺炎双球菌转化实验和T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验,所以在教学上我语言组织稍显啰嗦,从而浪费了部分时间;(3)多媒体课件单调,其中没有两个经典实验的视频,完全靠教师口述和课件的图片引导学生理解实验设计思路。
总之,通过这节课的教学,我明白我尚需要不断改进自己的教学,精心设计教学过程,及时发现自己的不足,不断总结学习。
教学目标
(一)知识目标
掌握证明DNA是遗传物质的两个实验的过程和原理,以及从实验中得出的结论(DNA是遗传物质)。
(二)能力目标
通过重演科学家发现DNA是主要遗传物质的过程,学会科学研究的方法和实验设计的基本步骤。
(三)情感目标
1、概述人类对遗传物质的探索过程,认同科学认识是不断深化、不断完善的过程。
2、通过学生自己设计验证性实验,培养分析问题、解决问题的能力,发展科学思维和创新的能力。
(四)重点难点
1、重点:肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验的原理和过程。
2、难点:肺炎双球菌转化实验的原理和过程。
课时说明
本节内容1课时,授课过程(包括与学生的互动)大约用时30min,例题解析以随堂练习的方式完成,课后练习可作为作业。对于例题解析和课后练习可根据时间情况灵活选用。
导入:有趣的生物遗传现象
1、种瓜得瓜,种豆得豆。
2、龙生龙,凤生凤,老鼠的儿子会打洞。
另外,“老子英雄儿好汉”“将门生虎子”也在一定程度上说明了遗传的作用(这两句俗语还要考虑家庭教养环境的影响,与本文无关,不再赘述)。
概括:生物亲代与子代之间,在形态、结构和生理功能上常常相似,这就是遗传现象。
一、人类对遗传本质的探究
19世纪中叶,孟德尔通过植物的杂交实验提出生物的每一个性状都是通过遗传因子(后称基因)来传递的。遗传因子在体细胞中成对存在,在减数分裂形成的配子中成单存在,配子结合(受精作用)后,遗传因子又恢复到成对状态。
19世纪末,科学家研究了生物生殖过程中细胞的有丝分裂、减数分裂和受精过程,了解到染色体的活动有一定的规律:体细胞(2N);配子(N);受精卵(2N)。
据此,有人设想:莫非遗传因子就是染色体,一条染色体就是一个遗传因子?这不可能,因为生物的性状很多,而染色体的数目有限。那么,一定是一个染色体上有许多个遗传因子(基因)。基于这样的认识,1903年萨顿和鲍维里提出遗传因子存在于染色体上的假说。后来事实证明了这一点。
仲老师语录:
在人类前行的文明史上,每一个伟大的假设都跟随着一个伟大的发现。:)
在证明DNA是遗传物质还是蛋白质是遗传物质的实验中最关键的设计思路是什么?
(必须将蛋白质与DNA分开,单独、直接地观察它们的作用,才能确定究竟谁是遗传物质。)
二、DNA作为遗传物质具备的条件
1、分子结构具有相对的稳定性,但在特殊情况下又能产生可遗传的变异;
2、能自我复制,前后代保持一定的(连续性);
3、能指导蛋白质的合成,从而控制生物的新陈代谢和性状;
4、具有存储巨大数量遗传信息的能力。
什么结构或物质具备这些条件呢?
三、核酸(DNA、RNA)是遗传物质的实验证据
证据一:肺炎双球菌的转化实验——DNA是遗传物质
(一)格里菲思细菌转化实验
1、两种菌落的比较
菌落
荚膜
毒性
R型细菌菌落
粗糙
无荚膜
无毒
S型细菌菌落
光滑
有荚膜
有毒
2、实验过程
3、小结
步骤
方法
现象
结论
1
R菌活菌注射
小白鼠正常
R菌无毒性
2
S菌活菌注射
小白鼠死亡
S菌能使小白鼠致病
3
S菌高温灭活
小白鼠正常
加热杀死的S菌不使小白鼠致死
4
高温灭活:S菌+R菌
小白鼠死亡
死亡的S菌中可能有使R菌转化因子
5
提取4实验死鼠
发现S活菌
死亡的S菌能使R菌转化为S菌
为什么第四组实验将R型活细菌和加热杀死后的S型细菌混合后注射到小鼠体内,导致小鼠死亡?(因为R型细菌转化成了S型细菌,使小鼠患败血症而死亡.)
格里菲思实验的结论是什么?
实验结论:已经被加热杀死的S型细菌中,必然含有某种促成这一转化的活性物质(转化因子)。
(二)艾弗里DNA转化实验(图解)
艾弗里的思路
1.实验材料:选用肺炎双球菌。
2.假设:DNA是遗传物质。
3.实验操作:将S型细菌中的多糖、蛋白质、脂类和DNA等提取出来,分别与R型细菌进行混合。
4.预期结果:只有DNA与R型细菌进行混合,才能使R型细菌转化成S型细菌。
5.实验结果:与预期结果吻合。
6.分析结论:DNA是遗传物质。
由此可见,科学家是设法把DNA与蛋白质分开,从而单独地、直接地去观察DNA的作用。
但是,艾弗里转化实验所使用的DNA中仍然含有极少量的蛋白质。因此人们认为不能完全排除蛋白质的作用。那么,还有没有更具有说服力的方法来证明DNA是遗传物质呢?
证据二:噬菌体侵染细菌的实验——DNA是遗传物质
实验过程及结果:
亲代噬菌体
寄主细胞内
子代噬菌体
实验结论
第一组实验
32P标记DNA
有32P标记DNA
DNA有32P标记
DNA分子具有连续性,是遗传物质
第二组实验
35S标记蛋白质
无35S标记蛋白质
外壳蛋白质无35S
某些不含有DNA的病毒,其遗传物质又是什么呢?
证据三:烟草花叶病毒侵染烟草的实验——RNA也是遗传物质
结论:RNA也是遗传物质,蛋白质不是遗传物质。
四、“千淘万漉虽辛苦,吹尽黄沙始到金”:结论
想一想:
为什么说:“DNA是主要的遗传物质,染色体是遗传物质的主要载体?”
DNA(脱氧核糖核酸)
核酸(一切生物的遗传物质)
RNA(核糖核酸)
五、“欲穷千里目,更上一层楼”(超越科学家):自主探究
艾弗里的实验虽然得到了大多数科学家的认可,但仍然有人提出了异议。你能分析一下这个实验存在哪些不足吗?应该怎样改进呢?
六、“黄沙百战穿金甲,不破楼兰终不还”:例题解析
将分离后的S型有荚膜肺炎双球菌的蛋白质外壳与R型无荚膜的肺炎双球菌混合注入小白鼠体内,小白鼠不死亡,从其体内分离出来的仍是R型肺炎双球菌。将分离后的S型肺炎双球菌的DNA与R型肺炎双球菌混合注入小白鼠体内,则小白鼠死亡,并从体内分离出来了S型有荚膜的肺炎双球菌。以上实验说明()
A、R型和S型肺炎双球菌可以互相转化
B、S型的蛋白质外壳可诱导R型转化为S型
C、S型的DNA可诱导R型转化为S型,说明了DNA是遗传物质
D、R型的DNA可使小鼠致死
C
将分离后的S型有荚膜肺炎双球菌的蛋白质外壳与R型无荚膜的肺炎双球菌混合注入小白鼠体内,小白鼠不死亡,说明S型有荚膜肺炎双球菌的蛋白质不能控制产生出能致死的S型的肺炎双球菌。将分离后的S型肺炎双球菌的DNA与R型肺炎双球菌混合注入小白鼠体内则小白鼠死亡,并从体内分离出来了S型有荚膜的肺炎双球菌,说明S型肺炎双球菌的DNA能控制形成新的S型有荚膜肺炎双球菌,使生物致死。说明DNA是遗传物质。
用DNA酶处理过的S型细菌不能使R型细菌发生转化。下列关于这一实验的叙述,不正确的是()
A、这个实验是为了证实DNA的分解产物不是遗传物质。
B、这个实验是为了从反面证明DNA是遗传物质。
C、这个实验证实DNA的分解产物不是“转化因子”。
D、这个实验是艾弗里关于遗传物质研究的重要工作之一。
A
这是艾弗里在证明DNA是遗传物质的过程中,为了进一步从反面证明DNA是遗传物质而做的一个实验,它是关于遗传物质研究的一个重要组成部分,其主要目的在于从反面证明DNA是遗传物质,而不是为了证明DNA的分解产物是不是遗传物质。
噬菌体侵染细菌的实验中,子代噬菌体的蛋白质外壳是()
A、在噬菌体DNA的指导下,用细菌的物质合成的
B、在细菌DNA的指导下,用细菌的物质合成的
C、在噬菌体DNA的指导下,用噬菌体的物质合成的
D、在细菌DNA的指导下,用噬菌体的物质合成的
A
当噬菌体侵染细菌时,注入到细菌细胞内的只有噬菌体DNA,子代噬菌体的蛋白质外壳和DNA都是在噬菌体DNA的指导下,用细菌的氨基酸和脱氧核苷酸合成的。
下列能通过噬菌体侵染细菌实验过程证实的是()
A、DNA能产生可遗传的变异B、DNA是遗传物质
C、DNA能自我复制D、DNA能控制蛋白质合成
B、C、D
此实验产生的子代噬菌体与亲代噬菌体相似,无可遗传变异产生。因亲代噬菌体的DNA进入细菌体内,蛋白质外壳留在外面,所以完成DNA复制、指导子代噬菌体蛋白质外壳的形成等过程都是亲代噬菌体DNA分子的作用,同时证明了DNA是遗传物质。
噬菌体成分
细菌成分
核苷酸标记
32P
31P
氨基酸标记
32S
35S
某科学家做“噬菌体侵染细菌实验”时,分别用同位素32P和35S做了标记(见下表):此实验所得结果是子噬菌体和母噬菌体的外形及侵染细菌的特性均相同。请分析:
(1)子噬菌体的DNA分子中含有的上述元素是;
(2)子噬菌体的蛋白质分子中含有的上述元素是;
(3)此实验说明了。
(1)32P、31P;(2)35S;(3)DNA是遗传物质。
在噬菌体侵染细菌的实验中,噬菌体的DNA被注入细菌细胞内,并在细菌内以细菌的核苷酸为原料,以噬菌体的DNA分子为模板合成许多和亲代噬菌体一样的DNA。这样在细菌内新形成的子代噬菌体的DNA既有以细菌内的核苷酸为原料新合成的DNA链,又有原来注入到细菌体内的亲代噬菌体DNA链。所以子噬菌体的DNA分子中含有的上述元素是31P与32P。在噬菌体侵染细菌的过程中,在噬菌体DNA注入细菌内时,噬菌体的蛋白质外壳留在细菌细胞外面。而子代噬菌体的蛋白质外壳则是以细菌内的氨基酸为原料合成的。所以子噬菌体的蛋白质外壳含35S元素。从上述分析得知子代噬菌体的DNA含亲代噬菌体DNA中核苷酸的32P,说明亲代噬菌体的DNA传递到了子代,保持了遗传物质的连续性,因此DNA是遗传物质。同样分析能说明蛋白质不是遗传物质。
例6】下图中,烟草花叶病毒(TMV)与车前草病毒(HRV)的结构如A、B,侵染作物叶片的症状如C、D。
(1)用E去侵染叶片F时,叶片F患病的病状与相同。
(2)F上的病毒的蛋白质外壳是以为模板,以为场所合成的,所需的氨基酸来自。
(3)E的子代病毒的各项特性都是由决定的。
(4)本实验证明。
(1)车前草病毒致病症状;(2)HRV的RNA;作物叶片F细胞的核糖体;作物叶片F细胞内的氨基酸;(3)HRV的RNA;(4)RNA是遗传物质。
TMV与HRV两种病毒都是由RNA和蛋白质外壳组成,当以HRV的RNA和TMV的蛋白质组成新的病毒,侵染烟草后,烟草表现为HRV的患病症状,说明遗传物质是RNA而不是蛋白质。
七、“纸上得来终觉浅,绝知此事要躬行”:课后练习
400)this.style.width=400;"(一)选择题
1、下列①、②、③、④均是遗传物质应具有的特点。噬菌体侵染细菌实验能够直接证实DNA作为遗传物质具有的特点是()
①分子结构具有相对的稳定性②能够自我复制,保持前后代的连续性
③能通过指导蛋白质合成,控制生物性状④能产生可遗传的变异
A.①②B.③④C.①④D.②③
2、下列只含一种核酸的生物是()
A.病毒B.酵母菌C.小麦D.变形虫
3、(1997年上海高考试题)关于病毒遗传物质的叙述中,正确的是()
A、都是脱氧核糖核酸B、都是核糖核酸
C、同时存在脱氧核糖核酸和核糖核酸D、有的是脱氧核糖核酸,有的是核糖核酸
4、染色体和DNA的关系是()
(1)DNA位于染色体上,(2)染色体就是DNA,(3)DNA是染色体的主要成分,
(4)染色体和DNA都是遗传物质,(5)每条染色体上含有一个DNA分子
A、(1)(3)(5)B、(1)(2)(3)C、(2)(3)(4)D、(3)(4)(5)
5、噬菌体侵染细菌过程中合成的DNA属于()
A、细菌的B、噬菌体的C、细菌或噬菌体的D、细菌和噬菌体的
文章来源:http://m.jab88.com/j/16959.html
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