一名爱岗敬业的教师要充分考虑学生的理解性,教师在教学前就要准备好教案,做好充分的准备。教案可以让学生能够听懂教师所讲的内容,帮助教师更好的完成实现教学目标。那么一篇好的教案要怎么才能写好呢?以下是小编收集整理的“DNA是主要的遗传物质(新课标)”,欢迎阅读,希望您能阅读并收藏。
第3章基因的本质
第1节DNA是主要的遗传物质
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)肺炎双球菌转化实验的原理和过程。
(2)噬菌体侵染细菌实验的原理和过程。
教学难点
(1)肺炎双球菌转化实验的原理和过程。
(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)知道肺炎双球菌转化实验和“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。
(2)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)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、教学程序
教学
环节
教师
活动
学生
活动
设计
意图
设疑
导入
多媒体展示商品条形码。
请同学们说一说在哪些地方见到这些条形码,它们有什么作用?
从而引导学生思考: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?
学生根据日常生活经
验获取的信息回答:
商品上的条形码包含着商品名称、价格、生产日期、产地等信息。
联系生活实际,创设问题情景,以此来激发学生强烈的求知欲。
引导探索
一、对遗传物质的早期推测
指导学生阅读。
二、肺炎双球菌的转化实验
教师用多媒体展示肺炎双球菌转化实验(四组,见教材43页)。并提出问题:
1.实验先进行第一、二组的目的是什么?可否直接进行第四组?
2.对比分析第一、二组说明什么?第二、三组说明什么?第三、四组又说明什么?
3.该实验能否证明DNA是遗传物质?该实验的结论是什么?
4.艾弗里实验最关键的设计思路是什么?
教师引导学生共同得出结论:
第一、二组起对照作用,证明R型细菌和S型细菌的作用,同时可排除使小鼠死亡的其他原因。因此,不能直接进行第四组。
第一、二组说明了R型细菌不具有致死性,S型细菌具有致死性;第二、三组说明了死亡的S型细菌不具有致死性;第三、四组说明了R型活细菌与S型死细菌混合培养后产生了S型活细菌,并且这种转化的性状可以遗传。
该实验不能证明DNA是遗传物质。其结论是S型细菌中有一种转化因子能使R型活细菌转化为S型活细菌。
最关键的设计思路是将DNA与多糖、脂质、蛋白质、RNA分开,分别与R型活细菌混合培养,直接、单独地观察它们的作用。
三、噬菌体侵染细菌的实验
课件展示赫尔希和蔡斯所做的噬菌体侵染细菌的实验(教材第45页)。
提出问题供学生讨论,教师深入小组成员中参与讨论。
1.该实验用了什么方法?在什么探究中还用过此方法?
2.用35S、32P标记物质的理论基础是什么?能否用14C和18O进行标记?
3.如果实验用上述方法进行,测试的结果如何?表明了什么?
4.噬菌体在细菌体内的增殖是在哪种物质的作用下完成的?子代噬菌体的蛋白质和DNA分别是怎样形成的?
5.此实验的指导思想是什么?
6.此实验证明DNA具备遗传物质的哪些特性?实验的结论是什么?教师引导学生共同得出结论:
用同位素标记法。
用35S、32P标记是因为DNA中P的含量多,蛋白质中P的含量少;蛋白质中有S而DNA中没有S。而DNA和蛋白质中均含有C和O两种元素。
用带35S的噬菌体侵染细菌,产生的新的噬菌体都不带标记。用带35P的T2噬菌体侵染细菌,产生的新的噬菌体带标记。用35P标记蛋白质的噬菌体侵染后,细菌体内无放射性,即表明噬菌体的蛋白质没有进入细菌内部;而用32P标记DNA的噬菌体侵染细菌后,细菌体内有放射性,即表明噬菌体的DNA进入了细菌体内。
由实验过程分析可知:噬菌体是在自身DNA的作用下在细菌体内完成增殖的。DNA是自我复制形成的,蛋白质是在DNA指导下合成的。
指导思想是将DNA与蛋白质分开,分别去感染细菌,直接、单独地观察它们的作用。
证明了DNA能自我复制,具有连续性;能指导蛋白质的合成。结论:DNA是遗传物质,蛋白质不是。
四、烟草花叶病病毒感染烟草的实验
教师提供给学生烟草花叶病病毒相关知识,引导学生设计实验方案证明RNA也是遗传物质(参照前面的实验)
学生阅读思考问题:20世纪30年代以前,人们认为蛋白质是遗传物质。
分组讨论、观察并用语言描述实验过程。最后得出结论。
1.分组、学生观察用语言描述实验过程。
2.学生观察、分析、讨论问题。
学生结合肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌的实验进行分组讨论、设计实验方案,进行实验探究;然后汇报交流实验方案和实验现象、分析原因。
让学生沿着科学的发展轨迹分析问题。
1.培养学生的语言组织能力。
2.培养学生观察能力和分析问题的能力。
3.培养学生处理信息和归纳总结能力
4.培养学生的合作精神。
培养学生探究问题与设计实验的能力及创新意识。
归纳
总结
教师让学生根据以上实验思考问题:
不同生物的遗传物质是什么?
学生分析、讨论:
DNA是主要的遗传物质
培养学生分析、总结的能力。
培养学生自主学习的能力。
拓展
升华
1.请学生思考并回答教材课后习题。
2.结合格利菲思、艾弗里、赫尔希与格勒等人的实验,分析作为遗传物质应具备哪些特点?
学生结合所学知识进行分析,以加深对所学知识的理解和应用。
培养学生应用知识解决实际问题的能力。
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/54297.html
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