高中生物《DNA是主要的遺傳物質》教案13新人教版必修

第 1 節(jié) DNA 是主要的遺傳物質 一、教材分析 “ DNA是主要的遺傳物質”一節(jié)是人教版新課程教材必修 2《遺傳與進化》第 3 章第 1 節(jié) 的內容，是繼前兩章學習了“遺傳因子的發(fā)現”和“基因和染色體的關系”后，對有關染色 體的知識有了一定的理解后來學習的，本章既是第 1 章、第 2 章的延續(xù)，又為第 4、 5、 6 章打下基礎。在相當長的時間里，人們一直把蛋白質作為遺傳物質，那么，遺傳物質是 DNA 還是蛋白質？教材在此埋下伏筆， 然后通過兩個經典實驗證明了 DNA是遺傳物質， 最后列舉 少數生物只有 RNA而沒有 DNA的事實，得出 DNA是主要的遺傳物質這一結論。 二、復習目標 《生物課程標準》本節(jié)具體內容標準為：分析“肺炎雙球菌的轉化實驗”的原理和過程， 得出相應的結論； 分析“噬菌體侵染細菌的實驗” 的原理 過程，得出相應的結論； 說出“煙草花葉病毒的感染實驗” 的原理和過程， 得出相應的結論； 概述人類對遺傳物質的探索過程，并得出“ DNA是主要的遺傳物質”的結論；認同科學實驗技術的發(fā)展在探索遺傳物質過程中的作用。 結合課程標準、 教材及學生實際， 體現三位一體的教學目標， 我將本節(jié)教學內容的復習目 標設定如下： （1）知識目標 ①總結“ DNA是主要遺傳物質”的探索過程 ②分析證明 DNA是主要遺傳物質的實驗設計思路 ③探討實驗技術在證明 DNA是主要遺傳物質中的作用 （ 2）能力目標 培養(yǎng)學生分析、思考、探究實驗的能力，對科學實驗的方法、原理、設計做進一步的理解，提升實驗設計的可操作性，同時領會實驗技術進步對遺傳物質探索的重要作用 （ 3）高考目標 2009 年江蘇高考考試說明： 人類對遺傳物質的探索過程， 等級要求 C（在理解所列知識的基 礎上，能在較復雜的情境中綜合運用其進行分析、判斷、推理和評價） 三、復習重點和難點： 在研究生物的遺傳物質的過程中， 人們做了很多的實驗進行探究， 其研究方法和設計思路 在今天和以后的生物學實驗中仍有借鑒意義，所以兩大經典實驗的過程仍是復習的重點。 重點：肺炎雙球菌轉化實驗的原理和過程；噬菌體侵染細菌的原理和過程 難點：肺炎雙球菌轉化實驗的原理和過程 四、復習教學策略的選擇與依據 4.1 學情分析 盡管學生已學過這部分內容， 也在高二階段已體會了探究科學史的發(fā)現過程， 但學生對于 科學發(fā)現過程中， 科學方法的選擇、 科學思維的形成以及科學實驗的設計這些方面的能力需 待訓練和提高， 對于同位素標記法在必修一的光合作用實驗中涉及到， 但在本節(jié)教學中， 同 樣要用到同位素標記法，但用什么標記，怎樣標記，同學們仍然不是很清楚。 4.2 復習設計 用心 愛心 專心 1 因為是高三第一輪復習， 所以我采用以下的復習模式： 基礎知識梳理——拓展基礎知識— 構建知識網絡——典型例題解析——學生自主演練。 基礎知識梳理采用多媒體和實驗流程圖 解來理解兩大經典實驗。 五、復習過程設計 第 3 章 基因的本質 第 1 節(jié) DNA 是主要的遺傳物質 （一） DNA是遺傳物質 1. 肺炎雙球菌的轉化實驗（1）肺炎雙球菌 （2）體內轉化實驗：格里菲思 實驗過程：多媒體重溫格里菲思實驗，提出問題，學生討論，觀察并用語言描述實驗過程，最后得出結論： ① S 型球菌和 R 型球菌哪種有毒？② R+加熱殺死的 S 型球菌混合培養(yǎng)后， 注射到小鼠體內， 在死亡的小鼠體內能找到哪幾種球菌？③為什么加熱殺死的 S 型球菌還能使 R型球菌轉 化為 S 型球菌？④ S 型球菌能轉化成 R 型球菌嗎？⑤轉化的本質是什么？⑥這是屬于變 異嗎？屬于哪一種？⑦整個實驗設計遵循什么原則？⑧通過實驗得到什么結論？⑨如 果你做轉化實驗，你應如何設計實驗？ （ 3）體外轉化實驗：艾弗里 實驗過程：多媒體展示實驗過程，提出問題，學生討論，觀察并用語言描述實驗過程，最后得出結論： ① 艾弗里等人實驗成功的關鍵是什么？③艾弗里等人實驗的不足之處是什么？（作鋪墊： 以此引出噬菌體侵染細菌的實驗）④通過此實驗得到什么結論？ 比較兩個實驗的異同，讓學生進一步認識到人類對科學的認識是不斷深化和完善的過程。總結：通過以上兩個實驗得到什么結論？ 例題分析： 例 1．（ 2008 江蘇高考）某研究人員模擬肺炎雙球菌轉化實驗，進行了以下 4 個實驗： ①S 型菌的 DNA＋ DNA酶→加入 R 型菌→注射入小鼠 ②R 型菌的 DNA＋ DNA酶→加入 S 型菌→注射入小鼠 ③R 型菌＋ DNA酶→高溫加熱后冷卻→加入 S 型菌的 DNA→注射入小鼠 ④S 型菌＋ DNA酶→高溫加熱后冷卻→加入 R 型菌的 DNA→注射入小鼠 以上 4 個實驗中小鼠存活的情況依次是 A．存活、存活、存活、死亡 B ．存活、死亡、存活、死亡 C．死亡、死亡、存活、存活 D ．存活、死亡、存活、存活 答案 D 2. 噬菌體侵染細菌的實驗（1）實驗材料：略 （2）用什么方法：同位素標記法（3）實驗過程： 用心 愛心 專心 2 講述思路： 如何培養(yǎng)噬菌體→如何標記細菌→如何標記噬菌體→噬菌體侵染細菌的過程 （重 點復習） 放射性標記在學生中是很糊涂的概念， 為此結合教學內容設計了以下問題， 以利于學生很好 地理解實驗過程，很好地分析實驗現象： ① 選用細菌和噬菌體作實驗材料的優(yōu)點是什么？②怎么知道噬菌體注入細菌內部的 物質是 DNA而沒有蛋白質呢？②經過短時間的保溫后，用攪拌器攪拌、離心的目的 分別是什么？③噬菌體的 DNA進入細菌體內復制自身的 DNA時需要的模板、 原料分別是什么？合成自己的蛋白質外殼時需要哪些材料？所需酶、能量、原料、場所由 誰提供？④以 35S 標記噬菌體侵染細菌時， 沉淀物具有很低放射性的原因是什么？ ⑤以 32P 標記噬菌體侵染細菌時，上清液具有很低放射性的原因？ （ 4）結果分析：略 （ 5）通過實驗得到什么結論？例題分析： 例 2. 某科學家做“噬菌體侵染細菌實驗”時，用放射性同位素標記某個噬菌體和細菌的有 關結構或物質 （如下表所示） 。產生的 n 個子代噬菌體與親代噬菌體的形狀、 大小完全一樣。 噬菌體 細菌 DNA或脫氧核糖核苷酸 32P 標記 31P 標記 蛋白質或氨基酸 32S 標記 35S 標記 （ 1）子代噬菌體的 DNA應含有表中的 和 元素， 各占 個和 個。 （2）子代噬菌體中，只含 32P 的有 個；只含 31P 的有 個；同時含有 32P、 31P 的有 個。 （ 3 ） 子 代 噬 菌 體 的 蛋 白 質 分 子 中 都 沒 有 元 素 ， 由 此 說 明 ；子代噬菌體蛋白質都含有 元素，這是因為 。 答案（ 1） 31P 32P n 2( 或 32P 31P 2 n) (2)0 n-2 2 (3) 32S 噬菌體侵染細菌時， 蛋白質沒有進入細菌內 35 S 子代噬菌體的 蛋白質外殼是以細菌內 35S 標記的氨基酸為原料合成的 （二） RNA也是遺傳物質 1．煙草花葉病毒和車前草病毒的實驗 例題分析： 例 3．煙草花葉病毒 （ TMV）和車前草病毒 （ HRV）都能感染煙草葉， 但二者致病病斑不同 （如下圖 A），試分析圖 B 中（ a）、（ b）、（ c）三個實驗并回答問題。 專心 3 （1）（ a）表示用 感染煙草葉，結果 。 （2）（ b）表示用 感染煙草葉，結果 。 （3）（ c）表示用 感染煙草葉，結果 。 （4）（ d）表示由人工合成的新病毒，其產生的后代是 型。 （5）整個實驗說明 。 答案（ 1）TMV的蛋白質外殼 無病斑 （ 2）HRV的 RNA出現 HRV感染煙草葉的病斑 （ 3） TMV的蛋白質外殼和 HRV的 RNA合成的新病毒 出現 HRV感染煙草葉的病斑 （ 4） HRV （ 5） RNA是遺傳物質而蛋白質不是遺傳物質 通過此例題的講述讓學生能更深刻地理解 RNA是遺傳物質。（三） DNA是主要的遺傳物質 1．具有細胞結構的生物（無論是原核還是真核）其遺傳物質都是 DNA。 2．不具有細胞結構的生物——病毒：多數遺傳物質是 DNA，如 T2 噬菌體。少數遺傳物質是 RNA，如 HIV 病毒， SARS病毒。 3．針對整個生物界來說，絕大多數生物的遺傳物質是 DNA，所以 DNA是主要的遺傳物質。 四、學生自主演練： 1. 如果用 3H、 15N、 32P、 35S 標記噬菌體后，讓其侵染細菌，在產生的子代噬菌體的組成結構 成分中，能夠找到的放射性元素為 （ ） A. 可在外殼中找到 15N和 35S、 3H B. 可在 DNA中找到 3H、 15 N、 32P C. 可在外殼中找到 15N和 35S D. 可在 DNA中找到 15N、32 P、 35S 答案 B 35 31 PO4 的培養(yǎng)基培養(yǎng)大腸桿菌，再向大腸桿菌培養(yǎng)液中接種以 32 P標記 2. 以含（ NH4）2 SO4、KH2 的 T2 噬菌體（ S 元素為 32S），一段時間后，檢測子代噬菌體中的 S、P 元素，下表中對結 果的預測，可能發(fā)生的是 （ ） 選項 S 元素 P 元素 A 全部 32S 全部 31P B 全部 35S 多數 32P、少數 31P C 全部 32S 多數 32P、少數 31P D 全部 35S 多數 32P、少數 31P 答案 D 3. 如圖是 1952 年赫爾希和蔡斯利用同位素標記法完成的噬菌體侵染細菌實驗的部分實驗過程，請據圖回答有關問題： 4 （1）由實驗結果可知，用于標記噬菌體的同位素是 。 （2）請完成標記 T2 噬菌體的操作步驟： ①配制適合細菌的培養(yǎng)基， 在培養(yǎng)基中加入 ， 作為合成 DNA的原料。 ② ③提取所需要的 T2 噬菌體。 （ 3）被 32P 標記的噬菌體侵染未被標記的細菌后，經離心處理，理論上上清液的放射性沒有，若上清液的放射性較高，請分析可能的原因是 。 答案（ 1） 32P（ 2）①用 32 P 標記的 4 種脫氧核苷酸 ②在培養(yǎng)基中接種細菌，培養(yǎng)一段時 間后，再用此細菌培養(yǎng) T2 噬菌體 （ 3）①培養(yǎng)時間過短，部分噬菌體未侵入細菌體內；②培養(yǎng)時間過長， 增殖的子代噬菌體 從細菌體內釋放出來 4. 探究病毒遺傳物質是 DNA、RNA還是蛋白質的實驗方法思路某科研小組對禽流感病毒遺傳物質進行了如下實驗： 實驗原理：略。 實驗目的：探究禽流感病毒的遺傳物質是 DNA還是 RNA。 材料用具：顯微注射器、禽流感病毒的核酸提取物、活雞胚、 DNA酶、 RNA酶等。 實驗步驟： 第一步：取等量活雞胚二組，用顯微注射技術，分別向二組活雞胚細胞中注射有關物質。 第二步：在適宜條件下培養(yǎng)。 第三步： 分別從培養(yǎng)后的雞胚中抽取樣品， 檢測是否產生禽流感病毒。 請將與實驗相關的 內容填入下表： 注射的 實驗現象預測（有無禽 相關判斷 物質 流感病毒產生） （禽流感病毒的遺 傳物質） 如果 ， 則 是 第一組 如果 ， 遺傳物質 則 是 遺傳物質 如果 ， 則 是 第二組 如果 ， 遺傳物質 則 是 用心 愛心 專心 5 遺傳物質 答案 第一組 核酸提取物 +DNA酶 有 RNA 無 DNA 第二組 核酸提取物 +RNA酶 有 DNA 無 RNA 5. 下列有關“ DNA是生物的主要遺傳物質”的敘述，正確的是 ( ) A. 所有生物的遺傳物質都是 DNA B. 真核生物、原核生物、大部分病毒的遺傳物質是 DNA，少部分病毒的遺傳物質是RNA C. 動物、植物、真菌的遺傳物質是 DNA，除此之外的其他生物的遺傳物質是RNA D. 真核生物、原核生物的遺傳物質是 DNA，其他生物的遺傳物質是 RNA 答案 B 五、教后反思 （ 1）夯實基礎是復習備考的首要任務， 教師在教學過程中要引導學生對基礎知識進行反思，完成基礎知識的系統梳理， 同時要注意細節(jié)辨析， 強調重點和突破難點， 通過典型例題幫助對重點和難點的理解，做好對核心概念和重要原理的全面復習。 本節(jié)教學中， 引導學生重溫科學家所做的實驗， 使學生重溫科學研究的過程， 理解實驗原理、方法步驟，在討論交流的基礎上對實驗結論進行領悟和延伸。 （ 2）教師應設計相關知識的變式，做相應的拓展，以深化學生所學的知識，提高學生對重點知識的理解和難點的化解。 本節(jié)教學中，通過設置問題串、實驗流程圖解法讓學生討論來達到此目的。 （ 3）適當引導學生對不同章節(jié)中相關聯知識進行聯系，使知識慢慢綜合化，學生慢慢能力 化。 本節(jié)教學中，引導學生聯系 DNA的復制和基因控制蛋白質的合成；聯系細菌的培養(yǎng)技術，物質的提取、分離技術等。 （ 4）引導學生對典型例題特進行反思，同時使知識應用靈活化、方法化。本節(jié)教學中，通過典型例題和學生自主演練達到知識的靈活應用。 （ 5）適當引用高考真題，使學生體會高考真題的魅力和內涵，體會什么叫“源于書本、高于書本”。 主要參考文獻 1. 普通高中課程標準教學要求 江蘇教育出版社 2.2009 年江蘇省普通高中學業(yè)水平測試（選修科目）生物科考試說明 江蘇教育出版社 3 姜永均 “ DNA是主要的遺傳物質復習設計及反思” 生物學通報， 2008 （43） 4：36-37 4. 陳閱增 普通生物學 第 2 版 用心 愛心 專心 6