1、第3章 基因的本质第1节 DNA是主要的遗传物质生物组 程家跃一、 教学目标知识目标：1、理解两大实验的原理、过程和结论。2、 分析证明DNA是主要的遗传物质的实验设计思路。能力目标：通过实验分析，加强学生对假说演绎法的理解与运用。情感目标：通过实验分析，让学生深刻体会科学研究的严谨与艰辛。二、 教学重点和难点教学重点：两大实验的原理、过程和结论。教学难点：针对不同的假说，作合理的分析或设计合理的验证方案。三、教学过程：教学流程教师活动学生活动教学意图导入展示多组明星姐妹的同框照片提问：这些照片的共同特点是什么？提问：从遗传学来讲，相貌属于性状，其主要由什么决定？提问：为什么他们相貌相似？提问
2、：遗传物质是什么？这就是本节课的主题。答：同框的两人相貌相似。遗传物质或基因。答：有共同的父母，从而继承得到相似的遗传物质。引起学生兴趣，并引出本节主题。简述早期观点。人类并不是一开始就知道DNA是遗传物质，而是普遍认为蛋白质是遗传物质。对遗传物质的重新认识其实是开始于一个偶然的事件格里菲思实验。引出格里菲思实验。格里菲思实验显示R、S型肺炎双球菌的比较表格，要求学生阅读教材P43第3段，完成填空。投影展示格里菲思的4组实验图片，依次描述前3组实验过程，要求学生写出相应结论。猜想第4组实验出现S型活菌的原因可能是什么？教师对各种假说不作详细评论。提出预先准备的假说：猜想一：R型活菌本身就可以转
3、变为S型。对吗？为什么？猜想二：死的S型菌可以复活？猜想三：S型死菌刺激小鼠体内产生了免疫物质，该物质再刺激R型活菌突变成了S型活菌。是否有一定道理？如何验证？提示：该假说的关键是认为小鼠本身发挥了关键作用。那如果我们可以将细菌培养转至体外（不在小鼠体内培养）进行的话，不就可以检验其是否正确了吗！体外培养下，若仍然出现S型活菌，就说明该假说错误；反之，则正确。该细菌能体外培养吗？随着微生物培养技术的发展，能！展示固体培养基上的两种菌落图。指出：微生物学家研究发现，小鼠不过是为肺炎双球菌提供了其生活所需的各种营养物质等条件，于是根据微生物对营养物质的需求情况，将各种营养物质按照一定的配比混合，制
4、作成固体培养基，这样微生物就可以生长在其表面，并形成肉眼可见的集团，称之为菌落。该图为俯视图。菌落分两类：光滑型（S）和粗造型（R）。该做法有两个优点：排除小鼠本身对实验分析的干扰；能通过观察菌落特征判断菌的类型。回到猜想三，再次思考验证方案？剩下最后一种可能：死的S型菌的某种物质，进入了R型活菌内，使其转化为了S型活菌。即，S型菌存在某种“转化因子”，能将R型活菌转化为S型活菌。转化因子是什么？该实验并未得出，但为我们明确了研究方向。下一步当然要先弄清S型活菌的主要成分（投影展示：DNA、蛋白质、多糖）。请大家讨论并设计实验方案，探究S型菌的遗传物质是哪种？若学生答不出来，可提示：第4组实验
5、中，S型死菌的各种成分同时存在，与R型菌接触，所以无法判断到底是哪种成分发挥了转化作用。投影展示设计思路，并追问：如何判断是否有S型活菌的出现？艾弗里就是这么做的！展示其实验过程图片。阅读，填空。第1组：R型菌无毒性。第2组：S型菌有毒性。第3组：S型死菌无毒性。学生分组讨论，提出各种合理的假说。不对，由第1组实验结果判断。不对，看第2组结果。学生分组讨论，提出验证方案，师生共同讨论其是否合理。学生分组讨论。应该能想到：将S型菌成分分离，分别单独与R型活菌混合培养，观察是否有S型活菌的出现。根据菌落特征判断，即是否出现光滑型菌落。训练学生实验分析能力和规范的文字表述能力。训练学生提出合理假说的
6、能力。训练学生逻辑推理能力。为学生理清这一方案的原理。通过简要讲解，让学生大致理解微生物培养技术，为下一步具体方案的设计打下基础。培养学生的合作探究能力，以及实验设计能力。艾弗里实验提问：第1、2组实验结论分别是什么？第3组实验的目的是什么？（解释：DNA酶的作用是催化DNA磷酸二酯键的断裂，即将DNA分解成脱氧核苷酸。）至此，关于遗传物质的争议似乎已经尘埃落定。再次回到格里菲思实验。第1组说明S型菌的DNA是转化因子。第2组说明S型菌的蛋白质和多糖都不是转化因子。与第1组实验对照，进一步说明：完整的DNA就是转化因子。让学生弄清该实验的原理、过程、结果与结论。回顾格里菲思实验第4组实验中，真
7、正转化R型活菌的原来是S型死菌的DNA。但是，与艾弗里实验不同的是，此处的S型菌是加热处理过的，疑问来了：难道高温没有破坏DNA？展示材料：说明高温对DNA和蛋白质的影响，以及降温之后的变化。提问：DNA与蛋白质相比，结构稳定性如何?所以DNA更适合作为遗传物质。所以，当初在分析三大物质（DNA、蛋白质和多糖）哪种才是遗传物质时，如果已知蛋白质因为高温会变性失活，那么其实可以当即排除蛋白质 作为转化因子的可能！不过没有关系，艾弗里实验包括了设置探究具有活性的蛋白质是否为遗传物质，结果发现，有活性的蛋白质也不是遗传物质。这样显得结论更加完整！疑惑？解惑！DNA的结构稳定性更强。对上一个实验作更深
8、一步的挖掘。作业反馈布置课堂作业，学生当堂完成，并核对答案，再作简要评讲。完成作业。知识过手。留下悬念再次思考艾弗里实验，从理论层面上讲，该实验已经证明DNA是遗传物质。但从操作层面来看，该实验存在问题！什么问题？若学生答不出，则提示：各种成分是通过什么技术得到的？这样的技术能达到100%的纯度吗？当今都不可能，更何况是当年！也就是说，艾弗里的第1组实验中，混有少量的蛋白质等其他成分，所以无法严密地说明S型菌的产生只是因为DNA。该如何改进实验呢？请听下回分解疑惑？分离提纯。为下节课的学习做好铺垫。四、教学反思不足之处：1、学生的知识落实程度还不够。比如，学生分组讨论得出的实验设计方案，我只是要求学生口述而已，但考试时的答案呈现方式不是口述，而是文字表述。事实上，口述与文字表述的结果是存在一定程度的偏差的，比如表述不规范、不简洁等。所以，应该要求学生将答案书写在纸上，教师巡视，对不规范的答案进行及时指导，之后再挑选几份有典型问题的答案和较为规范的答案，分别作投影，师生共同点评，并作修改。经过这样的处理，有助于学生规范的文字表达能力的提升。2、实验结论，通常应该采用对照分析的方式得出，而不是由单个实验结果直接得结论。反复强化学生对对照实验的单一变量原则的理解和应用，根据自变量与因变量的关系得出结论。这其实是做实验分析的一种“套路”，当学生掌握该套路后，实验分析能力自然增强。
