“DNA是主要的遗传物质”教学设计
一、设计理念
根据高中生物课程标准的四个基本理念,高中生物学教学重在提高学生的生物科学素养,倡导探究性学习,培养学生的创新精神和实践能力,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，认真落实主体性教学，注重课堂动态生成资源的开发与利用,以切实提高学生的科学探究能力，训练学生科学的思维方法。
二、教材分析
“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。
本节内容以生命科学史为主线，以著名科学家的科研成果为背景，以经典实验为证据，尊重历史的客观性，对生物体遗传物质的本质进行了深刻的阐述。科学史揭示了科学家思考和解决生物学问题的思想里程，展示了科学家所处的时代背景，反映了科学家的探究活动与探究方法。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。
三、教学目标
1.知识目标
(1)分析肺炎双球菌转化实验及噬菌体侵染细菌的实验，证明DNA实遗传物质；
(2)分析烟草花叶病毒侵染烟草的实验，证明RNA也是遗传物质；
(3)评价人类探索遗传物质的实验设计思想与方法。
2．能力目标
领悟科学研究的过程和方法，培养学生的类比推理能力、实验与探究能力
3．情感目标
(1)从人类对遗传物质的探索过程中，可以领悟人们对科学的认识是不断地深化与发展的；
(2)从肺炎双球菌的转化实验、噬菌体侵染细菌的实验中，可以体会从实验材料的选择、研究思路的确定、技术手段的进步对研究过程所起的作用。培养学生学生质疑、求实、创新及勇于实践的科学精神和科学态度。
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养为指导，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
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教学 |
教师 |
学生 |
设计 |
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设疑 |
通过减数分裂和受精作用的学习，我们知道染色体在亲子代之间具有一定的连续性，而染色体主要由ＤＮＡ和蛋白质组成，哪种成分才是遗传物质？
科学家是怎样发现DNA是遗传物质的？下面让我们一起重温科学家的探索历程。 |
学生根据平时的知识储备回答出是DNA
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温故知新，激发学生的探究欲望 |
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引导探索 |
（一）、对遗传物质的早期推测
20世纪20年代，当时绝大多数科学家认为，蛋白质是生物体的遗传物质，氨基酸多种多样的排列顺序中蕴含着遗传信息。
随着科学的进步，一些科学家开始向遗传物质是蛋白质的观点发出挑战。
（二）、经典实验
{C}一、 {C}{C}{C}肺炎双球菌的体内转化实验
1.教师通过课件展示两种类型的肺炎双球菌及其形成的菌落
2.教师用多媒体展示肺炎双球菌转化实验，并提出问题：
（1）对比分析第一、二组说明什么？
第二、三组说明什么？
第一、三、四组又说明什么？
（2）通过这四组实验你会产生什么疑问？
（3）通过这四组实验能得出什么结论？
如果让同学们来探究一下死亡S型细菌中的转化因子究竟是什么，你的设计思路是怎样的？
二、肺炎双球菌的体外转化实验
1.教师通过多媒体展示艾弗里的实验，提出问题：
（1）比较第一、二组实验，可以得出什么结论？
（2）设置第三组实验有什么作用？
（3）本实验的结论是什么？
过渡：实验中艾弗里发现DNA的纯度越高转化就越有效，但是受当时科学技术的限制，实验中提取出的DNA，纯度最高时也有0.02%的蛋白质，因此有一部分科学家对艾弗里的实验结论表示怀疑。
三、噬菌体侵染细菌的实验
1.教师利用噬菌体模式图，讲解噬菌体的结构，生活方式及繁殖过程
噬菌体是一种专门寄生在细菌体内的病毒，它的头部和尾部都具蛋白质的外壳，头内部含有DNA。
多媒体演示噬菌体侵染细菌的过程：
吸附→注入（DNA）→复制子代噬菌体的DNA和合成子代噬菌体的蛋白质→组装子代噬菌体。
问题：选择噬菌体作为实验材料有什么优点？
2.课件展示赫尔希和蔡斯所做的噬菌体侵染细菌的实验。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？
（2）用35S、32P标记物质的理论基础是什么？能否用
（3）如何标记噬菌体？
（4）完成下列表格
引导学生对实验结果进行思考分析：{C}{C}{C}{C}①{C}{C}{C}{C}理论上，35S标记的一组实验中，沉淀物中没有放射性，实际上沉淀物中有很低的放射性。32P标记的一组实验中，上清液中应该没有放射性，而实际上上清液中有很低的放射性。为什么会出现这种差距？
{C}②{C}{C}{C}{C}如果从噬菌体的培养到离心这段时间过长会出现怎样的结果？如果时间过短又会怎样？
3.教师总结：通过这个实验可以看出DNA能自我复制，具有连续性；能指导蛋白质的合成。这正是遗传物质的基本特点之一。
结论：DNA是遗传物质
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） |
学生通过比较得出两种肺炎双球菌的区别以及名称的由来
学生仔细观察实验过程 ，回答教师提出的问题
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；第一、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。
学生纷纷提出疑问：
为什么R型细菌可以转化成S型细菌？
S型细菌中可能存在一种物质，能使R型细菌发生转化
把 S型细菌中的各种成分提取出来，分别和R型细菌混合，看哪种成分在起转化作用
S型细菌中的DNA可以使R型细菌发生转化，转化形成的S型细菌可以产生后代
第三组实验可进一步说明转化因子是DNA，不是其他物质，也不是DNA的基本组成单位——脱氧核苷酸
DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质
噬菌体中DNA与蛋白质是分开的，不用考虑DNA的纯度问题
实验中用到了放射性同位素标记法。
DNA与蛋白质相比较，DNA特有的元素是P，而蛋白质特有的元素是S
首先在分别含有放射性同位素35S、32P的培养基中培养大肠杆菌，再用上述大肠杆菌培养T2噬菌体
学生根据教材上噬菌体侵染大肠杆菌实验的插图，对这两个难度较大的问题展开讨论。
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，并预测实验结果
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让学生了解科学的发展历程
培养学生观察能力
培养学生分析问题的能力
分析推理
设计并实施实验验证
得出结论
让学生意识到科学成果的取得必需有技术手段作保证
了解科学实验中选材的重要性
让学生体会放射性同位素标记法技术
体验实验设计思路的严谨性
注意体会结果和结论的不同以及两者之间的必然联系
通过问题情景的设置，培养学生的科学素养，及科学探究能力，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。 |
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归纳 |
思考：为什么说是主要的遗传物质 |
学生分析、讨论：除RNA病毒，绝大多数生物的遗传物质都是DNA
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培养学生分析、总结的能力。
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拓展 |
1.艾弗里与赫尔希、蔡斯的实验方法不同，但是实验的设计思路是否有共同之处？
2.通过三个经典实验的学习，你得到什么启示？ |
注意培养学生的科学素养 |
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