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第1节DNA是主要的遗传物质 教学设计(表格式)-高一下学期生物沪科技版(2020)必修2

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教学设计
课程基本信息
学科 高中生物 年级 高一 学期 秋季
课题 DNA是主要的遗传物质
教科书 书 名:必修2《遗传与进化》 出版社:上海科学技术出版社
教学目标
1.通过对蛋白质和核酸结构与功能的认识,概况遗传物质一般特点,培养生物学科“生命观念”核心素养。 2.通过对科学史的学习和归纳,进一步了解技术和科学发展的关系。 3.基于肺炎链球菌体内外转化实验过程和噬菌体侵染细菌实验,运用逆向思维和创新思维深度探究实验中的问题。
教学重难点
教学重点: 1.肺炎链球菌体内外转化实验过程和原理 2.噬菌体侵染细菌实验过程和原理 教学难点: 1.肺炎链球菌体内外转化实验过程和原理 2.噬菌体侵染细菌实验过程和原理
教学过程
教学环节教师组织和引导学生活动设计意图导入连连看游戏 通过亲代和子代性状相似性建立连线。 问题引导:亲代给子代传递了什么物质,导致亲子代的相似性上台参与游戏回答问题。从生活入手,引发学生兴趣,同时让学生回忆旧知,自然而然进入本节课主题。 对遗传物质早期推测科学史引入 通过问题串,归纳科学史。 孟德尔豌豆杂交实验提出性状是由什么决定的? 摩尔根提出基因位于哪里? 20世纪中叶科学家提出染色体是由什么结构组成? 视频引入(说明早期科学家对遗传物质早期推测) 问题:DNA和蛋白质到底谁才是遗传物质?归纳和概况基因、性状、染色体、DNA、蛋白质关系的科学史。通过对科学史的归纳,以及视频对遗传物质的早期推测,学生通过结构与功能的生命观念了解遗传物质所具备特点。 肺炎链球菌的体内转化实验【教师讲述】介绍1928年英国大面积爆发肺炎的由来,以及R型菌和S型菌结构特点,不介绍两种菌的毒性 【引入】格里菲思的第4组实验。 R型活菌+加热致死S型菌 小鼠死亡 【提问】如果你是格里菲思,据目前的实验条件,你觉是R型活细菌导致小鼠死亡,还是加热致死的S型细菌导致小鼠死亡? 【活动】利用卡纸制作实验材料(小鼠、活R型菌、活S型菌、死S型菌)让学生设计实验验证上述问题。 【PPT展示】 R型活菌 小鼠不死亡 致死S菌 小鼠不死亡 【提问】导致小鼠死亡的真凶是? 【PPT展示】第4组实验中死亡小鼠解剖后结果,小鼠体内存在活R型菌和活S型菌。 通过解剖结果,设计实验验证小鼠死亡原因? 结论:导致小鼠死亡的真凶是活S型菌。 【教师讲述】S型细菌致死原因,S型细菌的细胞壁外面包围着一层荚膜,由于荚膜的存在,可以帮助肺炎链球菌抵抗吞噬细胞的吞噬,有利于细菌在宿主体内生活并繁殖。 【提问】请分组讨论第一组实验中的S型活菌是如何产生的,提出你的假说? 【资料】 1.S型菌可分为多种类型(SⅠ、SⅡ、SⅢ),R型菌可分为多种类型(RⅠ、RⅡ、RⅢ型),在自然条件下会有R型菌突变成同型的S型菌,如RⅠ突变成SⅠ。格里菲思的实验中所用的是RⅠ,小鼠体内找到的是SⅢ。 2.高温使蛋白质结构破坏,破坏后不可复原。 【提问】通过资料分析下列3种假设哪个可能性最大。 1.加热杀死的S型菌可能复活。 2.R型活菌突变成S型活菌。 3.加热致死的S型菌中可能存在某种物质 使R型活菌转化成S型活菌。 【格里菲思结论】已经加热致死的S型细菌,含有某种促使R型活细菌转化为S型活细菌的活性物质---转化因子了解2种细菌结构特点。 利用卡纸设计实验,说明问题。 R型活菌 小鼠不死亡 致死S菌 小鼠不死亡 设计第四组实验S型活细菌 小鼠死亡 学生通过资料推测假设。 已经加热致死的S型细菌,含有某种促使R型活细菌转化为S型活细菌的活性物质---转化因子。 打乱课本上实验顺序,学生能运用创新思维自行设计实验,学生通过实验设计,重走科学探究之路,让学生在真实情景问题中通过分析问题、解决问题提升学生探究能力。 通过资料让学生自行推导正确结论,培养学生科学思维。 肺炎链球菌体外转化实验【提问】S型菌体内含有什么物质? (PPT展示一袋不同颜色磁贴,代表S型菌体内物质) 教师展示艾弗里体外转为实验:R型菌+S型菌提取物,混合培养,结果在培养皿中出现R型菌和S型菌。 【结论】S型菌体内确实含有转化因子导致R型菌转变成S型菌。 【提问】如果你是艾弗里,你有什么方法可以从S型菌提取物中,准确找出导致R型菌转变成S型菌的物质? 【活动】请选择一组材料来模拟思路,找出转化因子。 材料1:S型菌提取物(各种不同颜色磁贴)、R型活菌 材料2:S型菌提取物(各种不同颜色磁贴)、R型活菌、酶(卡纸) 【讲述】第一组材料我们可以通过单独挑选出其中一种物质,分别与R型菌混合培养,通过不断的试错,观察实验结果直到找到转化因子,与常态相比人为增加某种影响因素我们称为加法原理,第二组材料,我们可以利用酶解法,特异性的去除一种物质,例如我们可以利用蛋白酶去除蛋白质,再将剩下的细胞提取物与R型菌混合培养,观察实验结果,直到找到转化因子,与常态相比,人为去除某种影响因素我们称为减法原理。 【填空】请依照减法原理,利用酶解法完善下列实验设计,预测结果,找到转化因子。 组别酶去除 物质预测 结果1(对照)S型菌提取物+R型活菌2蛋白酶蛋白质3RNA酶RNA4酯酶脂质5DNA酶DNA
【实验结论】DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。蛋白质、DNA、糖类....... 讨论,设计实验,说明设计原理。 完善实验设计,通过实验得出实验结论。通过教具将微观物质可视化,降低实验设计难度,使学生更容易理解学科知识。 学生重走科学探究路,设计实验、验证假设、得出结论,突破概念理解。 噬菌体侵染细菌实验的原理和过程那有没有比细菌更为简单的实验材料,并且能够把蛋白质和DNA彻底分开? 【阅读资料】回答问题 资料一:T2噬菌体是一种专门寄生在大肠杆菌体内的病毒(无细胞结构),头部和尾部的外壳都是由蛋白质构成,头部内含有DNA。 资料二:T2噬菌体侵染大肠杆菌时,首先吸附在大肠杆菌的表面,然后将遗传物质注入大肠杆菌,在自身遗传物质的作用下,利用大肠杆菌体内的物质合成自身的组成成分并组装,进行大量增殖。当噬菌体增殖到一定数量后,大肠杆菌就会裂解,释放出大量的噬菌体。 1.噬菌体的结构有什么特点? 2.噬菌体侵染大肠杆菌的过程包括哪几个阶段? 【实验探究】 阅读课本P45页,观察图3-6,小组讨论作答。 1.用什么方法观察DNA和蛋白质去向? 2.用什么元素标记噬菌体DNA和蛋白质? 3.能否直接用培养基标记噬菌体? 【教师讲述】 用含有35S的噬菌体和32P的噬菌体分别去侵染未被标记的大肠杆菌,通过搅拌使吸附在大肠杆菌表面的噬菌体脱落,最后以离心的方式使两者分层,检测上清液和沉淀物中的放射性物质,结果表明第一组实验上清液放射性较高,沉淀物放射性较低,第二组结果相反。 【提问】实验结果说明了什么? 【教师讲述】赫尔希和蔡斯又做了进一步实验,检测大肠杆菌裂解后的子代噬菌体是否具有放射性。 【提问】实验结果说明了什么? 阅读资料了解T2噬菌体的结构组成,找到更为简单的实验材料,以及了解噬菌体侵染细菌的大致过程。 阅读课本回答问题。 1.同位素表记法 2.32P标记DNA 、 35S标记蛋白质 3.先培养细菌再培养噬菌体。 1.噬菌体侵染细菌时,DNA进入宿主细胞中,蛋白质没进入。2.子代噬菌体的性状通过亲代的DNA遗传遗传,DNA才是真正的遗传物质。 阅读资料总结噬菌体结构,以及噬菌体侵染细菌过程,培养学生知识归纳总结能力。 认同科学的发展需要技术的支持,对同位素标记法和噬菌体的培养方式有一个明确的认识。 通过实验结果探究DNA是遗传物质的证据。 RNA是遗传物质的证明实验【提问】只有DNA是遗传物质吗? 【教师讲述】 烟草花叶病毒由RNA和蛋白质两部分构成,将两者分离后分别去感染烟草,被蛋白质感染的烟草没有出现病斑,被RNA感染的烟草出现病斑。 【总结】利用思维导图总结探究之旅 大部分生物遗传物质是DNA,而少部分的病毒遗传物质是RNA,所以我们说DNA是主要的遗传物质。回答问题,烟草花叶病毒的遗传物质是RNA通过实验验证RNA是烟草花叶病毒遗传物质

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