DNA是主要的遺傳物質教學設計

梁淇淋 袁毅君 石志學

摘?要：本節課主要圍繞探究遺傳物質本質的四個實驗展開，引導學生自主學習、探究、設計實驗，在探究中掌握知識、提升能力、培養科學思維。

關鍵詞：DNA;遺傳物質;教學設計

一、 教材分析

“DNA是主要的遺傳物質”是人教版高中生物必修二第三章第一節，本節課主要講解了“肺炎雙球菌轉化實驗”和“噬菌體侵染細菌的實驗”，總結出“DNA是主要的遺傳物質”。本節課在教材中主要起到了承上啟下的作用，有利于學生加深對DNA和RNA是遺傳物質這一概念的理解，并為后面學習DNA分子結構以及DNA的復制打下基礎。

二、 教學目標

（一） 知識目標

學生能夠分析總結“DNA是主要的遺傳物質”的探究過程并理解“DNA是主要的遺傳物質”的概念。

（二） 能力目標

學生通過參與對“肺炎雙球菌的轉化實驗”和“噬菌體侵染細菌的實驗”的探究，掌握科學探究的基本方法。

（三） 情感態度價值觀

學習科學家嚴謹細致的工作作風和科學態度以及對真理不懈追求的科學精神。

三、 教學重點、難點

重點：1.

“肺炎雙球菌的轉化實驗”的原理和過程;2. “噬菌體侵染細菌的實驗”的原理和過程。

難點：“噬菌體侵染細菌的實驗”的原理和過程。

四、 教學過程

（一） 回顧舊知，導入新課

教師帶領學生回顧之前的遺傳知識，從孟德爾把控制生物性狀的物質稱為遺傳因子到摩爾根證實基因在染色體上。再為學生展示染色體、蛋白質和DNA的圖片從而引出本節課的核心問題：“遺傳物質是蛋白質還是DNA？”

設計意圖：通過問題導入的方式引導學生步步深入思考，回顧學過知識的同時引入本節課的主題。

（二） 對遺傳物質的早期推測

教師引導學生猜測遺傳物質應該具有的特性，并讓學生通過回顧蛋白質的組成、結構和DNA的物質組成來推測遺傳物質是DNA還是蛋白質。教師根據學生的回答再適當補充20世紀30年代之前科學家對遺傳物質的猜測。

設計意圖：激發學生探究的興趣，引導學生用以往學過的知識來解決新的問題。

（三） 肺炎雙球菌的體內轉化實驗

教師簡單介紹肺炎雙球菌并讓學生自主閱讀格里菲思的肺炎雙球菌的轉化實驗。

教師提問：1. R型細菌與S型細菌有什么區別？2. 格里菲思的實驗中自變量、因變量和無關變量分別是什么？3. 對比1、2組實驗說明了什么？為什么R型細菌有毒而S型細菌無毒？4. 對比2、3組的實驗說明了什么？5.

為什么將R型活細菌與加熱殺死的S型細菌混合會導致小鼠死亡？S型細菌死而復生與加熱殺死的S型細菌將R型細菌轉化為S型細菌哪種可能性更大？

設計意圖：教師設置問題串，采用啟發式教學引導學生充分理解格里菲思的實驗并自主總結實驗結果。

（四） 肺炎雙球菌的體外轉化實驗

教師提問：1. 格里菲思的實驗證明了DNA和蛋白質誰是遺傳物質了嗎？2. 轉化因子究竟是何物質呢？怎么來設計探究轉化因子的實驗？

教師提示學生回憶組成細菌的物質成分，讓學生分小組討論設計探究轉化因子的實驗。教師再讓學生閱讀書本上艾弗里的實驗步驟并與自己設計的實驗進行對比，比較自己實驗設計的不足之處。

教師提問：1. 艾弗里為什么要將S型細菌的DNA和DNA酶加入R型細菌的培養基中？2. 艾弗里的實驗可以得出什么樣的結論？3.

艾弗里的實驗在當時為何會受到質疑？

設計意圖：讓學生自主探究設計實驗，學會科學探究的基本方法。

（五）

噬菌體侵染細菌的實驗

教師讓學生回憶病毒的組成成分，展示T2噬菌體的結構圖，使學生對T2噬菌體的結構有一定的了解。

教師補充科學史：“人們當時只知道噬菌體侵染細菌的過程為：①噬菌體吸附在細菌上。②噬菌體的遺傳物質進入細菌，在細菌內增殖產生子代噬菌體。③侵染細菌裂解，子代噬菌體的釋放。”所以赫爾希和蔡斯的實驗的關鍵是探究DNA和蛋白質誰進入了細菌。

教師引導學生回顧同位素標記法。

教師提問：1. 標記蛋白質和DNA的哪種元素？2. 為什么不標記C、H、O、N？3.

怎樣才能讓噬菌體的蛋白質和DNA被相應的同位素標記上？4. 能不能直接用35S和32P普通培養基培養噬菌體？

學生分小組嘗試設計蛋白質和噬菌體誰是遺傳物質的實驗，再閱讀書中的赫爾希與蔡斯的實驗，對自己的實驗進行改進。

教師提問：1.

為什么被35S標記的噬菌體實驗的沉淀中有25%的放射性？2. 為什么被32P標記的噬菌體實驗的上清液中有15%的放射性？

教師講解噬菌體侵染細菌的過程并播放相應動畫。

設計意圖：1. 學生結合科學史進行學習更能明確當時科學家設計實驗的思路，更能加深對實驗的印象。2.

學生自主設計實驗能夠啟發學生思維。

（六） RNA也是遺傳物質

教師讓學生閱讀課本并嘗試用煙草花葉病毒設計證明RNA是遺傳物質的實驗。

設計意圖：幫助學生熟練掌握科學研究的方法。

五、教學反思

本節課內容較多，但貫穿一條清晰的邏輯線：蛋白質與DNA誰是遺傳物質—格里菲思體內轉化實驗發現轉化因子是遺傳物質—艾弗里體外轉化實驗發現轉化因子是DNA，得出結論遺傳物質是DNA不是蛋白質—艾弗里提取的DNA純度不夠高，當時人們不信服—噬菌體侵染細菌實驗證明DNA是遺傳物質—人們發現RNA也是遺傳物質—得出結論DNA是主要的遺傳物質。所以本節課將以學生為主體，教師引導學生沿著科學家的步伐，層層深入思考，最終得出結論—DNA是主要的遺傳物質。

（通訊作者：袁毅君）

作者簡介：

梁淇淋，袁毅君，甘肅省天水市，天水師范學院生物工程與技術學院;

石志學，甘肅省天水市，天水市第一中學。