基于核心素养的高中生物DNA 是主要的遗传物质教学设计与实践

教学目标

1. 知识目标肺炎双球菌转化实验的过程和结论,噬菌体侵染细菌实验的过程和结论。

• 说明 DNA 是主要的遗传物质。

2. 能力目标

• 通过对肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验的分析,培养学生的逻辑思维能力和科学探究能力。
• 尝试运用科学史资料，设计实验方案,培养学生的创新思维和实践能力。

3. 情感态度与价值观目标

• 体验科学探究的历程,认同科学结论的获得离不开严谨的推理和确凿的实验证据。
• 关注生物科学的发展,激发学生对生物学科的兴趣和热爱。

教学重难点

1. 教学重点

• 肺炎双球菌转化实验的原理和过程。
• 噬菌体侵染细菌实验的原理和过程。
• DNA 是主要的遗传物质。

2. 教学难点

• 肺炎双球菌转化实验的转化因子的探究过程。
• 噬菌体侵染细菌实验中同位素标记法的应用及实验结果的分析。

教学方法

讲授法、讨论法、探究法相结合，利用多媒体课件展示实验过程和相关图片，引导学生自主思考、小组讨论，深入探究 DNA 是主要的遗传物质这一核心概念。

教学过程

（一）导入新课（3 分钟）

播放一段关于遗传现象的视频，展示亲子代之间相似的性状，如孩子的眼睛像父亲，头发的颜色像母亲等，提问学生：“遗传信息是通过什么传递给子代的呢？”引发学生思考，从而引出本节课的主题——DNA 是主要的遗传物质。

（二）肺炎双球菌转化实验（15 分钟）

1. 介绍肺炎双球菌（3 分钟）利用多媒体课件展示肺炎双球菌的结构模式图，介绍两种肺炎双球菌的类型：R 型菌和 S 型菌，R 型菌无荚膜，菌落粗糙，无毒性；S 型菌有荚膜，菌落光滑，有毒性,可使人患肺炎或使小鼠患败血症。
2. 格里菲思的体内转化实验（5 分钟）讲述格里菲思的体内转化实验过程：

• 将无毒性的 R 型活细菌注射到小鼠体内,小鼠不死亡。
• 将有毒性的 S 型活细菌注射到小鼠体内,小鼠患败血症死亡。
• 将加热杀死的 S 型细菌注射到小鼠体内,小鼠不死亡。
• 将加热杀死的 S 型细菌与 R 型活细菌混合后注射到小鼠体内，小鼠患败血症死亡，从死亡小鼠体内分离出 S 型活细菌。提出问题：“加热杀死的 S 型细菌中，究竟是什么物质使 R 型细菌转化为 S 型细菌呢？”引导学生思考。

3. 艾弗里的体外转化实验（7 分钟）展示艾弗里的体外转化实验过程：

• 从 S 型活细菌中提取 DNA、蛋白质和多糖等物质，分别与 R 型活细菌混合培养。
• 只有加入 DNA，R 型细菌才能转化为 S 型细菌，DNA 的纯度越高,转化就越有效。
• 如果用 DNA 酶分解从 S 型活细菌中提取的 DNA，就不能使 R 型细菌发生转化。组织学生分组讨论：
• 艾弗里的实验设计有什么巧妙之处？
• 该实验的结论是什么？每组选派代表发言，教师进行总结和点评，得出艾弗里的实验证明了 DNA 是使 R 型细菌产生稳定遗传变化的物质，即 DNA 是遗传物质。

（三）噬菌体侵染细菌实验（18 分钟）

1. 介绍噬菌体（3 分钟）利用多媒体课件展示噬菌体的结构模式图，介绍噬菌体是一种专门寄生在细菌体内的病毒，它由蛋白质外壳和内部的 DNA 组成。
2. 赫尔希和蔡斯的实验（10 分钟）讲述赫尔希和蔡斯的实验过程：

• 用放射性同位素 35S 标记噬菌体的蛋白质外壳，用放射性同位素 32P 标记噬菌体的 DNA。
• 分别用被 35S 和 32P 标记的噬菌体去侵染未被标记的细菌。
• 在搅拌器中搅拌,使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离。
• 离心后，检测上清液和沉淀物中的放射性。展示实验结果：用 35S 标记的噬菌体侵染细菌，上清液放射性高，沉淀物放射性低；用 32P 标记的噬菌体侵染细菌，上清液放射性低，沉淀物放射性高。引导学生分析实验结果：
• 为什么用 35S 标记蛋白质，上清液放射性高,沉淀物放射性低？
• 为什么用 32P 标记 DNA，上清液放射性低，沉淀物放射性高？通过分析得出：噬菌体侵染细菌时，DNA 进入细菌细胞中，而蛋白质外壳留在外面，子代噬菌体的各种性状，是通过亲代的 DNA 遗传的，DNA 才是真正的遗传物质。

3. 拓展延伸（5 分钟）提问学生：“噬菌体侵染细菌实验中，用 35S 和 32P 分别标记蛋白质和 DNA，能不能用 14C 和 18O 进行标记呢？为什么？”引导学生思考同位素标记法的选择原则,进一步加深对实验的理解。

（四）DNA 是主要的遗传物质（4 分钟）

引导学生回顾肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验的结论，总结出绝大多数生物的遗传物质是 DNA，只有少数病毒（如烟草花叶病毒、HIV 等）的遗传物质是 RNA，DNA 是主要的遗传物质。

（五）课堂小结（3 分钟）

请学生用自己的语言总结本节课所学内容，教师进行补充和完善,梳理本节课的知识框架：

• 肺炎双球菌转化实验：证明了 DNA 是遗传物质。
• 噬菌体侵染细菌实验：进一步证明了 DNA 是遗传物质。
• DNA 是主要的遗传物质：绝大多数生物的遗传物质是 DNA。

（六）课堂练习（7 分钟）

利用多媒体课件展示几道课堂练习题,让学生思考并回答：

1. 在肺炎双球菌的转化实验中，将加热杀死的 S 型细菌与 R 型细菌混合后，注射到小鼠体内，小鼠死亡，则小鼠体内 S 型、R 型细菌含量变化情况最可能是下列哪个图示（ ）
2. 噬菌体侵染细菌的实验证明了（ ）A. 蛋白质是遗传物质B. DNA 是遗传物质C. DNA 是主要的遗传物质D. 蛋白质和 DNA 是遗传物质
3. 下列关于遗传物质的说法，正确的是（ ）A. 一切生物的遗传物质是 DNAB. 真核生物的遗传物质是 DNAC. 原核生物的遗传物质是 RNAD. 病毒的遗传物质是 RNA通过课堂练习，及时反馈学生对本节课知识的掌握情况,针对学生存在的问题进行有针对性的讲解和指导。

（七）布置作业（2 分钟）

1. 书面作业：完成教材课后练习题。
2. 拓展作业：查阅资料，了解还有哪些实验可以证明 DNA 是遗传物质,并整理成一篇小短文。

教学反思

在本节课的教学过程中，通过引导学生对肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验的分析和探究，让学生亲身体验了科学探究的过程，培养了学生的逻辑思维能力和科学探究能力，利用多媒体课件展示实验过程和相关图片，使抽象的知识变得更加直观形象，有助于学生理解和掌握，在教学过程中也发现了一些不足之处，例如在小组讨论环节，个别学生参与度不高，需要进一步加强引导和组织，在今后的教学中，将不断改进教学方法，提高教学质量，更好地促进学生的发展。 🌟

教学设计以“DNA 是主要的遗传物质”这一核心知识为主线，通过精心设计教学环节，引导学生积极参与课堂活动，逐步构建起对遗传物质的认识，达成了教学目标，同时注重培养学生的科学思维和探究能力，为学生今后的生物学学习奠定了坚实的基础。🎯

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