基因的本質(zhì)單元教學(xué)設(shè)計高一下學(xué)期生物人教版必修2

附件四：單元（主題）教學(xué)設(shè)計體例基本信息單元（主題）教學(xué)名稱基因的本質(zhì)姓名學(xué)校學(xué)科生物學(xué)教齡組別1+3年級直升二教科書版本及章節(jié)人教版《生物學(xué)》必修2遺傳與進(jìn)化單元（或主題）教學(xué)設(shè)計單元（或主題）名稱基因的本質(zhì)單元（或主題）教學(xué)設(shè)計說明結(jié)合課標(biāo)要求和教材內(nèi)容，確定課標(biāo)中的重要概念3.1為學(xué)習(xí)單元。本主題是必修2的一個自然單元——第3章：基因的本質(zhì)。當(dāng)孟德爾揭示了遺傳的基本規(guī)律，摩爾根用實驗證明基因在染色體上之后，基因的重要性愈加凸顯。然而，基因的化學(xué)本質(zhì)（或物質(zhì)基礎(chǔ)）是什么？這仍然是未解之謎。科學(xué)家經(jīng)過不懈探索，通過一系列重要實驗，最終揭開了DNA和基因的“神秘面紗”，揭示了基因的本質(zhì)。只有認(rèn)識基因的本質(zhì)，才能更好地理解基因在生命活動中的重要作用，更好地理解遺傳信息從親代傳遞到子代的意義。本單元包括DNA是主要的遺傳物質(zhì)，DNA的結(jié)構(gòu)，基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段。按照科學(xué)史的順序，從科學(xué)家研究遺傳物質(zhì)是DNA還是蛋白質(zhì)的過程入手，尊重學(xué)生認(rèn)知規(guī)律，一步步引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識基因的本質(zhì)，也為后續(xù)內(nèi)容基因的表達(dá)、基因突變及其他變異、生物的進(jìn)化等學(xué)習(xí)做好鋪墊，打好基礎(chǔ)。本章是落實課程標(biāo)準(zhǔn)“”的要求。具體包括：1）概述多數(shù)生物的基因是DNA分子的功能片段，有些病毒的基因在RNA分子上，蛋白質(zhì)的氨基酸序列是由基因決定的；2）概述DNA分子是由四種脫氧核苷酸構(gòu)成的長鏈，一般由兩條反向平行的長鏈上的堿基互補配對形成雙螺旋結(jié)構(gòu)，堿基的排列順序編碼了遺傳信息。2.單元（或主題）學(xué)習(xí)目標(biāo)與重點難點單元學(xué)習(xí)目標(biāo)A生命觀念：1)親歷科學(xué)探究過程，探索遺傳物質(zhì)的化學(xué)本質(zhì)，揭示DNA的結(jié)構(gòu)，并最終揭示出基因的本質(zhì)，認(rèn)識到DNA堿基序列的統(tǒng)一性和多樣性，理解DNA中儲存著豐富多樣的遺傳信息。2)運用結(jié)構(gòu)與功能觀分析解釋DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)決定了DNA的穩(wěn)定性，而穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)適于儲存遺傳物質(zhì)，DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)與其功能是相適應(yīng)的。B科學(xué)思維：4）基于給定的科學(xué)史，分析不同實驗之間的邏輯關(guān)系，如格里菲思的肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實驗就是艾弗里實驗的基礎(chǔ)；富當(dāng)克林拍攝的DNA衍射圖譜、查哥夫?qū)NA堿基含量的測定，是沃森和克里克成功揭示DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)。5）運用自變量控制科學(xué)方法，對艾弗里實驗進(jìn)行分析，理解自變量控制中的“加法原理”和“減法原理”。C科學(xué)探究：6）通過“思考·討論”活動“證明DNA是遺傳物質(zhì)的實驗”，構(gòu)建并使用DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型，闡明DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)特點。D社會責(zé)任：7）通過對離心、同位素標(biāo)記、體外轉(zhuǎn)化體系等技術(shù)的了解，理解物理學(xué)和化學(xué)方法在生物學(xué)研究中的重要作用，進(jìn)一步領(lǐng)悟多學(xué)科交叉的必要性。8）基于科學(xué)家對基因本質(zhì)的探索歷程，認(rèn)同人類對遺傳物質(zhì)的認(rèn)識是不斷深化、不斷完善的過程，認(rèn)同科學(xué)家的探索求真、交流合作等科學(xué)精神在科學(xué)研究中的重要性。單元學(xué)習(xí)重點1）證明DNA是遺傳物質(zhì)的實驗原理和過程。2）制作DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型，明確DNA的結(jié)構(gòu)特點。單元學(xué)習(xí)難點1）證明DNA是遺傳物質(zhì)的實驗原理和過程。2）DNA結(jié)構(gòu)的主要特點。學(xué)習(xí)任務(wù)課時任務(wù)（活動）序號任務(wù)描述第1課時任務(wù)1分析格里菲斯的“肺炎鏈球菌體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗”，學(xué)會分析實驗結(jié)果。任務(wù)2分析艾弗里的“肺炎鏈球菌體外轉(zhuǎn)化實驗”，闡述自變量控制的“加法原理”和“減法原理”的基本實驗設(shè)計思路。第2課時任務(wù)3分析“噬菌體侵染細(xì)菌的實驗”，感受科學(xué)家嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶嶒炘O(shè)計思路，層層推進(jìn)，得出結(jié)論。第3課時任務(wù)4依據(jù)科學(xué)家的探究歷程，合作構(gòu)建DNA雙螺旋模型。任務(wù)5觀察建構(gòu)的模型，歸納總結(jié)DNA的結(jié)構(gòu)特點。第4課時任務(wù)6依據(jù)資料分析，自主構(gòu)建基因和DNA的關(guān)系。任務(wù)7閱讀教材和分析情境資料，通過運用數(shù)學(xué)方法理解DNA的多樣性和特異性。單元（或主題）整體教學(xué)思路（教學(xué)結(jié)構(gòu)圖）第1課時教學(xué)設(shè)計課題DNA是主要的遺傳物質(zhì)第1課時課型新授課章/單元復(fù)習(xí)課□專題復(fù)習(xí)課□習(xí)題/試卷講評課□學(xué)科實踐活動課□其他□教學(xué)內(nèi)容分析《DNA是主要的遺傳物質(zhì)》是高中生物必修2第三章“基因的本質(zhì)”的第一節(jié)，是高中生物必修2前兩章“遺傳因子的發(fā)現(xiàn)”、“基因和染色體的關(guān)系”的繼承和發(fā)展，是今后學(xué)習(xí)DNA分子的結(jié)構(gòu)和復(fù)制、基因的表達(dá)、基因突變與重組、種群基因頻率的改變，以及基因工程等內(nèi)容的重要基礎(chǔ)。在教學(xué)過程中，回顧前面所學(xué)的有絲分裂、減數(shù)分裂和受精作用，闡明了染色體在前后代遺傳中所起的聯(lián)系作用，再通過對染色體化學(xué)成分分析得知，它的主要成分是DNA和蛋白質(zhì)。那么，遺傳物質(zhì)是DNA還是蛋白質(zhì)呢?教材通過肺炎鏈球菌的體外轉(zhuǎn)化實驗第一次證明DNA是遺傳物質(zhì)，妙用利用科學(xué)史實例，把知識的傳授過程優(yōu)化成一個科學(xué)的探究過程，讓學(xué)生在探究中學(xué)習(xí)科學(xué)研究的方法，從而滲透科學(xué)方法教育。學(xué)習(xí)者分析授課的對象是高一的學(xué)生，經(jīng)過必修一的學(xué)習(xí)，已掌握了生命活動的主要承擔(dān)者是蛋白質(zhì)，核酸是遺傳信息的攜帶者，染色體的化學(xué)組成，蛋白質(zhì)和核酸的元素組成、基本單位和結(jié)構(gòu)等，病毒的生命活動需寄生在活細(xì)胞中，也知道了同位素標(biāo)記法能夠追蹤物質(zhì)的去向，有絲分裂、減數(shù)分裂和受精作用等細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)知識，以及遺傳因子的發(fā)現(xiàn)的遺傳學(xué)基礎(chǔ)知識，這為新知識的學(xué)習(xí)奠定了認(rèn)知基礎(chǔ)。高中學(xué)生具備了一定的認(rèn)知能力，思維目的性、連續(xù)性和邏輯性也已初步建立，但還很不完善，對探究的目的性及過程，結(jié)論的形成缺乏理性的思考。1)通過肺炎鏈球菌實驗的分析過程，學(xué)習(xí)對照實驗中自變量控制的減法原則。2)在實驗討論過程中發(fā)展批判性思維。認(rèn)同科學(xué)結(jié)論的獲得離不開嚴(yán)謹(jǐn)?shù)耐评砗痛_鑿的實驗證據(jù)。4.學(xué)習(xí)重點難點重點：肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實驗的原理和過程難點：肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實驗的原理和過程環(huán)節(jié)思考、回答的問題指向教學(xué)目標(biāo)一分析格里菲斯肺炎鏈球菌體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗過程？1二加熱致死的S型細(xì)菌會不會導(dǎo)致小鼠死亡？為什么第四組實驗的小鼠死亡，并從其體內(nèi)分離出S型活細(xì)菌？從格里菲思的實驗中，你學(xué)習(xí)了哪些實驗方法？能得出哪些結(jié)論？1，2三艾弗里的實驗設(shè)計遵循哪些原理？其巧妙之處是什么？實驗結(jié)論是什么？1，2教師活動學(xué)生活動環(huán)節(jié)一：導(dǎo)入教師活動1帶領(lǐng)學(xué)生回顧遺傳學(xué)從誕生到細(xì)胞遺傳學(xué)的研究發(fā)展過程，引出問題：遺傳物質(zhì)是蛋白質(zhì)還是DNA？學(xué)生活動1回顧科學(xué)研究歷程，根據(jù)已有的知識，學(xué)生回答教師提出的問題，DNA是遺傳物質(zhì)。活動意圖說明：回顧歷史，找到研究方向，激發(fā)探究愿望。環(huán)節(jié)二：通過任務(wù)單上提供的材料，分析推理——DNA和蛋白質(zhì)，誰是遺傳物質(zhì)，具備哪些特點？教師活動2引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)任務(wù)單上提供的材料，完成表格，并對材料信息進(jìn)行歸納整理，梳理出遺傳物質(zhì)應(yīng)該具有哪些特征？學(xué)生活動2學(xué)生根據(jù)學(xué)習(xí)任務(wù)單上提供的材料，通過分析推理的思維過程，對材料進(jìn)行分類判斷，列舉出支持蛋白質(zhì)是遺傳物質(zhì)或者支持DNA是遺傳物質(zhì)的證據(jù)。并歸納總結(jié)得出遺傳物質(zhì)應(yīng)該具有多樣性、可傳遞、穩(wěn)定性等特征?；顒右鈭D說明：使學(xué)生體驗用事實或材料作為證據(jù)支撐觀點的科學(xué)思維方式。學(xué)習(xí)對信息進(jìn)行整合歸納，通過分析推理過程歸納出遺傳物質(zhì)的特點。環(huán)節(jié)三：對遺傳物質(zhì)早期的推測教師活動3指導(dǎo)學(xué)生閱讀教材并思考問題。20世紀(jì)中葉，人們對遺傳物質(zhì)的普遍認(rèn)識是怎樣的？在蛋白質(zhì)和DNA中，當(dāng)時人們認(rèn)為哪一種是遺傳物質(zhì)？為什么會有這樣的認(rèn)識？學(xué)生活動3閱讀、分析、回答。蛋白質(zhì)是由多種氨基酸連接而成的生物大分子。氨基酸多種多樣的排列順序，可能蘊含著遺傳信息。到了20世紀(jì)30年代，人們才認(rèn)識到DNA是由許多脫氧核苷酸聚合而成的生物大分子，脫氧核苷酸的化學(xué)組成包括磷酸、堿基和脫氧核糖，堿基有4種。認(rèn)為蛋白質(zhì)是遺傳物質(zhì)的觀點仍占主導(dǎo)地位。活動意圖說明：從歷史出發(fā)，重溫科學(xué)家探索遺傳物質(zhì)的過程，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識到科學(xué)的發(fā)展并非一帆風(fēng)順，有時錯誤的觀點會占主導(dǎo)地位。環(huán)節(jié)四：格里菲思的肺炎鏈球菌體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗教師活動4格里菲思的肺炎鏈球菌體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗介紹：R型和S型細(xì)菌的區(qū)別比較項目R型S型菌落粗糙光滑莢膜無莢膜有莢膜致病性無有講述：加熱致死的作用原理：蛋白質(zhì)和核酸對于高溫的耐受力是不同的。在80-100℃的溫度范圍內(nèi)，蛋白質(zhì)失活，DNA雙鏈解開；當(dāng)溫度降至55℃以下時，DNA雙鏈能夠重新恢復(fù)，但蛋白質(zhì)的活性不能恢復(fù)。展示：格里菲思的實驗過程。討論問題串：1.加熱致死的S型細(xì)菌會不會導(dǎo)致小鼠死亡？2.為什么第四組實驗的小鼠死亡，并從其體內(nèi)分離出S型活細(xì)菌？3.從格里菲思的實驗中，你學(xué)習(xí)了哪些實驗方法？能得出哪些結(jié)論？引導(dǎo)學(xué)生歸納得出結(jié)論。學(xué)生活動4學(xué)生通過對實驗過程的分析，層層深入，回答問題?；卮穑?.已經(jīng)加熱至死的S型細(xì)菌，含有某種促使R型活細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型活細(xì)菌的活性物質(zhì)。3.實驗中要控制單一變量和設(shè)置對照組。結(jié)論：加熱致死的S型細(xì)菌含有某種促使R型活細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型活細(xì)菌的活性物質(zhì)——轉(zhuǎn)化因子。活動意圖說明：學(xué)習(xí)科學(xué)家設(shè)計肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實驗的原理和過程，分析實驗設(shè)計思路，訓(xùn)練科學(xué)思維。通過合理的邏輯推理過程得到結(jié)論，發(fā)現(xiàn)“轉(zhuǎn)化因子”的存在。環(huán)節(jié)五：轉(zhuǎn)化因子究竟是什么物質(zhì)？如何設(shè)計實驗來證明？教師活動5艾弗里的肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實驗展示：艾弗里的實驗過程將加熱致死的S型細(xì)菌破碎后，設(shè)法去除絕大部分糖類、蛋白質(zhì)和脂質(zhì)，制成細(xì)胞提取物。對細(xì)胞提取物分別進(jìn)行不同的處理后，將細(xì)胞提取物加入有R型活細(xì)菌的培養(yǎng)基中，結(jié)果如下表所示。組別S型細(xì)菌細(xì)胞提取物的處理方法實驗結(jié)果1不作處理將細(xì)胞提取物加入有R型活細(xì)菌的培養(yǎng)基中R型+S型2蛋白酶R型+S型3RNA酶R型+S型4酯酶R型+S型5DNA酶R型提問：1.該實驗的設(shè)計遵循哪些原理？其巧妙之處是什么？2.實驗結(jié)論是什么？結(jié)論：DNA才是使R型細(xì)菌產(chǎn)生穩(wěn)定遺傳變化的物質(zhì)。學(xué)生活動5回答：遵循單一變量原則和對照原則。其巧妙之處在于運用“減法原理”，人為去除某個影響因素后，觀察實驗結(jié)果的變化。DNA是轉(zhuǎn)化因子?；顒右鈭D說明：學(xué)會分析實驗處理與實驗結(jié)果之間的邏輯關(guān)系，推理得出實驗結(jié)論：DNA是轉(zhuǎn)化因子。了解對照實驗設(shè)計的“減法原理”，認(rèn)同DNA是遺傳物質(zhì)。板書設(shè)計DNA是主要的遺傳物質(zhì)一、對遺傳物質(zhì)的早期推測二、實驗探究（一）肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實驗1、格里菲思的體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗結(jié)論：S型菌具有“轉(zhuǎn)化因子”，能將R型轉(zhuǎn)變成S型。2、艾弗里的體外轉(zhuǎn)化實驗結(jié)論：轉(zhuǎn)化因子是DNA，DNA是遺傳物質(zhì)作業(yè)與拓展學(xué)習(xí)設(shè)計用畫圖的方式繪制出肺炎鏈球菌體內(nèi)和體外轉(zhuǎn)化實驗過程特色學(xué)習(xí)資源分析、技術(shù)手段應(yīng)用說明在教學(xué)過程中，用了一張染色體高度螺旋化的圖片，引出染色體是由DNA和蛋白質(zhì)組成的，進(jìn)而提出問題：DNA和蛋白質(zhì)，誰是遺傳物質(zhì)呢？10.教學(xué)反思與改進(jìn)本節(jié)內(nèi)容講述了格里菲斯肺炎鏈球菌體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗，得出轉(zhuǎn)化因子將R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化成S型細(xì)菌，那么轉(zhuǎn)化因子是什么呢？艾弗里的肺炎鏈球菌體外轉(zhuǎn)化實驗證明轉(zhuǎn)化因子是DNA，DNA是遺傳物質(zhì)。通過引導(dǎo)學(xué)生重溫科學(xué)家的探究歷程，主要想達(dá)到以下幾個目標(biāo)：1.獲得科學(xué)知識──理解“DNA是遺傳物質(zhì)”；2.掌握科學(xué)研究方法，通過這些實驗讓學(xué)生掌握科學(xué)的研究方法，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力，所以在本節(jié)的教學(xué)中重點對學(xué)生進(jìn)行了科學(xué)方法訓(xùn)練；3.培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)和合作探究能力，改變學(xué)生學(xué)習(xí)方式，初步具備探究能力和創(chuàng)造性思維。然而，由于本節(jié)實驗內(nèi)容較為抽象，上課時采用了多媒體輔助教學(xué)，便于學(xué)生更好理解實驗過程?！癉NA是主要的遺傳物質(zhì)”是2個課時的內(nèi)容，教學(xué)時間不易控制，課上沒有安排做相應(yīng)的練習(xí)進(jìn)行鞏固。第2課時教學(xué)設(shè)計課題DNA是主要的遺傳物質(zhì)第2課時課型新授課章/單元復(fù)習(xí)課□專題復(fù)習(xí)課□習(xí)題/試卷講評課□學(xué)科實踐活動課□其他□1.教學(xué)內(nèi)容分析《DNA是主要的遺傳物質(zhì)》一節(jié)中“噬菌體侵染細(xì)菌的實驗”是人教版普通高中新課程生物必修2《遺傳與進(jìn)化》中第3章第1節(jié)的內(nèi)容。本部分內(nèi)容之前已經(jīng)介紹了格里菲斯和艾弗里的“肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實驗”。而“噬菌體侵染細(xì)菌的實驗”是比之前的實驗更具說服力的一個實驗,教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生重溫科學(xué)家的探究歷程，領(lǐng)悟科學(xué)的過程和方法，最終得出科學(xué)的結(jié)論——DNA是遺傳物質(zhì)。本內(nèi)容是從分子層面上認(rèn)識遺傳物質(zhì)的本質(zhì)，為學(xué)習(xí)DNA的復(fù)制，基因的表達(dá)和基因突變打下了基礎(chǔ)。通過對科學(xué)史的學(xué)習(xí)也有利于培養(yǎng)學(xué)生生物觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究的生物學(xué)科核心素養(yǎng)。2.學(xué)習(xí)者分析學(xué)生在初中的生物課本中已了解了細(xì)菌和病毒，高中生物必修一的課本也介紹了原核生物與真核生物，并得知病毒是一種寄生生活，無細(xì)胞結(jié)構(gòu)的生物。這為本節(jié)課大腸桿菌和T2噬菌體的結(jié)構(gòu)學(xué)習(xí)打下了基礎(chǔ)。因此，教師可以簡要跟學(xué)生介紹大腸桿菌和噬菌體，引發(fā)回憶。高中生具有相應(yīng)的分析科學(xué)史，得出相關(guān)結(jié)論的能力和一定的實驗探究能力。雖然高中學(xué)校沒有成熟的實驗條件供學(xué)生親自做噬菌體侵染細(xì)菌的實驗，但教師應(yīng)該形象直觀地展示科學(xué)探索的過程，引導(dǎo)學(xué)生重現(xiàn)一遍科學(xué)家的探究歷程，達(dá)到發(fā)展學(xué)生科學(xué)思維能力的目的。1)在學(xué)習(xí)了肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實驗的基礎(chǔ)上，通過分析噬菌體侵染細(xì)菌的實驗闡明DNA是遺傳物質(zhì)。2)基于遺傳物質(zhì)探索的科學(xué)史實驗分析，認(rèn)同人類對遺傳物質(zhì)的認(rèn)識是不斷深化、不斷完善的過程。4.學(xué)習(xí)重點難點重點：DNA是遺傳物質(zhì)難點：從實驗選材、研究方法和設(shè)計思路等角度，感悟科學(xué)家揭示DNA是遺傳物質(zhì)的研究歷程中，在科學(xué)方法層面帶來的啟示以及生物技術(shù)在生物學(xué)發(fā)展中的推動作用。5.學(xué)習(xí)評價設(shè)計環(huán)節(jié)思考、回答的問題指向教學(xué)目標(biāo)一噬菌體結(jié)構(gòu)和生存方式是什么？1二如何“追蹤”蛋白質(zhì)分子和DNA分子，看它們是否注入大腸桿菌？選用何種元素對蛋白質(zhì)分子和DNA分子進(jìn)行標(biāo)記？如何標(biāo)記？能否同時標(biāo)記？帶標(biāo)記的噬菌體感染什么樣的細(xì)菌呢？怎樣使噬菌體外殼從大腸桿菌表面脫落下來，以便于檢測？觀察到什么現(xiàn)象才能說明侵入細(xì)菌的只有噬菌體的DNA？1，2教師活動學(xué)生活動環(huán)節(jié)一：導(dǎo)入教師活動1回顧格里菲思和艾弗里體內(nèi)轉(zhuǎn)化和體外轉(zhuǎn)化實驗，明確艾弗里的實驗結(jié)果“DNA是遺傳物質(zhì)”,然而有很多科學(xué)家對此產(chǎn)生了質(zhì)疑，一是因為肺炎鏈球菌不是研究遺傳物質(zhì)最理想的實驗材料，因為成分太多，擴大了實驗范圍。二是由于當(dāng)時技術(shù)所限，艾弗里提得最純的DNA中也含有0.02%的蛋白質(zhì)。引發(fā)思考：如何解決這一爭論呢？似乎需要從提純、酶解的實驗思路中跳出來，尋找DNA與蛋白質(zhì)能天然分開的過程?如果你從事這項研究，你會選擇什么樣的材料呢？學(xué)生活動1學(xué)生思考回答教師提出的問題，選擇病毒材料?；顒右鈭D說明：梳理研究工作主線，銜接第1課時的爭論，引出本課時的后續(xù)研究工作。環(huán)節(jié)二：對噬菌體的認(rèn)識教師活動2噬菌體的結(jié)構(gòu)和生存方式。①請學(xué)生自主閱讀教材P45頁，回答：T2噬菌體的結(jié)構(gòu)和生存方式？②展示大腸桿菌和T2噬菌體的結(jié)構(gòu)模式圖，說明其結(jié)構(gòu)特點、組成成分；③講解噬菌體侵染大腸桿菌的過程：展示電鏡照片：播放視頻：噬菌體侵染大腸桿菌的過程（吸附—注入—合成—組裝—釋放）學(xué)生活動2回答：①T2噬菌體是一種專門寄生在大腸桿菌內(nèi)的病毒。它的頭部和尾部的外殼都是由蛋白質(zhì)構(gòu)成的，頭部含有DNA。②結(jié)構(gòu)特點：呈蝌蚪形，分為頭部和尾部?；瘜W(xué)組成：60%是蛋白質(zhì)，40%是DNA，僅蛋白質(zhì)分子中含有硫（S），磷（P）幾乎都存在于DNA分子中?；顒右鈭D說明：了解實驗材料的特點，理解其優(yōu)于化學(xué)提純的方便之處。環(huán)節(jié)三：赫爾希和蔡斯的工作教師活動31、實驗設(shè)計思路：把蛋白質(zhì)和DNA區(qū)分開，直接地、單獨地觀察DNA和蛋白質(zhì)的作用2、實驗方法：放射性同位素標(biāo)記法3、實驗過程：思考以下問題：①如何“追蹤”蛋白質(zhì)分子和DNA分子，看它們是否注入大腸桿菌？②選用何種元素對蛋白質(zhì)分子和DNA分子進(jìn)行標(biāo)記?如何標(biāo)記？能否同時標(biāo)記？③帶標(biāo)記的噬菌體感染什么樣的細(xì)菌呢？④怎樣使噬菌體外殼從大腸桿菌表面脫落下來，以便于檢測？⑤觀察到什么現(xiàn)象才能說明侵入細(xì)菌的只有噬菌體的DNA？學(xué)生活動3回答：①同位素標(biāo)記法②僅蛋白質(zhì)分子中含有硫，磷幾乎都存在于DNA分子中?？捎梅派湫酝凰?5S和32P分別標(biāo)記T2噬菌體的蛋白質(zhì)和DNA；分別在含有放射性同位素35S和放射性同位素32P培養(yǎng)基中培養(yǎng)大腸桿菌，再用上述大腸桿菌培養(yǎng)T2噬菌體，得到蛋白質(zhì)含有35S標(biāo)記和32P標(biāo)記的噬菌體；不能同時標(biāo)記。③無放射性標(biāo)記的細(xì)菌④攪拌器⑤觀察放射性的分布，用35S標(biāo)記的一組侵染實驗，放射性同位素主要分布在上清液中；用32P標(biāo)記的一組實驗，放射性同位素主要分布在離心管的沉淀物中?；顒右鈭D說明：引導(dǎo)學(xué)生回憶、遷移必修1相關(guān)技術(shù)。引導(dǎo)學(xué)生思考實驗設(shè)計思路，遵循實驗設(shè)計的單一變量原則。感悟生物技術(shù)對研究的推動作用。環(huán)節(jié)四：動畫展示噬菌體侵染細(xì)菌實驗過程教師活動4教師一邊展示動畫一邊引導(dǎo)學(xué)生分析每一個操作的目的及要點。學(xué)生活動4學(xué)生認(rèn)真觀看動畫?；顒右鈭D說明：通過播放動畫，直觀形象地展示出實驗的整個過程，有利于學(xué)生更好地理解科學(xué)家的實驗設(shè)計思路。環(huán)節(jié)五：分析實驗結(jié)果得出結(jié)論教師活動5引導(dǎo)學(xué)生得出實驗結(jié)論。學(xué)生活動5實驗結(jié)論是：噬菌體的遺傳物質(zhì)是DNA?；顒右鈭D說明：感悟科學(xué)結(jié)論的得出需要嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶嵶C。認(rèn)同人類對遺傳物質(zhì)的認(rèn)識是不斷深化、不斷完善的過程。環(huán)節(jié)五：只有DNA是遺傳物質(zhì)嗎？教師活動6提問：只有DNA是遺傳物質(zhì)嗎？講述：煙草花葉病毒只含有蛋白質(zhì)和RNA。提取病毒的蛋白質(zhì)和RNA,分別侵染煙草，發(fā)現(xiàn)RNA能使煙草感染病毒，而蛋白質(zhì)不能。總結(jié)：具有細(xì)胞結(jié)構(gòu)的生物，含有DNA和RNA兩種核酸，其中DNA是遺傳物質(zhì)。病毒，含有DNA或RNA，含有哪種核酸，它就是該病毒的遺傳物質(zhì)。學(xué)生活動6小結(jié)：1.DNA是主要的遺傳物質(zhì)。2.在RNA病毒中，RNA是遺傳物質(zhì)?；顒右鈭D說明：對遺傳物質(zhì)的本質(zhì)形成完整的認(rèn)識。（二）.噬菌體侵染細(xì)菌實驗1.T2噬菌體的結(jié)構(gòu)和化學(xué)組成：結(jié)構(gòu)：呈蝌蚪形，分為頭部和尾部。化學(xué)組成：60%是蛋白質(zhì)，40%是DNA，僅蛋白質(zhì)分子中含有硫（S），磷（P）幾乎都存在于DNA分子中。2.實驗設(shè)計思路：把蛋白質(zhì)和DNA區(qū)分開，單獨觀察DNA和蛋白質(zhì)的作用。3.實驗方法：放射性同位素標(biāo)記法4.實驗過程：(1)標(biāo)記細(xì)菌；(2)標(biāo)記噬菌體；(3)噬菌體侵染未標(biāo)記的細(xì)菌然后檢測放射性分布。結(jié)論：DNA是遺傳物質(zhì)煙草花葉病毒的實驗結(jié)論：RNA是遺傳物質(zhì)總結(jié)：因為絕大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是DNA，所以說DNA是主要的遺傳物質(zhì)。8.作業(yè)與拓展學(xué)習(xí)設(shè)計1）完成【學(xué)探診】第3章第1節(jié)的習(xí)題2）用畫圖的方式繪制出噬菌體侵染細(xì)菌實驗過程9.特色學(xué)習(xí)資源分析、技術(shù)手段應(yīng)用說明教學(xué)過程中，運用真實的實驗電鏡照片，給學(xué)生提供真實的情境，激發(fā)學(xué)生探究的興趣。播放視頻和動畫，直觀形象地展示實驗過程，化靜為動，化抽象為具體，有利于學(xué)生更好地理解科學(xué)家的實驗設(shè)計思路。艾弗里的肺炎鏈球菌體外轉(zhuǎn)化實驗證明了“DNA是遺傳物質(zhì)”，但這個結(jié)論并未被人們廣泛接受。本實驗正是彌補艾弗里的肺炎鏈球菌體外轉(zhuǎn)化實驗的不足之處引入新內(nèi)容，讓學(xué)生思考如何對這一問題進(jìn)行研究，提高說服力，培養(yǎng)他們分析問題和解決問題的能力，激發(fā)他們了解科學(xué)家當(dāng)年的研究過程和方法的興趣。通過重溫科學(xué)家的探究歷程，領(lǐng)會實驗選材的巧妙、思維的嚴(yán)謹(jǐn)和實驗方法的科學(xué)；通過實驗結(jié)果的分析理解DNA是遺傳物質(zhì)。然而，在教學(xué)過程中，學(xué)生小組討論時，大部分學(xué)生表現(xiàn)很積極，有個別學(xué)生并未參與到討論中。在討論問題設(shè)置方面，需考慮基礎(chǔ)薄弱的學(xué)生，分層設(shè)計，提高學(xué)生的積極性。第3課時教學(xué)設(shè)計課題DNA的結(jié)構(gòu)課型新授課章/單元復(fù)習(xí)課□專題復(fù)習(xí)課□習(xí)題/試卷講評課□學(xué)科實踐活動課□其他□1.教學(xué)內(nèi)容分析“DNA的結(jié)構(gòu)”一節(jié)是新課標(biāo)教材人教版必修二《遺傳與進(jìn)化》第3章第2節(jié)的內(nèi)容，由DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建、DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的主要特點及制作DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型三部分內(nèi)容構(gòu)成。教材沒有直接講述DNA的結(jié)構(gòu)特點，而是以科學(xué)家沃森和克里克的研究歷程為主線，并通過學(xué)生動手嘗試建構(gòu)模型，加深對DNA結(jié)構(gòu)特點的理解。這樣使學(xué)生不僅能自然的了解到DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的主要特點，還能感悟科學(xué)家鍥而不舍的科學(xué)精神，從而在情感、能力等多方面得到啟示和升華。本部分內(nèi)容在教材中起著承前啟后的作用，一方面，本節(jié)內(nèi)容是從分子水平上進(jìn)一步認(rèn)識基因的本質(zhì)，是在前兩章的基礎(chǔ)上完成的；另一方面，又為后面《基因的表達(dá)》、《基因突變》以及《基因工程》的學(xué)習(xí)奠定了基礎(chǔ)。所以說《DNA的結(jié)構(gòu)》是高中生物重要內(nèi)容之一。2.學(xué)習(xí)者分析學(xué)生在必修一中已經(jīng)學(xué)習(xí)了核酸，掌握了核酸的元素組成，基本單位——核苷酸等相關(guān)知識。這為新知識的學(xué)習(xí)奠定了認(rèn)知基礎(chǔ)。在本章的第一節(jié)中也學(xué)習(xí)了DNA是主要的遺傳物質(zhì)，因此學(xué)生對本科內(nèi)容有了一定的知識基礎(chǔ)。但由于DNA組成和堿基配對及其涉及的有關(guān)化學(xué)方面知識等內(nèi)容的學(xué)習(xí)有一定難度，所以學(xué)生對DNA結(jié)構(gòu)的理解、構(gòu)建存在一定難度。高中學(xué)生具備了一定的認(rèn)知能力，對事物的探究有激情，但往往對探究的目的性及過程，結(jié)論的形成缺乏理性的思考，所以教師在學(xué)生探究的過程中要進(jìn)行適當(dāng)?shù)囊龑?dǎo)。1)概述DNA結(jié)構(gòu)的主要特點2)回顧科學(xué)史，通過對DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn)歷程的回顧，理解并認(rèn)同交流合作和多學(xué)科交叉在科學(xué)發(fā)展中的作用。3)制作DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型。4.學(xué)習(xí)重點難點重點：DNA結(jié)構(gòu)的主要特點。DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的制作。難點：DNA結(jié)構(gòu)的主要特點。5.學(xué)習(xí)評價設(shè)計環(huán)節(jié)思考、回答的問題指向教學(xué)目標(biāo)一總結(jié)DNA結(jié)構(gòu)的主要特點？1二了解DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn)歷程？2三制作DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型？3教師活動1學(xué)生活動1環(huán)節(jié)一：導(dǎo)入教師活動1展示圖片：新冠病毒和乙肝病毒。最近報道新冠病毒產(chǎn)生了新的的變異毒株，叫奧密克戎毒株，新冠病毒屬于單鏈RNA病毒，非常不穩(wěn)定，極容易變異，所以預(yù)防該病毒的疫苗需要不斷的更新，而同學(xué)們熟知的乙肝病毒，,疫苗只需注射一次，就可以終生不得乙肝，這到底是什么原因呢？難道是與DNA的結(jié)構(gòu)有關(guān)嗎？學(xué)習(xí)了這節(jié)課，大家自然就明白了。學(xué)生活動1結(jié)合問題情境，思考、回答?；顒右鈭D說明：我通過兩張圖片導(dǎo)入并設(shè)問，希望激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和探究熱情，同時也為后邊教學(xué)埋下了伏筆。環(huán)節(jié)二：體驗科學(xué)探究，合作構(gòu)建模型教師活動2【知識回顧】：2030DNA其化學(xué)組成包括磷酸、堿基、脫氧核糖?！灸Ｐ徒?gòu)1】:四種脫氧核苷酸請同學(xué)們利用DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的材料和用具，構(gòu)建四種脫氧核苷酸模型，介紹各個組件代表的名稱。藍(lán)色表示的是脫氧核糖，白色的表示的是磷酸，其余的表示的是四種堿基。給出正確的脫氧核苷酸結(jié)構(gòu)：OO1′2′3′4′5′2用制作好的四個脫氧核苷酸構(gòu)建一條脫氧核苷酸長鏈將桌上構(gòu)建好的四分子脫氧核苷酸制作一條脫氧核苷酸鏈的模型。播放學(xué)生制作模型的視頻。展示學(xué)生構(gòu)建的模型。教師點評學(xué)生的模型，同時引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)連接方式：磷酸與五碳糖交替連接。3模擬構(gòu)建構(gòu)建DNA平面結(jié)構(gòu)模型。各個小組合作探究構(gòu)建構(gòu)建DNA平面結(jié)構(gòu)模型。展示學(xué)生構(gòu)建的模型提出問題：1.在構(gòu)建模型的過程中，同學(xué)們發(fā)現(xiàn)了什么問題？2.仔細(xì)認(rèn)真觀察，這樣的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定嗎？沃森和克里克對著自己構(gòu)建模型一籌莫展時，奧地利著名生物化學(xué)家查哥夫的實驗成果，重新點燃了他們的希望之火。展示并介紹科學(xué)家查哥夫的實驗成果：提問：1.通過表中數(shù)據(jù)你能得到什么結(jié)論？2.通過結(jié)論你能想到什么?在DNA分子中堿基如何配對？展示堿基的結(jié)構(gòu)圖，引導(dǎo)學(xué)生得出結(jié)論。那么DNA的空間結(jié)構(gòu)又是什么樣的呢？威爾金斯和富蘭克林:X射線衍射法觀察到清晰的DNA衍射圖譜請同學(xué)們以小組為單位構(gòu)建DNA分子空間結(jié)構(gòu)模型?？偨Y(jié)：1962年，沃森和克里克以及威爾金斯因發(fā)現(xiàn)的DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)，榮獲諾貝爾生理醫(yī)學(xué)獎。DNA分子結(jié)構(gòu)的揭示具有劃時代意義，它使生物學(xué)由細(xì)胞水平跨入到分子水平，這在當(dāng)時是一個奇跡；同時沃森和克里克也實現(xiàn)了他們最初的夢想。所以說坐落于中關(guān)村的DNA雕塑不僅是現(xiàn)代高科技的標(biāo)志，實際上也是奇跡與夢想的象征。學(xué)生活動2回憶前面的知識并完成：學(xué)生建構(gòu)四種脫氧核苷酸模型：學(xué)生自主探究，建構(gòu)一條脫氧核苷酸長鏈：【學(xué)生互評】：學(xué)生進(jìn)行相互評價，發(fā)表自己的觀點。學(xué)生開始討論和構(gòu)建多核苷酸鏈模型。教師巡視學(xué)生構(gòu)建模型的情況學(xué)生回答問題：1.堿基對的直徑不一樣，形狀也不吻合2.不穩(wěn)定學(xué)生思考并回答問題：1.嘌呤和嘧啶物質(zhì)量之比均在1左右，并且A等于T，G等于C.2.A與T配對，G與C配對。學(xué)生回答：只有雙環(huán)和單環(huán)之間彼此配對才能保證雙鏈之間距離相等。每個小組成員相互合作構(gòu)建DNA分子平面結(jié)構(gòu)模型。合作構(gòu)建DNA分子空間結(jié)構(gòu)模型。設(shè)計意圖說明：本環(huán)節(jié)把DNA分子結(jié)構(gòu)的探索歷程和構(gòu)建DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型融為一體進(jìn)行教學(xué)，學(xué)生不僅能更好體驗科學(xué)家探索歷程，領(lǐng)悟科學(xué)家的吸納、合作、創(chuàng)新、嚴(yán)謹(jǐn)和鍥而不舍的精神，而且沿著科學(xué)家探索歷程一步步把DNA分子結(jié)構(gòu)模型構(gòu)建出來更能讓學(xué)生與科學(xué)家們拉近距離，學(xué)生會感覺到：科學(xué)家能做的，我同樣能做到。環(huán)節(jié)三：觀察自制模型，掌握結(jié)構(gòu)特點教師活動3請同學(xué)們仔細(xì)觀察各組制作的模型，看看他們存在哪些共同點？引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)DNA分子的結(jié)構(gòu)的主要特點，規(guī)范其語言表達(dá)，重復(fù)描述DNA結(jié)構(gòu)的三個主要特點。學(xué)生活動3學(xué)生觀察比較并進(jìn)行熱烈討論：1.堿基配對方式相同。2.堿基的種類相同，都是四種。3.磷酸和五碳糖的鏈接次序一致，都是磷酸-脫氧核糖-磷酸-脫氧核糖交替鏈接。4.堿基對的排列次序不同活動意圖說明：觀察自制模型，概述DNA分子結(jié)構(gòu)特點，培養(yǎng)學(xué)生觀察和歸納總結(jié)能力。7.板書設(shè)計8.作業(yè)與拓展學(xué)習(xí)設(shè)計1）完成教材52頁課后練習(xí)2）課后自制DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型9.特色學(xué)習(xí)資源分析、技術(shù)手段應(yīng)用說明展示“北京中關(guān)村高科技園區(qū)的DNA雕塑”圖片，唯美，神秘又令人震撼。它即是現(xiàn)代高科技的標(biāo)志，也是奇跡與夢想的象征。為什么這么說？從而引出本節(jié)內(nèi)容“DNA的結(jié)構(gòu)”。運用“DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型組件”探究DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)，增強學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和實踐動手能力，提高學(xué)生課堂上對知識的同化速度，進(jìn)一步突出了本節(jié)課的核心知識——概述DNA結(jié)構(gòu)的主要特點。10.教學(xué)反思與改進(jìn)1、在教學(xué)中將DNA結(jié)構(gòu)模型的建構(gòu)分解，以“基本單位—單鏈—平面雙鏈—立體空間結(jié)構(gòu)”逐步深入，由簡單到復(fù)雜，符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，有利于學(xué)生理解脫氧核苷酸的結(jié)構(gòu)和DNA的結(jié)構(gòu)。2、本節(jié)課將DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的建構(gòu)這個驗證型實驗大膽地改為探究型實驗，學(xué)生能跟隨教師提供的資料，主動參與探究過程，由被動的接受知識變?yōu)橹鲃拥奶骄恐R、獲取知識。在探究中學(xué)生能自己發(fā)現(xiàn)問題，分析問題，解決問題，培養(yǎng)學(xué)生的生物學(xué)素養(yǎng)和分析解決問題的能力。3、DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的建構(gòu)完成后，有關(guān)DNA分子結(jié)構(gòu)的相關(guān)知識都由學(xué)生分析討論得出，這使學(xué)生觀察模型、分析模型得出理性認(rèn)識的能力得到了很好的鍛煉。4、但學(xué)生的動手能力及時間較緊等因素對教學(xué)效果起了一定的限制。在今后的教學(xué)中，會更加注重培養(yǎng)學(xué)生的動手能力，安排好活動時間。第4課時教學(xué)設(shè)計課題基因通常是有遺傳效應(yīng)的DNA片段課型新授課章/單元復(fù)習(xí)課□專題復(fù)習(xí)課□習(xí)題/試卷講評課□學(xué)科實踐活動課□其他□本節(jié)是人教版生物必修二第3章第4節(jié)的內(nèi)容，包括基因與染色體關(guān)系的實例、DNA片段中的遺傳信息兩部分內(nèi)容，既是對本章內(nèi)容的概括與提升，也為第4章《基因的表達(dá)》做鋪墊。這兩部分的內(nèi)容通過兩個活動來完成。在說明基因與DNA關(guān)系的實例中，主要通過資料分析使學(xué)生認(rèn)識基因與DNA的關(guān)系。在“DNA片段中的遺傳信息”部分，主要也通過資料分析使學(xué)生認(rèn)識DNA上的脫氧核苷酸序列與遺傳信息多樣性的關(guān)系。從分子水平上揭示生物體的多樣性和特異性的物質(zhì)基礎(chǔ)。通過前兩章的學(xué)習(xí)，學(xué)生認(rèn)識到基因和染色體的關(guān)系，并在本章前三節(jié)學(xué)習(xí)了DNA是主要的遺傳物質(zhì)和DNA的結(jié)構(gòu)。在日常生活中，學(xué)生也接觸過，如“基因”、“DNA”、“染色體”、“遺傳物質(zhì)”、“遺傳性狀”等概念，但它們之間到底是什么關(guān)系呢，它們可以構(gòu)成怎樣的知識框架，對于學(xué)生來說是模糊不清的。另外，高一學(xué)生的課文閱讀和分析能力較低，在教學(xué)中應(yīng)充分利用學(xué)生已有知識為基礎(chǔ)，適時引導(dǎo)學(xué)生分析資料、讀圖理解等例子，小組合作討論基因和遺傳信息的關(guān)系，幫助學(xué)生突破基因的概念。3.學(xué)習(xí)目標(biāo)確定1)舉例說明基因通常是有遺傳效應(yīng)的DNA片段。2)運用數(shù)學(xué)方法說明DNA的多樣性和特異性。3）說明基因與DNA的關(guān)系。4.學(xué)習(xí)重點難點重點：1）基因通常是有遺傳效應(yīng)的DNA片段。2）DNA的多樣性和特異性。難點：脫氧核苷酸序列與遺傳信息多樣性的關(guān)系。5.學(xué)習(xí)評價設(shè)計環(huán)節(jié)思考、回答的問題指向教學(xué)目標(biāo)一理解基因通常是有遺傳效應(yīng)的DNA片段？1二理解DNA儲存著遺傳信息？2三繪圖表示脫氧核苷酸、基因、DNA、染色體之間的關(guān)系？3教師活動學(xué)生活動環(huán)節(jié)一：導(dǎo)入教師活動1通過前面的學(xué)習(xí)，我們已了解DNA是主要的遺傳物質(zhì)。在生活中，我們也常聽說人的遺傳與基因有關(guān)，那么，基因與DAN有什么關(guān)系呢？提出問題：基因=DNA？學(xué)生活動1帶著問題進(jìn)入課堂?；顒右鈭D說明：導(dǎo)入新課，明確學(xué)習(xí)目標(biāo)和重難點。環(huán)節(jié)二：用實例說明基因與DNA的關(guān)系教師活動2引導(dǎo)學(xué)生閱讀教材第57頁“思考討論”和“問題探討”，其中的資料分別從哪些方面說明基因與DNA的關(guān)系？基因與DNA具有怎樣的關(guān)系？設(shè)置如下問題串：資料1和資料3表明，基因與DNA在數(shù)量上有何關(guān)系?說明了什么？資料2中綠色熒光蛋白基因與“問題探討”中生長激素基因的作用分別是什么？這兩個實例說明了什么？引導(dǎo)學(xué)生，將以上結(jié)論整合，歸納基因與DNA的關(guān)系。小結(jié)：基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段。學(xué)生活動2分析資料，討論、推理得出結(jié)論：1.資料1和資料3中，生物體內(nèi)所有基因的堿基總數(shù)小于DNA分子的堿基總數(shù)，學(xué)生推理得出：基因是DNA上的片段。2.綠色熒光蛋白基因使小鼠發(fā)出熒光，生長激素基因，促使鯉魚的生長速度加快，說明基因有遺傳效應(yīng)。