2017-2018学年高中生物第三章遗传的分子基础第一节核酸是遗传物质的证据教学案

“核酸是遗传物质的证据”教学设计柴君波（岱山中学316200）一、设计思路“核酸是遗传物质的证据”是浙科版生物《必修2·遗传与进化》第三章“遗传的分子基础”第一节的内容。

《普通高中生物课程标准》对该部分的要求是“总结人类对遗传物质的探索过程”，按“应用水平”进行教学。

着力培养学生理性思维和科学探究能力的教学方式是现阶段生物学科核心素养培育的积极举措。

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”作为主体思路，通过对科学史与课堂探究学习的有效整合，引导学生循着科学家的足迹，亲身体验科学家是如何发现问题、设计实验、合理推理、探求真理的理性思维和科学方法，同时学习科学家的严谨态度和合作精神。

二、教学分析1．内容分析：“核酸是遗传物质的证据”这节内容是从分子层面上认识遗传物质的本质，将为学习DNA的复制、遗传信息的表达和基因突变等知识打下基础。

本节主要讲述了证明核酸是生物遗传物质的三个经典实验以及具体的研究思路和过程，同时教材中又隐性地蕴含着丰富的生物科学史资料，是用以开展课堂探究学习和培养生物科学素养的极好素材。

2．学情分析：学生已经具备了细胞增殖和受精作用等细胞学基础，掌握了染色体、蛋白质与DNA的化学组成等相关知识，这为新知识的学习奠定了认知基础。

高中生的思维目的性、连续性和逻辑性，已初步建立但仍有待完善，尤其在独立自主探究能力上存在显著的个体差异。

因此，教师课前要做好小组的分配，促进组内合作交流；教学中要创设有效的问题情境，引导激活学生的思维。

三、教学目标及重、难点1．知识目标：（1）总结“核酸是遗传物质”的探索过程；（2）分析肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验的原理、过程和结论；（3）理解DNA是主要的遗传物质。

2．能力目标：（1）通过分析图文资料、汇报学习成果等，培养学生识图、信息处理和语言表达能力；（2）领悟科学研究的过程和方法，培养学生自主探究能力，提升科学素养。

第一节 核酸是遗传物质的证据从图中我们可以看出，亲属之间在某些方面上具有一定的相似性，这就是我们平常所说的遗传。

其实，早在公元前3世纪，《吕氏春秋》中就记载着“夫种麦而得麦，种稷而得稷，人不怪也。

”也就是我们常说的“种瓜得瓜，种豆得豆。

”正是生物的遗传特性，才使生物界的物种能够保持相对稳定。

那么生物之间的这种相似性是由什么物质起作用，而在亲子代之间连续传递的呢？本节课我们就一起学习生物的遗传物质。

一、噬菌体侵染细菌的实验1．染色体的化学成分⎩⎨⎧DNARNA 蛋白质⎩⎪⎨⎪⎧组蛋白非组蛋白2．噬菌体侵染细菌的实验 (1)实验材料：噬菌体。

①结构⎩⎪⎨⎪⎧蛋白质构成的外壳DNA 分子位于头部内②特点：专门寄生在细菌体内的病毒。

(2)实验思路：用不同的放射性同位素分别标记蛋白质和DNA ，直接单独地去观察它们的作用。

(3)实验过程(4)实验说明及结论结合上述实验过程分析：1．标记噬菌体时，为什么不能直接用含35S 和32P 的普通培养基来培养T 2噬菌体？ 答案 噬菌体营活细胞寄生生活，不能直接用培养基培养噬菌体。

2．能否用14C 和18O 标记噬菌体？能否用32P 和35S 同时标记噬菌体？答案 不能，因为DNA 和蛋白质都含C 和O ；不能用32P 和35S 同时标记噬菌体。

3．实验中搅拌的目的是什么？答案 目的是使吸附在细菌上的噬菌体与细菌分离。

4．实验中离心的目的是什么？离心管的上清液和沉淀物中分别是什么？答案 离心的目的是让上清液中析出重量较轻的噬菌体颗粒，离心管的沉淀物中留下被感染的细菌。

5.用35S 标记的噬菌体侵染大肠杆菌时，发现沉淀物中放射性也较高，可能是什么原因造成的？答案 搅拌不充分，有少量35S 的噬菌体蛋白质外壳吸附在细菌表面，随细菌离心到沉淀物中。

6．用32P标记的噬菌体侵染细菌时，发现上清液中放射性也较高，可能是什么原因造成的？答案(1)保温时间过短，部分噬菌体没有侵染到细菌细胞内，经离心后分布于上清液中。

第三章遗传的分子基础第一节核酸是遗传物质的证据一、设计理念《普通高中新课程标准》倡导的课程理念是：提高学生生物科学素养、面向全体学生、倡导探究性学习、注重与现实生活的联系的基本理念，建构主义的理论也告诉我们，知识的构建是一个不断由已知到未知的循序渐进的过程，这就要求教师通过自己组织有效的教学，合理的进行教学设计来达到上述目的。

生物学科的许多知识直接从生活或科学实验中来，例如，《核酸是遗传物质的证据》这节内容围绕控制生物遗传的真正遗传物质是什么而展开，教材给出了人类对遗传物质的认识和探索过程，从怀疑遗传物质是蛋白质到确定遗传物质是核酸，经历一系列重大发现，最后以无可辩驳的事实证明：核酸才是真正的遗传物质，充分展现了人类探知未知世界的艰难历程，正因如此，本节是我们进行科学史实、科学思维、科学方法教育的绝好资源。

教师要充分挖掘教材中育人的丰富内涵，充分准备相关的教学背景资料，合理的组织教学资源，为学生的知识构建搭好平台，学生能感悟知识的诞生过程，体验学习的乐趣，使我们的课堂教学充满活力与魅力。

建构主义学习观认为，学习不是知识由教师向学生的传递，而是学习者通过新、旧经验之间反复、双向的相互作用，来形成和调节自己的经验建构。

建构主义的教学观也强调教学应该从学习者的经验出发，进行角色的调整，通过布置良好的学习情境，鼓励学习者反省和思考，重视合作的学习方式。

依据建构主义理念，本节课将利用一些实验器材和教学视频，教师演示，学生观察思考，学生锻炼自己的观察发现能力以及提高思考归纳能力；小组合作讨论，学生形成自主思考、合作交流能力。

在整节课中，将充分注重学生的观点，以探究式学习和演示式教学为主，并且在教学过程中融入STSE的教育思想，引导学生把知识、技术、社会与环境联系起来，最终学生增强自身发现问题、分析问题、解决问题的意识和能力。

二、教学背景分析（一）教材的分析“核酸是遗传物质的证据”一节是新课标教材浙科版必修2第3章第1节的内容，是学生在学习了有关遗传的细胞学基础、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。

核酸是遗传物质的证据一、DNA是遗传物质的间接证据1.DNA主要位于细胞核的染色体上，线粒体、叶绿体中有少量DNA，它们都有复制和遗传的自主性。

2.同一种生物在不同发育时期或不同组织的细胞中，DNA的含量基本相等。

3.所有诱发DNA结构变异的因素均能引起生物的遗传突变。

4.蛋白质不具备以上这些特征。

二、DNA是遗传物质的直接证据（1）原理：T2噬菌体侵染细菌后，在自身遗传物质的控制下，利用细菌体内的物质合成T2噬菌体自身的组成成分，从而进行大量繁殖。

（2）过程：①用35S和32P分别标记不同噬菌体的蛋白质和DNA；②用被标记的噬菌体分别侵染细菌；③在噬菌体大量繁殖时，对被标记物质进行检测。

（3）结论：DNA是遗传物质。

（1）原理：S型菌可使小鼠患败血症死亡。

（2）活体细菌转化实验（体内转化）过程：①R型菌注射小鼠→小鼠不死亡；②S型菌注射小鼠→小鼠死亡；③加热杀死的S型菌注射小鼠→小鼠不死亡；④S型死菌＋R型活菌注射小鼠→小鼠死亡。

结论：S型细菌中含有“转化因子”，进入R型菌，能使R型菌转化为S型菌，使小鼠死亡。

（3）离体细菌转化实验（体外转化）①过程：S型菌DNA＋R型菌R型菌＋S型菌；S型菌蛋白质＋R型菌R型菌；S型菌荚膜物质中的多糖＋R型菌R型菌；S型菌的DNA＋DNA酶＋R型菌R型菌。

②结论：S型菌的DNA才是使R型菌产生稳定遗传变化的物质。

（4）结论：由（2）（3）实验可知DNA是遗传物质。

思考：人和具有细胞结构的生物遗传物质主要是什么？提示：主要是DNA。

三、烟草花叶病毒的感染和重建实验①TMV A RNA感染TMV A病毒；②TMV A蛋白质未感染病毒；③TMV B RNA感染TMV B病毒；④TMV B蛋白质未感染病毒；⑤TMV A RNA＋TMV B蛋白质感染TMV A病毒；⑥TMV B RNA＋TMV A蛋白质感染TMVB病毒。

2.结论：在RNA病毒中，RNA是遗传物质。

思考：T2噬菌体、HIV、流感病毒的遗传物质是什么？提示：T2噬菌体遗传物质是DNA，HIV、流感病毒的遗传物质是RNA。

化钝市安居阳光实验学校第一节核酸是遗传物质的证据[随堂检测][学生用书P43]1．噬藻体是一种感染蓝藻的病毒(主要由DNA和蛋白质组成)，用32P标记的噬藻体感染蓝藻细胞，培养一段时间，再经搅拌、离心后进行放射性检测。

相关叙述正确的是( )A．32P标记的是噬藻体DNA中的碱基胸腺嘧啶B．搅拌的目的是使吸附在蓝藻上的噬藻体与蓝藻分离C．离心后放射性同位素主要分布在试管的上清液中D．此实验证明DNA是噬藻体的遗传物质解析：选B。

32P标记的是噬藻体DNA中的磷酸，故A错误；噬藻体侵染蓝藻的时候，只有DNA进入蓝藻，其蛋白质外壳留在蓝藻外，所以搅拌的目的是使吸附在蓝藻上的噬藻体与蓝藻分离，故B正确；离心后放射性同位素主要分布在试管的沉淀物中，故C错误；该实验缺乏对照实验，不能说明DNA是遗传物质，故D错误。

2．(2017·浙江4月选考)肺炎双球菌转化实验的部分过程如图所示。

下列叙述正确的是( )A．S型肺炎双球菌的菌落为粗糙的，R型肺炎双球菌的菌落为光滑的B．S型菌的DNA经加热后失活，因而注射S型菌后的小鼠仍存活C．从病死小鼠中分离得到的肺炎双球菌只有S型菌而无R型菌D．该实验未证明R型菌转化为S型菌是由S型菌的DNA引起的解析：选D。

S型肺炎双球菌菌落是光滑的，R型是粗糙的，故A错误；S 型菌经加热后蛋白质失活因此失去致病能力，故B错误；从病死的小鼠中分离出的S型菌和R型均有，转化因子不可能把所有的R型菌转化成S型菌，故C 错误；该实验只证明了加热杀死的S型菌中存在某种转化因子使R型菌转化成了S型菌，并没有证明该转化因子就是DNA，故D正确。

3．如图是某种高等植物的病原体的遗传过程实验，实验表明这种病原体( )A．寄生于细胞内，通过RNA遗传B．可单独生存，通过蛋白质遗传C．寄生于细胞内，通过蛋白质遗传D．可单独生存，通过RNA遗传解析：选A。

提取这种病原体，发现其由RNA和蛋白质组成，分别用其RNA 和蛋白质给植物接种，发现只有接种病原体RNA的植物得病，说明该病原体的遗传物质为RNA，该病原体为RNA病毒。

第一节核酸是遗传物质（1）1.教学目标与核心素养通过噬菌体侵染细菌的实验分析，尝试寻找证据解释现象，学会运用证据解释现象的科学思维方法认识建立物理模型表征DNA分子结构的重要方法，通过尝试制作DNA双螺旋结构模型，学会构建物理模型的方法通过探究DNA的复制过程，尝试运用证据解释现象，学会运用证据解释原理的科学思维方法在此过程中渗透核心素养中的生命观，任何生物（除病毒）都是由细胞组成的，我们有共同的起源，自然界的生命可以说与我们息息相关，每个人都应当善待生命，保护护生命，维系地球学习目标确定掌握肺炎链球菌实验的过程，理解其实验的设计理念，掌握噬菌体侵染细菌的过程，明白其培养原因，其侵染细菌的过程掌握生物的遗传物质为核酸2.学习重点难点1.教学重点：噬菌体侵染细菌的实验分析肺炎链球菌转化实验的原理和过程 DNA是主要的遗传物质2.教学难点：资料分析--噬菌体侵染细菌的实验肺炎链球菌转化实验原理和过程分析【温顾知新】课前完成1.染色体是由和组成2.基因与染色体的关系______________________________________3.孟德尔认为生物的性状是由_____________________控制的4.摩尔根通过实验证明：基因________________染色体上【答案】1.DNA 蛋白质2.基因在染色体上成线性排列3.遗传因子在【课堂探究】重、难点突破1.染色体是由DNA和蛋白质组成，那谁是遗传物质呢？（1）肺炎双球菌的转化(transformation)实验(Frederick Griffith)肺炎链球菌分为①_____________特点：和②____________________特点：【答案】S型有荚膜，有致病性 R型无荚膜，无致病性2.3.格里菲思提出一种假设：无毒性的R型活细菌+加热杀死后的S型细菌4.转化因子是？如何通过实验验证？结论：5.艾弗里的肺炎双球菌体外转化实验证明：6.体内体外转化实验最终证明了【答案】5.DNA可以引起细菌转化，而且纯度越高，转化效率越高。

第一节核酸是遗传物质的证据1.染色体由DNA、蛋白质（组蛋白和非组蛋白) 和少量RNA组成,其中DNA和组蛋白是染色体的主要成分。

2．证明DNA是遗传物质的经典实验有肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验。

前者证明DNA是遗传物质,蛋白质不是遗传物质;后者只证明了DNA是遗传物质。

3．花叶病毒的感染和重建实验证明RNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质。

4．证明DNA或RNA是遗传物质的实验的共同设计思路是：分离出可能是遗传物质的DNA(或RNA和蛋白质）,分别直接地、独立地观察它们在遗传中的作用。

5．一切生物的遗传物质是核酸，即DNA或RNA。

凡是细胞生物,遗传物质一定是DNA;病毒的遗传物质是DNA或RNA.6．没有任何实验能证明“DNA 是主要的遗传物质”。

考试内容必考加试核酸是遗传物质的证据(1)噬菌体侵染细菌的实验(2）肺炎双球菌转化实验(3)烟草花叶病毒的感染和重建实验bbabba噬菌体侵染细菌的实验1．实验方法同位素标记法，用35S、32P分别标记噬菌体的蛋白质和DNA。

2．实验材料：T2噬菌体和大肠杆菌（1）噬菌体的结构：（2)噬菌体的生活方式：活细胞寄生。

3．实验过程（1)标记噬菌体:(2）侵染细菌：4．实验结果分析分组结果结果分析对比实含32P上清液中几乎无32P—DNA进入验（相互对照)噬菌体＋细菌32P，32P主要分布在宿主细胞内了宿主细胞内含35S噬菌体＋细菌宿主细胞内无35S，35S主要分布在上清液中35S—蛋白质外壳未进入宿主细胞,留在外面5．结论：DNA是遗传物质。

1．科学家为什么把T2噬菌体作为研究DNA是遗传物质的材料？科学家是如何进行研究的？提示：由于T2噬菌体只由DNA和蛋白质两种化学物质组成，DNA是由C、H、O、N、P五种元素组成，而蛋白质除含有C、H、O、N，有的还含有P和S等元素。

科学家采用放射性同位素标记法进行研究。

2．噬菌体侵染细菌的实验准备中,为什么不能直接用含35S和32P 的普通培养基来培养T2噬菌体？提示:因为噬菌体营寄生生活,只有在细菌体内才能进行增殖,故应先培养细菌，再用细菌培养噬菌体，而不能直接用培养基培养噬菌体。

核酸是遗传物质的证据一．设计思路“核酸是遗传物质的证据”是浙科版生物《必修2·遗传与进化》第三章“遗传的分子基础”第一节的内容。

新课程理念大力倡导能培养学生生物科学素养和科学探究能力的教学方式。

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”作为主体思路，通过对科学史与课堂探究学习的有效整合，引导学生循着科学家的足迹，亲身体验科学家是如何发现问题、设计实验、合理推理、探求真理的科学思维和方法，同时学习科学家的严谨态度和合作精神。

二．教学分析1．内容分析：“核酸是遗传物质的证据”这节内容是从分子层面上认识遗传物质的本质，将为学习DNA 的复制、遗传信息的表达和基因突变等知识打下基础。

本节主要讲述了证明核酸是生物遗传物质的三个经典实验以及具体的研究思路和过程，同时教材中又隐性地蕴含着丰富的生物科学史资料，是用以开展课堂探究学习和培养生物科学素养的极好素材。

2．学情分析：学生已经具备了细胞增殖和受精作用等细胞学基础，掌握了染色体、蛋白质与DNA的化学组成等相关知识，这为新知识的学习奠定了认知基础。

高中生的思维目的性、连续性和逻辑性，已初步建立但仍有待完善，尤其在独立自主探究能力上存在显著的个体差异。

因此，在课前要做好小组的分配，促进组内合作交流；教学中要创设有效的问题情境，引导激活学生的思维。

三．教学目标及重难点1．知识目标：（1）总结“核酸是遗传物质”的探索过程；（2）分析肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验的原理、过程和结论；（3）理解DNA是主要的遗传物质。

2．能力目标：（1）通过分析图文资料、汇报学习成果等，培养学生识图、信息处理和语言表达能力；（2）领悟科学研究的过程和方法，培养学生自主探究能力，提升科学素养。

3．情感态度及价值观：（1）感悟实验的严密和优美，体会科学家解决问题的思维方式；（2）学习科学家的严谨态度和合作精神；（3）认同获得科学结论的基本方法是实验验证。