噬菌体侵染细菌的实验.docx
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噬菌体侵染细菌的实验
噬菌体侵染细菌的实验
噬菌体侵染细菌的实验 教学设计
王莹
一、教材内容分析
《噬菌体侵染细菌的实验》是苏教版普通高中生物必修2《遗传与进化》中第4章第1节的内容。
本部分内容之前已经介绍了格里菲斯和艾弗里的“肺炎双球菌的转化实验”。
“噬菌体侵染细菌”的实验是更具有说服力的实验,其设计思路科学而缜密,值得学生借鉴和学习。
本内容是从分子层面上认识遗传物质的本质,为学习DNA的复制,基因的表达和基因突变打下了基础
二、学习对象分析
高中必修一也在介绍原核生物与真核生物时,也了解了病毒是一种寄生的没有细胞结构的生物。
可以简要跟学生介绍大肠杆菌和噬菌体,引发回忆。
高中学校没有成熟的实验条件供学生亲自做噬菌体侵染细菌的实验,因此教师应该形象直观地展示科学探索的过程,引导学生的思路再现一遍科学家的实验探究过程,达到发展学生科学思维能力的目的。
根据新课程理念,高中生物学教学重在培养学生的科学思维、科学探究,因此,本节课以“自主探究科学发现的过程”为设计理念,切实落实主体性教学,提高学生的探究能力,训练学生科学的思维方法。
三、教学策略
由“格里菲斯和艾弗里肺炎双球菌转化实验”的不足之处引入新内容,让学生思考如何对这一问题进行研究,提高说服力,培养他们分析问题和解决问题的能力,激发他们了解科学家当年的研究过程和方法的兴趣。
通过重温科学家的探究历程,领会实验选材的巧妙、思维的严谨和实验方法的科学;通过实验结果的分析理解DNA是主要的遗传物质
根据主体性教学目标,以“自主性、探究性、合作性”为学生学习的三个基本维度,以培养学生的科学素质为指导,以侧重科学方法教育为归宿,本节课采用“引导探究”教学模式,融合讨论法、比较法、归纳法等多种教学方法,并配以多媒体辅助教学,引导学生模拟科学发现过程,进行分析、讨论、归纳和总结。
采用“设疑导入→问题引导呈现探究过程→讨论实验结果→归纳总结→反馈运用”的教学程序。
四、教学目标
1、知识与技能:
(1)进行“噬菌体侵染细菌”的实验设计;
(2)描述“噬菌体侵染细菌”的实验步骤
2、情感态度和价值观:
(1)探讨实验技术在证明DNA是主要遗传物质中的作用。
体验科学探索的艰辛过程;
(2))领悟科学研究的过程和方法,培养学生的实验探究能力。
五、教学重点和难点
1、重点:
(1)噬菌体侵染细菌的原理和过程。
(2)证明DNA是遗传物质的实验的关键设计思路。
2、难点:
证明DNA是遗传物质的实验的关键设计思路。
六、教学设计流程
设疑导入→问题引导呈现探究 →讨论实验结果 →归纳总结→拓展延伸
七、课堂实施
教学环节
教师组织和引导
学生活动
设计意图
复习旧知,创设情景,导入新课
问题:
遗传物质是什么?
学生答:
DNA
问题:
谁的实验证实这一点?
学生答:
艾佛里或格里菲斯
问题:
格里菲斯的体内转化实验,得出什么结论?
学生答:
灭活的S菌里有某种“转化因子”使得无毒R菌转化成了有毒的S菌。
问题:
艾弗里做了什么?
学生答:
艾弗里接过“科学探究”的接力棒,对灭活的S菌的物质分离提纯,用所提纯的蛋白质、糖脂和DNA分别去转化R菌,发现只有用DNA去转化的那一组才有转化作用,而且DNA越纯转化效率越高。
因而,艾弗里得出的结论是“DNA是转化因子,DNA是遗传物质”。
问题:
科学界有一部分科学家对此结果表示不信服,为什么呢?
看课本找答案
学生答:
因为当时技术所限,艾弗里提得最纯的DNA中也含有0.02%的蛋白质。
认为是这少量的蛋白质在起作用,不愿接受DNA是转化因子的结论。
因此仅凭这个实验呢难以服人。
回忆旧知识,引发学生思考以及进一步学习探究过程的欲望。
寻找新旧知识的结合点,以“问题”引入新课,培养学生分析和解决问题的能力,激发探究欲望。
噬菌体侵染细菌的实验设计
学案材料1:
T2噬菌体是一种专门寄生在大肠杆菌中的病毒,由蛋白质外壳以及DNA构成。
在37℃下大约只需40min,噬菌体就可以在大肠杆菌中产生100~300个子代。
思考1:
为什么选择噬菌体作为实验材料?
回答:
只有蛋白质和DNA;繁殖速度快
思考2:
遗传物质需具备什么特性?
回答:
从亲代传递给子代
思考3:
如何分别追踪两种物质?
回答:
同位素标记法
思考4:
分别选用什么元素标记噬菌体的DNA和蛋白质呢?
材料2:
噬菌体的蛋白质外壳由C、H、O、N、S组成,DNA由C、H、O、N、P组成。
回答:
标记噬菌体的DNA——32P
标记噬菌体的蛋白质——35S
思考5:
子代在哪里产生?
回答:
大肠杆菌中
思考6:
大肠杆菌中的噬菌体均为子代噬菌体吗?
回答:
不一定,如果噬菌体侵染细菌时整个个体进入细菌中,则细菌中的噬菌体也可能是亲代的噬菌体。
引导:
因此,我们要比对亲代和子代噬菌体,先要弄清楚的问题是,噬菌体是怎么样入侵细菌的。
那么,针对这一点,你可以做几种假设呢?
回答:
整个噬菌体入侵;噬菌体的DNA入侵;噬菌体的蛋白质入侵。
任务1:
填表——学生根据对噬菌体进入细菌的成分的假设,预测两组实验的结果
引导:
展示真实的实验结果
任务2:
填表——若DNA是遗传物质,则两组实验的子代放射性情况进行预测。
播放噬菌体侵染细菌的具体过程。
任务3:
看完视频,学生互相讨论,对噬菌体侵染细菌的过程提出相关疑问
学生问题:
为什么子代的DNA有红有蓝,红的来自哪里?
蓝的是怎么产生的?
细菌的DNA在噬菌体侵染之后,去哪里了?
噬菌体侵染细菌后,细菌为何会破裂?
引导:
我们来梳理一下,哪些是我们本节课能解决的问题?
学生:
第一个问题
红的是亲代的DNA,即亲代DNA后来成为子代的一部分,蓝的是后来合成的,即用的是大肠杆菌的原料。
引导:
噬菌体在侵染大肠杆菌时,注入大肠杆菌中,留在外面。
利用的原料,合成子代噬菌体。
通过几则资料分析,一步步明确实验设计的思路
让学生以科学家的角度来思考实验设计的步骤,训练理科思维
认同科学的发展离不开技术的支持。
先让学生了解噬菌体侵染大肠杆菌的过程,以及物质的流动与转化。
然后再回顾赫尔希、蔡斯的实验,让学生在对主体知识有一定理解的基础上,降低了课堂难度,同时还加深了学生对这个过程的理解。
教师在黑板上把实验分步骤表达出来,也是加深学生理解,让学生跟上老师节奏的表现。
以问题串的方式引导学生将同位素标记法正确的运用到实验中。
同时,让学生了解“为什么要标记P和S”,和实验的原理。
加深学生对噬菌体侵染过程的认识。
对问题进行详细的讲解,使学生易于接受