高中生物學 人教版 必修2《基因的本質(zhì)》（第一課時）DNA是主要的遺傳物質(zhì)

第1節(jié)：DNA是主要的遺傳物質(zhì)（第一課時）

i.教材分析

“DNA是主要的遺傳物質(zhì)”是2019人教版高中生物學教材必修2《遺傳與進化》第3單元第1

節(jié)的內(nèi)容，收錄了“肺炎鏈球菌的體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗”“肺炎鏈球菌的體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗''和"噬菌體侵染細菌實

驗”這三個經(jīng)典實驗。其中格里菲思的實驗是提出“轉(zhuǎn)化因子”的實驗證據(jù)，也是開啟科學界尋找什么

是遺傳物質(zhì)的實驗證據(jù)的鑰匙。艾弗里的實驗是利用化學分析、微生物培養(yǎng)等技術(shù)實現(xiàn)了肺炎鏈球菌

的體外轉(zhuǎn)化，明確的轉(zhuǎn)化因子的化學本質(zhì)。赫爾希和蔡斯的實驗是利用同位素標記法分別追蹤DNA

和蛋白質(zhì)，明確了噬菌體的DNA進入了大腸桿菌，且在親子代之間具有連續(xù)性。這些都是由編者精

選的寶貴的學習資源，通過分析能夠從中提煉出DNA適合作遺傳物質(zhì)的三點特性。但是，教材中是

精簡之后的研究歷史，有些邏輯關(guān)系還需要另外補充材料輔助學習。尤其是在20世紀40年代，科學

界普遍認為蛋白質(zhì)是遺傳物質(zhì)，且關(guān)于DNA結(jié)構(gòu)的“四核甘酸假說”否定了其作為遺傳物質(zhì)應(yīng)具備的

特點：多樣性。這種觀念嚴重阻礙了艾弗里的實驗結(jié)論被人們接受，赫爾希和蔡斯實驗的出現(xiàn)才使人

們接受了DNA是遺傳物質(zhì)這一結(jié)論。這些素材的呈現(xiàn)也反映了人類對遺傳物質(zhì)的認識是不斷深化、

不斷完善的過程。

2.學情分析

知識儲備方面：在必修1已經(jīng)初步了解了DNA、蛋白質(zhì)、糖類以及脂質(zhì)的結(jié)構(gòu)，對于常見病毒

的結(jié)構(gòu)、細菌的結(jié)構(gòu)也能大致掌握。但是沒有掌握微生物的培養(yǎng)條件、菌落的概念、菌落的形成過程

等基礎(chǔ)知識。不明確細菌能夠發(fā)生的變異類型，如能發(fā)生基因突變、能從外界吸收DNA等特點還沒

有系統(tǒng)地學習。

探究能力方面：可以熟練地使用假說演繹法，可以使用教師提供的資料對某些觀點進行證實或證

偽。設(shè)計實驗時涉及到復雜的變量控制會有畏難情緒，邏輯分析不夠嚴謹，容易人云亦云或者利用排

除法簡單地認為科學結(jié)論一定是非此即彼的，忽視了直接實驗證據(jù)的重要性。

3.素養(yǎng)目標

目標1目標2目標3

通過資料論證，明確格里菲通過分析格里菲思和艾弗里認同科學結(jié)論的獲得離不開

思各組實驗的作用，鞏固合理提實驗的區(qū)別與聯(lián)系，體會實驗現(xiàn)嚴謹?shù)耐评砗痛_鑿的實驗證據(jù)，

出假說的科學方法。象與實驗結(jié)論之間的邏輯關(guān)系，認同科學技術(shù)對生物科學發(fā)展的

訓練科學思維。促進作用，體會科技進步在探索

通過自主分析與設(shè)計實驗，

真理的道路上的重要作用。

類比艾弗里的實驗，學習控制變

量的“加法原理”和“減法原理”。

4.教學思路

教學環(huán)節(jié)教學活動設(shè)計意圖

5.教學過程

【教師活動】展示鐘南山等在新冠疫情中做出杰出貢獻的我國科研與醫(yī)護人員的照

片，提出人類與疾病的抗爭從未停止過，造成呼吸道傳染病的病原體也多種多樣。引出

格里菲思為研究肺炎致病菌而進行的肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實驗。

情境【學生活動】體會我國科研人員在抗擊疫情過程中的科研精神與奉獻精神。回想自己

熟悉的導致呼吸道傳染病的病原體，如新冠病毒、病毒、肺炎鏈球菌等。

導入sars

【設(shè)計意圖】創(chuàng)設(shè)情境，還原史實，引出格里菲思的實驗。營造國家強盛、民族自豪

的氛圍，熏陶責任意識。

【教師活動】組織學生帶著如下兩個問題閱讀格里菲思的實驗

從實驗結(jié)果可以得出型菌和型菌的致病性如何？

以“格里1.RS

2.哪組實驗現(xiàn)象最出乎意料？提出你的疑問。

菲思的

預測學生可能會提出“第四組實驗小鼠體內(nèi)的S型活菌從何而來？”的疑問。

實驗”為隨后組織學生猜測S型活菌可能的來源。

【預設(shè)】

基礎(chǔ)提

關(guān)于第四組小鼠體內(nèi)活的S型菌的來源，可能有以下四種猜測：

出研究

1.加熱殺死不徹底，混合物中殘留的S型活菌繁殖

課題2.在R型活菌的影響下，S型死菌恢復活性

3.在加熱殺死的S型菌的影響下，R型菌轉(zhuǎn)化為S型菌

4.R型菌自發(fā)地突變?yōu)镾型菌

【資料論證】

組織學生閱讀導學案上的資料，完成導學案上的論證過程。

【學生活動】

【觀察現(xiàn)象】獨立分析格里菲思的實驗，得出相應(yīng)的實驗結(jié)論。

1.R型活菌不會導致小鼠死亡，S型活菌會導致小鼠死亡。

2.加熱殺死的S型菌不會導致小鼠死亡。

3.加熱殺死的S型菌和R型活菌混合，會導致小鼠死亡，且死亡小鼠體內(nèi)分離出活

的S型菌。

通過

【提出問題】第四組實驗中S型活菌從何而來？猜測可能的來源，形成不同的觀點。

論證利用導學案中的資料，對不同的可能性進行論證分析。

法提【方法提升】

1.有確切的證據(jù)證偽的觀點為錯誤觀點

出假

2.無法證偽也無法證實的觀點，可能是正確觀點，因此可以成為新的待研究的假說。

說【作出假設(shè)】加熱殺死的S型菌中含有能使R型活菌轉(zhuǎn)化為S型活菌的某種活性物

質(zhì)—“轉(zhuǎn)化因子，，

【設(shè)計意圖】鼓勵學生獨立分析實驗現(xiàn)象并提出可探究的問題，發(fā)展學生的獨立探究

能力。使用科學家的研究成果對自己的觀點進行論證辨析，提升邏輯思維能力。利用論證

法得到的結(jié)論，提出進一步探究問題，使學生認識到科學的發(fā)展不是一蹴而就的。

【教師活動】

【作出假設(shè)】通過上述分析，得出實驗推論：加熱殺死的S型菌中含有能促使R型

活菌轉(zhuǎn)化為S型活菌的某種活性物質(zhì)一“轉(zhuǎn)化因子”。

【歸納整理】形成本節(jié)課學習任務(wù)的主線。

觀察現(xiàn)象：格里菲思的第四組小鼠死亡，并從小鼠體內(nèi)分離出活的S型菌。

提出問題：第四組小鼠體內(nèi)活的S型菌從何而來？

做出假設(shè)：加熱殺死的S型菌中含有能促使R型活菌轉(zhuǎn)化為S型活菌的某種活性物

質(zhì)一“轉(zhuǎn)化因子

引導學生按照假說演繹法的流程，繼續(xù)進行探究。提出新的探究子問題：轉(zhuǎn)化因子是

什么物質(zhì)？師生共同提出假設(shè)：轉(zhuǎn)化因子是DNAo組織學生獨立書寫實驗思路，小組討

論后展示交流。

【方法提升】從學生書寫的不同方案中提煉出控制變量的“加法原理''和"減法原理”，

設(shè)計點明實驗思路的書寫方法和實驗步驟的書寫方法的區(qū)別，強調(diào)答題的規(guī)范性。

實驗【學生活動】

演繹回顧假說演繹法的流程，思考如何利用現(xiàn)代生物學技術(shù)探究導致R型活菌轉(zhuǎn)化為S

推理型活菌的物質(zhì)是是不DNA?

【思維路徑】

1.是否選用小鼠作實驗材料

2.選用其他材料需要什么實驗技術(shù)支撐

3.實驗變量如何控制

4.實驗結(jié)果如何表征

在思考分析以上問題之后，書寫實驗思路，并依照假說對實驗現(xiàn)象和結(jié)論進行預測

【展示交流】

組內(nèi)討論修正方案，并進行展示。對其他同學的方案進行質(zhì)疑、修正與補充。

【演繹推理】

思路一：取R型菌分別于S型菌的DNA、蛋白質(zhì)、脂質(zhì)等混合培養(yǎng)，一段時間后檢

測菌落的類型。

思路二：將加熱殺死的S型菌制成細胞提取液，分別加入DNA酶、蛋白酶、酯酶等

進行處理。分別將處理后的液體與R型菌混合培養(yǎng)，一段時間后檢測菌落的類型。

【設(shè)計意圖】按照假說演繹法的流程，親歷探究歷程。分析、書寫實驗方案，預測實

驗結(jié)果和結(jié)論。對別組的方案進行質(zhì)疑與修正，可從實驗的嚴謹性，書寫的規(guī)范性等方面

進行完善，訓練科學探究的能力。

【教師活動】展示艾弗里的原始實驗流程及結(jié)果，整理整個假說演繹法的流程，組織

艾弗學生根據(jù)實驗結(jié)果得出結(jié)論。點明艾弗里實驗的科學性和嚴謹性。

里的【學生活動】

實驗【實驗驗證】根據(jù)艾弗里的實現(xiàn)現(xiàn)象得出結(jié)論：轉(zhuǎn)化因子是DNA。

【設(shè)計意圖】艾弗里的實驗現(xiàn)象作為驗證材料，得出結(jié)論。

轉(zhuǎn)化【教師活動】

因子小結(jié)：本節(jié)課的兩個經(jīng)典實驗的歷史地位以及實驗中體現(xiàn)的“轉(zhuǎn)化因子''的特點?？刂?/p>

的特生物體的性狀；引起的性狀變化是可以遺傳的。

點由艾弗里的實驗結(jié)論“轉(zhuǎn)化因子是DNA”推理出DNA應(yīng)具有上述特點。

【講述】艾弗里的結(jié)論在當時科學界掀起軒然大波，對遺傳物質(zhì)的爭論又再次被燃起。

但艾弗里接受到的更多是質(zhì)疑，因為當時人們對DNA的了解很少，尤其是四核甘酸假說

直接否定了DNA的多樣性。DNA是遺傳物質(zhì)這種觀點，什么時候才能被科學界接受呢？

【學生活動】

【分析體會】結(jié)合兩位科學家的實驗現(xiàn)象，體會轉(zhuǎn)化因子應(yīng)具有的特點，思考其是否

艾弗

具備作為遺傳物質(zhì)的資格。

、曲

里m遭

回顧本節(jié)課自己的探索歷程，結(jié)合科學史實，體會科學研究的艱辛以及時代背景對科

受質(zhì)研成果的影響。

疑的

原因

【設(shè)計意圖】師生共同理清“轉(zhuǎn)化因子''與遺傳物質(zhì)之間的邏輯關(guān)聯(lián)，認同格里菲思的

實驗在基因本質(zhì)的探索歷程中的重要歷史地位。使學生認同掌握了科學方法，擁有堅韌的

科研精神和勇于擔當?shù)氖姑?，必將能為社會貢獻出自己的力量。

通過分析當時的時代背景，提出艾弗里的觀點不被接受的原因，留下懸念為下節(jié)課繼

續(xù)探究埋下伏筆。

6.板書設(shè)計

7.教-學-評一體化自測量表

第1節(jié)DNA是主要的遺傳物質(zhì)第一課時

教-學-評一體化自測量表

課題課時

達成學習目標：達月匕評價：優(yōu)秀（）

1學會使用論證法提出合理假說良好（）

2能理解艾弗里的實驗原理及結(jié)論及格（）

任務(wù)驅(qū)動的學習活動嵌入評價

任務(wù)一：格里菲思的實驗

1、能根據(jù)第四組實驗現(xiàn)象提出自己的觀點對其進行解釋。能夠提出2分（）

不能提出0分（）

2、能夠從眾多復雜的科學史資料中，尋找到最有利的證能找到并認同對應(yīng)的證據(jù)4分（）

據(jù)，對其他不同的觀點進行論證。找不全面對應(yīng)的證據(jù)2分（）

完全找不到對應(yīng)證據(jù)0分（）

任務(wù)二：艾弗里的實驗

3、能利用已掌握的實驗設(shè)計原則，進行實驗設(shè)計探究轉(zhuǎn)化有正確的思路并清晰表達4分（）

因子的化學本質(zhì)，并正確地表達出思路。有正確