高中生物学“DNA是主要的遗传物质”一节的教学设计

宣艳红

摘 要：运用5E教学模式进行DNA是主要遗传物质一节的教学，促进学生科学探究能力的发展。

关键词：5E教学模式;科学探究

教材分析：本节内容是对之前学的基因在染色体上、有丝分裂、减数分裂和受精作用的内容紧密联系，为后续学习DNA的复制奠定基础，因此本节内容起到承上启下的作用。

教学重点：掌握肺炎双球菌转化实验的原理和过程，和T2噬菌体侵染细菌的实验原理和过程，因为只有理解了实验原理和过程才能真正理解DNA是遗传物质。

教学难点：是掌握噬菌体侵染细菌的实验原理和过程，因为实验中涉及一些新颖的实验思路和复杂的实验过程，学生较难理解。

学情分析：学生在前面的学习中已经掌握一些有关实验的理论知识和基本操作，比如同位素标记技术，但是本节课的实验中涉及到的一些复杂的实验过程是学生从未接触过的，学生不易掌握。

教学策略：本节课的内容是探究DNA是主要的遗传物质，由于实验室条件有限，学生不能进行实际的操作，我准备采用5E教学法这种探究式的教学方法进行教学。5E教学法包括吸引、探究、解释、迁移和评价五个环节[1]。

教学目标：

生命观念：理解DNA是主要的遗传物质，少量的遗传物质是RNA。

科学思维：掌握肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染实验的设计思路。

科学探究：掌握肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染实验的过程以及加法原理和减法原理的应用方法。

社会责任：能够列举出核酸检测技术的实际应用

教学过程

引入环节：教师提问学生如何能确定两个人是否有血缘关系？学生回答亲自鉴定。那亲子鉴定的原理是什么呢？比对两个人DNA的相似性。那为什么对比的是两个人DNA的相似性，而不是对比其他物质呢？

设计意图：通过提问的方式，引导学生回忆起DNA是主要的遗传物质，引导学生进入到探究遗传物质本质的情景之中。

探究环节：教师提供资料1

早期，由于氨基酸多种多样的排列顺序，可能蕴含着遗传信息，当时并没有发现与此类似的结构特点，因此，人们认为蛋白质是遗传物质，后来，人们认识到DNA是由许多脱氧核苷酸聚合而成的生物大分子，但是DNA的结构没有清晰的了解，因此并没有引起人们的注意。

随着科学的发展，人们对DNA的结构有了一定的认识，人们对遗传物质的本质产生了争议，实践才是检验真理的唯一标准，在生物学中主要体现在实验中。

设计意图：提示学生不要将现存的观点看作是真理，随着科技的发展，会突破一些认识的局限性，产生一些新的认识。

教師提供肺炎双球菌体内转化实验的资料

教师提问：格里菲斯的实验结论是什么？

学生活动：仔细阅读资料，思考问题，

设计意图：通过学习格里菲斯的实验，学生明确了生物体内真的存在某种物质，可以控制生物的遗传，刚开始科学家将这种物质命名为转化因子，同时学生会思考怎么才能确定转化因子是什么物质呢，为接下来的学习做铺垫。

S型菌中存在这蛋白质、核酸等多种物质，如何才能确定哪一种物质是遗传物质呢[2]。同学们说将S型菌中的蛋白质、核酸分离开，分别与R型菌混合后给小鼠注射，通过观察小鼠的生活状态来确定遗传物质是什么。这种方法在今天完全是可行的，每个实验组都特异性的加入了一种物质，所用的原理是“加法原理”，即与常态相比，人为增加某种影响因素，但是在20世纪30年代时的提纯技术还不能将细胞中的各种物质进行彻底的分离，科学家做了一个更为巧妙地实验

教师提供资料3：肺炎双球菌体外转化实验

20世纪40年代，艾弗里和他的同事将加热致死的S型细菌破碎后，设法去除绝大部分的糖类、蛋白质和脂质，制成细胞提取物。将细胞提取物加入有R型活细菌的培养基中，结果出现了S型活细菌，他们分别用蛋白酶、RNA酶或酯酶处理提取物，结果发现提取物仍具有转化活性，用DNA酶处理后提取物就失去了转化活性。

提问：艾弗里的实验结论是什么？

学生活动：阅读资料，回答问题。

设计意图：通过学习艾弗里的实验，让学生认同DNA是遗传物质，同时艾弗里巧妙地实验设计，也让学生认识到发散思维的重要性，提醒学生不要被前任的思路所局限，要学会从多个角度分析问题，解决问题。

教师提供噬菌体侵染细菌的实验的资料

提问：噬菌体侵染实验的实验结论是什么？

学生活动：阅读材料，的出结论

设计意图：通过学习噬菌体侵染实验，使学生更加肯定DNA是遗传物质。

解释环节：学生明白了遗传物质本质的探索过程，但是存在一些误区，首先噬菌体侵染实验只能证明DNA是遗传物质，不能证明蛋白质不是遗传物质，其次需要补充烟草花叶病毒的重建实例，说明病毒只有一种核酸，病毒的遗传物质可能是RNA，学生理解DNA是主要的遗传物质。

迁移环节：人的遗传信息主要分布在染色体上的DNA中。两个随机个体具有相同DNA序列的可能性微乎其微，因此，DNA可以像指纹一样用来识别身份，这种方法就是DNA指纹技术，在现代刑侦领域中，DNA指纹技术发挥着越来越重要的作用，只需一滴血、一根头发等样品，刑侦人员就可以进行DNA指纹鉴定。

评价环节：本节课我主要通过让学生填充表格的形式来评价学生。

教学反思：在“引入”阶段，通过回忆旧知识，提出问题，引导学生进入了探索遗传物质本质的学习情景;在“探究”环节，通过阅读DNA是主要遗传物质的科学史，变被动接受为主动学习，发展了学生的探究能力;在“解释”环节，根据学生在探究环节所暴露出来的错误概念进行有针对的教学，帮助学生正确的把我所学的知识;在“迁移”环节，列举遗传物质本质发现的实际作用，培养其社会责任。在“评价”环节，通过让同学完成概念图的方式，进一步加深学生对所学知识的理解。

参考文献

[1]张新红.5E教学模式在高中生物概念教学中的实践应用—以“DNA复制”为例[J].中学生物学，2018，34（9）：14-17.

[2]李慧敏.“DNA是主要遗传物质”教学设计[J].生物学教学，2009，34（4）：25-26.