高中生物学 人教版 必修2《基因的本质》单元教学设计

探基因本质，享科技生活

人民教育出版社育中女物考於修2

《遗传S进化》

第3章：《基因的本质》

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目录

一、单元教学设计.................................................2

单元整体分析.................................................2

单元整体设计思路.............................................5

课时活动（任务）设计.........................................7

二、分课时教学设计..............................................13

第1节DNA是主要的遗传物质（第一课时）.....................13

第1节DNA是主要的遗传物质（第二课时）....................21

第2节DNA的结构...........................................30

第3节DNA的复制...........................................41

第4节基因通常是具有遗传效应的DNA片段....................51

第5节章末整合提升..........................................60

1

探基因本质，享科技生活

单元教学设计

单元整体分析

基本理念

《高中生物学课程标准》要求教学活动既要让学生获得基础的生物学知识，又要让学生领悟生物

学家在研究过程中所持有的观点以及解决问题的思路和方法。学生在亲历提出问题、获取信息、寻找

证据、演绎推理、实验验证、发现规律等过程中习得生物学知识，养成科学的思维习惯，形成积极的

科学态度。本章总体的教学设计理念是运用假说演绎法研究问题，通过创设情境提出待研究的核心问

题，将科学史进行筛选与精简提供给学生，继而组织论证或设计实验，以科学史料为证据验证的方法

完成教学与探究。对具有微观分子结构的教学内容的处理，在上述方法的基础上搭配原创模型教具帮

助突破难点。情境创设大体上是沿着科学史的时间线进行，每一课又有贴近生活的小情境，力争让每

节课都有激疑、有探究、有深度、有责任。每节附带自测量表及单元特色作业，为具体衡量学生学完

一单元之后的收获，过程性评价与诊断性评价相结合，评价活动与学习活动有机结合，真正实现教一

学一评一体化。

单元结构分析

格里菲斯触验基因是有遗传效

应的DNA片段

艾弗里的实验

i¾∣DNA明嚏

■DNA的结构JWi索

的遗传物质

一

脱氧核昔酸,

V

DNA的复制双螺旋结构

2

探基因本质，享科技生活

单元内容分析

《基因的本质》收录了什么是遗传物质的探究历程中的三个经典实验、DNA分子结构的探索过

程中的大量分析证据、我国的转基因技术成果以及体现基因的功能的多个实验。这些都是由编者精选

的宝贵的学习资源，通过分析能够从中提炼出DNA适合作遗传物质的四点特性，明确DNA是如何

通过复制将遗传信息传递给子代的，以及基因和DNA之间的关系。但是，教材中是精简之后的研究

历史，有些结论的得出还需要另外补充材料辅助学习。例如：关于DNA结构的“四核甘酸假说”否定

了其作为遗传物质应具备的特点：多样性，导致艾弗里的实验结论不被接受；DNA复制的特点需要放

射性同位素标记研究的实验结果的支撑；有些病毒的基因是RNA,并且有些基因之间还存在重叠区

域，帮助学生理解基因和DNA的关系，完善基因的概念的外延。

学情分析

知识储备方面：在必修1已经初步了解了DNA、蛋白质、糖类以及脂质的结构，对于常见病毒的

结构、细菌的结构也能大致掌握。通过必修2前两章的学习掌握了基因的传递规律、染色体在亲子代

的遗传规律。也从生活中获取了DNA是遗传物质等常识，但是对于基因和DNA的关系、微生物的培

养条件、菌落的概念、菌落的形成过程、病毒侵染宿主细胞的过程等知之甚少。

知识获取能力群：基本能够获取学习材料中的关键信息，能从某个生活情境中提出某些探究问题,

或者对社会热点话题发表观点。

实践操作能力群：通常可以熟练地使用假说演绎法，可以使用教师提供的资料对某些观点进行证

实或证伪，具备一定程度的信息转化能力。在设计实验时涉及到复杂的变量控制会有畏难情绪，逻辑

分析不够严谨，容易人云亦云或者利用排除法简单地认为科学结论一定是非此即彼的，忽视了直接实

验证据的重要性。将脑海当中的实验思路转化为书面表达的能力有欠缺，不重视表达用词的专业性及

严谨性。

思维认知能力群：发散地解决问题的能力有待提高，容易受思维定式的干扰。一般体现在预习后,

无法提出与书本中不一样的观点和思路。

3

探基因本质，享科技生活

单元素养目标

通过重现遗传物质的探索历程，组织学生设计探究实验，结合其他科学家的实验

目标1

证据，逐步形成“DNA是主要的遗传物质”的观点，同时提升学生的科学探究能力。

通过模型建构结合史料分析，阐明DNA分子的结构特点；通过描述DNA分子

双螺旋结构的稳定性、多样性和特异性，认识DNA分子结构与功能的对应关系，巩

目标2

固结构与功能相统一的生命观念。

在探索“基因通常是有遗传效应的DNA片段”的过程中，训练学生基于事实和证

据，采用适当的科学思维方法解释生物学规律的能力；通过对多方面资料的整合分

目标3

析，完成对一个概念从内涵到外延的全面理解，提升概念建构能力。

通过设置我国的疫情防控的情境，补充我国科学家的在科学领域做的贡献等，帮

目标4助学生树立民族自豪感和自信心；通过与生涯规划的关联，为学生逐步发展成有胆

识、有担当的新时代研究性人才做好铺垫。

4

探基因本质，享科技生活

单元教学整体设计思路

1.研读《高中生物学课程标准（2017年版2020年修订）》，理清教学内容，分析教学背景；寻

找教学素材

2.制订单元素养目标（包含教师的教学目标和学生的学习目标）；

3.单元教学整体流程：明确素养目标、选取情境素材、设定问题任务、设计评价标准和作业。

课程标准的要求及理解

内容要求学业要求概念架构及课时分配

概念3遗传信息控制生物2.1结合DNA双螺旋结构模第1节:根据三个经典的实

性状，并代代相传型（DNA的结构），阐明DNA分验，以及补充的科学史料生成

子作为遗传物质所具有的特征，以重要概念3.1

3.1亲代传递给子代的遗传

及通过复制等过程传递遗传信息。

信息主要编码在DNA分子上第2节：回顾双螺旋结构模

2.2能基于给定的事实和证型的建构历程，通过组装模型

3.1.1概述多数生物的基因

据，采用归纳与概括、演绎与推理加深对DNA结构的认知。形成

是DNA分子的功能片段

的等方法，以文字、图示或模型的次位概念3.1.2；

3.1.2概述DNA分子是有四

形式，说明DNA的结构、复制的

第3节:运用了假说演绎法

种脱氧核甘酸构成，通常由两条

过程等。

探究DNA的复制方式。形成次

碱基互补配对的反向平行长链

位概念3.1.3；

形成双螺旋结构，碱基的排列顺

序编码了遗传信息第4节:通过资料分析形成

次位概念3.1.1

3.1.3概述DNA分子通过半

保留方式进行复制章末总结提升：通过对噬

菌体生活史的建构，初步形成

重要概念“概念3遗传信息控

制生物性状，并代代相传”。

5

探基因本质，享科技生活

学科核心素养方面的侧重点

生命观念本章主要体现了结构和功能观。如：DNA的双螺旋结构决定了其稳定性以及

其复制的方式,基因上碱基对的排序多样决定了其遗传信息的多样性等。

遗传物质发现的科学史，DNA结构探究的科学史，DNA复制过程的探究等都

体现了科学思维。如艾弗里的体外转化实验运用的加法原理、减法原理，沃森和克

科学思维

里克利用富兰克林的X光衍射图谱、查哥夫对碱基含量的测定结果对DNA结构的

构建都可以作为素材培养学生的科学思维。实验现象与实验结论之间的逻辑关系更

是要求学生具有严谨，求真的思维品质。

科学探究本章有很多实践活动，丰富的科学史可以被设计为探究活动，另外“探究•实

践''栏目中的很多活动也可用来培养学生的探究能力。

社会责任

通过补充我国科学家的科研成就，提升民族自豪感。通过离心、同位素标记、

体外转化体系等技术的介绍，认同物理化学技术方法在生物学研究中的重要支持作

用，领悟学科交叉的重要性，认同科学的发展离不开科技的进步。

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探基因本质，享科技生活

课时活动（或任务）的设计

课时活动是一节课的核心，是突出重点、突破难点发展科学思维的重要环节，课时活动的选择

应遵循“少、精、整''的原则，给学生创造一个充分、开放的活动空间。过多的、零散的活动容易限

制学生的思维，出现学生被教师牵制的局面。下面是本单元的主要课时活动的选择。

•DNA是主要的遗传物质（第一课时）

活动一：使用论证法探究格里菲思的实验四中死亡小鼠体内的s型菌从何而来

学案中增设教材以外的“还原后的格里菲思的实验”以及“阿洛维的实验”还原后的格里菲思的

实验”是否定“R型菌自发突变而来”这个观点的重要依据。它与观点3综合分析可用于进一步论证

“转化因子可能是使R型菌发生转化而不是诱导其变异”。阿洛维的实验可用于反驳“加热杀死的S

型菌在R型菌的作用下恢复活性“，同时还为“转化因子”的物质性提供了初步证据。

【设计意图】：提升学生的信息获取与分析能力，用论证式教学可以训练学生严谨的科学思

维，训练学生科学地提出假说的能力。最终提出的假说为：加热杀死的S型菌含有某种“转化因子”

促使R型活菌转化为S型菌。

活动二：探究转化因子是什么物质

结合活动一以假说演绎法的流程展开。

假说：转化因子是DNA（例），学生可根据自己的理解提出最可能的假说

提供实验材料，组织学生设计实验，书写实验思路。

【设计意图】：提供的材料可供学生选择采取不同的实验方案，按照不同的对照的设置，分析

控制变量的不同方法。在书写实验思路时，很多学生喜欢使用流程图进行表述，借此机会明确实验

思路的规范写法。

•DNA是主要的遗传物质（第二课时）

活动一：设计实验方案，确定T2噬菌体注入大肠杆菌的物质

先通过3个逻辑递进性的问题先后明确追踪蛋白质和DNA的方法——放射性同位素标记法、

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探基因本质，享科技生活

标记元素和噬菌体的标记方案。组织学生分小组合作设计实验思路，各组派代表展示设计成果，教

师进行点评，并完善其设计方案。对学生的设计方案进行归纳整理。

【设计意图】：通过设置一系列螺旋渐进性问题，将任务进行分解，引导学生往预设的方向思

考并理解噬菌体侵染细菌实验的原理、自变量控制、因变量检测等关键要素，鼓励学生自主设计实

验方案，让学生亲历科学家的探究过程，提高学生的实验探究能力。

活动二：演绎推理不同假设下噬菌体和细菌混合培养液中放射性的分布情况

引导学生通过演绎推理对实验的结果进行预测，得出预期结论，并将科学家所得到的结果与预

期结果进行对比，得出结论。

【设计意图】：利用学案和教具将演绎推理过程形象化、具体化，有助于促进学生科学论证、

演绎推理等高阶思维的提升。

•DNA的结构

任务一：构建DNA结构的平面模型

活动一：基于资料，证实或证伪DNA三链模型，确定DNA有几条链

学案中增设教材以外沃森和克里克，鲍林的三链DNA模型，让学生基于证据证伪或证实。另

外增设富兰克林著名的“51号”照-DNA晶体X射线衍射图，通过展示沃森、克里克对图像的解读，

明确DNA是由两条链组成双螺旋结构。由于这一部分内容比较晦涩难懂，所以教师增加了相关自

己拍摄的照片和简单的实验演示，帮助学生理解DNA有2条链。

活动二：探究DNA分子中碱基、磷酸基团、脱氧核糖所在的位置

给定相关资料，学生独立思考后小组讨论，用教师提供的磁力片等材料构建DNA的平面模

型，教师提示要寻找到构建模型的依据。小组展示结果，并进行评价。

【设计意图】：基于以上内容的增设，学生能够了解DNA是双链螺旋结构，但是对于碱基的

位置，核甘酸链的方向，碱基配对，氢键的形成，学生如果只是被动接受教材的内容，就会只知其

然，不知其所以然。所以教师提供相应DNA研究资料，设置两个活动，学生基于证据，证实或者

证伪，最终建构DNA的平面模型。

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探基因本质，享科技生活

任务二：思考DNA在生物体内的存在形态，完成思维提升

本任务设置两个活动

活动一：思考生物体内DNA的存在形态

学生已经构建DNA的平面模型，但是平面模型怎样向立体模型转化，学生容易理解偏差，认

为是外力作用。指出这一认知上的错误后，让学生基于化学和物理知识，知道碱基之间的堆积引起

的力、氢键的作用力，均会引起DNA自发形成稳定的双螺旋结构。

活动二：提升学生思维，思考所得

学生意识到，模型的构建需要基于证据，而证据需要证实和证伪。同时使学生认同质疑精神在

科学思维发展过程中的应用。

【设计意图】：DNA以独特的双螺旋结构稳定存在，进一步明确物质的结构与功能相统一的观

念。同时，整节课贯穿着科学史料和科学实验，正是基于对证据的证实、证伪，才能最终揭开DNA

分子的结构之迷。而这一伟大的发现，离不开学科融合和学术交流，基于这些认知，学生回忆整节

课的探究过程，最终发展科学探究的思维，高阶思维亦得到发展。

•DNA的复制

任务一：通过假说演绎法证明DNA的复制方式

活动一：根据资料设计实验方案

师生通过分析子一代DNA中母链和子链的组合方式类型，进一步分析后达成共识，即只要能

够区分出子一代DNA的母链、子链组合方式，就可以证明DNA的复制方式。接着提出问题：怎样

区分母链和子链？怎样观察到这种区别？在此基础上学生根据资料和问题串设计实验证明DNA的

复制方式。小组研讨后展示并评价完善。

【设计意图】：让学生理解可以通过假说演绎法证明DNA的复制方式，同时要让学生理解为

什么用相关的技术来进行设计，在理解的基础上让学生获得相关技能的迁移能力。同时培养学生的

协作、表达、探究能力。

活动二：根据实验方案演绎推理并得出结论

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探基因本质，享科技生活

交流评价后，进一步标出母链和子链的N元素类型，同时在试管中标出离心后DNA带位置。

学生展示成果，并在评价中完善修正演绎结果。再通过分析实验结果得出结论。

【设计意图】：将抽象的、微观的结果具象化，直接呈现出来，通过对演绎结果和实验结果的

分析，训练学生的逻辑思维和语言组织、表达能力。

任务二：DNA复制过程的模型构建

活动三：阅读资料，构建DNA复制过程模型

首先让学生阅读DNA复制过程的资料，在充分讨论后利用模型进行演示和解说，全班同学通

过评价完善模型。

【设计意图】：培养学生获取信息、交流合作、演示表达等能力，通过模型构建的方式让抽象

的过程显像化，更容易暴露出问题，有助于解决问题。

•基因通常是具有遗传效应的DNA片段

活动一：阅读学案上实证材料，独立思考并回答问题

学案上将教材中“问题探讨”和“思考•讨论”的问题进行整合，额外补充1个资料：切断后的绿色

荧光蛋白基因导入小鼠体内，小鼠不发光。通过设置问题串，让学生根据资料分析推理出相应结

论。

【设计意图】：提升学生的信息获取与分析能力，训练学生总结归纳的语言表达能力。

活动二：构建基因在DNA上的位置关系模式图

在初步得出基因与DNA的关系的基础上，学生构建基因与DNA的位置关系模式图并交流，最

后由教师拓展归纳基因与DNA之间的位置关系。将教材中RNA病毒的内容前置，让学生不断完善

基因的概念。

【设计意图】：学生容易形成错误概念，认为基因在DNA分子上一定是间隔排列的，通过构

建过程让学生进一步深入思考基因在DNA上的位置关系。通过学生之间的交流评价以及教师的拓

展点评，让学生明确在复杂的生物界中，基因在DNA上的位置关系不止一种，体会生物为了变化

的环境而做出的适应性改变。学生结合RNA病毒的内容，完善基因的概念。

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探基因本质，享科技生活

活动三：小组合作分析DNA的多样性和特异性

学生回顾DNA的结构，说出遗传信息储存在哪里。从数学角度理解DNA的多样性，并思考是

否会出现理论数值。为引导学生深入理解DNA如何储存遗传信息，补充段串联重复序列的资料，

结合应用实际理解非基因区域的核甘酸序列也储存着遗传信息，并且不同个体之间STR的重复次数

不同。在此基础上，补充“两个健康人CFTR基因的碱基对差异”和“人与黑猩猩血红蛋白B链部分基

因序列比较''引导学生深入理解控制同一性状的基因差异。通过非基因和基因区域的核酸测序比较，

让学生将抽象的内容具体理解。

【设计意图】：以事实资料为依据，通过比较非基因区域的差异和基因区域的差异，让学生深

入理解DNA如何储存遗传信息，鼓励学生说出DNA的多样性和特异性，并认同生物界的多样性、

特异性和统一性。

活动四：完成基因的总结

以DNA分子上的基因为核心，从基因的功能、化学本质、位置、特性、复制方式等方面，小

组合作完成基因的总结。

【设计意图】：通过概念图的形式，让学生充分归纳基因的内涵和外延，并认识到随着科学研

究的深入，将赋予基因更多的内容。

•章末整合提升

活动一：噬菌体遗传物质的结构特点

展示T2噬菌体图片并提出问题：学生观察T2噬菌体，回顾已经学过的DNA的结构，思考、

讨论两个问题。学生比较DNA与RNA的结构特点的异同点，仿照DNA的结构特点，建构RNA

的结构特点。

【设计意图】：通过探究T2噬菌体的遗传物质DNA的结构，建构出DNA的结构特点。仿照

DNA的结构特点，建构RNA的结构特点。锻炼学生的概括归纳的能力。

活动二：噬菌体的基因与DNA的关系

展示T2噬菌体以及新型冠状病毒的图片并提出问题：学生通过T2噬菌体以及新型冠状病毒的

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探基因本质，享科技生活

遗传物质分别是DNA和RNA,思考基因与DNA的关系，概述基因的概念。

【设计意图】：建构基因的概念。锻炼学生的概括归纳的能力。

活动三：噬菌体在大肠杆菌体内增殖

在导学案中画出DNA复制后子一代和子二代的结构示意图，学生回顾、小组交流、整理DNA

复制的条件。

【设计意图】：概念建构：DNA分子通过半保留方式进行复制。

活动四：噬菌体的生活史

教师展示T2噬菌体入侵大肠杆菌的过程。学生画出T2噬菌体侵染大肠杆菌的过程。

【设计意图】：通过噬菌体的生活史，建构大概念：遗传信息控制生物性状，并代代相传。

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探基因本质，享科技生活

分课时教学设计

第1节：DNA是主要的遗传物质（第一课时）

1.教材分析

“DNA是主要的遗传物质”是2019人教版高中生物学教材必修2《遗传与进化》第3单元第1

节的内容，收录了“肺炎链球菌的体内转化实验”“肺炎链球菌的体内转化实验”和“噬菌体侵染细菌实

验”这三个经典实验。其中格里菲思的实验是提出“转化因子”的实验证据，也是开启科学界寻找什么

是遗传物质的实验证据的钥匙。艾弗里的实验是利用化学分析、微生物培养等技术实现了肺炎链球菌

的体外转化，明确的转化因子的化学本质。赫尔希和蔡斯的实验是利用同位素标记法分别追踪DNA

和蛋白质，明确了噬菌体的DNA进入了大肠杆菌，且在亲子代之间具有连续性。这些都是由编者精

选的宝贵的学习资源，通过分析能够从中提炼出DNA适合作遗传物质的三点特性。但是，教材中是

精简之后的研究历史，有些逻辑关系还需要另外补充材料辅助学习。尤其是在20世纪40年代，科学

界普遍认为蛋白质是遗传物质，且关于DNA结构的“四核甘酸假说''否定了其作为遗传物质应具备的

特点：多样性。这种观念严重阻碍了艾弗里的实验结论被人们接受，赫尔希和蔡斯实验的出现才使人

们接受了DNA是遗传物质这一结论。这些素材的呈现也反映了人类对遗传物质的认识是不断深化、

不断完善的过程。

2.学情分析

知识储备方面：在必修1已经初步了解了DNA、蛋白质、糖类以及脂质的结构，对于常见病毒

的结构、细菌的结构也能大致掌握。但是没有掌握微生物的培养条件、菌落的概念、菌落的形成过程

等基础知识。不明确细菌能够发生的变异类型，如能发生基因突变、能从外界吸收DNA等特点还没

有系统地学习。

探究能力方面：可以熟练地使用假说演绎法，可以使用教师提供的资料对某些观点进行证实或证

伪。设计实验时涉及到复杂的变量控制会有畏难情绪，逻辑分析不够严谨，容易人云亦云或者利用排

除法简单地认为科学结论一定是非此即彼的，忽视了直接实验证据的重要性。

13

探基因本质，享科技生活

3.素养目标

目标1目标2目标3

通过资料论证，明确格里菲通过分析格里菲思和艾弗里认同科学结论的获得离不开

思各组实验的作用，巩固合理提实验的区别与联系，体会实验现严谨的推理和确凿的实验证据，

出假说的科学方法。象与实验结论之间的逻辑关系，认同科学技术对生物科学发展的

训练科学思维。促进作用，体会科技进步在探索

通过自主分析与设计实验，

真理的道路上的重要作用。

类比艾弗里的实验，学习控制变

量的“加法原理”和“减法原理”。

4.教学思路

教学环节教学活动设计意图

创设情境还原史实

___________________⅛分析格里菲思的实验

导入新课激发兴趣

_________5!

培养严谨的逻

“转化因子”的使用论证法解释第四组小

__________________⅛辑思维，尊重

提出鼠体内S型活菌的来源

事实的品质

_________\

巩固控制变量

探究“转化因__________________⅛.

7设计实验，书写实验思路______、

子”的化学本质的方法

f_________

将“转化因

综合实验现象，分析“转

实验分析_________________X_____、子”与遗传物

化因子”的特点

质建立联系

14

探基因本质，享科技生活

5.教学过程

【教师活动】展示钟南山等在新冠疫情中做出杰出贡献的我国科研与医护人员的照

片，提出人类与疾病的抗争从未停止过，造成呼吸道传染病的病原体也多种多样。引出

格里菲思为研究肺炎致病菌而进行的肺炎链球菌转化实验。

情境

【学生活动】体会我国科研人员在抗击疫情过程中的科研精神与奉献精神。回想自己

导入

熟悉的导致呼吸道传染病的病原体，如新冠病毒、SarS病毒、肺炎链球菌等。

【设计意图】创设情境，还原史实，引出格里菲思的实验。营造国家强盛、民族自豪

的氛围，熏陶责任意识。

【教师活动】组织学生带着如下两个问题阅读格里菲思的实验

1.从实验结果可以得出R型菌和S型菌的致病性如何？

2.哪组实验现象最出乎意料？提出你的疑问。

预测学生可能会提出，，第四组实验小鼠体内的S型活菌从何而来？”的疑问。

随后组织学生猜测S型活菌可能的来源。

【预设】

以“格里

关于第四组小鼠体内活的S型菌的来源，可能有以下四种猜测：

菲思的I.加热杀死不彻底，混合物中残留的S型活菌繁殖

在型活菌的影响下，型死菌恢复活性

实验”为2.RS

3.在加热杀死的S型菌的影响下，R型菌转化为S型菌

基础提

4.R型菌自发地突变为S型菌

出研究【资料论证】

组织学生阅读导学案上的资料，完成导学案上的论证过程。

课题

【学生活动】

【观察现象】独立分析格里菲思的实验，得出相应的实验结论。

1.R型活菌不会导致小鼠死亡，S型活菌会导致小鼠死亡。

2.加热杀死的S型菌不会导致小鼠死亡。

3.加热杀死的S型菌和R型活菌混合，会导致小鼠死亡，且死亡小鼠体内分离出活

的S型菌。

15

探基因本质，享科技生活

【提出问题】第四组实验中S型活菌从何而来？猜测可能的来源，形成不同的观点。

利用导学案中的资料，对不同的可能性进行论证分析。

通过

【方法提升】

论证1.有确切的证据证伪的观点为错误观点

法提2.无法证伪也无法证实的观点，可能是正确观点，因此可以成为新的待研究的假说。

【作出假设】加热杀死的S型菌中含有能使R型活菌转化为S型活菌的某种活性物

出假

质一“转化因子”

说【设计意图】鼓励学生独立分析实验现象并提出可探究的问题，发展学生的独立探究

能力。使用科学家的研究成果对自己的观点进行论证辨析，提升逻辑思维能力。利用论证

法得到的结论，提出进一步探究问题，使学生认识到科学的发展不是一蹴而就的。

【教师活动】

【作出假设】通过上述分析，得出实验推论：加热杀死的S型菌中含有能促使R型

活菌转化为S型活菌的某种活性物质一“转化因子”。

【归纳整理】形成本节课学习任务的主线。

观察现象：格里菲思的第四组小鼠死亡，并从小鼠体内分离出活的S型菌。

设计

提出问题：第四组小鼠体内活的S型菌从何而来？

实验

做出假设：加热杀死的S型菌中含有能促使R型活菌转化为S型活菌的某种活性物

演绎质—“转化因子，，。

推理引导学生按照假说演绎法的流程，继续进行探究。提出新的探究子问题：转化因子是

什么物质？师生共同提出假设：转化因子是DNA0组织学生独立书写实验思路，小组讨

论后展示交流。

【方法提升】从学生书写的不同方案中提炼出控制变量的“加法原理”和“减法原理”，

点明实验思路的书写方法和实验步骤的书写方法的区别，强调答题的规范性。

【学生活动】

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探基因本质，享科技生活

回顾假说演绎法的流程，思考如何利用现代生物学技术探究导致R型活菌转化为S

型活菌的物质是是不DNA?

【思维路径】

1.是否选用小鼠作实验材料

2.选用其他材料需要什么实验技术支撑

3.实验变量如何控制

4.实验结果如何表征

在思考分析以上问题之后，书写实验思路，并依照假说对实验现象和结论进行预测

【展示交流】

组内讨论修正方案，并进行展示。对其他同学的方案进行质疑、修正与补充。

【演绎推理】

思路一：取R型菌分别于S型菌的DNA、蛋白质、脂质等混合培养，一段时间后检

测菌落的类型。

思路二：将加热杀死的S型菌制成细胞提取液，分别加入DNA酶、蛋白酶、酯酶等

进行处理。分别将处理后的液体与R型菌混合培养，一段时间后检测菌落的类型。

【设计意图】按照假说演绎法的流程，亲历探究历程。分析、书写实验方案，预测实

验结果和结论。对别组的方案进行质疑与修正，可从实验的严谨性，书写的规范性等方面

进行完善，训练科学探究的能力。

【教师活动】展示艾弗里的原始实验流程及结果，整理整个假说演绎法的流程，组织

艾弗学生根据实验结果得出结论。点明艾弗里实验的科学性和严谨性。

里的【学生活动】

实验【实验验证】根据艾弗里的实现现象得出结论：转化因子是DNA。

【设计意图】艾弗里的实验现象作为验证材料，得出结论。

17

探基因本质，享科技生活

【教师活动】

小结：本节课的两个经典实验的历史地位以及实验中体现的“转化因子”的特点。控制

生物体的性状；引起的性状变化是可以遗传的。

由艾弗里的实验结论“转化因子是DNA”推理出DNA应具有上述特点。

转化【讲述】艾弗里的结论在当时科学界掀起轩然大波,对遗传物质的争论又再次被燃起。

Er但艾弗里接受到的更多是质疑，因为当时人们对DNA的了解很少，尤其是四核甘酸假说

因子

直接否定了DNA的多样性。DNA是遗传物质这种观点，什么时候才能被科学界接受呢？

的特

【学生活动】

t⅛

【分析体会】结合两位科学家的实验现象，体会转化因子应具有的特点，思考其是否

具备作为遗传物质的资格。

回顾本节课自己的探索历程，结合科学史实，体会科学研究的艰辛以及时代背景对科

研成果的影响。

加热杀死的S型菌含有R型菌转化为S型从第四组小鼠体内分离

______________≥⅛.

使R型活菌转化为S型____________≥⅛.菌是发生了性状出的S型活菌的后代也

菌的“转化因子”。的变化是S型菌。

受质S型菌的后代仍然是S型菌，说明这种＜每一个S型菌落都至少

由“转化”获得的性状是可以遗传的来自一个S型活菌

疑的

原因

【设计意图】师生共同理清“转化因子''与遗传物质之间的逻辑关联，认同格里菲思的

实验在基因本质的探索历程中的重要历史地位。使学生认同掌握了科学方法，拥有坚韧的

科研精神和勇于担当的使命感，必将能为社会贡献出自己的力量。

通过分析当时的时代背景，提出艾弗里的观点不被接受的原因，留下悬念为下节课继

续探究埋下伏笔。

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探基因本质，享科技生活

6.板书设计

7.教-学-评一体化自测量表

第1节DNA是主要的遗传物质第一课时

教-学-评一体化自测量表

课题课时

达成学习目标：达月匕评价：优秀（）

1学会使用论证法提出合理假说良好（）

2能理解艾弗里的实验原理及结论及格（）

任务驱动的学习活动嵌入评价

任务一：格里菲思的实验

1、能根据第四组实验现象提出自己的观点对其进行解释。能够提出2分（）

不能提出。分（）

2、能够从众多复杂的科学史资料中，寻找到最有利的证能找到并认同对应的证据4分（）

据，对其他不同的观点进行论证。找不全面对应的证据2分（）

完全找不到对应证据O分（）

任务二：艾弗里的实验

3、能利用已掌握的实验设计原则，进行实验设计探究转化有正确的思路并清晰表达4分（）

因子的化学本质，并正确地表达出思路。有正确的思路但不表述不准确2分（）

想不出合理的思路O分（）

4、能够根据实验现象分析转化因子具有的特点，推测转化能体会转化因子能控制生物性状2分（）

因子可能是生物的遗传物质。能体会转化因子导致的R型菌发生的性状变化

是可以遗传的2分（）

无法将转化因子与遗传物质相关联

___________________________O分（），

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探基因本质，享科技生活

8.教学反思

本课时以“假说演绎法”为主线组织教学，将HPS教育与论证式教学、探究式教学融为一体。教

师在教材呈现的真实科学史基础上，增添了其他必要的科学史实创设情境，组织学生进行资料论证，

引导学生自主设计实验方案解决真实情境中的问题。学生以这种方式重温科学家的探究过程，增强了

参与感。两个教学活动的合理组织驱动了学生合作探究，突破重难点，促使其真正理解实验过程，内

化科学思维与科学探究能力。

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探基因本质，享科技生活

第1节：DNA是主要的遗传物质（第二课时）

1.教材分析

“DNA是主要的遗传物质”是人教版高中生物学教材必修2《遗传与进化》第3章第1节的内容，

“噬菌体侵染细菌''实验是本节的第2课时。20世纪40年代，由于当时科学界普遍认为蛋白质是遗传物

质，这种传统观念严重阻碍了艾弗里的实验结论被人们所接受。赫尔希和蔡斯实验的出现才使人们接受

了DNA是遗传物质这一结论，同时反映了人类对遗传物质的认识是不断深化、不断完善的过程。本节

课的重点是噬菌体侵染细菌的实验原理和过程，难点是噬菌体侵染细菌的实验结果分析。

2.学情分析

知识储备方面：学生已学会肺炎链球菌转化实验的关键思路，即将蛋白质、DNA、多糖等物质分离

后单独研究它们的作用。本课实验是对DNA是遗传物质的再认识，通过对这个实验的学习，学生不仅

要认识到DNA是T2噬菌体的遗传物质，更重要的是要学会科学家设计此实验的原理和方法。

探究能力方面：学生对生物学探究活动的过程已有一定的认识，初步具备了设计简单实验的能力和

一定的逻辑和推理能力，能够对实验结果进行逻辑推理分析。

3.素养目标

目标1目标2目标3

通过分析噬菌体侵染细菌的通过对噬菌体侵染细菌实验认同科学技术对生物科学发

过程，提出问题、作出假设、设计结果的分析与讨论，阐明DNA展的促进作用，体会科技进步在探

实验、演绎推理、分析实验结果；作为遗传物质在亲子代之间具有索真理的道路上的重要作用。

在问题引导、演绎推理和合作交流连续性，发展物质与能量观及结构

中提高科学思维和科学探究能力。与功能观。

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探基因本质，享科技生活

4.教学思路

基于教材与学情分析，参照新课标内容要求3.1.1,教学提示“创造条件让学生应用有关知识和思维,

体验科学家探索遗传奥秘的过程（科学思维、科学探究）”据此本节课的教学思路制定如下:

教学环节教学活动设计意图

思考艾弗里实创设情境

----->验结论不被接----->还原史实

受的原因激发兴趣

----->观看动画----->认识实验材料

独立思考发展科学思维

----->----->

提出假说能力

应用模型合作探究