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1、试题的设计与说明试题的设计与说明试题介绍某同学通过学习肺炎双球菌的体内和体外转某同学通过学习肺炎双球菌的体内和体外转化实验认识到：化实验认识到：R R型菌能转化为型菌能转化为S S型菌的原因型菌的原因是在是在S S型菌体内有型菌体内有“转化因子转化因子”DNA”DNA。那么，。那么，S S型菌能转化为型菌能转化为R R型菌吗？如果能，则型菌吗？如果能，则R R型菌型菌体内的体内的“转化因子转化因子”又是什么呢？他设计了两又是什么呢？他设计了两个模仿格里菲思和艾弗里的实验来探究这个个模仿格里菲思和艾弗里的实验来探究这个问题。问题。材料：肺炎双球菌的两个品系：材料：肺炎双球菌的两个品系：S S型菌
2、若干，型菌若干，R R型菌若干；小鼠若干；固体培养基；型菌若干；小鼠若干；固体培养基；蒸馏水。蒸馏水。仪器：培养皿若干；一次性注射器若干；细仪器：培养皿若干；一次性注射器若干；细 菌分离设备（可将细菌的各种物质分菌分离设备（可将细菌的各种物质分 离开来）、酒精灯、试管等。离开来）、酒精灯、试管等。第一题第一题试题介绍实验一：探究实验一：探究R R型菌体内是否有型菌体内是否有“转化因子转化因子”。（1 1）实验步骤：）实验步骤：将将R R型菌注入小鼠体内，小鼠正常。型菌注入小鼠体内，小鼠正常。将将S S型菌注入小鼠体内，小鼠得败血症死亡。型菌注入小鼠体内，小鼠得败血症死亡。将加热杀死后的将加热杀
3、死后的R R型菌注入小鼠体内，小鼠型菌注入小鼠体内，小鼠 正常。正常。将活的将活的S S型菌和加热杀死后的型菌和加热杀死后的R R型菌混合后注型菌混合后注 入小鼠，小鼠得败血症死亡。入小鼠，小鼠得败血症死亡。（2 2）实验结果：）实验结果：中的小鼠不死，说明中的小鼠不死，说明S S型菌型菌 不能转化为不能转化为R R型菌。型菌。（3 3）实验结论：）实验结论：R R型菌体内没有型菌体内没有“转化因子转化因子”。你认为该同学的实验结论证据充足吗？如不充你认为该同学的实验结论证据充足吗？如不充足，应补充什么实验步骤才能得出正确结论？足，应补充什么实验步骤才能得出正确结论？第一题第一题试题介绍实验二
4、：探究实验二：探究“转化因子转化因子”的化学本质。的化学本质。假设通过上述补充实验观察到了假设通过上述补充实验观察到了S S型菌转化为型菌转化为R R型菌的现象，他又模拟艾弗里的实验来探究型菌的现象，他又模拟艾弗里的实验来探究R R型菌体内的型菌体内的“转化因子转化因子”是什么物质？是什么物质？（1 1）实验原理：）实验原理：。（2 2）实验步骤：）实验步骤：将将R R型菌分离后得到了它的型菌分离后得到了它的DNADNA，蛋白质，蛋白质，糖类、脂类物质。糖类、脂类物质。将等量的培养基分装于将等量的培养基分装于A A、B B、C C、D D四个培四个培 养皿中，在养皿中，在A A培养皿中接种活的
5、培养皿中接种活的S S型菌和型菌和R R型型 菌的菌的DNADNA，在，在B B培养皿中接种活的培养皿中接种活的S S型菌和型菌和R R 型菌的蛋白质，在型菌的蛋白质，在C C培养皿中接种活的培养皿中接种活的S S型型 菌和菌和R R型菌的多糖，在型菌的多糖，在D D培养皿中接种活的培养皿中接种活的第一题第一题试题介绍S S型菌和型菌和R R型菌的脂类物质，将型菌的脂类物质，将A A、B B、C C、D D放放 入入2525恒温箱中培养，一天后观察培养皿中恒温箱中培养，一天后观察培养皿中的菌落形态特征。的菌落形态特征。（3 3）实验结果：）实验结果：A A和和B B均出现了光滑型和粗糙均出现了
6、光滑型和粗糙 型菌落，型菌落，C C和和D D中只出现了光滑型菌落。中只出现了光滑型菌落。（4 4）实验结论：）实验结论：R R型菌的型菌的DNADNA和蛋白质均为和蛋白质均为 “转化因子转化因子”我们认为该同学的实验结果有误，可能的原因我们认为该同学的实验结果有误，可能的原因是：是：、。、。、。第一题第一题试题介绍第二题第二题变形虫是单细胞的原生动物，是一种变形虫是单细胞的原生动物，是一种良好的实验材料。实验甲为科学家利良好的实验材料。实验甲为科学家利用变形虫的拆开和重组实验来研究细用变形虫的拆开和重组实验来研究细胞的结构与功能的关系；实验乙为胞的结构与功能的关系；实验乙为S S同同学利用变
7、形虫放射性标记实验研究遗学利用变形虫放射性标记实验研究遗传信息传递途径的实验。根据图示回传信息传递途径的实验。根据图示回答下列问题：答下列问题：第二题第二题试题介绍试题介绍第二题第二题（1 1）实验甲的结果说明了）实验甲的结果说明了 。（2 2）根据实验乙的实验结果，）根据实验乙的实验结果，S S同学认为同学认为可以得到结论可以得到结论：RNARNA分子先在细胞核中分子先在细胞核中合成，然后到达细胞质中。经过讨论，同合成，然后到达细胞质中。经过讨论，同学们认为实验乙的学们认为实验乙的A A组实验中，细胞质中组实验中，细胞质中出现放射性可以有二种解释，除了结论出现放射性可以有二种解释，除了结论外
8、，还可认为是外，还可认为是 ，现请你利用现有材料对实验乙进行改进，现请你利用现有材料对实验乙进行改进，使该结论变得唯一。（仿照实验乙，画出使该结论变得唯一。（仿照实验乙，画出实验过程，并用文字在图形旁作必要说明）实验过程，并用文字在图形旁作必要说明）（3 3）在实验乙中，能否将用同位素标记尿）在实验乙中，能否将用同位素标记尿嘧啶改为同位素标记胞嘧啶？为什么？嘧啶改为同位素标记胞嘧啶？为什么？。第二题第二题（4 4）在实验乙的基础上，）在实验乙的基础上，S S同学又设计了实同学又设计了实 验丙，如右图：验丙，如右图：由此得到结论：由此得到结论：RNARNA分子能分子能指导蛋白质的合成。我们认指导
9、蛋白质的合成。我们认为仅从右图的实验得到该结为仅从右图的实验得到该结论是不严密的。请你利用下论是不严密的。请你利用下列材料为实验丙设计一组对列材料为实验丙设计一组对照实验丁（实验过程的表达照实验丁（实验过程的表达仿照实验丙）仿照实验丙）实验材料：变形虫、普通培养液，还应采用实验材料：变形虫、普通培养液，还应采用 ，（A A A A、DNADNADNADNA酶酶酶酶 B B B B、RNARNARNARNA酶酶酶酶 C C C C、DNADNADNADNA聚合酶聚合酶聚合酶聚合酶 D D D D、RNARNARNARNA聚合酶）聚合酶）聚合酶）聚合酶）这是利用了酶催化特性中的这是利用了酶催化特性
10、中的 。当向变形虫。当向变形虫体内加入该酶后，观测到的现象是体内加入该酶后，观测到的现象是 。试题介绍试题设计的背景试题的学术背景人类探索遗传物质的实验，始于格里菲思的肺炎双球菌的体内转化实验，成于艾弗里的肺炎双球菌的体内转外实验。试题设计的背景试题的学术背景肺炎双球菌S型：具有控制UDPG一脱氢酶 的基因而能合成荚膜，能抵抗 被感染动物的正常免疫机制而 具有致病性。R型：控制UDPG的基因发生突变而 不能合成荚膜，不能抵抗被感 染生物的正常免疫机制而不具 致病性。试题设计的背景试题的学术背景肺炎双球菌的体内转化实验格里菲思的实验不仅使人们认识到生物体内有“转化因子”，还为后来的科学家提供了继
11、续探索的思路：设法将S菌的成分分离开来，让其单独地与R型菌作用，从而寻找转化因子。1928年格里菲思的实验不仅观察到了RS的转化现象，还观察到了SR的转化现象。试题设计的背景试题的学术背景肺炎双球菌体外转化实验随着细菌的培养技术和分离技术日益完善，1944年，艾弗里首先将S菌的各种物质分离开来，然后将各种物质与R型菌单独培养；后又将提纯后的S菌的DNA以低达六亿分之一的剂量加在一个R型细胞的培养物中，发现DNA仍具有转化能力，该实验彻底改变了“DNA在生物体内无足轻重的传统观念”证实了DNA即“转化因子”。但因当时技术条件的限制，他提取的活性DNA分子中仍然有0.02%的蛋白质,因此他的结论一
12、直被人们质疑。试题设计的背景试题的学术背景探究遗传信息的传递途径探究遗传信息的传递途径 实验一实验一：变形虫放射性标记实验：变形虫放射性标记实验试题设计的背景试题的学术背景探究遗传信息的传递途径 实验二实验二：洋葱根尖和变形虫实验：洋葱根尖和变形虫实验向洋葱根尖和变形虫中加入向洋葱根尖和变形虫中加入RNARNA酶，酶，细胞中的蛋白质合成停止，再加入细胞中的蛋白质合成停止，再加入从酵母菌中提取出来的从酵母菌中提取出来的RNARNA，则蛋，则蛋白质的合成又重新开始。白质的合成又重新开始。遗传信息的传递不是通过遗传信息的传递不是通过DNADNA直接传直接传递到蛋白质的，而是通过递到蛋白质的，而是通过
13、RNARNA实现的。实现的。试题设计的背景试题的教学背景试题设计的背景试题的教学背景试题设计的背景试题的教学背景试题设计的背景试题的教学背景教材试图通过学生有选择性地体验教材试图通过学生有选择性地体验科学家的探索过程，培养学生的分科学家的探索过程，培养学生的分析、归纳、推理、假设等方面的能析、归纳、推理、假设等方面的能力；领会科学探究的一般思维方法：力；领会科学探究的一般思维方法：现象现象假设假设验证验证结论；领悟实结论；领悟实验设计的基本原则：对照性、单一验设计的基本原则：对照性、单一变量、平行重复、随机性；培养学变量、平行重复、随机性；培养学生的科学探究精神。生的科学探究精神。试题设计的背
14、景试题的教学背景教学反馈教学反馈1、实验设计的原理是什么？、实验设计的原理是什么？2、实验设计的方法（遵循了哪些原则）？、实验设计的方法（遵循了哪些原则）？将将DNA和蛋白质区分开，直接地、和蛋白质区分开，直接地、单独的观察各自在遗传中的作用。单独的观察各自在遗传中的作用。对照性原则、单一变量原则、对照性原则、单一变量原则、随机性原则、平行重复原则。随机性原则、平行重复原则。试题设计的背景试题的教学背景教学反馈教学反馈3、转化的条件是什么？转化的实质是什么？、转化的条件是什么？转化的实质是什么？转化的程度怎么样？转化的程度怎么样？条件：条件：S型菌。型菌。实质：实质：RS是变异。是变异。程度（
15、变异的频率）：少量（低）。程度（变异的频率）：少量（低）。试题设计的背景试题的教学背景教学反馈教学反馈5、过于注重知识的掌握，忽视过程和方法的学、过于注重知识的掌握，忽视过程和方法的学 习，对思维的发展和对课本的探究不重视。习，对思维的发展和对课本的探究不重视。4、对实验的迁移能力弱，动手能力差。、对实验的迁移能力弱，动手能力差。例如格里菲思的第四组实验的验证例如格里菲思的第四组实验的验证例如对两个实验过程的文字表达例如对两个实验过程的文字表达例如细菌的培养，菌落的观察与记录例如细菌的培养，菌落的观察与记录例如对例如对“基因的表达基因的表达”的学习更多的是停的学习更多的是停留在对基础知识的把握
16、这一层面上，而留在对基础知识的把握这一层面上，而对知识的发现和获得的过程缺乏应有的对知识的发现和获得的过程缺乏应有的重视。重视。试题的设计意图强化课本意识，引导学生研读课本强化课本意识，引导学生研读课本轻课本，重资料；轻阅读，重练习轻课本，重资料；轻阅读，重练习实验一：探究实验一：探究R R型菌体内是否有型菌体内是否有“转化因子转化因子”。将活的将活的S S型菌和加热杀死后的型菌和加热杀死后的R R型菌混合后型菌混合后 注入小鼠，小鼠得败血症死亡。注入小鼠，小鼠得败血症死亡。（3 3）实验结论：）实验结论：R R型菌体内没有型菌体内没有“转化因子转化因子”。你认为该同学的实验结论证据充足吗？如
17、不你认为该同学的实验结论证据充足吗？如不充足，应补充什么实验步骤才能得出正确结论充足，应补充什么实验步骤才能得出正确结论？SR转化转化转化转化变异变异变异变异遗传遗传遗传遗传S课本：课本：S转化转化转化转化变异变异变异变异遗传遗传遗传遗传本题：本题：RR试题的设计意图考察学生考察学生“搜集和处理信息的能力搜集和处理信息的能力”，“分析和解决实际问题的能力分析和解决实际问题的能力”。实验一：探究实验一：探究R R型菌体内是否有型菌体内是否有“转化因子转化因子”。将活的将活的S S型菌和加热杀死后的型菌和加热杀死后的R R型菌混合后型菌混合后 注入小鼠，小鼠得败血症死亡。注入小鼠，小鼠得败血症死亡
18、。（3 3）实验结论：）实验结论：R R型菌体内没有型菌体内没有“转化因子转化因子”。你认为该同学的实验结论证据充足吗？如不你认为该同学的实验结论证据充足吗？如不充足，充足，应补充什么实验步骤才能得出正确结论应补充什么实验步骤才能得出正确结论？将将A、B、C、D放放 入入25恒温箱中培养，恒温箱中培养，一天后一天后观察培养皿中的菌落形态特征观察培养皿中的菌落形态特征。试题的设计意图考察学生考察学生“搜集和处理信息的能力搜集和处理信息的能力”，“分析和解决实际问题的能力分析和解决实际问题的能力”。实验一：探究实验一：探究R R型菌体内是否有型菌体内是否有“转化因子转化因子”。将活的将活的S S型
19、菌和加热杀死后的型菌和加热杀死后的R R型菌混合后型菌混合后 注入小鼠，小鼠得败血症死亡。注入小鼠，小鼠得败血症死亡。（3 3）实验结论：）实验结论：R R型菌体内没有型菌体内没有“转化因子转化因子”。你认为该同学的实验结论证据充足吗？如不你认为该同学的实验结论证据充足吗？如不充足，充足，应补充什么实验步骤才能得出正确结论应补充什么实验步骤才能得出正确结论？抽取抽取中死亡小鼠的血液，接种于固中死亡小鼠的血液，接种于固体培养基上，观察记录菌落的特征。体培养基上，观察记录菌落的特征。试题的设计意图考察学生考察学生“搜集和处理信息的能力搜集和处理信息的能力”，“分析和解决实际问题的能力分析和解决实际
20、问题的能力”。结论结论：RNARNA分子先在细胞核中合成，然后分子先在细胞核中合成，然后到达细胞质中。到达细胞质中。现请你现请你利用利用现有材料对实验乙进行改进现有材料对实验乙进行改进，使该结论变得，使该结论变得唯一。唯一。试题的设计意图考察学生实验设计能力。考察学生实验设计能力。结论结论：RNARNA分子先在细胞核中合成，然后分子先在细胞核中合成，然后到达细胞质中。到达细胞质中。现请你利用现请你利用现有材料现有材料对实验乙进行改进，使该结论变得对实验乙进行改进，使该结论变得唯一唯一。试题的设计意图考察学生设计实验的能力考察学生设计实验的能力”。（3 3）在你对乙的改进实验中，能否将用同）在你
21、对乙的改进实验中，能否将用同位素标记的尿嘧啶改为同位素标记的胞嘧啶位素标记的尿嘧啶改为同位素标记的胞嘧啶？为什么？为什么？否，因为否，因为DNA和和RNA都含都含有胞嘧啶，有胞嘧啶，使得标记使得标记不具有唯不具有唯一性。一性。试题的设计意图考察学生表达能力。考察学生表达能力。结论结论：现请你对实验乙进行现请你对实验乙进行改进，使该结论变得唯一。改进，使该结论变得唯一。（仿照实验乙，（仿照实验乙，画出实验过程，并用文字在图形旁作必要说画出实验过程，并用文字在图形旁作必要说明）明）表达的形式：文字、图形、表格等表达的形式：文字、图形、表格等试题的设计意图考察学生表达能力。考察学生表达能力。由此得到
22、结论：由此得到结论：RNARNA分子能指导蛋白质的合分子能指导蛋白质的合成。我们认为仅从右图实验得到该结论是不成。我们认为仅从右图实验得到该结论是不严密的。请利用下列材料为实验丙设计一组严密的。请利用下列材料为实验丙设计一组对照实验丁对照实验丁（实验过程的表达仿照实验丙）（实验过程的表达仿照实验丙）表达的形式：文字、图形、表格等表达的形式：文字、图形、表格等试题的设计意图引导学生不仅要重视知识本身，更应引导学生不仅要重视知识本身，更应重视知识发生的过程和获得的过程，重视知识发生的过程和获得的过程，从而培养学生思维的发散性和灵活性。从而培养学生思维的发散性和灵活性。知识的发生过程往往源于人们对某
23、知识的发生过程往往源于人们对某种生物现象的发现和思考，而知识种生物现象的发现和思考，而知识的获得过程又常常蕴含着：现象的获得过程又常常蕴含着：现象假说假说演绎演绎建立模型建立模型交流表达交流表达得出结论的思维发展过程。得出结论的思维发展过程。试题的设计意图引导学生不仅要重视知识本身，更应引导学生不仅要重视知识本身，更应重视知识发生的过程和获得的过程，重视知识发生的过程和获得的过程，从而培养学生思维的发散性和灵活性。从而培养学生思维的发散性和灵活性。他又模拟艾弗里的他又模拟艾弗里的实验来探究实验来探究R R型菌型菌体内的体内的“转化因子转化因子”是什么物质？是什么物质？（1 1）实验原理：）实验
24、原理：。现象现象现象现象假说假说假说假说演绎演绎演绎演绎建立模型建立模型建立模型建立模型交流表达交流表达交流表达交流表达得出结论得出结论得出结论得出结论将将R R型菌的型菌的DNADNA、蛋白质、糖类、脂类等物质、蛋白质、糖类、脂类等物质完全分离开来，分别和完全分离开来，分别和S S型菌混合培养，观察型菌混合培养，观察各种物质在遗传中的作用。各种物质在遗传中的作用。试题的设计意图引导学生不仅要重视知识本身，更应引导学生不仅要重视知识本身，更应重视知识发生的过程和获得的过程，重视知识发生的过程和获得的过程，从而培养学生思维的发散性和灵活性。从而培养学生思维的发散性和灵活性。将将A、B、C、D放入放入25恒温箱中培养，恒温箱中培养，一天后观察培养皿中的菌落形态特征。一天后观察培养皿中的菌落形态特征。（3）实验结果：）实验结果：A和和B均出现了光滑型和粗均出现了光滑型和粗 糙型菌落，糙型菌落，C和和D中只出现了光滑型菌落。中只出现了光滑型菌落。（4）实验结论：）实验结论：R型菌的型菌的DNA和蛋白质均为和蛋白质均为 “转化因子转化因子”我们认为该同学的实验结我们认为该同学的实验结果有误，可能的原因是：果有误，可能的原因是：、。、。、。教得有效教得有效学得愉快学得愉快考得满意考得满意愿与在座的全体同仁共勉愿与在座的全体同仁共勉