資源簡介

烏蘭浩特第三中學 教案
課題名稱：基因通常是有遺傳效應的DNA片段
教師姓名 科目、年級 生物、高一 授課時間
教學 背景 分析 課標分析： 新課標對高一的學生提出了這樣的要求：既要讓學生獲得基本的學科知識，又要幫助學生學會解決問題的思路、方法。幫助學生領悟生物觀念、科學思維和社會責任的核心素養。課程標準與本節對應的“內容要求”是：“概述多數生物的基因是DNA分子的功能片段，有些病毒的基因在RNA分子上。”
教材分析： “基因通常是有遺傳效應的DNA片段”是人教版高中生物必修2《遺傳與進化》第3章第4節的內容。本節是學生在學習了DNA是主要的遺傳物質、DNA分子的結構、DNA的復制等三節內容后的概括與提升，是本章基因的本質的升華部分，更是為第四章《基因的表達》作鋪墊，所以說是起著不可或缺的橋梁作用的重要一節。本節內容編寫的特點是沒有直接講述基因是有遺傳效應的DNA片段，而是首先采取資料的形式，以數據差異和作用表達為主線，逐步呈現基因是有遺傳效應的DNA片段。這樣不僅符合學生的認知特點，還應用數學比較法，讓學生知道基因與D|NA的存在差別，知道基因才是有用的。從而在情感、能力等多方面得到啟示和升華。
學情分析： 本節課的授課對象是高一年級學生，他們具有較強的動手能力，具有一定的觀察和認知能力，分析思維的目的性、連續性和邏輯性已初步建立，他們的學習積極性較高，課堂上應該充分調動學生的積極性，引導學生不斷思考，體現學生的主體性和教師的主導性。教師在講解內容時可借助多媒體技術，幫助學生識記和理解。 在本節之前學生學習了DNA是主要的遺傳物質的科學史，DNA的結構，DNA的復制的內容，認識了一些與遺傳相關的名詞，如遺傳因子、遺傳物質、染色體、核酸、DNA、基因、核苷酸等。雖然他們對轉基因生物、DNA親子鑒定、基因檢測等熱點詞匯并不陌生，但是，基因到底是什么？如何理解基因和DNA的關系，DNA是如何儲存遺傳信息的？對這些問題尚不清楚。
學 習 目 標 舉例說明基因通常是有遺傳效應的DNA片段。 2、運用數學方法說明DNA的多樣性和特異性。 3、說明基因與DNA的關系。
教學 重點 1、基因是有遺傳效應的DNA片段。 2、DNA分子具有多樣性和特異性。
教學 難點 脫氧核苷酸序列與遺傳信息的多樣性的關系。
教學 方法 討論法、講授法、分析歸納法等進行教學。
教學 準備 多媒體課件及學案
課時 安排 1課時
教 學 過 程 教學步驟 教師活動 學生活動 設計意圖
導入 1、展示學習目標。 2、提到基因，我們并不陌生，在本節課的開始，我們一起來回顧一下我們已經學過的有關基因的知識。 3、我們已經知道基因與染色體的關系，DNA與染色體的關系，那基因與DNA之間存在著怎樣的關系呢？ 在教師的引導下，回顧和整理與基因相關的重要科學史及相應的結論。 帶著“基因與DNA之間是什么關系呢？”的問題進入新課。 導入新課，明確學習目標，從學生了解的重要實驗出發，梳理前面已學章節的知識，為本節內容的展開做鋪墊。
用實例說明基因與DNA的關系 探究一：帶著這個問題，同學們請先閱讀課本57-58頁思考 討論中的三個資料，完成學案第1大題。 1、資料一顯示，大腸桿菌的擬核有1個DNA分子，長度約為4.7×106個堿基對，在這個DNA分子上分布了4.4×103個基因，每個基因的平均長度約為1×103個堿基對。提出問題： （1）大腸桿菌一個DNA上含有一個基因還是多個基因？ （2）大腸桿菌所有基因的堿基總數大于還是小于DNA分子的堿基總數？ （3）說明了什么問題？ 2、資料二顯示，生長在太平洋西北部的一種水母能發出綠色熒光。水母的DNA上有一段綠色熒光蛋白基因的片段，長度為5.17×103個堿基對。將綠色熒光蛋白基因轉入小鼠體內，小鼠發熒光，使小鼠有了發熒光的性狀。這則材料說明了什么？ 3、資料三顯示，人類基因組計劃測定的是24條染色體（22條常染色體+X+Y）上DNA的堿基序列。每條染色體上有一個DNA分子。這24個DNA分子大約有31.6億個堿基對，其中，構成基因的堿基數占堿基總數的比例不超過2%。提出問題：為什么人類基因組計劃是測24條染色體？ 教師介紹：研究表明基因片段與非基因片段的排列方式是不連續的，在DNA中存在大量的非基因片段。 探究二： （1）對果蠅體細胞染色體（2n=8）進行“基因組測序”需要測定幾條染色體？ （2）對豌豆體細胞（2n=14）進行“基因組測序”需要測定幾條染色體？ 探究三：帶領學生歸納總結資料1和3與資料2得出的結論。進而從DNA水平上給基因下一個定義，要求既能反映基因與DNA的關系，又能體現基因的作用 ：基因是有遺傳效應的DNA片段。 閱讀教材，分析資料一，回答提出的3個問題。 （1）多個。 （2）所有基因的堿基總數為4.4×106個堿基對，少于DNA分子的堿基總數4.7×106個堿基對。 （3）推論：DNA上分布著許多個基因，基因是DNA片段。 閱讀教材，分析資料二回答：基因是特定的DNA片段，可以剪切，可以拼接，從而獲得某種性狀的表達，基因具有遺傳效應。 閱讀教材，分析資料三，根據資料三提供的信息，也能得到基因是DNA片段的結論，進一步說明了DNA上分布著許多個基因，基因是DNA片段。 回答問題：因為人類有22對常染色體和一對性染色體，常染色體只需要測每對中的一條，性染色體兩條都要測。 回答： （1）5條，三條常染色體和一對性染色體。 （2）14條。 回答：（1）資料1和3：基因是一段DNA，基因不是連續分布在DNA上的。（2）資料2：基因具有遺傳效應,基因能控制生物性狀。 明確本節的學習目標。 通過豐富的資料，引導學生進行邏輯推理，逐步理解基因與DNA的關系，得出基因是DNA片段。 培養學生獨立思考解決問題的能力。 理解基因與DNA的關系，對基因的本質形成初步的認識。
理解DNA如何儲存大量的遺傳信息 過渡：1個DNA分子上有許多個基因、每一個基因都是特定的DNA片段、具有特定的遺傳效應，說明DNA蘊含大量的遺傳信息。 思考：DNA只含有4種脫氧核苷酸（4種堿基）為什么能夠儲存大量的遺傳信息？ 探究四：帶著這個問題，同學們閱讀課本58頁思考 討論中的兩個資料，完成學案第2大題。 帶領學生回憶DNA分子的結構，引導學生關注堿基的排列順序對基因種類數的影響。 1、資料一：用數學方法進行推演。 堿基對數目 基因種類 1個堿基對 41 2個堿基對 42 3個堿基對 43 …… n個堿基對 4n 對DNA如何儲存大量的遺傳信息這一問題進行小結總結出堿基排列順序千變萬化構成了DNA分子的多樣性。 2、資料二：設問：基因是堿基對隨機排列得DNA片段嗎？ 闡明：每個基因都是特定的DNA片段；具有特定的堿基排列順序；具有特定的遺傳效應。這就是DNA分子的特異性。 DNA的多樣性和特異性是生物體多樣性和特異性的物質基礎。 3、展示DNA指紋技術運用于刑偵中的實例。 補充有些病毒的遺傳物質是RNA，如艾滋病病毒、流感病毒、煙草花葉病毒等。對這類病毒而言，基因就是有遺傳效應的RNA片段。所以對基因的定義進行進一步的完善，表述為：基因通常是有遺傳效應的DNA片段。 學生分析DNA的結構，DNA的基本骨架是由脫氧核糖和磷酸交替連接而成，從頭至尾沒有變化。但是骨架內側的4種堿基的排列順序是可變的。 數學方法計算，并得出結論：遺傳信息蘊藏在4種堿基的排列順序之中；堿基排列順序的千變萬化構成了DNA分子的多樣性。 學生推理得出DNA分子具有特異性，堿基特定的排列順序構成了DNA分子的特異性。 學生回答堿基特定的排列順序構成了DNA分子的特異性。 觀察DNA指紋圖，提出自己的觀點。 思考并回答：1號為罪犯。 對基因的概念進行進一步的完善。 采用不同的視角和思維模式來分析和解決問題。激發思維、培養探究能力。 闡明DNA的多樣性和特異性。認同遺傳物質的結構與功能相適應、多樣性與特異性相統一的觀點。 結合得到廣泛應用的DNA指紋技術，調動學生的學習熱情。
課堂小結 帶領學生回顧本堂課學習的內容：（1）遺傳信息的概念：遺傳信息蘊藏在4種堿基的排列順序之中。 （2）基因的概念：通常基因是有遺傳效應的DNA片段。 （3）DNA分子的特性：堿基排列順序千變萬化——DNA的多樣性；堿基特定的排列順序——DNA的特異性。 與老師一起歸納總結本節課學習的知識。 總結是對本節課的歸納與升華，通過回顧本課內容，引導學生對本課有一個整體認識，幫助學生形成正確的態度、情感和價值觀。
鞏固練習 帶領學生當堂做幾道練習題。 學生答題。 通過當堂檢測題了解學生當堂所學內容的掌握情況。
板 書 設 計 第4節 基因通常是有遺傳效應的DNA片段 一、實例 基因→DNA 二、遺傳信息：脫氧核苷酸的排列順序 三、DNA分子的特點：多樣性、特異性
教 學 反 思 本節課的內容難度不大，但是由于學生沒有直接接觸的經驗，所以只用通過課本和資料獲得相關知識，在學習過程中比較被動。教師要通過組織引導學生討論資料，利用學案得出結論，并運用數學方法幫助學生理解DNA的多樣性和特異性，加深學生對知識的理解，鍛煉學生的合作能力。

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