資源簡介

教學設計
課程基本信息
學科 生物 年級 高一 學期 春季
課題 基因通常是有遺傳效應的DNA片段
教學目標
1. 通過資料分析，舉例說明基因通常是有遺傳效應的DNA片段。 2. 通過完成DNA模型構建，運用數學方法分析說明DNA的多樣性與特異性。 3. 采用歸納與概括的方法，說明基因、DNA、染色體的關系。 4. 能以生命觀念為指導，解釋生物的遺傳信息蘊藏在4種堿基的排列順序中。
教學內容
教學重點： 1. 舉例說明基因通常是有遺傳效應的DNA片段。 2. 運用數學方法分析說明DNA的多樣性與特異性。
教學難點： 脫氧核苷酸序列與遺傳信息的關系。
教學過程
學習任務教學組織與引導學生活動評價與設計意圖導入綠色熒光水母和轉基因小鼠的實例。 生長在大平洋西北部的一種水母能發出綠色熒光，這是因為水母的DNA上有一段長度為5170個堿基對的片段綠色熒光蛋白基因。轉基因實驗表明，轉入了水母綠色熒光蛋白基因的轉基鼠，在紫外線的照射下，也能像水母一樣發光。 思考：（1）為什么水母和小鼠會發綠色熒光？ （2）導入小鼠的綠色熒光蛋白（GFP）基因是1個DNA分子，還是DNA分子的一段脫氧核苷酸序列？問題情境，作好進入課堂準備。設計意圖：激發學習興趣，明確學習目標。任務一：探究基因與DNA的關系 溫故知新：回顧第一章、第二章所學的基因、DNA的相關內容。 問題1：基因就是DNA嗎？ 給出兩則資料。通過資料一分析說明基因是DNA片段 資料一：大腸桿菌細胞的擬核有1個DNA分子，長度約為4.7×106個堿基對，在DNA分子上分布著大約4.4×103個基因，每個基因的平均長度約為1×103個堿基對。 討論1：生物體內DNA分子數與基因數相同嗎？生物體內所有基因的堿基總數與DNA分子的堿基總數相同嗎？如果不同，說明了什么？ 通過資料二分析說明人類基因的DNA中有大量的非基因片段。 資料二：人類基因組計劃測定的是24條染色體（22條染色體+X+Y）上的DNA的堿基序列。其中，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%。 討論2：人類基因的堿基數占堿基總數的比例遠低于大腸桿菌。說明了什么？ 閱讀資料并思考與討論基因與DNA的關系。 評價標準：能根據科學資料，積極參與思考與討論，并 能推理得出科學結論。 設計意圖：通過資料分析，引導學生進行邏輯推理；通過層層遞進的問題設計，幫助學生逐步理解基因與DNA的關系，并得出“基因通常是有遺傳效應的DNA片段”這個結論。問題2：具有怎樣功能的DNA片段才是基因？ 通過資料三分析歸納概括出基因的定義是具有遺傳效應的DNA片段。 資料三水母綠色熒光蛋白基因序列（部分）： 討論3： （1）該基因具有何種功能？ （2）結合三則資料，請給基因下一個定義。（要求既能反應基因與DNA的關系，又能體現基因的作用） 通過資料四分析完善基因的定義。基因通常是具有遺傳效應的DNA片段。 資料四：RNA病毒（如流感病毒、新冠病毒等）的基因是RNA片段。 討論4：基因的定義該如何完善？任務二：探究DNA片段中的遺傳信息 問題3：遺傳信息和堿基對之間具有怎樣的關聯？ 給出資料五，在資料四的基礎上缺失一個片段。 通過資料五分析得出遺傳信息與堿基的排列順序有關，遺傳信息蘊藏在四種堿基的排列順序中。 資料五：水母綠色熒光蛋白基因部分序列（紅色字體部分）缺失 討論： （1）該基因功能是否改變？ （2）該基因遺傳信息是否改變？ （3）請描述遺傳信息與堿基的關系。根據教師提供的資料，分析遺傳信息和堿基對之間的關聯，得出自己的觀點。評價標準：基于特定的生物學事實，進行科學思維。 設計意圖：利用物質的結構和功能相適應的觀點，建立堿基的排列順序和遺傳信息之間的邏輯聯系，提升學生分析推理能力。問題4：為什么DNA能夠儲存大量遺傳信息？ 學生活動：補充填寫7個堿基對的核苷酸序列，比較同學之間DNA平面結構圖的異同。 （1）你們所畫的DNA堿基序列相同？ （2）綠色熒光蛋白的基因共含有5170個堿基對，理論上有多少種隨機排列可能？如何判斷細胞中提取出來的一段DNA序列是否是綠色熒光蛋白基因？ 介紹DNA測序技術的科學依據。 （3）基因是堿基對隨機排列成的DNA片段嗎？ （4）怎樣理解DNA的多樣性和特異性 你能從DNA的結構特點分析生物體具有多樣性和特異性的原因嗎 通過以上分析得出：堿基的排列順序千變萬化構成了DNA分子的多樣性，而堿基對特定的排列順序，又構成了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。完善平面結構模型，比較分析異同。用數學方法推理出核苷酸序列的組合數量，并思考討論教師提出的問題，作出回答。評價標準：能進行合理邏輯推理，運用數學工具，解釋生命現象。 設計意圖：用數學方法推導出堿基排列順序的多種組合方式，推出DNA分子具有多樣性的結論。任務三：歸納與概括染色體、DNA、基因的關系問題5：根據所學知識內容，嘗試用不同方式表示染色體、DAN、基因脫氧核苷酸之間的關系。 方式三：基因通常是染色體上有遺傳效應的DNA片段。 拓展應用： 在嚴查偷獵野生動物的行動中，執法部門發現某餐館出售的一種烤肉比較可疑，餐館工作人員說是“山羊肉”，經實驗室檢驗，執法部門確定這種“山羊肉〞來自國家二級保護動物中華斑羚。你認為執法部門最可能采取哪種檢測方法？為什么？ 思維進階： 1.除少數病毒外，所有生物的DNA都是由4種相同的堿基組成，試從生命起源和進化的角度說明原因。 2.DNA中大量的片段屬于非基因片段，能否把這些片段全部敲除，只保留基因片段？ 3.有些DNA分子上的片段，并不編碼蛋白質的合成，但可以指導相應的RNA，如rRNA、tRNA等分子的合成。在大腸桿菌的DNA分子中，有一段序列，既不編碼蛋白質也不能作為RNA合成的模板，但可以被阻遏蛋白結合，從而抑制下游基因指導蛋白質的合成。請問上述二種類型的DNA片段，是基因嗎？構建概念圖。 分析問題，思考與討論，并回答問題。 評價標準：能用不同方式構建生物學概念圖，并解釋核心概念之間的關系。 設計意圖： 通過建構概念網絡，歸納與概括不同概念，畫出概念圖，通過不同方式的表達，加深對知識的理解。 評價標準：能運用生物學知識解決實際生活中的問題；具備對知識進行挖掘、拓展和提升的素養。 設計意圖： 培養學生的創新意識，注重理論與現實生活的聯系，引導學生關注健康的生活方式，增強社會責任。

展開更多......

收起↑