《第4節(jié)基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段》教學(xué)設(shè)計(jì)(安徽省市級(jí)優(yōu)課)x-生物教案

《基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段》教學(xué)設(shè)計(jì)教材分析本節(jié)是人教版生物必修二第三章第四節(jié)，本節(jié)內(nèi)容既是對(duì)本章內(nèi)容的概括和提升，也為第四章《基因的表達(dá)》做鋪墊。本節(jié)內(nèi)容介紹了基因的本質(zhì)，并運(yùn)用數(shù)學(xué)方法說(shuō)明了DNA分子的多樣性和特異性。教材通過(guò)四則資料分析，從不同角度幫助學(xué)生理解“基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段”這一結(jié)論，通過(guò)一個(gè)探究活動(dòng)，讓學(xué)生了解了DNA的多樣性和特異性，從分子水平上揭示生物體多樣性和特異性的物質(zhì)基礎(chǔ)。學(xué)情分析學(xué)生通過(guò)前兩章的學(xué)習(xí)，認(rèn)識(shí)到基因和染色體的關(guān)系,在本章前三節(jié)學(xué)生學(xué)習(xí)了DNA是主要的遺傳物質(zhì)，DNA的結(jié)構(gòu)和復(fù)制,在教學(xué)中充分利用學(xué)生已有知識(shí)為基礎(chǔ)，采用適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)策略幫助學(xué)生突破基因的概念。建議在教學(xué)過(guò)程中安排學(xué)生通過(guò)觀察圖片、分析資料和小組合作討論來(lái)體驗(yàn)基因的概念、基因和遺傳信息的關(guān)系。同時(shí)要與學(xué)生熟悉的日常生活現(xiàn)象聯(lián)系，如肥胖基因、熒光蛋白基因等增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。教學(xué)目標(biāo)知識(shí)與技能舉例說(shuō)明基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段。說(shuō)明基因和遺傳信息的關(guān)系。說(shuō)明基因、DNA、染色體的關(guān)系。過(guò)程與方法掌握分析資料的方法。運(yùn)用數(shù)學(xué)方法說(shuō)明DNA分子的多樣性和特異性。情感態(tài)度與價(jià)值觀通過(guò)了解人類基因組計(jì)劃和DNA指紋技術(shù)的運(yùn)用，培養(yǎng)學(xué)生熱愛科學(xué)和愛國(guó)主義情感。教學(xué)重難點(diǎn)重點(diǎn)：基因的本質(zhì)。難點(diǎn)：脫氧核苷酸序列與遺傳信息的多樣性。教學(xué)方法問(wèn)題探究法、分組合作教學(xué)法。教學(xué)過(guò)程導(dǎo)入新課給學(xué)生展示一張身份證，身份證可是進(jìn)行身份識(shí)別，有時(shí)候我們需要通過(guò)DNA指紋技術(shù)進(jìn)行身份識(shí)別。在前面的學(xué)習(xí)中，我們知道摩爾根已經(jīng)將基因定位于染色體上，并且我們知道基因在染色體上呈線性排列。我們又知道染色體的成分是DNA和蛋白質(zhì)，其中DNA是主要的遺傳物質(zhì)。那么，基因與同存在于染色體上的遺傳物質(zhì)DNA是什么關(guān)系？（設(shè)計(jì)意圖：教師激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情，幫助學(xué)生回憶曾學(xué)過(guò)的知識(shí)，主動(dòng)構(gòu)建新舊知識(shí)之間的關(guān)系。）提出課題：基因=DNA嗎？?jī)烧咧g是什么關(guān)系？播放課件：染色體與基因的關(guān)系圖片、染色體與DNA的關(guān)系圖片。探究新知探究一：基因與DNA的關(guān)系【師】請(qǐng)同學(xué)們仔細(xì)閱讀教材P55～56資料1和3，我們能從中得到基因和DNA什么關(guān)系？完成下表DNA分子數(shù)總堿基對(duì)數(shù)基因數(shù)平均每個(gè)基因的堿基對(duì)數(shù)比例（基因的堿基對(duì)數(shù)/總堿基對(duì)數(shù)）大腸桿菌人類基因組計(jì)劃測(cè)定2-2.5萬(wàn)在學(xué)生小組合作學(xué)習(xí)的過(guò)程中，教師巡視課堂，及時(shí)發(fā)現(xiàn)學(xué)生談?wù)撝写嬖诘膯?wèn)題，并把握談?wù)撨M(jìn)度?！編煛磕奈煌瑢W(xué)來(lái)完成這個(gè)表格？【生】學(xué)生完成表格。【師】通過(guò)資料1和3我們可以看出一個(gè)DNA含有多個(gè)基因，基因的堿基總數(shù)小于DNA的堿基總數(shù),由此我們可以得出什么結(jié)論？【生】基因是DNA片段，基因中還存在非基因片段?！編煛恳簿褪钦f(shuō)基因是一段DNA，但是一段DNA是不是基因呢？【生】不一定，因?yàn)镈NA上還存在非基因片段?！編煛看竽c桿菌的DNA分子，構(gòu)成基因的堿基數(shù)占?jí)A基總數(shù)的比例為94%。而人類DNA中，構(gòu)成基因的堿基數(shù)占?jí)A基總數(shù)的比例不超過(guò)2%，從這個(gè)我們還可以得出什么結(jié)論？【生】還可以得出生物越高等，非基因比例越高?！編煛恳欢蜠NA不一定是基因，什么樣的DNA片段才是基因？請(qǐng)學(xué)生討論交流資料2和資料4?！旧繉W(xué)生交流討論【師】資料2和4說(shuō)明基因具有什么樣的作用？【生】基因可以控制生物性狀，基因具有遺傳效應(yīng)?；蚩梢元?dú)立起作用?！編煛烤C上所述，請(qǐng)同學(xué)們給基因下一個(gè)完整的定義?！旧炕蚴怯羞z傳效應(yīng)的DNA片段。是生物體遺傳的結(jié)構(gòu)和功能單位。（設(shè)計(jì)意圖：培養(yǎng)學(xué)生的歸納推理能力，從事實(shí)與數(shù)據(jù)中理解并總結(jié)基因的概念。）探究二：DNA片段中的遺傳信息【師】一個(gè)DNA含有許多基因，每個(gè)基因都有遺傳效應(yīng)，DNA必然可以蘊(yùn)含了大量的遺傳信息，那么DNA為什么可以蘊(yùn)含如此多的遺傳信息？我們來(lái)分析DNA的結(jié)構(gòu)。播放課件：展示DNA結(jié)構(gòu)圖片。【師】DNA的外側(cè)是磷酸和脫氧核糖交替連接構(gòu)成的基本骨架，這個(gè)基本骨架的不變的。DNA的內(nèi)側(cè)是堿基對(duì)構(gòu)成的，堿基對(duì)是可以變化的，所有DNA的巨大遺傳信息必然儲(chǔ)存在哪里？【師】DNA的遺傳信息必然蘊(yùn)含在4種堿基的排列順序之中。4種堿基排列而成的脫氧核苷酸序列是否足以儲(chǔ)存生物體必需的遺傳信息？下面我們從數(shù)學(xué)角度進(jìn)行探究。課件展示，請(qǐng)同學(xué)們思考討論?！編煛咳?個(gè)堿基對(duì)組成一個(gè)基因，那么4中堿基能形成多少種基因？當(dāng)然這僅僅是假設(shè)，一個(gè)基因往往含有成百上千個(gè)基因。老師手中有4種堿基，我們找兩位同學(xué)來(lái)展示一下，可以形成多少種基因？【生】學(xué)生展示，可以形成4種基因：A—T、T—A、G—C、C—G。【師】若17個(gè)堿基對(duì)組成一個(gè)基因，4種堿基能形成多少種基因？【生】417【師】你們知道417有多大嗎？172億。若含有n個(gè)堿基對(duì)呢？可能有多少種基因？【生】4n【師】我們就得到了這樣一個(gè)公式4n（n是堿基對(duì)數(shù)）。課件展示例子：截止2005年6月，全球人口總數(shù)65億。假設(shè)決定臉型的基因由17個(gè)堿基對(duì)隨機(jī)排列構(gòu)成，那么，17個(gè)堿基對(duì)的所有排列是否都有機(jī)會(huì)出現(xiàn)？你和你的同桌兩人臉型完全相同的概率是多少？【生】不都有機(jī)會(huì)出現(xiàn)，1/172億【師】因?yàn)?7個(gè)堿基對(duì)的所有排列順序有172種，而地球有約65億人，所以不是所有的排列順序都有機(jī)會(huì)出現(xiàn)。你和你同桌臉型完全相同的概率機(jī)會(huì)是0.【師】DNA分子中堿基的排列順序千變?nèi)f化，說(shuō)明DNA分子的結(jié)構(gòu)具有什么特點(diǎn)?【生】多樣性?！編煛棵總€(gè)DNA分子都不同，說(shuō)明DNA分子的結(jié)構(gòu)具有什么特點(diǎn)？【生】特異性。（設(shè)計(jì)意圖：引導(dǎo)學(xué)生思考DNA分子的結(jié)構(gòu)，得出DNA分子的遺傳信息蘊(yùn)含在堿基的排列順序之中。創(chuàng)設(shè)情境，從數(shù)學(xué)角度來(lái)理解DNA的多樣性和特異性。）探究三：DNA指紋技術(shù)每個(gè)人的指紋都很獨(dú)特（除同卵雙胞胎），指紋也就成了一個(gè)人的獨(dú)特特征。每個(gè)人的DNA都不完全相同，DNA也可以像指紋一樣用來(lái)識(shí)別身份，這種方法就是DNA指紋技術(shù)。只需要一滴血或一根頭發(fā)等樣品就可以對(duì)其進(jìn)行DNA指紋鑒定。通過(guò)分子生物學(xué)方法顯示人的DNA，就可以像指紋那樣區(qū)分不同的人了?！編煛恳韵履囊粋€(gè)可能是罪犯？DNA指紋圖中的DNA片段都是基因嗎？【生】1號(hào)可能是罪犯，DNA指紋圖中的DNA片段不一定是基因。（設(shè)計(jì)意圖：通過(guò)對(duì)DNA指紋技術(shù)的介紹，讓學(xué)生對(duì)現(xiàn)代的生物前言知識(shí)有一定的了解。）探究四：染色體、DNA、基因、脫氧核苷酸的關(guān)系脫氧核苷酸染色體基因DNA脫氧核苷酸染色體基因DNA是基因的結(jié)構(gòu)單位，每個(gè)單位由_____、是基因的結(jié)構(gòu)單位，每個(gè)單位由_____、_______和堿基組成。是有________的DNA片段，是遺傳的功能結(jié)構(gòu)單位，其中_____________________排列順序代表遺傳信息。是主要的________，一個(gè)DNA含有____基因是DNA的_______。每個(gè)染色體上有_____個(gè)DNA分子【生】討論展示得出結(jié)論：主要載體，1或2；遺傳物質(zhì)，許多；遺傳效應(yīng)，脫氧核苷酸；磷酸，脫氧核糖。（設(shè)計(jì)意圖：聯(lián)系已有知識(shí)構(gòu)建與遺傳信息相關(guān)的概念圖，提升學(xué)生對(duì)基因的認(rèn)知高度。）課堂小結(jié)一、基因和DNA的關(guān)系基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段二、DNA片段中遺傳信息堿基排序的千變?nèi)f化→DNA的多樣性堿基特定的排序→DNA的特異性三、DNA指紋技術(shù)四、染色體、DNA、基因、脫氧核苷酸的關(guān)系課堂練習(xí)板書設(shè)計(jì)第4節(jié)基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段基因的概念資料1、3基因是DNA的片段資料2、4基因具有特定的遺傳效應(yīng)DNA片段中的遺傳信息DNA指紋技術(shù)染色體、DNA、基因、脫氧核苷