资源简介

乌兰浩特第三中学 教案
课题名称：基因通常是有遗传效应的DNA片段
教师姓名 科目、年级 生物、高一 授课时间
教学 背景 分析 课标分析： 新课标对高一的学生提出了这样的要求：既要让学生获得基本的学科知识，又要帮助学生学会解决问题的思路、方法。帮助学生领悟生物观念、科学思维和社会责任的核心素养。课程标准与本节对应的“内容要求”是：“概述多数生物的基因是DNA分子的功能片段，有些病毒的基因在RNA分子上。”
教材分析： “基因通常是有遗传效应的DNA片段”是人教版高中生物必修2《遗传与进化》第3章第4节的内容。本节是学生在学习了DNA是主要的遗传物质、DNA分子的结构、DNA的复制等三节内容后的概括与提升，是本章基因的本质的升华部分，更是为第四章《基因的表达》作铺垫，所以说是起着不可或缺的桥梁作用的重要一节。本节内容编写的特点是没有直接讲述基因是有遗传效应的DNA片段，而是首先采取资料的形式，以数据差异和作用表达为主线，逐步呈现基因是有遗传效应的DNA片段。这样不仅符合学生的认知特点，还应用数学比较法，让学生知道基因与D|NA的存在差别，知道基因才是有用的。从而在情感、能力等多方面得到启示和升华。
学情分析： 本节课的授课对象是高一年级学生，他们具有较强的动手能力，具有一定的观察和认知能力，分析思维的目的性、连续性和逻辑性已初步建立，他们的学习积极性较高，课堂上应该充分调动学生的积极性，引导学生不断思考，体现学生的主体性和教师的主导性。教师在讲解内容时可借助多媒体技术，帮助学生识记和理解。 在本节之前学生学习了DNA是主要的遗传物质的科学史，DNA的结构，DNA的复制的内容，认识了一些与遗传相关的名词，如遗传因子、遗传物质、染色体、核酸、DNA、基因、核苷酸等。虽然他们对转基因生物、DNA亲子鉴定、基因检测等热点词汇并不陌生，但是，基因到底是什么？如何理解基因和DNA的关系，DNA是如何储存遗传信息的？对这些问题尚不清楚。
学 习 目 标 举例说明基因通常是有遗传效应的DNA片段。 2、运用数学方法说明DNA的多样性和特异性。 3、说明基因与DNA的关系。
教学 重点 1、基因是有遗传效应的DNA片段。 2、DNA分子具有多样性和特异性。
教学 难点 脱氧核苷酸序列与遗传信息的多样性的关系。
教学 方法 讨论法、讲授法、分析归纳法等进行教学。
教学 准备 多媒体课件及学案
课时 安排 1课时
教 学 过 程 教学步骤 教师活动 学生活动 设计意图
导入 1、展示学习目标。 2、提到基因，我们并不陌生，在本节课的开始，我们一起来回顾一下我们已经学过的有关基因的知识。 3、我们已经知道基因与染色体的关系，DNA与染色体的关系，那基因与DNA之间存在着怎样的关系呢？ 在教师的引导下，回顾和整理与基因相关的重要科学史及相应的结论。 带着“基因与DNA之间是什么关系呢？”的问题进入新课。 导入新课，明确学习目标，从学生了解的重要实验出发，梳理前面已学章节的知识，为本节内容的展开做铺垫。
用实例说明基因与DNA的关系 探究一：带着这个问题，同学们请先阅读课本57-58页思考 讨论中的三个资料，完成学案第1大题。 1、资料一显示，大肠杆菌的拟核有1个DNA分子，长度约为4.7×106个碱基对，在这个DNA分子上分布了4.4×103个基因，每个基因的平均长度约为1×103个碱基对。提出问题： （1）大肠杆菌一个DNA上含有一个基因还是多个基因？ （2）大肠杆菌所有基因的碱基总数大于还是小于DNA分子的碱基总数？ （3）说明了什么问题？ 2、资料二显示，生长在太平洋西北部的一种水母能发出绿色荧光。水母的DNA上有一段绿色荧光蛋白基因的片段，长度为5.17×103个碱基对。将绿色荧光蛋白基因转入小鼠体内，小鼠发荧光，使小鼠有了发荧光的性状。这则材料说明了什么？ 3、资料三显示，人类基因组计划测定的是24条染色体（22条常染色体+X+Y）上DNA的碱基序列。每条染色体上有一个DNA分子。这24个DNA分子大约有31.6亿个碱基对，其中，构成基因的碱基数占碱基总数的比例不超过2%。提出问题：为什么人类基因组计划是测24条染色体？ 教师介绍：研究表明基因片段与非基因片段的排列方式是不连续的，在DNA中存在大量的非基因片段。 探究二： （1）对果蝇体细胞染色体（2n=8）进行“基因组测序”需要测定几条染色体？ （2）对豌豆体细胞（2n=14）进行“基因组测序”需要测定几条染色体？ 探究三：带领学生归纳总结资料1和3与资料2得出的结论。进而从DNA水平上给基因下一个定义，要求既能反映基因与DNA的关系，又能体现基因的作用 ：基因是有遗传效应的DNA片段。 阅读教材，分析资料一，回答提出的3个问题。 （1）多个。 （2）所有基因的碱基总数为4.4×106个碱基对，少于DNA分子的碱基总数4.7×106个碱基对。 （3）推论：DNA上分布着许多个基因，基因是DNA片段。 阅读教材，分析资料二回答：基因是特定的DNA片段，可以剪切，可以拼接，从而获得某种性状的表达，基因具有遗传效应。 阅读教材，分析资料三，根据资料三提供的信息，也能得到基因是DNA片段的结论，进一步说明了DNA上分布着许多个基因，基因是DNA片段。 回答问题：因为人类有22对常染色体和一对性染色体，常染色体只需要测每对中的一条，性染色体两条都要测。 回答： （1）5条，三条常染色体和一对性染色体。 （2）14条。 回答：（1）资料1和3：基因是一段DNA，基因不是连续分布在DNA上的。（2）资料2：基因具有遗传效应,基因能控制生物性状。 明确本节的学习目标。 通过丰富的资料，引导学生进行逻辑推理，逐步理解基因与DNA的关系，得出基因是DNA片段。 培养学生独立思考解决问题的能力。 理解基因与DNA的关系，对基因的本质形成初步的认识。
理解DNA如何储存大量的遗传信息 过渡：1个DNA分子上有许多个基因、每一个基因都是特定的DNA片段、具有特定的遗传效应，说明DNA蕴含大量的遗传信息。 思考：DNA只含有4种脱氧核苷酸（4种碱基）为什么能够储存大量的遗传信息？ 探究四：带着这个问题，同学们阅读课本58页思考 讨论中的两个资料，完成学案第2大题。 带领学生回忆DNA分子的结构，引导学生关注碱基的排列顺序对基因种类数的影响。 1、资料一：用数学方法进行推演。 碱基对数目 基因种类 1个碱基对 41 2个碱基对 42 3个碱基对 43 …… n个碱基对 4n 对DNA如何储存大量的遗传信息这一问题进行小结总结出碱基排列顺序千变万化构成了DNA分子的多样性。 2、资料二：设问：基因是碱基对随机排列得DNA片段吗？ 阐明：每个基因都是特定的DNA片段；具有特定的碱基排列顺序；具有特定的遗传效应。这就是DNA分子的特异性。 DNA的多样性和特异性是生物体多样性和特异性的物质基础。 3、展示DNA指纹技术运用于刑侦中的实例。 补充有些病毒的遗传物质是RNA，如艾滋病病毒、流感病毒、烟草花叶病毒等。对这类病毒而言，基因就是有遗传效应的RNA片段。所以对基因的定义进行进一步的完善，表述为：基因通常是有遗传效应的DNA片段。 学生分析DNA的结构，DNA的基本骨架是由脱氧核糖和磷酸交替连接而成，从头至尾没有变化。但是骨架内侧的4种碱基的排列顺序是可变的。 数学方法计算，并得出结论：遗传信息蕴藏在4种碱基的排列顺序之中；碱基排列顺序的千变万化构成了DNA分子的多样性。 学生推理得出DNA分子具有特异性，碱基特定的排列顺序构成了DNA分子的特异性。 学生回答碱基特定的排列顺序构成了DNA分子的特异性。 观察DNA指纹图，提出自己的观点。 思考并回答：1号为罪犯。 对基因的概念进行进一步的完善。 采用不同的视角和思维模式来分析和解决问题。激发思维、培养探究能力。 阐明DNA的多样性和特异性。认同遗传物质的结构与功能相适应、多样性与特异性相统一的观点。 结合得到广泛应用的DNA指纹技术，调动学生的学习热情。
课堂小结 带领学生回顾本堂课学习的内容：（1）遗传信息的概念：遗传信息蕴藏在4种碱基的排列顺序之中。 （2）基因的概念：通常基因是有遗传效应的DNA片段。 （3）DNA分子的特性：碱基排列顺序千变万化——DNA的多样性；碱基特定的排列顺序——DNA的特异性。 与老师一起归纳总结本节课学习的知识。 总结是对本节课的归纳与升华，通过回顾本课内容，引导学生对本课有一个整体认识，帮助学生形成正确的态度、情感和价值观。
巩固练习 带领学生当堂做几道练习题。 学生答题。 通过当堂检测题了解学生当堂所学内容的掌握情况。
板 书 设 计 第4节 基因通常是有遗传效应的DNA片段 一、实例 基因→DNA 二、遗传信息：脱氧核苷酸的排列顺序 三、DNA分子的特点：多样性、特异性
教 学 反 思 本节课的内容难度不大，但是由于学生没有直接接触的经验，所以只用通过课本和资料获得相关知识，在学习过程中比较被动。教师要通过组织引导学生讨论资料，利用学案得出结论，并运用数学方法帮助学生理解DNA的多样性和特异性，加深学生对知识的理解，锻炼学生的合作能力。

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