资源简介

《基因通常是有遗传效应的DNA片段》教学设计
课题 《基因通常是有遗传效应的DNA片段》
一、课标要求 本节课结合《普通高中生物学课程标准（2017年版2020年修订）》中相关内容，旨在聚焦大概念“概念3.遗传信息控制生物性状，并代代相传 ”，重要概念“3.1亲代传给子代的遗传信息主要编码在DNA分子上”，次位概念“3.1.1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”。
二、教学内容分析 《基因是有遗传效应的 DNA片段》是必修 2 第 3 章第 4 节内容。主要介绍了基因与 DNA 的关系以及 DNA 分子的多样性和特异性。在本节之前已经学习了与遗传有关的名词“遗传因子、基因、染色体、DNA、脱氧核苷酸、遗传物质”等，所以本节内容是对前面内容的概括与提升，有利于学生形成与遗传相关概念的体系。本节后的第4章则涉及基因的表达、遗传信息的流动等概念，是遗传知识的进一步拓展，而这需要先理解本节内容“DNA 片段中的遗传信息及基因和遗传信息的关系”。所以本节课起承上启下的重要作用。
三、学情分析 （一）学习经验与知识储备：从知识结构的角度看，学生学习了DNA是主要的遗传物质的科学史，DNA的结构、复制的内容，认识了一些与遗传相关的名词。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？学生对这些问题尚不清楚。 （二）认知特点与兴趣点：学生已具备一定的信息提取和逻辑推理能力，初步具有模型构建的能力。乐于通过实践活动来探究问题。 （三）发展需求与路径：这节课用猜谜语引起学生学习的兴趣，让学生动手建模，包括构建物理模型、数学模型、概念模型，引导学生解决问题。在教学中，倡导学生主动参与，勤于动手，进一步培养学生主动获取新知识的能力、分析和解决问题的能力及合作交流的能力。通过学生动手建模，合作探究基因的本质和DNA的特点，形成科学思维，提升科学探究能力。
四、目标确定 （一）生命观念：结合实例，阐明基因和DNA的关系，举例说明基因通常是有遗传效应的DNA片段。理解生命的物质性和信息性，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。 （二）科学思维：运用物理模型理解DNA的多样性和特异性，运用数学模型，阐明DNA能够储存足够量的遗传信息的原由，运用概念模型理解染色体、DNA、基因的关系。 （三）科学探究：通过阅读资料锻炼获取信息、总结归纳、分析和解决问题的能力。 （四）社会责任：通过了解DNA指纹技术、转基因技术、基因检索方法，解释DNA多样性和特异性在现实生活中的应用。
五、学习重点难点 学习重点： （一）基因是有遗传效应的DNA片段。 （二）DNA分子具有多样性和特异性。 学习难点： （一）基因与DNA的关系（基因是DNA上特定的有遗传效应的片段，DNA上有基因和非基因片段部分）。 （二）脱氧核苷酸序列与遗传信息多样性的关系（既有千变万化的排列顺序又并不随机）。
六、方法与策略 （一）情景教学法 ①以猜谜语的游戏快速将学生的注意力引入课堂,点燃学生学习热情，激发学生的探知欲。 ②设置NCBI网站检索人的生长激素基因、转基因棉花、转基因发光植物、DNA指纹图谱、野骆驼、亲子鉴定等情境帮助学生开阔眼界，提升信息检索能力，认识到DNA多样性和特异性在现实生活中的应用。 （二）模型构建法 ①构建DNA模型可以化抽象为具体，运用物理模型理解DNA 的多样性和特异性②运用数学模型，阐明DNA能够储存足够量的遗传信息的原由，理解DNA的多样性③运用概念模型理解染色体、DNA、基因的关系。体会动手建模的乐趣，提升学生学习兴趣，培养科学思维。
七、资源与工具 （一）教学的第一个环节中，通过改变自《青藏高原》歌词的谜语，激发兴趣。 （二）构建DNA模型，与其他小组构建的DNA模型对比，探讨DNA的多样性和特异性。 （三）用NCBI网站检索人的生长激素基因、转基因棉花、转基因发光植物、DNA指纹图谱、野骆驼、亲子鉴定等的情境，帮助学生开阔眼界，提升信息检索能力，认识到DNA多样性和特异性在现实生活中的应用。
八、教学过程
教师活动学生活动活动意图导入新课邀请学生猜谜语：是谁带来远古的呼唤？是谁留下千年的祈盼？是谁传承祖先的血脉？是谁续写父辈的容颜？是谁呢？提问：DNA、RNA、基因有什么关系？引出新课。 明确这节课子任务：构建基因与DNA的关系模式图，借助模型探究DNA的多样性和特异性。学生思考并回答：DNA、基因、RNA。以猜谜语的游戏将学生的注意力引入课堂，点燃学生学习热情，激发学生的探知欲。带着明确的学习目标进行学习。任 务一: 构 建 基 因 与DNA的 关 系引导学生阅读课本57页问题探讨，思考：1.为什么转基因鲤鱼的生长速率更快？2.导入的外源生长激素基因是一个DNA分子，还是DNA分子的一段脱氧核苷酸序列？观察图片，寻找转基因鲤鱼和对照鲤鱼的区别，思考导致这一区别的原因，提出自己的想法。通过转基因鲤鱼的实例，激发学生的兴趣，引导学生思考基因与DNA的关系。 提问：在真实的生物体中基因与DNA究竟有什么关系呢？引导学生阅读教材第57-58页的资料。引导学生对大肠杆菌和人的DNA、碱基、基因等数据进行信息分类比较。归纳出基因的本质。指导学生阅读资料2，提问：水母这一荧光性状为什么能在小鼠身上表现？结合转基因鲤鱼的实例，说明基因的作用是什么？阅读教材，将资料1和3中的数据归纳整理到表格中并完成填空。 根据资料2得出结论：基因具有遗传效应，可以控制生物的性状。锻炼学生的信息获取和总结归纳能力。培养学生科学思维和实证意识。要求学生根据以上资料得出的信息绘制基因与DNA 的关系模式图。 绘制基因与DNA 的关系模式图。 通过构建基因与DNA的概念模型理解基因的本质。用基因模式图，可以很直观的观察得出基因是DNA的片段。通过展示不同学生绘制的结果，启发学生思考。补充例子： 大肠杆菌的Z、Y、A 三个基因是连续排列的，可帮助大肠杆菌在缺乏葡萄糖情况下利用乳糖。对于一些病毒，不同基因之间存在着重叠的现象，例如这里的 D 基因和E 基因。无论基因在DNA上如何分布，DNA都是由基因和非基因组成的。要求学生归纳出基因的本质。学生总结基因的概念，提出基因是DNA片段。 扫除思维障碍，纠正学生存在错误性认知， 片面理解基因在 DNA 上仅是不连续分布的情况，通过启发思维和资料补充，修正理解。说 明 基 因 与RNA的 关 系提问：基因一定是DNA吗？ 展示新冠病毒、艾滋病毒、流感病毒、SARS病毒，提问：这些病毒的遗传物质是什么？ 提问：对RNA病毒而言，基因是什么？ 要求学生将基因概念补充完整。结合图片和已有知识回答：对RNA病毒而言，基因就是有遗传效应的RNA片段。根据以上结论得出：基因通常是有遗传效应的DNA片段。将教材中RNA 病毒的内容前置，结合最初构建的基因概念，引导学生逐步得出基因的完整概念。 任 务 二 : 探 讨DNA的 多 样 性 和 特 异 性 要求学生完成活动:2人一组构建DNA模型活动要求：利用自己小组所拿到的材料(5对脱氧核苷酸)，构建一个DNA模型。与其他小组构建的DNA模型对比，探讨DNA的多样性和特异性。构建DNA模型并与其他小组构建的DNA模型对比，探讨DNA的多样性和特异性。通过学生构建DNA 模型可化抽象为具体,对比不同小组的DNA模型理解DNA的多样性和特异性，体会动手建模的乐趣。提升学生学习兴趣和培养科学思维。 教师展示学生构建的DNA模型，点评学生对DNA的多样性和特异性理解。说出对DNA的多样性和特异性的理解。指导学生阅读58页资料1、2，回答问题。 1.如果是100个碱基对组成 1个基因，可能组合成多少种基因？ 2． 你能从 DNA 的结构特点分析生物体具有多样性和特异性的原因吗？思考并回答： 1.4100。 2.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。构建数学模型理解DNA的多样性。构建概念模型理解物质承载信息，信息的多样性的基础就是物质的多样性。基 因 技 术 的 应 用在刑侦领域，DNA 能像指纹一样用来鉴定个人身份。 提问：谁是嫌疑人？你能从图中找到DNA的多样性和特异性吗？ 2.提问：DNA如何储存遗传信息？ 补充介绍了目前亲子鉴定常用方法是测序STR 片段。STR是DNA分子的非基因片段上以2~6个脱氧核苷酸为单元重复排列而成的片段，其重复次数在不同个体间存在差异。 让学生理解不同个体的 DNA 非基因片段的差异主要体现在STR 的重复次数不同，所以 DNA 的非基因片段同样也储存着遗传信息。 3.演示利用NCBI网站检索人的生长激素基因的过程。以不同人的生长激素基因差异很小为例理解脱氧核苷酸序列既有千变万化的排列顺序又并不随机。 4.展示野骆驼和骆驼的照片。提问：这是什么动物？介绍科研人员通过对它们的基因对比分析，发现野骆驼和家骆驼的遗传基因，相差竟然比人和大猩猩的基因差异还要高。鼓励学生课后进行尝试搜索野骆驼的基因进一步了解。 5.转基因还有哪些应用呢？鼓励学生发表观点。 实物展示转基因棉花，为学生介绍最新研究成果转基因植物。1.1号是嫌疑人。图中4个人的DNA指纹图谱各不相同说明DNA的多样性。每个人都有自己特定的DNA指纹图谱说明DNA的特异性。 2.思考并回答。 3.学习基因检索方法。 4-5.思考并回答。学生了解最新转基因技术的应用，认识到转基因在生产生活中的诸多应用。 1.以DNA指纹技术应用情境让学生具体化理解DNA多样性和特异性。 2.用实例帮助学生突破思维局限，让理解具体化并认同生物多样性的基础是 DNA 的多样性。 3.帮助学生开阔眼界，提升信息检索能力。了解生物信息学的一些进展，体验“后基因组时代”的数据信息。 4.以野骆驼和家骆驼的遗传基因差异比人和大猩猩的基因差异还要高这样让人惊讶的事实,激发学生的探索欲。同时，还能潜移默化的渗透"保护动物”的思政教育。 5.以最新研究成果转基因植物，学生常见的转基因棉花拉近转基因技术与学生之间的距离，让学生感受到转基因技术的普遍性和实用性。引导学生关注生物科技研究前沿进展，增强社会责任。染色体、 DNA 与基 因的 关系引导学生填出关键词梳理染色体、DNA和基因三者之间的关系。 填出关键词复习巩固所学内容，构建概念模型。构建概念模型 ，理解各个概念之间的关系，进一步加深对基因本质的理解。形成完整的知识体系。回顾本章学习的大单元任务和每节子任务。温故知新，形成本单元完整的知识体系。总结梳理本单元的核心任务，形成本单元完整的知识体系。本课 小节总结本节课所用的模型种类，鼓励学生在以后的学习中善用模型帮助自己从宏观看到微观，从现象看到本质。用科学改变生活，用科技改变世界。回顾本节课所用的模型种类。总结建模方法，提升学生科学思维。
九、板书设计 基因是DNA的片段 基因具有遗传效应 基因通常是有遗传效应的DNA片段 RNA病毒的基因是 具有遗传效应的RNA片段 千变万化但不随机 4n→DNA的多样性 DNA的脱氧核苷酸的排列顺序 （储存遗传信息） 特定的→DNA的特异性 常见的模型分类（物理模型、数学模型、概念模型）
学习评价 序号姓名时段课前准备课堂表现课后反馈合计自我评价组长评价教师评价评价内容自主预习 独立思考 建模 纠错 作业王者建模师（优秀级） /钻石建模师（合格级） /青铜建模师（改进级） （备注：具体评价维度见下表）分值与评价维度10分20分30分10分30分100分　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
王者建模师（优秀级）钻石建模师（合格级）青铜建模师（改进级）1能够较好地掌握课堂核心概念和知识，自主构建出基因的模型 、DNA的模型、DNA多样性的数学模型，染色体、DNA、基因 、脱氧核苷酸关系的概念模型，其中有1-2处错误； 基本掌握课堂核心概念和知识，自主构建出基因的模型 、DNA的模型、DNA多样性的数学模型，染色体、DNA、基因 、脱氧核苷酸关系的概念模型，其中有3-5处错误；不能够很好地掌握课堂核心概念和知识，无法构建自主构建出基因的模型 、DNA的模型、DNA多样性的数学模型，染色体、DNA、基因 、脱氧核苷酸关系的概念模型，或者其中有6处以上错误；2能够主动认真思考，及时完成课上学习任务；能够参与思考过程，在同伴和老师的指导下学习； 不擅于思考，学习需要老师的监管； 3积极参与小组的建模活动，和小组内成员分工明确，团结协作，认真观察，解决问题；能够参与小组的建模活动，解决问题不够主动；不愿意参与小组的建模活动，对建模不感兴趣；
十一、作业设计 （一）课本59页“练习与应用”。 （二）课外实践题 ①在NCBI网站检索野骆驼的基因，了解基因的信息与同伴、老师交流分享。 ②查阅资料了解最新的有关基因的研究进展和应用与与同伴、老师交流分享。

展开更多......

收起↑