第3章第4节基因是有遗传效应的DNA片段.docx

第3章第4节基因是有遗传效应的DNA片段第4节基因是有遗传效应的DNA片段(新课标) 第4节基因是有遗传效应的DNA片段 一、教学目标 1.举例说明基因是有遗传效应的DNA片段。2.运用数学方法说明DNA分子的多样性和特异性。3.说明基因和遗传信息的关系。 二、教学重点和难点 1.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。 2.教学难点 脱氧核苷酸序列与遗传信息的多样性。 三、教学策略 本节教学可用1课时。本节内容既是对本章内容的概括与提升，又为第4章基因的表达作铺垫。基于以上考虑，目标1侧重在学问方面，也是本节教学的核心。目标2侧重于运用数学方法的技能。须要说明的是，运用数学方法推算碱基排序的目的是要让学生进一步理解、认同DNA分子结构的多样性和特异性，因此应将目标2的技能要求与目标1的学问要求结合起来。目标3是在前两个目标基础上的进一步提升，也是课程标准中提出的明确要求。在本节中，教材供应了实证、探究和联系社会实际三个层面的活动内容，老师可以充分利用这些教材资源，组织教学。 1.充分利用“资料分析”，让学生通过对实例的分析和探讨来理解基因与DNA的关系。细致品尝“资料分析”中的4个材料，可以发觉这些资料主要是从遗传现象和数量关系这两方面供应推理依据，引导学生得出“基因是有遗传效应的DNA片段”这一结论。资料1、3，主要是从数量关系上说明基因是DNA分子的片段；资料2、4分别供应了海蜇的绿色荧光蛋白基因和小鼠体内的肥胖基因的相关信息，主要是说明基因具有遗传效应。在教学过程中，上述资料可以依据须要多次运用，从不同角度帮助学生理解“基因是有遗传效应的DNA片段”。老师可以通过设计一系列问题，让学生从实例中逐步得出基因是DNA分子上的片段、基因具有遗传效应的结论，最终获得基因是有遗传效应的DNA片段这一综合相识。在教学过程中，老师可以借助教材供应的探讨题，也可以依据学生特点重新设计一些问题串，让学生沿着上述逻辑推理过程，得出结论。在推理过程中，老师应随时关注学生探求问题的路径，引导学生确立事实、推理、结论之间的正确关系，以及学问之间的逻辑关系，引导学生按部就班，步步深化，顺理成章地得出结论。从上述分析也可以看出，本节内容是培育和训练学生推理实力的良好素材。 2.合理组织探究活动，帮助学生用数学方法解决生物学问题。本节的探究活动有别于试验探究。这一探究活动主要是借助于数学方法，所以要侧重数学技能的训练，利用数学思维解决生物学问题。同时，老师还应留意到一个问题，即全部的碱基排列的概率计算是建立在一个假设基础上的（全部碱基对的随机排列都能构成基因）。因此，在将数学模型迁移到生物学问题时，老师肯定要提示学生留意：生物学现象的特别性和数学模型的应用范围。关于概率的教学，可以事先向数学老师请教，以保证不出科学性错误，但不宜涉及过深的数学学问，以学生能理解碱基排列多样性为宜。在将数学模型迁移到碱基排列序列的多样性问题时，应留意分析遗传信息多样性与DNA分子结构特点之间的关系。 3.通过介绍DNA指纹的应用，体现STS教化。在进行理论探讨后，老师应不失时机地介绍DNA指纹技术的应用，让学生感受到理论学问的奇异应用。老师可以创设这样的情景：假如你是一名法医，你将如何利用DNA指纹技术来处理案件。教学过程中，老师应当简洁介绍一下DNA指纹的有关学问，不要让学生产生误会，以为DNA指纹就是人的基因。事实上，DNA指纹的特异性主要是由于在人（或其他生物）的染色体DNA中，不表达的碱基对中存在着的一部分串联重复的短序列，它们在个体之间具有显著的差异性。在介绍了DNA指纹的法医学用途之后，还可以将视野拓展，介绍DNA指纹在其他领域的应用，如孑遗物种的保存和孑遗动物的繁殖、亲子鉴定等。 四、答案和提示 （一）问题探讨提示：本节“问题探讨”的目的主要是让学生体会碱基排列依次的多样性。 （二）资料分析1.生物体的DNA分子数目小于基因数目。生物体内全部基因的碱基总数小于DNA分子的碱基总数。这说明基因是DNA的片段，基因不是连续分布在DNA上的，而是由碱基序列将其分隔开的。2.提示：此题旨在引导学生理解遗传效应的含义，并不要求惟一答案。可以结合供应的资料来理解，如能使生物体发出绿色荧光、限制人和动物体的胖瘦，等等。3.基因是有遗传效应的DNA片段。 （三）探究1.碱基排列依次的千变万化，构成了DNA分子的多样性，而碱基特定的排列依次，又构成了每一个DNA分子的特异性。DNA分子的多样性和特异性是生物体多样性和特异性的物质基础。2.提示：在人类的DNA分子中，核苷酸序列多样性表现为每个人的DNA几乎不行能完全相同，因此，DNA可以像指纹一样用来鉴别身份。3.提示：可以从进化的角度来分析基因为什么不能是碱基的随机排列。 （四）练习基础题1.（1）；（2）×。2.C。3.提示：从遗传物质必需具备的条件来分析：（1）在细胞增殖过程中能够精确地进行复制；（2）能够限制生物体的性状；（3）能够贮存足够量的遗传信息；（4）结构比较稳定。拓展题1.提示：并非任何一个DNA片段都是基因，只有具有遗传效应的DNA片段才是基因。2.提示：DNA包括基因与非基因的碱基序列。3.提示：这一观点是有道理的。但在日常生活中，如报刊、杂志、广播等传播媒体常将基因与DNA这两个概念等同运用，因此在详细状况中，要留意区分。自我检测的答案和提示 一、概念检测推断题1.×。2.×。3.×。4.×。选择题A。识图作答题1.2；4；2。2.反向平行；互补3.磷酸基团；脱氧核糖；碱基；脱氧核糖。二、学问迁移A。三、思维拓展提示：形成杂合双链区的部位越多，DNA碱基序列的一样性越高，说明在生物进化过程中，DNA碱基序列发生的改变越小，因此亲缘关系越近。 3.4第4节基因是有遗传效应的DNA片段 第4节基因是有遗传效应的DNA片段 一、学问结构 二、教学目标 1、举例说明基因是有遗传效应的DNA片段。 2、运用数学方法说明DNA分子的多样性和特异性。 3、说明基因和遗传信息的关系。 三、教学重点、难点及解决方法 教学重点 基因是有遗传效应的DNA片段。 DNA分子具有多样性和特异性。 解决方法 基因是有遗传效应的DNA片段。 DNA分子具有多样性和特异性。 解决方法 分析4个资料，探讨，推理得出基因是有遗传效应的DNA片段。 用数学方法推算碱基排列的多种组合方式，进而推理出DNA分子的多样性和特异性。 2、教学难点及解决方法 教学难点 脱氧核苷酸序列与遗传信息的多样性。 解决方法 组织探究活动，让学生从DNA结构的特点中，分析4种碱基排列的依次可以不同，同时，用数学方法推导出碱基排列的多种组合方式，进而得出遗传信息多样性的结论。 四、课时支配 1课时。 五、教学方法 探究问题法。 六、教具打算 相关资料、图片。 七、学生活动 1、学生分析资料，探讨，推理得出基因是有遗传效应的DNA片段的结论。 2、依据情境，用数学方法推算碱基排列的多种组合方式，进而得出DNA分子的多样性和特异性。 八、教学程序 （一）明确目标 （二）重点、难点的学习与目标完成过程 问题导入：我们通过科学试验已知DNA是主要的遗传物质，生活中我们常听说人的遗传与基因有关，那么，基因与DNA有什么关系呢？ 提出课题： 基因=DNA？ 分析资料： 引导1：细致阅读4则资料，思索这些资料分别从哪些方面说明DNA与基因的关系？ 引导2：你如何运用这些资料进行推理？ 引导3：依据不同实例，分步得出结论。 学生活动的策划： 第一步： 分析资料1计算全部基因的碱基对总数的比例。 推理：全部基因的碱基对总数只是DNA分子碱基对总数的一部分，因此，基因是DNA的片段。 分析资料3进一步明确基因是DNA的片段（基因碱基对总数占DNA碱基总数很小的一部分）。 其次步： 分析资料2推理：基因具有特定的遗传效应。 分析资料4进一步明确基因具有遗传效应。 引导4：将分步结论进行整合，归纳基因与DNA的关系。 引导5：上面的实例说明白DNA蕴含了大量的遗传信息。那么，DNA分子中的哪一部分可以储存遗传信息呢？ 学生活动的策划： 分析DNA分子的结构： 外侧：磷酸与脱氧核糖交替排列信息一样。 内侧：碱基对信息可变。 推想：从DNA分子结构中可以推想遗传信息与4种碱基的排列依次有关。 引导6：那么4种碱基的排列如何构成困难多样的遗传信息呢？ 我们不妨将这个问题看成一个数学问题，进行推理。 设置探究情境： 情境1：若1个碱基对组成1个基因，4个碱基能形成多少种基因？ 情境2：教材的情境1，17个碱基对可以排列出多少种基因？ 情境3：利用教材资料分析中的资料1，1000个碱基对可以有多少种排列方式？ 组织探讨，得出结论：碱基排列的千变万化，满意了遗传信息的多样性。 深化探究： 引导7：当基因的碱基对数相同时，其碱基排列依次相同的可能性是多大？ 情境4：教材的情境2。 结论：虽然碱基对的排列是多样的，但对详细的个体、详细的基因来说，只能是其中的一种，即DNA分子具有特异性。 应用：设置情境，假如你是一名法医，你怎样处理这个案件？ 引导8：什么是DNA指纹？从DNA和指纹两个词的组合中，你能够分析出DNA指纹与平常我们所说的指纹之间，有什么相同，有什么不同呢？ 引导9：DNA指纹图上相像的部分是什么片段？不相像的部分又是什么片段？我们确定罪犯，主要看的是哪一部分？ 引导10：你知道DNA指纹还有哪些用途吗？ （三）总结 基因是有遗传效应的DNA片段，也可以说是DNA分子中特定的有遗传效应的脱氧核苷酸序列。 （四）作业布置 教材P58练习。 （五）板书设计 第4节基因是有遗传效应的DNA片段 一、说明基因与DNA关系的实例。 1、资料1全部基因的碱基对总数是DNA分子碱基对总数的一部分基因是DNA的片段 2、资料3基因是DNA的片段 3、资料2基因具有特定的遗传效应 4、资料4基因只有遗传效应 二、DNA片段中的遗传信息 1、DNA分子能储存遗传信息（怎样储存？） 2、DNA分子的多样性（为什么？） 3、DNA分子的特异性（为什么？） 三、基因的相关关系 1、与DNA的关系 基因的实质是有遗传效应的DNA片段，无遗传效应的DNA片段不能称之为基因。 每个DNA分子包含很多个基因。 2、与染色体的关系 基因在染色体上呈直线排列。 染色体是基因的主要载体，此外，线粒体和叶绿体中也有基因分布。 3、与脱氧核苷酸的关系 脱氧核苷酸（A、T、C、G）是构成基因的单位。 基因中脱氧核苷酸的排列依次代表遗传信息。 4、与性状的关系 基因是限制生物性状的遗传物质的结构和功能单位。 基因对性状的限制通过限制蛋白质分子的合成来实现。 四、DNA指纹的应用 基因是有遗传效应的DNA片段 基因是有遗传效应的DNA片段一教学程序导言复习提问：1.从分子角度分析为什么亲代和子代在性状上相像?学生回忆回答：因亲代把自己的DNA分子复制了一份，通过精子和卵细胞传给了子代。2.为什么子代获得了亲代的DNA分子，子代在性状上就像亲代呢?学生在预习的基础上会回答：是因为DNA分子可以限制遗传性状。那么，DNA分子是怎么限制性状呢?这就是本小节要解决的内容。二教学目标达成过程现代遗传学的探讨认为:每个DNA分子上有许多基因，这些基因分别限制着不同的性状。老师出示:果蝇某一条染色体上的几个基因及基因所限制的性状的挂图。学生视察思索:老师点评:由图可说明每种生物都有很多基因(因每种生物有多条染色体)。性状是由基因所限制的。那么基因与DNA有什么关系呢?一、基因-有遗传效应的DNA片段学生活动：阅读教材P1314。老师简介基因的发展:让学生明确人们对基因的相识是个不断发展完善的过程，是在试验基础上随着理化技术手段的发展而发展的，直到20世纪50年头人们才真正相识到，成熟体细胞中的每一条染色体只含有一个DNA分子，每个DNA分子上有很多基因，基因是确定生物性状的基本单位，是有遗传效应的DNA片段。学生要对此概念理解，老师必需对此概念的三个要点进行点评:1.基因是有遗传效应的DNA片段-即基因是DNA的片段，但必需是有遗传效应，有的DNA片段属间隔区段，没有限制性状的作用，这样的DNA片段就不是基因。2.基因是确定性状的结构单位。学生活动:观看“基因工程初探”录像片段，让学生理解限制某性状的基因是特定的DNA片段，可以切除，可以拼接到其他生物的DNA分子上去，从而获得某种性状的表达，所以说基因是确定性状的结构单位,具有肯定的独立性。3.基因是确定性状的功能单位。即生物的特定基因确定生物的特定性状。如人的黑发由黑发基因限制,人的双眼皮由双眼皮基因限制。设疑:基因是有遗传效应的DNA的片段，DNA与蛋白质共同构成染色体，那么基因与染色体有何关系呢?学生思索、老师点拨:基因在染色体上呈直线排列，这就像音乐曲谱，一个曲谱分成很多小节，各个小节内排列着数目不等的音符，经演唱表达不同的音调。再回忆:DNA分子的基本单位是什么?有多少种?学生回答:(略)老师赐予确定并激励。质疑:基因的化学结构怎样呢?学生活动:阅读教材并回答“每个基因含有成百上千个脱氧核苷酸”。老师讲解并描述:基因的脱氧核苷酸排列依次代表遗传信息。例如:人的双眼皮基因有特定的脱氧核苷酸排列依次，这样特定的排列依次就代表人的双眼皮的遗传信息，上一代传给下一代的是遗传信息而不是双眼皮本身，下一代就可以将双眼皮遗传信息表达为双眼皮。不同的基因，四种基本单位的排列依次不同，但是，每个基因都有特定的排列依次。最终，银幕显示进行总结:a.基因在染色体上呈直线排列。b.每个染色体含一个DNA分子，染色体复制后在细胞分裂的间期、前期、中期，每个染色体包含两个姐姐妹染色单体，此时含有两个DNA分子。c.每个DNA分子有许多基因。d.每个基因有成百上千个脱氧核苷酸。e.基因的不同是由于脱氧核苷酸的排列依次不同。通过总结，让学生更进一步理解:“基因DNA-染色体”三者之间的关系。再质疑:基因是如何复制的?基因又是如何限制性状的呢?学生阅读教材P14并思索。老师讲解并描述:由于基因是DNA片段，所以基因的复制是通过DNA分子的复制来完成的。基因不仅可以通过复制把遗传信息传递给下一代，还可以使遗传信息以定的方式反映到蛋白质的分子结构上来，从而使后代表现出与亲代相像的性状。遗传学上把这一过程叫做基因的表达。那么基因如何限制蛋白质合成呢? 基因是有遗传效应的DNA片段教学设计基因是有遗传效应的DNA片段教学设计一、教材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。本节主要内容：1基因和DNA的关系；2DNA片段中的遗传信息；3基因和遗传信息的关系。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，所以本节内容基因和DNA的关系是对前面内容的概括与提升，有利于学生形成遗传相关概念的体系。本节后的第4章则涉及基因的表达、遗传信息的流淌等概念，是遗传学问的进一步拓展，而这须要先理解本节内容DNA片段中的遗传信息及基因和遗传信息的关系。所以本节课起着承上启下的重要作用。二、学情分析1本节之前学生已经学习了许多遗传概念，但仍可能存在混淆。2学生已经具备一些基本的学习方法，如比较分析、简易推理等，而且能较好地进行小组合作。学生对DNA指纹在刑侦领域的应用也听说过。3学生已有肯定的数学技能。三、教学目标1学问目标：（1）举例说明基因是有遗传效应的DNA片段。（2）说明基因与遗传信息的关系。2实力目标：（1）运用数学方法阐明DNA分子的多样性和特异性的缘由。（2）培育学生的分析资料实力，逻辑推理实力，总结概括实力。3情感目标：通过介绍DNA指纹的应用，对学生进行STS教化四、教学重点和难点1教学重点（1）基因是有遗传学科网()-教化资源门户，供应试卷、教案、课件、论文、素材及各类教学资源下载，还有大量而丰富的教学相关资讯！效应的DNA片段。（2）DNA分子具有多样性和特异性。2教学难点：脱氧核苷酸序列与遗传信息的多样性。五、教学方法1教学方法：小组合作学习与自主探究结合能让学生乐于探讨敢于探究，能让学生在合作探究中学会沟通合作，擅长表达，而且能缩短自主学习的时间。2通过活动突破重难点（1）充分利用资料分析，通过小组合作对实例的分析和探讨来理解基因与DNA的关系。（2）合理组织探究活动，帮助学生用数学方法解决生物学问题，从而明确DNA的多样性和特异性，基因和遗传信息的关系；（3）通过已经提示的词语构建概念图的活动，形成遗传概念体系。六、教学课时：1课时七、教学过程创设情境，导入新课：基因是什么？基因是否等于DNA呢？基因与DNA有什么关系呢？设计意图：调动学生爱好,引出探究的问题。讲授新课：一、说明基因与DNA的关系的实例1阅读课本的资料1和资料3（给学生3分钟的时间小组探讨探究），从数量关系上说明DNA和基因的关系比较：（1）DNA分子数目和基因数目（2）基因的碱基总数和DNA分子的碱基总数引导学生得出结论：说明基因是DNA的片段，一个DNA分子具有多个基因；2接着阅读课本资料2和资料4资料2进行推理：（学生小组探讨探究）基因是特定的DNA片段，可切除,可拼接,可独立起作用。(结构单位)资料4进行推理：（学生小组探讨探究）无HMGIC基因就无肥胖的表现，有HMGIC基因就有肥胖的表现得出结论：1基因限制生物的性状(功能单位)2基因具有遗传效应。让学生综合四个资料得出基因的概念：（学生小组探讨探究）基因是具有遗传效应的DNA片段，是生物体遗传的结构和功能的单位。解决本节的难点：碱基的排列依次蕴含着遗传信息二、DNA片段中的遗传信息1提出问题DNA能储存大量的遗传信息吗？2回忆DNA分子的结构。34种碱基的排列依次隐藏着遗传信息情境1：假如确定脸型的一个基因由17个碱基对组成，那么这种排列有多少种可能？提示：参考数学上的排列组合的计算方法。（学生小组探讨探究）结论：DNA分子具有多样性情境2：全球人口总数约为60亿。假设人类基因组中第1号染色体的第1个基因是由17个碱基对随机排列构成的，那么，17个碱基对的全部排列是否都有机会出现？你与你同桌相比，这个基因的脱氧核苷酸序列完全相同的可能性有多大？（学生小组探讨探究）通过计算得出结论：几乎为零，所以每个人都有特定的遗传序列，说明DNA具有特异性，从而导致了生物的特异性。4小结：DNA分子的特征开阔视野：DNA指纹（课本58页科学、技术、社会）探讨：你认为哪个怀疑对象最可能是罪犯？DNA鉴定还常用于哪些方面？老师总结点评归纳：遗传信息隐藏在4种碱基的排列依次之中；碱基排列依次的千变万化，构成DNA分子多样性，而碱基的特定的排列依次，又构成了每一个DNA分子的特异性；DNA分子的多样性和特异性是生物体多样性和特异性的物质基础。DNA上分布着多个基因，基因是有遗传效应的DNA片段。小结：基因是有遗传效应的DNA片段，即DNA分子中有遗传效应的脱氧核苷酸序列。实力提升，构建学问网络三、脱氧核苷酸、基因、DNA、染色体之间的关系画出概念图阐明四者在化学组成和和数量上的关系。（学生小组探讨探究）练习检测：课后练习板书设计一、基因是有遗传效应的DNA片段二、DNA片段中的遗传信息1、DNA分子的多样性2、DNA分子的特异性三、脱氧核苷酸、基因、DNA、染色体之间的关系。第17页 共17页第 17 页 共 17 页第 17 页 共 17 页第 17 页 共 17 页第 17 页 共 17 页第 17 页 共 17 页第 17 页 共 17 页第 17 页 共 17 页第 17 页 共 17 页第 17 页 共 17 页第 17 页 共 17 页