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学科教育论文-《遗传的分子基础》的教学思考与探讨.doc

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学科教育论文-《遗传的分子基础》的教学思考与探讨.doc

学科教育论文遗传的分子基础的教学思考与探讨遗传的分子基础揭示了DNA是主要的遗传物质,以及遗传物质对遗传信息的储存、传递和表达。遗传的细胞学基础是从细胞水平阐述遗传的原理,本单元则从分子水平揭示遗传的本质,这两个单元共同构成了遗传学的理论基础。1教学内容与要求课标规定的本单元的内容包括总结人类对遗传物质的探索过程概述DNA分子结构的主要特点说明基因和遗传信息的关系概述DNA分子的复制概述遗传信息的转录和翻译。活动建议有两项搜集DNA分子结构模型建立过程的资料,并进行讨论和交流制作DNA分子双螺旋结构模型。1)知识目标总结人类对遗传物质的探索过程属于应用性的内容。这部分内容的教学不是要求学生记住对遗传物质探索过程的史实,而是通过对科学过程的分析领悟科学实验的思想、方法、过程与价值。具体选择哪些科学史实肺炎双球菌的转化实验以及噬菌体侵染细菌的实验是两个经典实验,应该进行具体的分析。烟草花叶病毒感染烟叶的实验主要用于说明RNA也可以作为遗传物质,在实验设计的思想与方法上与DNA是遗传物质的实验是类似的,因此可以从简些。具体目标包括①分析肺炎双球菌转化实验及噬菌体侵染细菌的实验,证明DNA是遗传物质②分析烟草花叶病毒侵染烟草的实验,证明RNA也是遗传物质③总结遗传物质的共同特征④评价人类探索遗传物质的实验设计思想与方法。概述DNA分子结构的主要特点属于理解水平。只有明确DNA的结构特点,才能理解DNA对遗传信息的贮存、传递与表达等基本功能。要明确DNA的结构特点,首先应掌握DNA的结构及化学组成,具体目标包括①概述DNA的元素组成、基本组成物质、结构单位、一级结构,以及沃森克里克提出的双螺旋结构模型的基本论点②说明DNA分子结构的稳定性、特异性和多样性。说明基因和遗传信息的关系属于理解水平。本单元的核心内容是阐明基因概念,即从基因与性状的关系上说明基因是控制性状遗传的基本单位,从基因与染色体的关系上说明基因的存在部位及方式,从基因与DNA的关系上说明基因的化学本质,从功能上揭示基因中蕴涵着特定的遗传信息。具体目标包括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。概述DNA分子的复制也属于理解水平。DNA通过自我复制将遗传信息从亲代传递到子代,从而保持亲子之间的连续性。具体教学目标为①概述DNA的复制场所、时间和过程,②说明DNA复制的条件、分子基础和特点,③揭示DNA复制的实质及意义。概述遗传信息的转录和翻译仍然是理解水平。在子代的个体发育阶段,基因控制蛋白质合成的转录与翻译过程,从而使遗传信息得以通过性状而表达。具体目标为①区别遗传信息转录的场所、模板、过程、结果与条件②说明翻译过程是信使RNA、转运RNA、核糖体三者之间协同作用的结果③DNA分子的碱基序列与蛋白质分子的氨基酸序列之间的对应关系上分析说明遗传密码的构成方式③解说中心法则的论点和意义。④举例说明基因对生物性状的控制作用。2)情感态度与价值观目标本单元蕴含了丰富的情感态度价值观的内容。课标在遗传与进化模块中提出了要体验科学家探索生物生殖、遗传和进化奥秘的过程,在具体内容标准中列出了应用层次的总结人类对遗传物质的探索过程的要求,可见通过生物科学史组织教学应该是本模块的基本要求。从人类对遗传物质的探索过程中,可以领悟人们对科学的认识是不断的深化与发展的从肺炎双球菌的转化实验、噬菌体侵染细菌的实验以及DNA半保留复制等实验中,可以体会从实验材料的选择、研究思路的确定、技术手段的进步对研究过程所起的作用从DNA双螺旋结构模的构建过程,可以看到不同学科的交叉与渗透以及合作在科学研究中的重要性。通过完美的DNA双螺旋结构模型,可以从分子水平领悟DNA分子之美,从复制、转录与翻译等过程,可以体验遗传信息的传递与表达过程中的和谐之美从遗传密码可以感悟生物界多样性与共同性的统一。3)能力目标课标建议活动搜集DNA分子结构模型建立过程的资料,并进行讨论和交流,应该尽量让学生自己去搜集相关的资料,这对于学生搜集、甄别、处理信息能力的培养是十分有帮助的。建议活动制作DNA分子双螺旋结构模型是要学生动手制作模型,要通过这一活动让学生体会模型构建在科学研究中的应用,同时培养空间想象能力及动手操作的能力。除了这两个活动外,本单元可以安排的探究活动是非常多的,这些活动分别可以从不同的方面培养学生的能力。如运用分析与推理的方法说明遗传物质应该具备的条件及DNA具备作为遗传物质的条件尝试运用数学的方法分析遗传信息的多样性、碱基与氨基酸之间的对应关系等相关问题用假说逻辑推理的方法探究DNA的复制过程用资料分析与推理的方法分析遗传信息的转录与翻译过程等等。2对教学的几点思考根据本单元的教学目标及内容特点,笔者以为以下几个方面值得关注1)充分发挥科学史的作用。生物学是一门自然科学,知识的结论都是通过观察与实验得出或验证的。本单元有着许多经典的科学实验,如肺炎双球菌的转化实验,噬菌体侵染细菌的实验,烟草花叶病毒侵染烟叶的实验,DNA双螺旋结构模型的构建,DNA的半保留复制的证明实验,遗传密码的破译实验等等。通过这些经典科学实验分析与体验,不仅要让学生获得科学知识,更应通过这些实验发展学生的科学探究能力,培养学生质疑、求实、创新及勇于实验的科学精神和科学态度。如何运用好这些经典的实验素材呢方法可以是多种多样的,教学中要依据教学目标、教学对象等因素的不同而确定。例如噬菌体侵染细菌的实验可组织如下的教学步骤一提供背景资料。通过投影或视频介绍噬菌体以及噬菌体侵染细菌的过程,让学生明确在噬菌体侵染细菌的过程中,DNA进入了细菌细胞内,而蛋白质的外壳留在了细胞外。步骤二引发思考与讨论问题1根据这个实验你能得出什么结论为什么问题2细菌和病毒那么小,用肉眼是无法观察到的,那么科学家怎么知道DNA进入到了细菌细胞内,而蛋白质没有进入的呢问题3用同位素标记什么元素问题4(如果学生无法回答问题3)科学用32P和35S分别标记了噬菌体的DNA中的P和蛋白质中的S,为什么选择标记这两种元素呢问题5用什么办法才能使噬菌体标记上同位素呢问题6用含有同位素标记的噬菌体去侵染不含同位素标记的细菌,结果将会是如何问题7在培养液中我们没有办法直接看到32P位于细菌内,35S位于细菌之外的,有什么办法能够知道呢步骤三归纳总结。通过图示或CAI回顾总结噬菌体侵染细菌的实验过程,并作如下归纳①标记噬菌体含35S的培养基含35S的细菌蛋白质外壳含35S的T2噬菌体含32P的培养基含32P的细菌内部DNA含32P的T2噬菌体②噬菌体侵染细菌组别被标记的噬菌体被侵染细菌处理实验结果成分1含35S的T2噬菌体未标记的细菌搅拌离心上清液放射性很高主要是噬菌体外壳沉淀物放射性很低主要是细菌2含32P的T2噬菌体未标记的细菌搅拌离心上清液放射性很低主要是噬菌体外壳沉淀物放射性很高主要是细菌③原理与结论

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