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、教学目标1.知识目标举例说明基因是有遗传效应的DNA片段。说明基因和遗传信息的关系。2.能力目标运用数学方法说明DNA分子的多样性和特异性。掌握分析资料、归纳总结的科学思维方法。3.情感态度与价值观目标通过了解基因的本质，培养学生对生命科学的兴趣，认同科学技术的发展对探索生命奥秘的重要性。认同遗传信息传递的稳定性，树立辩证唯物主义世界观。二、教学重难点1.教学重点基因是有遗传效应的DNA片段。DNA分子的多样性和特异性。2.教学难点脱氧核苷酸序列与遗传信息的多样性。三、教学方法讲授法、讨论法、探究法相结合，引导学生自主思考、合作交流，共同探索基因的本质。四、教学过程（一）导入新课（5分钟）通过多媒体展示一些亲子之间性状相似的图片，如孩子和父母的眼睛、脸型等。提问学生：为什么亲子之间会有这样相似的性状呢？引导学生思考遗传物质在其中的作用。然后展示一些关于DNA分子结构的图片，回顾DNA分子的双螺旋结构特点，为学习基因是有遗传效应的DNA片段做铺垫。设计意图：从生活中的遗传现象入手，激发学生的学习兴趣，自然地引入本节课的主题，同时唤起学生已有的知识，为新知识的学习搭建桥梁。（二）讲授新课（30分钟）1.说明基因与DNA关系的实例（10分钟）资料1：大肠杆菌细胞的拟核有1个DNA分子，长度约为4700000个碱基对，在DNA分子上分布着大约4400个基因，每个基因的平均长度约为1000个碱基对。引导学生分析资料1，思考以下问题：基因数量与DNA分子长度相比，说明了什么？基因在DNA分子上是连续排列还是有间隔的？学生讨论后回答，教师总结：基因在DNA分子上是有间隔的，并不是连续排列的，而且基因的碱基对总数小于DNA分子的碱基对总数，说明DNA分子中存在不是基因的片段。资料2：生长在太平洋西北部的一种海蛰能发出绿色荧光，这是因为海蛰的DNA分子上有一段长度为5170个碱基对的片段绿色荧光蛋白基因。转基因实验表明，转入了海蛰的绿色荧光蛋白基因的转基因鼠，在紫外线的照射下，也能像海蛰一样发光。让学生分析资料2，思考：转基因鼠为何能发出绿色荧光？这一事实说明了什么？学生回答后，教师总结：基因具有特定的遗传效应，能控制生物的性状。资料3：人类基因组计划测定的是24条染色体（22条常染色体+X+Y）上的DNA的碱基序列。其中，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%。引导学生分析资料3，思考：构成基因的碱基数占碱基总数的比例说明了什么？由此可得出什么结论？学生讨论回答，教师总结：基因是DNA分子上的特定片段，DNA分子中存在大量的非基因片段，基因在DNA分子中所占比例较小，但却控制着生物的性状，进一步说明基因是有遗传效应的DNA片段。2.DNA片段中的遗传信息（10分钟）首先介绍DNA分子的基本组成单位脱氧核苷酸，它由磷酸、脱氧核糖和含氮碱基组成。含氮碱基有四种，分别是腺嘌呤（A）、鸟嘌呤（G）、胞嘧啶（C）、胸腺嘧啶（T）。提问学生：由四种脱氧核苷酸如何组成具有多样性的DNA分子？引导学生回顾DNA分子结构特点，知道脱氧核苷酸的排列顺序千变万化，构成了DNA分子的多样性。然后举例说明，若一个DNA分子片段有100个碱基对，那么可能的排列方式有4的100次方种，这是一个非常庞大的数字，充分体现了DNA分子的多样性。接着提问：不同的DNA分子其脱氧核苷酸排列顺序不同，那么这些特定的排列顺序有什么意义呢？引导学生思考，不同的基因有特定的脱氧核苷酸排列顺序，代表了不同的遗传信息，基因的特异性就体现在脱氧核苷酸的特定排列顺序上。例如，决定豌豆圆粒和皱粒的基因、决定人类单眼皮和双眼皮的基因等，它们的脱氧核苷酸排列顺序不同，从而控制不同的性状。3.DNA分子的多样性和特异性（10分钟）结合前面的内容，总结DNA分子多样性的原因：脱氧核苷酸数量成千上万，其排列顺序千变万化。展示不同生物的DNA指纹图，说明DNA分子的特异性。由于每个DNA分子都有特定的脱氧核苷酸排列顺序，所以不同的DNA分子具有不同的特性，就像指纹一样，独一无二。运用数学方法说明DNA分子的多样性和特异性。假设一个DNA分子片段有n个碱基对，那么可能的排列方式有4的n次方种。这就形象地说明了DNA分子多样性的原因。同时，特定的DNA分子具有特定的排列方式，体现了其特异性。提问学生：DNA分子的多样性和特异性与生物多样性和特异性有什么关系？引导学生思考得出，DNA分子的多样性和特异性是生物多样性和特异性的物质基础。设计意图：通过对资料的分析讨论，培养学生分析归纳能力，让学生自主得出基因是有遗传效应的DNA片段这一重要结论。通过逐步引导学生理解DNA分子中遗传信息的多样性和特异性，突破本节课的教学难点，同时让学生体会到生物学知识之间的内在联系和逻辑关系。（三）课堂小结（5分钟）引导学生回顾本节课所学内容，梳理知识要点：1.基因是有遗传效应的DNA片段，基因在DNA分子上是有间隔的，基因的碱基对总数小于DNA分子的碱基对总数。2.DNA分子中脱氧核苷酸的排列顺序代表遗传信息，不同基因有特定的脱氧核苷酸排列顺序，体现了基因的特异性，而脱氧核苷酸排列顺序的千变万化构成了DNA分子的多样性。3.DNA分子的多样性和特异性是生物多样性和特异性的物质基础。教师对学生的回答进行补充和完善，强调重点知识，帮助学生构建完整的知识体系。设计意图：通过课堂小结，帮助学生巩固所学知识，加深对重点内容的理解和记忆，培养学生的总结归纳能力。（四）课堂练习（10分钟）1.下列关于基因的叙述，正确的是（）A.基因是DNA的基本组成单位B.基因全部位于细胞核中C.基因是有遗传效应的DNA片段D.DNA分子上任意一个片段都是基因2.不同的基因携带不同的遗传信息的原因是（）A.不同基因的碱基种类不同B.碱基对的排列顺序决定基因的不同C.磷酸和核糖排列顺序决定了基因的不同D.碱基种类的不同决定了基因的不同3.由120个碱基组成的DNA分子片段，可因其碱基对组成和序列的不同而携带不同的遗传信息，其种类数最多可达（）A.4的120次方B.120的4次方C.4的60次方D.60的4次方4.人类遗传信息的携带者是（）A.DNA和RNAB.DNA或RNAC.DNAD.RNA5.分析下面的概念图，回答有关问题：（1）图中B是______，F是______，G是______。（2）1个A与C有两种比例关系：______和______。（3）每个C含有______个D，每个D中可以由______个E组成。学生独立完成练习题，教师巡视指导，及时发现学生存在的问题并进行个别辅导。完成后，请学生回答答案，教师进行点评和讲解，针对学生的错误进行纠正和强化。设计意图：通过课堂练习，及时巩固学生所学知识，检测学生对本节课重点内容的掌握情况，发现学生存在的问题，以便在后续教学中进行有针对性的辅导和强化训练。（五）布置作业（5分钟）1.书面作业：完成教材课后练习题。2.拓展作业：收集资料，了解基因工程在实际生产生活中的应用，下节课进行分享交流。设计意图：书面作业帮助学生进一步巩固课堂所学知识，加深对知识点的理解和应用。拓展作业能够拓宽学生的知识面，培养学生收集资料、自主学习的能力，同时激发学生对生物学的学习兴趣，让学生了解生物学知识在实际中的应用价值。五、教学反思在本节课的教学过程中，通过巧妙设计问题，引导学生对资料进行分析讨论，学生能够积极参与课堂活动，较好地理解了基因是有遗传效应的DNA片段这一核心概念，以及DNA分子的多样性和特异性。运用数学方法说明DNA分子的多样性和特异性，帮助学生突破了教学难点。课堂练习和作业布置能够及时巩固所学知识，培养学生的能力