《第4节基因是有遗传效应的DNA片段》教学设计(安徽省市级优课)x-生物教案

《基因是有遗传效应的DNA片段》教学设计教材分析本节是人教版生物必修二第三章第四节，本节内容既是对本章内容的概括和提升，也为第四章《基因的表达》做铺垫。本节内容介绍了基因的本质，并运用数学方法说明了DNA分子的多样性和特异性。教材通过四则资料分析，从不同角度帮助学生理解“基因是有遗传效应的DNA片段”这一结论，通过一个探究活动，让学生了解了DNA的多样性和特异性，从分子水平上揭示生物体多样性和特异性的物质基础。学情分析学生通过前两章的学习，认识到基因和染色体的关系,在本章前三节学生学习了DNA是主要的遗传物质，DNA的结构和复制,在教学中充分利用学生已有知识为基础，采用适当的教学策略帮助学生突破基因的概念。建议在教学过程中安排学生通过观察图片、分析资料和小组合作讨论来体验基因的概念、基因和遗传信息的关系。同时要与学生熟悉的日常生活现象联系，如肥胖基因、荧光蛋白基因等增强学生学习的兴趣。教学目标知识与技能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。说明基因、DNA、染色体的关系。过程与方法掌握分析资料的方法。运用数学方法说明DNA分子的多样性和特异性。情感态度与价值观通过了解人类基因组计划和DNA指纹技术的运用，培养学生热爱科学和爱国主义情感。教学重难点重点：基因的本质。难点：脱氧核苷酸序列与遗传信息的多样性。教学方法问题探究法、分组合作教学法。教学过程导入新课给学生展示一张身份证，身份证可是进行身份识别，有时候我们需要通过DNA指纹技术进行身份识别。在前面的学习中，我们知道摩尔根已经将基因定位于染色体上，并且我们知道基因在染色体上呈线性排列。我们又知道染色体的成分是DNA和蛋白质，其中DNA是主要的遗传物质。那么，基因与同存在于染色体上的遗传物质DNA是什么关系？（设计意图：教师激发学生学习热情，帮助学生回忆曾学过的知识，主动构建新旧知识之间的关系。）提出课题：基因=DNA吗？两者之间是什么关系？播放课件：染色体与基因的关系图片、染色体与DNA的关系图片。探究新知探究一：基因与DNA的关系【师】请同学们仔细阅读教材P55～56资料1和3，我们能从中得到基因和DNA什么关系？完成下表DNA分子数总碱基对数基因数平均每个基因的碱基对数比例（基因的碱基对数/总碱基对数）大肠杆菌人类基因组计划测定2-2.5万在学生小组合作学习的过程中，教师巡视课堂，及时发现学生谈论中存在的问题，并把握谈论进度。【师】哪位同学来完成这个表格？【生】学生完成表格。【师】通过资料1和3我们可以看出一个DNA含有多个基因，基因的碱基总数小于DNA的碱基总数,由此我们可以得出什么结论？【生】基因是DNA片段，基因中还存在非基因片段。【师】也就是说基因是一段DNA，但是一段DNA是不是基因呢？【生】不一定，因为DNA上还存在非基因片段。【师】大肠杆菌的DNA分子，构成基因的碱基数占碱基总数的比例为94%。而人类DNA中，构成基因的碱基数占碱基总数的比例不超过2%，从这个我们还可以得出什么结论？【生】还可以得出生物越高等，非基因比例越高。【师】一段DNA不一定是基因，什么样的DNA片段才是基因？请学生讨论交流资料2和资料4。【生】学生交流讨论【师】资料2和4说明基因具有什么样的作用？【生】基因可以控制生物性状，基因具有遗传效应。基因可以独立起作用。【师】综上所述，请同学们给基因下一个完整的定义。【生】基因是有遗传效应的DNA片段。是生物体遗传的结构和功能单位。（设计意图：培养学生的归纳推理能力，从事实与数据中理解并总结基因的概念。）探究二：DNA片段中的遗传信息【师】一个DNA含有许多基因，每个基因都有遗传效应，DNA必然可以蕴含了大量的遗传信息，那么DNA为什么可以蕴含如此多的遗传信息？我们来分析DNA的结构。播放课件：展示DNA结构图片。【师】DNA的外侧是磷酸和脱氧核糖交替连接构成的基本骨架，这个基本骨架的不变的。DNA的内侧是碱基对构成的，碱基对是可以变化的，所有DNA的巨大遗传信息必然储存在哪里？【师】DNA的遗传信息必然蕴含在4种碱基的排列顺序之中。4种碱基排列而成的脱氧核苷酸序列是否足以储存生物体必需的遗传信息？下面我们从数学角度进行探究。课件展示，请同学们思考讨论。【师】若1个碱基对组成一个基因，那么4中碱基能形成多少种基因？当然这仅仅是假设，一个基因往往含有成百上千个基因。老师手中有4种碱基，我们找两位同学来展示一下，可以形成多少种基因？【生】学生展示，可以形成4种基因：A—T、T—A、G—C、C—G。【师】若17个碱基对组成一个基因，4种碱基能形成多少种基因？【生】417【师】你们知道417有多大吗？172亿。若含有n个碱基对呢？可能有多少种基因？【生】4n【师】我们就得到了这样一个公式4n（n是碱基对数）。课件展示例子：截止2005年6月，全球人口总数65亿。假设决定脸型的基因由17个碱基对随机排列构成，那么，17个碱基对的所有排列是否都有机会出现？你和你的同桌两人脸型完全相同的概率是多少？【生】不都有机会出现，1/172亿【师】因为17个碱基对的所有排列顺序有172种，而地球有约65亿人，所以不是所有的排列顺序都有机会出现。你和你同桌脸型完全相同的概率机会是0.【师】DNA分子中碱基的排列顺序千变万化，说明DNA分子的结构具有什么特点?【生】多样性。【师】每个DNA分子都不同，说明DNA分子的结构具有什么特点？【生】特异性。（设计意图：引导学生思考DNA分子的结构，得出DNA分子的遗传信息蕴含在碱基的排列顺序之中。创设情境，从数学角度来理解DNA的多样性和特异性。）探究三：DNA指纹技术每个人的指纹都很独特（除同卵双胞胎），指纹也就成了一个人的独特特征。每个人的DNA都不完全相同，DNA也可以像指纹一样用来识别身份，这种方法就是DNA指纹技术。只需要一滴血或一根头发等样品就可以对其进行DNA指纹鉴定。通过分子生物学方法显示人的DNA，就可以像指纹那样区分不同的人了。【师】以下哪一个可能是罪犯？DNA指纹图中的DNA片段都是基因吗？【生】1号可能是罪犯，DNA指纹图中的DNA片段不一定是基因。（设计意图：通过对DNA指纹技术的介绍，让学生对现代的生物前言知识有一定的了解。）探究四：染色体、DNA、基因、脱氧核苷酸的关系脱氧核苷酸染色体基因DNA脱氧核苷酸染色体基因DNA是基因的结构单位，每个单位由_____、是基因的结构单位，每个单位由_____、_______和碱基组成。是有________的DNA片段，是遗传的功能结构单位，其中_____________________排列顺序代表遗传信息。是主要的________，一个DNA含有____基因是DNA的_______。每个染色体上有_____个DNA分子【生】讨论展示得出结论：主要载体，1或2；遗传物质，许多；遗传效应，脱氧核苷酸；磷酸，脱氧核糖。（设计意图：联系已有知识构建与遗传信息相关的概念图，提升学生对基因的认知高度。）课堂小结一、基因和DNA的关系基因是有遗传效应的DNA片段二、DNA片段中遗传信息碱基排序的千变万化→DNA的多样性碱基特定的排序→DNA的特异性三、DNA指纹技术四、染色体、DNA、基因、脱氧核苷酸的关系课堂练习板书设计第4节基因是有遗传效应的DNA片段基因的概念资料1、3基因是DNA的片段资料2、4基因具有特定的遗传效应DNA片段中的遗传信息DNA指纹技术染色体、DNA、基因、脱氧核苷