高中生物《基因是有遗传效应的DNA片段》教学设计

高中生物《基因是有遗传效应的DNA片段》教学设计南昌市实验中学裴丽丽一、设计指导思想本节教材提供了多个实例，通过创设一系列的问题情境，引导学生思考，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片段这一综合认识。合理组织探究活动，帮助学生借助于数学方法、利用数学思维解决生物学问题。通过分组探究实验，提高学生科学素养，培养团队合作能力。通过小组代表发言，培养学生表达能力。二、教材分析《基因是有遗传效应的DNA片段》是人教版新课标教材高中生物必修2第3章中第四节内容。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。本节教学的核心是说明基因是有遗传效应的DNA片段，运用数学方法推算碱基排序，让学生进一步理解抽象的内容、认同DNA分子结构的多样性和特异性。本节课通过介绍DNA指纹的应用，让学生感受到理论知识的奇妙应用，充分体现STS教育。三、学情分析高一年级的学生具有较强的求知欲和探究欲望，比较喜欢发言，乐于探究。初中生物课本中“细胞核是遗传信息库”一节中有关遗传信息在细胞核中，DNA具有贮存遗传信息的功能，以及细胞核中的染色体是由蛋白质和DNA组成的等内容，已经使学生对有关的知识有了比较清楚的认识，为本节内容的学习打下了一定的基础。四、教学目标1.知识目标(1)举例说明基因是有遗传效应的DNA片段。(2)说明基因和遗传信息的关系。2.能力目标(1)运用数学方法说明DNA分子的多样性和特异性。(2)掌握分析材料的方法。3．情感态度价值观目标通过了解人类基因组计划和DNA指纹技术的应用，培养热爱科学和爱国主义情感。五、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。六、教学方法：启发式教学七、课时安排：1课时八、教学过程：教学内容学生活动教师活动设计意图用中国第一张基因图谱研究成果说明基因对遗传的重要性观看中央台新闻视频，思考基因与DNA是怎样的关系？问题导入：前面我们通过科学家经典实验证明DNA是主要的遗传物质，刚才的新闻资料又告诉我们的基因与遗传有重要关系，那么，基因与DNA有什么关系呢？引入新课提出探究问题分析生活实例说明基因与DNA的关系分析材料，讨论，推理得出基因的概念：基因是有遗传效应的DNA片段，是生物遗传的结构和功能单位。引导学生阅读分析所提供的资料：思考这些资料分别从哪些方面说明DNA与基因的关系？根据不同实例，分步得出结论。学生活动设计：仔细阅读课本P55页资料一：计算DNA分子数目与基因关系；计算一个基因的碱基总数与一个DNA分子的碱基总数的关系。推理：说明基因是一段DNA。仔细阅读课本P56页资料三：思考人的基因碱基数量与DNA碱基数量有怎样的关系？推理：基因是DNA的片段。分析一段碱基片段的组成：推理：基因是一段DNA，但是一段DNA不一定是基因。分析资料二：把海蜇的荧光基因转入猪的细胞内，猪体内出现了以前没有的黄色荧光。讨论：为什么海蜇这一荧光的性状能在小猪身上表现？说明基因有什么功能？推理：基因具有特定的遗传效应。可以切除、可以拼接。基因有遗传的功能。教师解释遗传效应的概念是指基因能控制生物的性状。仔细阅读课本P56页资料四:分析：无HMGIC基因就无肥胖的表现有HMGIC基因就有肥胖的表现。推理：进一步明确基因具有遗传效应。根据上述资料分析得到的结论总结基因与DNA的关系。最终总结基因的概念：基因是有遗传效应的DNA片段，是遗传的基本结构和功能单位。设疑：既然基因是有遗传效应的DNA片段，那么一个DNA分子上就储存着大量的遗传信息。那DNA是如何储存遗传信息呢？开展资料分析活动，引导学生进行分析讨论、逻辑推理，逐步理解基因与DNA的关系，并总结出基因的概念。DNA片段中的遗传信息根据情景，用数学方法展示：DNA双螺旋结构模型引导：学生复习DNA分子结构通过组织探究活动，运用数学推算碱基排列的多种组合方式，进而根据DNA分子的结构，推理出DNA分子中遗传信息的多样性和特异性。分析：DNA分子的结构和规律：外侧：磷酸与脱氧核糖交替排列内侧：碱基对推测：从DNA分子结构中可以推测遗传信息与4种碱基的排列顺序有关。继续设疑：DNA只有四种脱氧核苷酸组成，那四种脱氧核苷酸的排列顺序足以储存大量的遗传信息满足地球上丰富多彩的需求吗？引导：学生利用数学模型构建的方法来探究这个问题。探究：发放碱基卡片给学生，进行探究情景1：若1个碱基对组成一个基因，4个碱基能形成多少种基因？情景2：若2个碱基对组成一个基因，4个碱基能形成多少种基因？情景3：若N个碱基对组成一个基因，4个碱基能形成多少种基因？组织学生讨论，得出结论：碱基排列的千变万化，满足了遗传信息的多样性。深入探究：假如决定脸型的一个基因有17个碱基对，那可能有多少种排列形式，两人脸型完全相同的可能有多大？不同的人脸型不同说明DNA分子有什么特点？结论：虽然碱基对的排序是多样的，但对具体的个体、具体的基因来说，只能是其中的一种，即DNA分子具有特异性。总结DNA分子的多样性和特异性方法推算碱基排序让学生进一步理解、认同DNA分子结构的多样性和特异性。染色体、DNA、基因、脱氧核苷酸之间的关系学生分析归纳讨论后，得出结论：染色体是DNA的主要载体；DNA是主要的遗传物质；基因是有遗传效应的DNA片段；特定的脱氧核苷播放有关基因的科教短片组织学生讨论染色体、DNA、基因、脱氧核苷酸之间的关系。用概念图总结染色体、DNA、基因、脱氧核苷酸四者之间的关系加深概念的理解酸排列顺序代表遗传信息DNA指纹技术阅读，分析指导学生阅读《科学.技术.社会》分析并讨论：DNA指纹技术是什么？DNA指纹有哪些用途？设置情景：假如你是一名侦探，你能从DNA指纹图中判断出怀疑对象中谁是罪犯吗？课堂总结：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。通过介绍DNA指纹技术的应用，让学生感受到理论知识的奇妙应用，体现STS教育。课堂练习思考并回答根据学生回答加以讲解、修正通过对精选习题的训练，及时巩固所学知识，培养学生转化运用知识的能力九、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、染色体、DNA、基因、脱氧核苷酸之间的关系四、DNA指纹技术十、课后反思这节内容比较抽象，教学中主要通过分析生活中的实例使学生认识基因与DNA的关系，创设情境，通过数学推算的方法使学生认识DNA上的脱氧核苷酸序列与遗传信息多样性的关系。学生的思维是非常活跃的，在进行资料分析时，一定要注重引导，不然学生看了资料后很难和学习的内容联系起来。探究活动时和学生交代清楚每张碱基卡片代表的意义，这样学生易于理解和进行探究，运用数学方法推算碱基排列顺序，学生对于DNA分子的多样性和特异性更易理清思路和接受新知识。整节课下来，学生学的比较轻松的，气氛活跃，较好的完成了教学目标。