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1、课 题基因是有遗传效应的DNA片段科目生物教学对象高二课时1课时教师一、教材分析本节包括说明基因与DNA关系的实例，DNA片段中的遗传信息两部分内容，其中基因是有遗传效应的DNA片段是本节的核心概念。这两部分内容分别通过两个活动来完成。在“说明基因与DNA关系的实例”中，主要是通过资料分析使学生认识基因与DNA的关系。资料分析中共列举了4个实例，资料1、3是从数量上说明基因是DNA片段；资料2、4是从现象上说明基因是有遗传效应的。综上所述，学生可以很自然地得出如下的结论：基因是有遗传效应的DNA片段。在“DNA片段中的遗传信息”部分，主要是通过探究活动使学生认识DNA上的脱氧核苷酸序列与遗传信
2、息多样性的关系。活动中创设情境引导学生通过数学推算的方法，得出DNA分子中可以储存大量遗传信息的结论，从而推出DNA分子具有多样性和特异性的结论。这一结论从分子水平上揭示了生物体的多样性和特异性的物质基础。本节内容既是对本章内容的概括和提升，又为第4章基因的表达作铺垫。基于以上考虑，基因的概念侧重知识方面，也是本节教学的核心。DNA分子的多样性和特异性侧重于运用数学方法来理解。需要说明的是，运用数学方法的目的，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，应将两方面的要求结合起来。本节教学可用一课时，由于本节教材内容偏少，因此，教师除利用教材提供的资源外，还应适当补充一定的素
3、材，来进行探究教学和联系社会实际。对教材内容进行重组，设计问题串，组织探究活动，整个教学中教师只起引导作用，让学生在的动脑的过程中学会把握要点，逐步得出结论，最终获得知识，真正用科学思维方式来学习生物学知识。二、教学目标1.通过分析资料，讨论基因与DNA的关系，从而推理得出基因是有遗传效应的DNA片段。充分利用“资料分析”，让学生通过对实例的分析和讨论来理解基因与DNA的关系。2.通过概念图，掌握基因、DNA、染色体三者的关系。3.通过运用数学方法推算碱基排列的多种组合方式，解决生物学问题，进而推理出DNA分子的多样性和特异性。4.通过介绍DNA指纹的应用，加深对DNA分子的多样性和特异性的理
4、解，体现STS教育。三、教学重点和难点1.基因是有遗传效应的DNA片段。2.DNA分子具有多样性的特异性。四、教学方法 启发式教学法、合作探究法五、教学过程教学内容教师活动学生活动设计意图引入 图示“911”事件和印度洋海啸相关图片。 “911”事件和印度洋海啸中罹难者的尸体被严重破坏，就是依靠PCR仪进行DNA指纹检测进行的身份识别。展示DNA指纹图。热点引入激发兴趣过渡DNA指纹图上的片段代表什么？是否就是基因？基因是否等于DNA？思考二者的关系引起思考引入课题板书第4节 基因是有遗传效应的DNA片段复习回顾提问：1.同学们知道豌豆有哪些性状吗？ 【点拨】高茎、矮茎、圆粒、皱粒2. 孟德尔
5、认为性状是受什么控制的？【点拨】受遗传因子即现在所说的基因控制3.艾弗里的研究认为，肺炎双球菌有无荚膜的性状是受什么控制的？ 【点拨】受DNA控制学生思考回答复习回顾自然过渡过渡那么，基因DNA吗？板书一、说明基因与DNA关系的实例合作探究展示资料1和资料3，引导学生思考分析：1.分析资料1，你能得出什么结论？【点拨】大肠杆菌一个DNA上含有多个基因。生物体内所有基因的碱基总数小于DNA分子的碱基总数。说明基因是一段DNA。2.分析资料3，你能得出什么结论？【点拨】基因是DNA片段，DNA中存在大量的非基因片段。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。人体中构成基因的碱基对组
6、成比较少，占全部碱基总数不超过2%。这说明并不是随便一段DNA就称为基因。基因是一段DNA，但是一段DNA不一定是基因。3.比较两则资料，你还能得出什么结论？【点拨】大肠杆菌的DNA分子中，其中，构成基因的碱基数占碱基总数的比例为：44001000/470000094%。人类DNA中，构成基因的碱基数占碱基总数的比例不超过2%。生物越高等DNA中存在的非基因片段的比例越高。通过计算后回答通过合作探究，找出基因与DNA的关系过渡基因是DNA随意的一个片段吗？设疑诱思合作探究展示资料2和资料4，引导学生思考分析：1.资料2说明了什么？2.资料4说明了什么？3.分析资料2和资料4，你能得出什么结论？
7、【点拨】1.把海蜇的绿色荧光基因转入鼠的体内，鼠体内出现了以前没有的荧光。说明基因有遗传效应。它可以独立起作用。2.没有HMGIC基因，就没有肥胖的表现，有HMGIC基因就有肥胖表现。说明基因能控制生物的性状。人和动物的胖瘦是受基因控制的。3.基因控制生物的性状，基因具有遗传效应。基因能控制蛋白质合成，从而控制生物的性状。引导学生思考：结合资料，从DNA水平上给基因下一个完整的定义。【点拨】基因是有遗传效应的DNA片段。基因是生物体遗传的功能单位和结构单位。基因是DNA片段，不是不连续地分布在DNA上，而是由碱基序列将其分隔开；它能控制性状，具有特定的遗传效应。展示果蝇某个DNA分子上的几个基
8、因分布示意图引导学生思考：1.片段O、N、S、R称作什么？O与S以及S与R之间的片段又称作什么？2.一个DNA分子上只能有几个基因吗？3.一个基因内只能有几个碱基对吗？【点拨】1.R、S、N和O片段就可以称作基因，O与S以及S与R之间的片段可以称作非基因片段，因为它没有遗传效应。基因是DNA上特定的而不是任意的片段。2.一个DNA分子上有许多基因。3.每个基因中有成百上千个碱基对。小组讨论后回答学生回答学生回答通过合作探究，明确基因与性状的关系，从而实现学生自主得出基因的概念实现自主学习深入理解基因与DNA的关系板书二、基因、DNA、染色体的关系【精讲】基因在染色体上呈线性排列，现在又说基因在
9、DNA上，那么，基因、DNA、染色体三者到底什么关系呢？（让学生绘制基因、DNA、染色体三者关系的概念图）【点拨】基因、DNA、染色体三者相互关系：基因是有遗传效应的DNA片段；一个DNA上有多个基因；DNA是染色体的主要成分；染色体是DNA的主要载体；基因在染色体上，呈线性排列；染色体是基因的主要载体。绘制概念图构建概念图，实现深入理解基因、DNA、染色体三者的关系过渡一个DNA分子上有许多基因，每一个基因都是特定的DNA片段，有着特定的遗传效应。DNA必然蕴涵了大量的遗传信息。DNA分子为什么能储存大量的遗传信息呢？由四种碱基排列而成的脱氧核苷酸序列，足以储存生物必需的全部遗传信息吗？学生
10、思考通过基因与DNA的关系，自然过渡板书三、DNA片段中的遗传信息合作探究图示两个不同的基因 基因1 基因2引导学生思考：比较基因1和基因2有何不同？造成基因差异的主要原因是什么？【点拨】碱基对的排列顺序不同。如果全班同学（假设总数为45人）排成一排，代表一条DNA单链的碱基排列情况，每个同学代表DNA链上的一个碱基，每人都可以从A、T、G、C四种碱基中自由选择自己所代表的碱基，全班同学一直可以自由组合出多少种排列？【点拨】可以自由组合出445种排列，学生体会碱基排列顺序的多样性。引导思考：1.假设长度为3个碱基对组成一个基因（仅是假设），那么，理论上可以排列出多少种基因？2.假设长度为10个
11、碱基对呢？3. 假设长度为20个碱基对呢？4. 假设长度为1000个碱基对呢？【点拨】1.43=64种2.410=1048576种3. 420=1099511627776种4. 41000种全球人口总数约为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个碱基对的所有排列是否都有机会出现？你与你的同桌相比，这个基因的脱氧核苷酸序列完全相同的可能性有多大？【点拨】1/431600000000。上述结果是建立在纯理论的情况下，其实，有一些排列情况并不存在，但即使去除一些不存在的排列情况，得到的结果依然是天文数字。展示生物多样性的图片，引导学生讨论分析：你能
12、从分子水平解释生物的多样性和特异性的原因吗？【点拨】碱基排列顺序多样性DNA分子多样性生物多样性；碱基排列顺序特异性DNA分子特异性生物特异性。【总结】遗传信息蕴藏在4种碱基的排列顺序之中；碱基排列顺序的千变万化，构成DNA分子的多样性，而碱基的特定排列顺序，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。 学生讨论回答学生讨论回答学生回答学生讨论回答学生讨论回答通过合作探究，找出基因的多样性和特异性的原因板书四、DNA指纹技术知识拓展介绍DNA指纹：每个人都有指纹，而且几乎每个人的指纹都很独特，很难找到两具一模一样的指纹，指纹因而也就成了人的独特
13、特征。指纹可以抹去，但DNA却无法改变或抹去，科学家们只需要一滴血或是一根头发就可以对其DNA进行鉴定。DNA指纹，由“DNA”和“指纹”两个词构成，即把DNA作为像指纹那样的独特特征来识别不同的人。每个人的DNA都不完全相同（克隆人除外），通过分子生物学方法显示人的DNA，就可以像指纹那样分辨人与人的不同了。引导学生思考：1.进行DNA指纹的检测需要哪些材料？2.DNA指纹技术有哪些方面的应用？【点拨】1.只需要一滴血或是一根头发就可以对其进行DNA指纹鉴定。2. “911”、“印尼海啸”罹难者的尸体身份识别、亲子鉴定、刑事鉴别图示一刑事案件中相关DNA指纹图受害者从受害者体内分离的精液样品
14、123怀疑对象介绍DNA指纹图是如何做出来的：首先需用合适的酶将这三个人的待检的样品DNA切成片段，然后用电泳的方法将这些片段按大小分开，再经过一系列步骤，最后形成DNA指纹图。1.图中的几号可能是罪犯？2.图中的一个片段就是一个基因吗？【点拨】1.3号； 2.不是。展示李昌钰应用PCR仪进行DNA指纹检测的图片李昌钰：美国历史上第一位华裔首席刑侦鉴定专家，以精湛的刑事鉴识技术享誉国际，因屡破奇案而被称为“当代福尔摩斯”“科学神探”“犯罪克星”，迄今已获得800多个荣誉奖项，包括国际鉴识学会的“最高鉴定荣誉奖”、美国司法基金会的“最高司法荣誉奖”等。轰动美国的著名橄榄球运动员O.J.辛普森案件中，李昌钰就是通过对杀人现场的血样进行DNA指纹鉴定后证实辛普森确实到过现场。学生思考回答学生思
