1、基因是有遗传效应的DNA片段教学设计一、设计指导思想能够让学生通过对教材中的资料进行分析以及师生之间的讨论，充分理解“基因是有遗传效应的DNA片段”这一结论；通过合理的探究、资料分析，帮助学生借助于数学方法、逻辑思维解决生物学的问题；同时培养学生提高科学素养，培养学生的探究能力、语言表达能力，达到既学知识，又增技能的目的。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。教材提供了实证、探究和联系社会实际三个层面的活动内容，有基因与DNA关系的实例、DNA片段中的遗传信息以及介绍DNA指纹
2、的应用等，通过活动，得出结论：基因是有遗传效应的DNA片段；DNA分子中可以贮存大量的遗传信息。三、学情分析学生在前面学习了基因与染色体的关系，知道了基因在染色体上，而染色体主要是由蛋白质和DNA组成，基因到底是什么，在蛋白质上还是在DNA上，他们之间是什么关系，这些都值得探究。而这些恰恰能满足高一年级学生较强的求知欲和探究欲望，通过合理的活动，学生是能够得出相应的结论的。四、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、DNA和染色体三者之间的关系以及基因的本质。2. 能力目标运用数学方法说明DNA分子的多样性和特异性。掌握分析材料的方法。3情感态度价值观目标通过了解
3、人类基因组计划和DNA指纹技术的应用，培养学生的科学素养。五、教学重点、难点及解决方法1、教学重点：基因是有遗传效应的DNA片段。DNA分子具有多样性和特异性。解决方法：分析4个资料，讨论，推理得出基因是有遗传效应的DNA片段。用数学方法推算碱基排列的多种组合方式，进而推理出DNA分子的多样性和特异性。2、教学难点及解决方法：脱氧核苷酸序列与遗传信息的多样性。解决方法：组织探究活动，让学生从DNA结构的特点中，分析4种碱基排列的顺序可以不同，同时，用数学方法推导出碱基排列的多种组合方式，进而得出遗传信息多样性的结论。六、教学方法 启发式、探究式。七、教学过程教学内容教师组织和引导活动学生活动导
4、入 1、萨顿提出的假说内容是什么？ 2、谁证明了基因在染色体上？摩尔根通过果蝇的杂交实验证明了基因位于染色体上。 问题：1、 染色体主要是由什么物质构成的？（蛋白质和DNA）2、基因是在染色体上还是在DNA上？（DNA上）为什么?(蛋白质不稳定，不能复制）3、基因就是DNA吗？（基因=DNA？）那么，基因与DNA到底有什么关系呢？这节课我们来学习：第4节 基因是有遗传效应的DNA片段思考回答一、说明基因与DNA关系的实例引导学生阅读 55页“资料分析”，尝试提出问题，分析强调：1、大肠杆菌的DNA与基因。结论：（构成基因的只是一部分碱基对）2、海蛰的绿色荧光蛋白基因与转基因技术。结论：（基因能
5、控制生物的性状）3、人类基因组计划（HGP计划）：测定24条染色体（22条常染色体+X+Y）上的碱基序列。结论：（基因碱基对数小于DNA碱基对数）4、小鼠体内的HMGIC基因与肥胖直接相关。结论：（进一步明确基因具有遗传效应）完成讨论题：【提示】1.生物体的DNA分子数目小于基因数目。生物体内所有基因的碱基总数小于DNA分子的碱基总数。这说明基因是DNA的片段，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。2.如能使生物体发出绿色荧光、控制人和动物体的胖瘦，等等。3.基因是有遗传效应的DNA片段。最后的结论：基因是有遗传效应的DNA片段。学生阅读思考讨论回答二、DNA片段中的遗传信
6、息【引入】 从上面分析可以看出，每个染色体含有一个DNA分子，每个DNA分子有很多基因，每个基因都是特定的DNA片段，有着特定的遗传效应，这说明DNA必然蕴含了大量的遗传信息。 问题：DNA分子为什么能储存大量的遗传信息呢？引导学生“探究：脱氧核苷酸序列与遗传信息的多样性”1、分析DNA的结构：基本组成单位：四种脱氧核苷酸外侧：磷酸与脱氧核糖交替排列信息一致。内侧：碱基对不同信息可变。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。 那么，四种脱氧核苷酸排列成的顺序足以储存生物体所必需的全部遗传信息吗？我们来探究： 2、进行教材57页探究：完成讨论题用数学方法来进行推理：情境
7、1：若1个碱基对组成1个基因，4种碱基能形成多少种基因？2个，3个，n个呢？（4n）情境2：教材的情境1，17个碱基对可以排列出多少种基因？（约171亿）情境3：利用教材“资料分析”中的资料1，1000个碱基对可以有多少种排列方式？组织讨论，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：当基因的碱基对数相同时，其碱基排列顺序相同的可能性是多大？情境4：教材的情境2。 练习：教材58页，DNA指纹技术结论：虽然碱基对的排列是多样的，但由于其排列种类数及其庞大，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。【提示】1.碱基排列顺序的千变万化，构成了DNA
8、分子的多样性，而碱基特定的排列顺序，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。2.在人类的DNA分子中，核苷酸序列多样性表现为每个人的DNA几乎不可能完全相同，因此，DNA可以像指纹一样用来鉴别身份。3.特定的基因有特定的碱基排列序列，不是碱基的随机排列。而非基因序列在不同的DNA分子中也是碱基的特异性地排列，对于DNA的特异性起着重大的作用。阅读思考讨论回答三、基因的概念遗传信息蕴藏在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分子多样性，而碱基的特定的排列顺序，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。DNA上分布着多个基因，基因是有遗传效应的DNA片段。听讲小结基因的本质：是有遗传效应的DNA片段。作业练习册板书设计：3-4 基因是有遗传效应的DNA片段一、 说明基因与DNA关系的实例 1、 资料1：构成基因的只是一部分碱基对2、 资料2：基因能控制生物的性状3、 资料3：进一步说明基因碱基对数小于DNA碱基对数4、 资料4：进一步明确基因具有遗传效应二、 DNA片段中的遗传信息 基本骨架：都相同，不变1、 DNA 碱基对：排列顺序可变 千变万化：多样性2、 碱基序列 特定排列：特异性