1、基因是具有遗传效应的DNA片段教学设计一、设计指导思想本节以翻转课堂的形式进行上课，以学生为小老师，突出学生为主体的中心思想，形成学生主导、老师引导的课堂。小老师根据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片段是人教版高中生物必修2第3章中第四节内容。本节内
2、容既是对本章内容的概括与提升，又为后一章节作铺垫。本节教学的核心是学生通过对事例学习，理解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。通过本节内容的学习，让学生了解自然界生物多样性、特异性的原因；了解生物知识DNA指纹在实际生活中的应用，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，对于与生活紧密相关的一些生物现象非常感兴趣，本节内容中呈现的转基因发光小鼠、肥胖基因的相关事例非常吸引学生。在学习DNA的结构过程中，学生已对DNA分子的多样性、特异性等知识有了初
3、步的认识，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DNA的多样性、特异性。2.能力目标(1) 掌握分析、总结、归纳材料的方法；(2) 运用数学方法说明DNA分子的多样性和特异性。3情感态度价值观目标(1) 学会利用生物知识理解自然现象和解决生活中的生物问题，提高生物学素养；(2) 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）染色体、DNA 和基因三者之间的关系和基因的本质。（3）DNA分子具有多样性和特异性。2教学难点脱氧
4、核苷酸序列与遗传信息的多样性的关系3解决办法（1）对遗传效应的内容解释清楚。（2）重视引导学生阅读、理解和记忆。（3）强调基因是重要的基本概念，引起学生重视。（4）加强染色体、DNA 和基因三者之间关系，构成逻辑关系进行解析。六、课时安排 1 课时七、教学过程引入：伟大的科学家摩尔根利用果蝇的眼色进行试验，最终发现控制眼色的基因位于染色体上，基因会随着染色体的分离而分离；而我们都知道DNA的载体是染色体，DNA会随着染色体的分离而分离，在这里，基因与DNA的行为如此相似，他们到底有什么关系呢？我们共同来学习我们的新课：第4节基因是有遗传效应的DNA片段。老师：基因与DNA到底有什么关系呢，让李
5、子怡同学带着大家一起来学习，掌声欢迎小老师李子怡。1、说明基因与DNA关系的实例小老师李子怡：引导学生阅读课文P55-56“资料分析”中的资料一和资料三，将ppt上展示的表格补充完成。通过比较分析，推理出DN A与基因的关系：基因是DNA 的一个片段。通过比较-Ppt上展示有的 DNA 片段属间隔区段，没有控制性状的作用，这样的 DNA 片段就不是基因。推导出：并不是所有的DNA片都是基因。抛出问题：什么样的DNA片段才是基因？由小老师刘宇唯同学带着大家共同学习。小老师刘宇唯：引导学生阅读课文P55-56“资料分析”中的资料二和资料四，并引导学生理解资料：海蛰的绿色荧光蛋白基因与小鼠是否发光有
6、关、小鼠体内的HMGIC基因与肥胖直接相关，从资料中获知：基因能够控制生物的性状，推理出：基因是具有遗传效应的DNA片段。老师：感谢两位小老师，两位小老师利用事实材料与同学们的一个探究，最终发现基因与DNA并不相等，只有具有遗传效应的DNA片段才是基因。就如李子怡小老师所说的那个，每个DNA分子上有很多的基因，有着特定的遗传效应，也就是说有很多的遗传信息，老师在这里有两个疑问：第一：什么是遗传信息？第二：DNA能储存大量的遗传信息吗？有请马远传小老师带着大家一起学习。2、DNA 片段中的遗传信息小老师马远传引导学生探究老师提出的两个问题：第一个问题：首先我们一起回顾一下DNA的平面结构，大家一
7、起来看一下结构中比较稳定的是什么结构（学生回答：磷酸与脱氧核糖交替排列的骨架）具有多样性的是什么结构？（学生回答：中间的碱基对），那你们认为，遗传信息会储存在哪一部分呢？（学生回答：碱基对中），对的，遗传信息就储存在碱基对的排列顺序中。再看一下老师提出的第二个问题：DNA足以储存所有的遗传信息吗？学生回答：可以（不可以），到底可不可以呢，我们一起来探究学习。引导学生“探究 -脱氧核苷酸序列与遗传信息的多样性” 然后设问：构成 DNA 的基本单位是什么？学生答出：脱氧核苷酸。又问：有几种脱氧核苷酸？学生回答：4 种（它们分别是：略）小老师：思考以下4个情景：情景一：假如一个基因只有1个碱基对组成
8、，那么这种排列有多少种可能？学生回答：4种；情景二：假如一个基因只有2个碱基对组成，那么这种排列有多少种可能？学生回答：16种；情景三：一个基因有17个碱基对组成，那么这种排列有多少种可能？学生回答：417种；情景四：一个基因有n个碱基对组成，那么这种排列有多少种可能？学生回答：4n种；小老师：从这4个情景中，你能得出什么结论？学生回答：碱基排列顺序的千变万化，构成了DNA分子的多样性。小老师：那你们现在对DNA能储存大量的遗传信息吗，这个问题的看法是？学生回答：可以存储。小老师：DNA分子除了具有多样性还具有其他特性吗？学生回答：特异性、稳定性。小老师：接下来请刘子逸带着大家一起学习。刘子逸
9、小老师：假设人类基因组中第号染色体的第个基因是由17个碱基对随机排列构成的。问题一：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？学生：概率很小。小老师：具体应该怎么计算呢，在这里我的基因排列顺序是1/417，我的同桌也是1/417，那我们两者相同的可能性是？学生回答：1/417X1/417，概率非常小。小老师：对的，就像我们每个人的面貌一样，相同的概率非常小，这就构成我们的特异性，DNA分子也具有特异性。小老师：现在大家可以告诉我基因与基因之所以不相同的根本原因是什么吗？学生回答：碱基对排列顺序千变万化。Ppt展示自然界中各种生物，天空中飞的、地上跑的、水里游的，小老师提
10、问：同学们，根据你们今天所学的内容，尝试着从分子水平上进行分析，生物多样性、特异性的原因是？学生回答：碱基对排列顺序千变万化构成了DNA分子的多样性，构成了生物的多样性；碱基对特定排列顺序构成了DNA分子的特异性，构成了生物的特异性。小老师：DNA在刑侦领域的应用：DNA指纹技术的应用。小老师简单介绍DNA指纹技术，刑警将受害者身上分离出的精液样品与怀疑人进行对比，可以利用DNA分子的特异性来确定罪犯。今天你们充当一下刑警，这里所展示的情况，罪犯应该是几号？学生回答：1号。小老师：其实DNA分子的特异性不仅仅在刑事案件中起非常重要的作用，在“9.11事件”和“印度洋海啸”中罹难者的尸体被严重毁
11、坏，如何去辨认谁是谁呢？这就得依靠DNA指纹检测进行了身份识别。这就是我跟大家共同学习的内容接下来交给老师。老师：感谢四位小老师与大家的共同交流与学习，通过四位小老师的讲解，我相信同学们对DNA与基因的关系、DNA分子的多样性、特异性有了更为深入的了解。提问：DNA与基因到底是什么关系呢？学生回答：基因是具有遗传效应的DNA片段。老师提问：什么构成了生物的多样性和特异性？学生回答：碱基对排列顺序千变万化构成了DNA分子的多样性，构成了生物的多样性；碱基对特定排列顺序构成了DNA分子的特异性，构成了生物的特异性。老师：大家可以发现，生物知识不仅仅是课本、理论知识，对我们更好的去理解大自然的多样性
12、、解决在生活中出现的问题如需找罪犯等，其实是由很大的帮助的，所以希望我们的同学好好学好这一学科，提高自身的生物学素养。3、小结老师：接下来我们对今天的知识进行一个小结，根据我们今天所学的内容，提取出4个核心概念：脱氧核苷酸、基因、DNA、染色体，他们四者之间的关系是怎么样的呢？学生回答：略4：练一练、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，而碱基的特定的排列顺序，又构成了每一个；2、是生物体多样性和特异性的物质基础。3、基因是有的DNA片段。4. 下列关于基因的叙述中，不正确的是A. 不同的基因含有不同的遗传信息B. 每一个DNA分子片段都是一个基因C. 每一个基因
13、分别控制着不同的遗传性状D. 基因存在于DNA上课后作业：能力培养第三章第四节的练习题八、板书设计：第四节基因是具有遗传效应耳朵DNA片段一：基因是具有遗传效应的DNA片段二：DNA片段中的遗传信息1、 DNA分子的多样性2、 DNA分子的特异性九、课后反思这节内容比较抽象，教学中主要通过小老师引导分析生活中的实例比较分析，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。在这个过程中，老师一定要及时补充小老师讲解不足的地方，特别是相关的计算题，有部分学生似懂非懂，这时候就需要老师进行补充说明。整节课下来，课堂气氛比较活跃，很好的完成了教学目标。
