《基因是有遗传效应的DNA片段》教学设计2（3份打包）
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必修二3.4《基因是有遗传效应的DNA片段》教学设计 （3份打包）
人教版必修二3.4《基因是由遗传效应的DNA片段》教学设计.doc
人教版必修二3.4《基因是遗传效应的DNA片段》教学设计福州二中.doc
石狮石光中学必修二3.4《基因是由遗传效应的DNA片段》教学设计.doc
《基因是有遗传效应的DNA片段》教学设计
一、课前系统部分
（一）教材分析
“基因是有遗传效应的DNA片段”是普通高中课程标准实验教科书《生物2（必修）—
—遗传与进化》（人教版）第三章第4节的内容。本节是学生在学习了DNA是主要的遗传物质、DNA分子的结构、DNA的复制等三节内容后的概括与提升，是本章基因的本质的升华部分，更是为第四章《基因的表达》作铺垫，所以说是起着不可或缺的桥梁作用的重要一节。 新课标教材的内容与原教材比较，有一大特点：没有直接讲述基因是有遗传效应的DNA片段，而是首先采取资料的形式，以数据差异和作用表达为主线，逐步呈现基因是有遗传效应的DNA片段。这样不仅符合学生的认知特点，还应用数学比较法，让学生知道基因与DNA的存在差别。从而在情感、能力等多方面得到启示和升华。
（二）教学目标
1、知识与技能
（1）举例说明基因是有遗传效应的DNA片段。
（2）了解DNA分子的多样性和特异性。
（3）说明基因、DNA和染色体三者之间的关系以及基因的本质。
2、过程与方法
（1）通过构建DNA双螺旋结构模型，运用数学方法说明DNA分子的多样性和特异性。
（2）培养学生的逻辑思维能力，使学生掌握一定的科学研究方法。
（3）掌握分析材料的方法。
3、情感目标与价值观
通过了解DNA指纹技术在刑侦破案和亲子鉴定方面的应用，领悟科学技术对人类生活的影响，培养热爱科学的情感。
（三）教学重点难点
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：
（1）脱氧核苷酸序列与遗传信息的多样性。（2）DNA指纹技术的应用。
（四）学情分析
学生是教学的主体，那如何针对教材内容，突出重点、突破难点，结合实际来上好课？使学生在一堂课里面学有所获、学有所进，是我们老师必须探讨和追求的问题。高二（5）班是我校理科平行班，虽与重点班学生之间存在一定差距，但是在我们老师的努力指导下，已经掌握了比较扎实的基础，对于DNA的有关知识也有一定的了解，他们已经具备较强的观察能力和认知水平，分析思维的目的性和逻辑性已初步建立，对生活中的事物充满好奇心，但还不能很好地进行科学的探索并形成理性的思考。若教师在教学中能充分利用学生的已有知识基础，通过适当的教学策略，让学生真正学会、学懂、学全、活用，发挥自主学习的积极性，提高学习兴趣，必能更好的发展。
（五）教学策略
本节关于脱氧核苷酸的排列顺序与遗传信息多样性这部分内容比较抽象，学生难以捉摸，我准备引导学生从构建的DNA双螺旋结构模型入手，结合数学比较、对比的方法，培养学生分析和解决问题的能力； 对课本所提供的资料适当整合补充，加深学生对基因是有遗传效应的DNA片段的理解；.联系实际生活，引入DNA指纹技术的科普知识，激发学生的学习兴趣，帮助学生进一步理解DNA的多样性和特异性，启发学生将理论知识与实际生活联系起来。
（六）课前准备
1．学生的学习准备：预习课本本节内容，动手完成DNA双螺旋结构模型的构建
2．教师的教学准备：指导学生动手完成DNA双螺旋结构模型的构建，制作多媒体课件，收集有关DNA指纹技术的应用实例。
（七）课时安排：1课时
二、课堂系统部分
[教学过程]：
教学环节 教师的组织和引导 学生活动与
教学意图
回顾历史
提出问题
师：通过前几节课的学习，我们知道孟德尔提出生物的性状由遗传因子决定，这些因子是以颗粒的形式传递，不会消失。之后很长一段时间，人们都无法解释遗传因子的真实存在，直到摩尔根利用果蝇杂交实验证明基因真实存在于在染色体上。
染色体由_______和___________组成？（生答：DNA和蛋白质）
为何人们早期会偏向蛋白质作为遗传物质？
因为蛋白质承担多种多样的生命活动，比如血红蛋白（生答：运输功能）、酶（生答：催化功能）、抗体（生答：免疫功能）。。。。于是人们试图找到一种蛋白质来承担遗传功能。但是进一步研究发现蛋白质无法从上一代传给下一代。
随着艾弗里等人证明DNA是遗传物质后，人们开始着手探索DNA的结构，早期将DNA看成由AGTC序列简单重复组成？立即遭到质疑，因为物理学家薛定谔在他《生命是什么？》这本书中第一次提到：生命其实是一种信息流，细胞要容纳多种多样的信息就，作为遗传物质应该具备强大的信息编码能力。
受薛定谔思想的启发，沃森和克里克于1953年构建的双螺旋结构模型向人们揭示DNA是如何实现这种能力的。
问题一：DNA如何体现强大的信息编码能力？
回顾科学家对遗传物质的探索历程，
利用已学的知识自然过渡到新知识的学习
《基因是有遗传效应的DNA片段》的教学设计
学科：生物 姓名：阮金珠
一、教学分析
1.教材分析
本节是新课标教材人教版必修二《遗传与进化》第3章第4节的内容。必修二这一模块主要是揭示生物在代代繁衍的过程中,遗传物质是如何传递和变化以及是如何起作用的。第三章主要在分子水平上阐述遗传的物质基础和作用原理,本节内容既是对第三章内容的概括与提升,又为第四章《基因的表达》作好铺垫。本节包括说明基因与DNA关系的实例和DNA片段中的遗传信息两部分内容。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，其中资料1、3实例是从数量上说明基因是DNA上的片段；资料2、4实例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片段中的遗传信息内容中，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息多样性的关系。活动中创设的两个情景设法引导学生通过数学推算的方法，得出DNA分子中可以贮存大量遗传信息的结论，从而推出DNA分子具有的多样性和特异性的结论。
2. 教学条件分析
“导学研讨，训练拓展”课堂教学模式要求学生课前要做好预习准备：预习并完成导学案，提出疑惑。教师在课前除了常规的备课外，也要做相应的教学准备：熟悉导学案的知识点并研究课堂检测中与教学重难点相关联的问题、结合本班学生实际预测学生问题，在集体备课的基础上进行二次备课，确定问题解决方案；确定课后拓展训练、准备多媒体课件等以便更好地完成教学目标，提高课堂教学效率。
3. 教学目标分析
(1).举例说明染色体、DNA和基因三者之间的关系。
(2).理解基因的本质。
(3).说明碱基和遗传信息的关系。
(4).应用数学方法说明DNA分子的多样性和特异性。
4.教学重点与难点分析
课程重点:(1).基因是有遗传效应的DNA片段;
(2).DNA分子的多样性和特异性。
课程难点:脱氧核苷酸序列与遗传信息的多样性。
二、学情分析
学生通过前期的训练，已基本掌握“导学研讨，训练拓展”课堂教学模式的过程,形成了一定的问题意识和自主构建能力。本节教学建立在学生自主预习并完成导学案的基础上。学生在必修2第三章《基因的本质》中已经了解了DNA是主要的遗传物质，DNA分子的结构和DNA的复制的相关知识 ；在必修2第二章《基因和染色体的关系》了解了基因和染色体的关系，DNA和染色体的关系，DNA的基本单位等，这为本节课的学习奠定了必要的认知基础。
三、教学过程：
（一）．课前预习导学：（ 自主学习 ）
①知识梳理：自主预习并按要求完成《金太阳
基因是有遗传效应的DNA片段
一、教学内容分析
教材版本：人教版•高中生物必修2（2007年1月第2版，2014年12月第7版）第三章第4节。
第三章内容涉及前人探索遗传物质的历程、DNA的结构和复制、基因的遗传效应等知识，是现代遗传学的基础内容，为学习“基因的表达”、“基因突变”及“基因工程”等后续内容做好铺垫。第4节内容的课题点明了基因与DNA之间的关系，是对本章内容的概括和提升。
优点：书中提供了四个资料分析，可设置问题，帮助学生理解“基因是具有遗传效应的DNA片段”这一概念。学生探究“脱氧核苷酸序列与遗传信息的多样性”，可利用教学器材让学生搭建碱基序列，理解抽象的内容。
二、学生情况分析
学生已有知识：第一章遗传因子的发现（知道基因控制生物的性状）；第二章基因与染色体的关系（涉及基因在染色体上线性排列）；第三章DNA是主要的遗传物质。那么基因到底是什么？和DNA是什么样的关系？在生物遗传上是什么作用？这样的问题常常萦绕在学生的脑海里，所以这节课很容易激发学生兴趣，吸引学生的注意力。但是，基因的概念较为抽象，如果光从字面上来理解，对于学生来说难度较大；资料分析的内容，如何处理才能让学生提取到有效信息，克服“阅读障碍”，对老师和学生来说，都是具有挑战性的。
三、设计思想
“基因是具有遗传效应的DNA片段”从教材的分析来看，课题一句话点明了基因与DNA的关系。这一表述虽然言简意赅，但学生理解起来，难度较大。首先让学生通过分析认识到：一个DNA分子不等于一个基因，基因是DNA的片段；然后让学生理解什么是有遗传效应的DNA片段。具体操作为：根据教材提供的资料分析，把已有的内容进行重组，将资料一和资料三合并，设计问题串，解决基因和DNA的关系，再将资料二和资料四进行合并，以问题引导，让学生了解基因的作用。在一系列的组织探究活动中，教师只起引导作用，让学生在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。
基因具有遗传效应，对于生物体来说，不同的效应就意味着基因的不同，地球上的生物千差万别，那么基因如何保证包含的遗传信息各不相同呢？这个过程用到了实验室中已有的教学器材“DNA结构模型”中的材料，通过学生自己动手的探究活动来构建DNA的种类，再利用数学能力解决生物学问题。化抽象为具体。
最后利用概念图，将染色体、DNA、基因、脱氧核苷酸的关系串起来，通过学生自己的归纳整理，理清彼此之间的联系，构建知识框架。
整节课突出“自主与合作学习”鼓励学生对资料问题做出自己的回答，探究性实验让学生之间相互交流、质疑，科学的评价自己和他人，在相互的思想碰撞中不断加深对所学知识的理解，并能提高知识应用水平。
四、教学目标：
(一)知识与技能
1、举例说明基因是有遗传效应的DNA片段
2、运用数学方法说明DNA分子的多样性和特异性
3、领悟基因和遗传信息的关系
(二)过程与方法
小组内合作探究DNA分子的多样性和特异性
(三)情感态度和价值观
1、认同多样性是特异性的前提
2、进行小组内的分工合作，培养学生团队意识
五、教学重难点
1、重点：举例说明基因是具有遗传效应的DNA片段，说明基因和遗传信息之间的关系
2、难点：理解脱氧核苷酸序列与遗传信息的多样性。
3、教学策略：主要采用问题引导、学生自学、小组成员间合作完成本节课的教学。碱基对排列组合的设计与展示、讨论、谈话、讲授等；多媒体辅助教学。
六、教学过程设计
1、课型：新课
2、课时安排：本节课安排1课时。
教学
环节 教师组织与引导 学生活动 设计意图
(一)
创设情境
以问题的形式导入新课
(二)资料分析，解决问题，说明基因与DNA关系的实例
(三)DNA片段中的遗传信息，深入思考DNA的多样性和特异性
(四)概念图总结
(五)作业 在前面几节课的学习中，我们通过科学家所做的一系列实验，理解了生物的遗传物质主要是DNA。平时我们经常说身边的同学长得漂亮或者表现聪明，就会夸：他的父母的基因好。那为什么不说：他父母的DNA好呢？
提出问题：基因是什么？
基因=DNA吗？
阅读分析书p55—56资料：
多媒体放映问题进行导读，展示问题
引导1：
资料一和资料三
分析基因和DNA所含碱基对数量的比例，思考DNA与基因的关系
DNA
分子数 DNA碱基对总数 基因数 基因碱基对总数 基因碱基对/DNA碱基对
大肠杆菌
人
引导2：
资料二和资料四
分析基因和性状的关系，思考基因的作用
1、海蜇为什么能发出绿色荧光？小鼠为什么也能发出绿色荧光？
（根据学生的作答总结：海蜇的绿色荧光蛋白基因不论在海蜇体内还是在转移到小鼠体内，都能表达出特定的遗传效应——控制合成绿色荧光蛋白。这就是基因的遗传效应）
2、资料二中的第3组小鼠并未发光，能否去除这一组？
（强调生物实验设计的一大重要原则：对照原则）
3、资料四得出什么结论？请写出本实验的实验组和对照组。
（让两组分别派一个代表上讲台黑板作答实验组和对照组，若有同学将资料四的实验组和对照组写反，通过错误答案的纠正，进一步引导学生体会设计实验的原则）
总结：基因与性状有一个对应关系，即基因直接控制性状。基因是有遗传效应的DNA片段。它是生物体遗传的功能单位和结构单位。
作为遗传物质一定要蕴含大量的遗传信息，DNA是否足以储存大量的遗传信息？
展示问题，提供每个小组一盒DNA结构模型的搭建素材（有A、T、G、C碱基各10个，40个脱氧核糖，40个磷酸）学生根据问题1、2动手拼可能的碱基对模型。进行讨论
1、若1个碱基对组成一个基因，4种碱基能形成多少种基因？。
（不少学生只搭两种，通过多媒体展示DNA的结构图，理解A－T、T—A是不同的，强化加深理解）
2、若2个碱基对组成一个基因，4种碱基能形成多少种基因？
（学生会发现手头上的碱基不够用，提醒和其它组一起合作完成）
3、若10个碱基对能形成多少种？
总结：N个碱基对组成一个基因，能形成的基因种数为4N
通过刚才的分析你认为DNA的4种碱基排列顺序能不能储存丰富的遗传信息？
讲述：DNA分子中碱基相互配对的方式虽然不变，但长链中碱基对的排列顺序是千变万化的，所以足以储存大量的遗传信息。如一个最短的DNA分子大约有4 000个碱基对，这些碱基对可能的排列方式就有
44 000=102408种。实际上构成DNA分子的脱氧核苷酸数目是成千上万的，其排列种类几乎是无限的，这就构成DNA分子的多样性。
总结DNA的多样性
DNA的多样性就是指4种碱基千变万化的排列顺序。
地球的生物特征就是由DNA决定的，那么对于某个基因来说碱基排列完全相同情况会不会出现呢？讨论以下的问题：
4、设人的1号染色体上有一个基因由17个碱基对随机排列，同桌的两个人，该基因的碱基排列顺序相同的可能性有多大？
分析：417大约为172亿种，相同的可能性为29584亿种分之一，全球人口总数接近65亿，相比人类的总数远少于组合的可能数。
5、如何理解DNA的特异性？
基因就是具有遗传效应的特定的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。
想一想我们今天所学的基因和之前所学的DNA、染色体之间的关系，拿出一张作业纸画概念图。
1、完善概念图
2、完成教材上的第4节练习
3、阅读书P58 DNA指纹技术，利用课余时间需找“DNA指纹技术”的应用，下节课交流。
思考、讨论、发言
分组讨论，尝试回答问题，得出结论
结论1：基因是DNA片段。
拓展：
一个DNA上有许多基因；DNA上除了有基因片段，还有非基因片段。
小组派代表到黑板作答
1、海蜇中有绿色荧光蛋白基因控制绿色荧光这一性状。小鼠获得荧光蛋白基因，并且表达。
2、不能去除，第3组做为对照实验，对比说明绿色荧光蛋白基因的作用，使得实验更具有可信度和说服力。
3、小鼠体内的HMGIC基因与肥胖直接相关，即基因具有遗传效应。
实验组：HMGIC基因缺陷的小鼠；对照组：正常的具有HMGIC基因的小鼠
结论2：基因是具有遗传效应的DNA片段
1、只能形成4种。分别是A－T、T—A、G—C和C—G。
2、可形成16种，形成的种数为42
3、形成的种数为410
4、(1/417)X(1/417)
5、每个特定的DNA分子都具有特定的碱基排列顺序，这种特定的碱基排列顺序就构成了DNA分子自身严格的特异性。这种排列是其他DNA没有的，可以理解为独有的。
同学之间交流，进行总结归纳，画出概念图，课后交。
明白作业内容，认真积极地完成作业。
从生活用语导入，易于激发学生的学习兴趣，将其引入新课的学习
给出问题，引导学生自学资料，得出结论。有利于培养学生的阅读理解能力，以及从资料中获取信息解答问题的能力。通过问题的引导，旨在指导学生进行有效信息的提炼，引导学生主动学习。
通过小组合作的方式，将课堂还给学生，把传统的“老师为主”转化为“学生为主”在协作中主动学习，讨论中擦出思维的火花。
用数学方法推算碱基排列的多种组合方式，进而推理出碱基排列的千变万化，保证了遗传信息的多样性；学生从具体数字不难体会到，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。
在课堂上一直有锻炼学生运用概念图将一些知识进行整理归纳，理清知识点之间的联系。课堂最后五分钟让学生自由发言讨论概念图的绘制过程中的问题，课后再上交。作业中的画图并没有一个绝对的标准答案，从中可以看出不同同学的掌握程度，以便进行课后单独指导。
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