3.4基因通常是有遗传效应的DNA片段教学设计-2024-2025学年高一下学期生物人教版必修2

课题 第3章 第4节 基因通常是有遗传效应的DNA片段（1个课时） 时间 2025.3.12 教材分析 本节内容对基因的本质进行的探索，通过各种科学实例，推断出了基因的本质，并将生物性状的多样性与特异性进行了剖析。 新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D|NA的存在差别，知道基因才是有用的。从而在情感、能力等多方面得到启示和升华。 学情分析 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。 教学目标 1. 举例说明基因通常是有遗传效应的DNA片段。（生命观念、科学思维） 2. 运用数学方法说明DNA的多样性和特异性。（科学思维、科学探究） 3.说明基因与 DNA的关系。（生命观念、科学思维） 教学重难点 1.教学重点 (1)基因通常是有遗传效应的DNA片段。 (2)DNA的多样性和特异性。 2.教学难点 脱氧核苷酸序列与遗传信息多样性的关系。 教学内容及流程 学习任务 教学过程(第1课时) 备注 情境导入 【史料梳理】从1865年孟德尔提出提出遗传因子到1909年约翰逊提出基因到摩尔根证明基因位于染色体上到20世纪中叶科学家认为染色体由蛋白质和DNA组成到1928年格里菲斯证明存在转化因子到1944年艾弗里证明DNA是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质到1952年赫尔希和蔡斯揭示了DNA是噬菌体的遗传物质到1953年沃森和克里克揭示DNA的双螺旋模型，遗传学跨入分子遗传学时代。 【问题探讨】1.为什么转基因鲤鱼生长更快?外源生长激素基因在鲤鱼细胞内表达，促进生长激素合成，促进了鲤鱼的生长。 3. 导入的外源基因是一个DNA分子，还是DNA片段？导入的是DNA分子的一段脱氧核苷酸序列。 我们这节课就来看一看基因与DNA之间到底是什么关系。 在教师引领下，重温和整理关于DNA和基因的重要概念。 基因与DNA关系的实例 【阅读分析】资料一：大肠杆菌细胞的拟核有1个DNA分子，长度约为4.7 × 106个碱基对，在DNA分子上分布着大约4.4 × 103个基因，每个基因的平均长度约为1 × 103个碱基对。 结论一：基因的碱基对＜DNA分子的总碱基对 ——基因是DNA的片段，DNA中存在着非基因片段。 【阅读分析】资料二：人类基因组计划测定的是24条染色体（22条常染色体+X+Y）上的DNA的碱基序列。其中，每条染色体上有一个DNA分子。这24个DNA分子大约有31.6亿个碱基对，其中，构成基因的碱基数占碱基总数的比例不超过2%。 结论二：构成基因的碱基数＜碱基总数 【思考讨论】生物体内的DNA分子数目与基因数目相同吗？生物体内所有基因的碱基总数与DNA分子的碱基总数相同吗？如果不同，说明了什么？ DNA分子数目＜基因数目 生物体内所有基因的碱基总数＜DNA分子的碱基总数 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。 【阅读分析】资料三：生长在太平洋西北部的一种水母能发出绿色荧光，这是因为水母的DNA上有一段长度为5.17×103个碱基对的片段—绿色荧光蛋白基因。 结论三：基因是特定的DNA片段，可以控制某种性状。 资料三：通过转基因实验表明，转入了水母绿色荧光蛋白基因的转基因鼠，在紫外线的照射下，也能像水母一样发光。 结论四：基因有遗传效应，可以独立起作用。基因可以切除，拼接到其他生物DNA上，在其他生物体中表现出该性状。 【教师总结】基因是有遗传效应的DNA片段。 【教师补充】RNA病毒的基因是有遗传效应的RNA片段。总结基因、DNA、染色体的关系： 通过资料分析，引导学生进行逻辑推理，逐步理解基因与 DNA的关系，并得出基因是有遗传效应的DNA片段的结论。 分析关于基因是 DNA片段的资料,归纳总结基因的概念--基因通常是有遗传效应的 DNA片段,培养基于证据和逻辑推理的能力,提高科学思维核心素养 通过探究活动,分析 DNA、基因和染色体三者之间的关系,厘清它们之间的包含与被包含关系,建立三者之间的关系模型。 回忆、思考所学知识，讨论总结脱氧核苷酸、基因、DNA、染色体之间的关系，并画出概念图。 DNA片段中的遗传信息 【教师讲述】遗传效应：指基因具有复制、转录、翻译、重组、突变及调控等功能。 【思考讨论】DNA只含4种脱氧核苷酸，为什么能储存大量遗传信息？什么是遗传信息？ 【教师讲述】回忆DNA的结构特点：外侧——基本骨架由磷酸和脱氧核糖交替链接；内侧——4种碱基对的排列。所以DNA分子中碱基（或碱基对、脱氧核苷酸）的排列顺序可以代表遗传信息。 【教师讲述】如果3个碱基对组成1个基因，4种碱基对的排列可能形成多少种基因？4种碱基的排列顺序如何构成复杂多样的遗传信息呢？我们不妨将这个问题看成一个数学问题，进行推理。DNA分子的特点——多样性：4种碱基的排列顺序可变，可能组合的基因种类 = 4n（n为碱基对数）；DNA分子的特点——特异性：碱基的特定排序。DNA指纹技术——可以用来刑侦和亲子鉴定。 复习回顾前面学过的DNA的结构特点。 鼓励学生参与探究活动，使学生有更大的自由空间学习，真正体现自主学习;培养学生的探究能力与合作能力。 同时，用数学方法推导出碱基排列顺序的多种组合方式，进而得出DNA具有多样性的结论。 小结与练习 【课堂小结】同板书 【课堂练习】处理教材中的思考讨论、练习与应用，处理双导学案和分层作业 引导学生关注知识内容的梳理，尝试构建概念图。 板书设计 3.4 基因通常是有遗传效应的DNA片段 作业布置 【课后作业】1.完成分层训练课后素养评价、2.完成双导学案对应内容和下一节问题式预习部分 教学反思 本节课的内容难度不大，但是由于学生没有直接接触的经验，所以只用通过课本和资料获得相关知识，在学习过程中比较被动。如果能通过引导学生间讨论组织教学能加深学生对知识的理解，锻炼学生的合作能力。 本节课充分利用教材中的“思考·讨论”,引导学生通过资料分析,逐步理解基因、DNA片段、遗传效应,最后得出基因通常是有遗传效应的 DNA 片段的结论。通过建立数学模型理解碱基排列顺序的多样性和特异性决定 DNA 的多样性和特异性,进而决定生物体的多样性和特异性,最终理解基因的本质。 本节课重在引导学生进行推理,循序渐进地得出结论,在这一过程中培养学生的科学思往和科学探究能力,提升核心素养。 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$