当前位置: 教育巴巴 > 高中教案 > 生物教案 >

生物《基因的本质》教案五篇

| 巧绵

基因(遗传因子)是产生一条多肽链或功能RNA所需的全部核苷酸序列。基因的学习贯穿整个高中生物,下面就是小编整理的《基因的本质》教案,希望大家喜欢。

《基因的本质》教案1

教学目标:通过制作脱氧核苷酸和dna结构模型的活动,使学生理解dna的分子结构,理解dna空间结构的主要特点和dna分子的多样性、特异性和稳定性,通过了解科学家的研究过程,鼓励学生大胆创新,从而体验探究的乐趣和获得成功后的喜悦,学会科学的探究方法。

教学重点:理解dna立体结构的主要特点。

教学难点:分析dna结构中的碱基数量关系及dna分子的多样性。

教学方法:制作模型、实验、探究式学习法。

课前准备:每位同学准备四张边长为10 cm不同颜色的硬卡纸,并用其中一张白色的剪出4个等大的五边形,用一张黄色的剪出四个直径为1.5 cm的等大的圆,用粉色和绿色卡纸分别剪成长8 cm、宽1.5 cm的长条,并按照虚线图示剪成下面的形状。

导入新课(情景创设)

教师:同学们,矗立在北京海淀区中关村村创业大厦前的城市雕塑──中关村的“麻花”,成为世人瞩目的标志。然而,就是这个雕塑曾引发一起纠纷案件,那就是北京市海淀区法院受理的北京世纪盛典文化艺术交流有限公司起诉北京大学dna雕塑合同纠纷案(教师对案情进行简短介绍)。

看完图片,听完案情介绍,同学们又什么想法呢?

有同学会问:案件的发生是由于dna的空间结构的旋转方向的问题,dna到底有什么样的化学组成和空间结构呢?就是这样两条链吗?为什么要在这里制作一个dna结构的雕塑呢?

新课教学

第一部分:dna的研究

教师:1869年德国生物化学家米歇尔最早发现dna这种化合物的存在。在之后的近一个世纪里,许多科学家进行了大量的研究和探讨,分析dna的化学结构和组成,并努力探索这蕴涵生命奥秘的物质的结构,希望揭开dna结构的神秘面纱。

同学介绍在网上查到资料:1944年,发现的dna(脱氧核糖核酸)可能携带遗传信息。1953年英国科学家沃森和克里克推断出dna的双螺旋结构模型。

第二部分:跟随科学家研究足迹,认识dna的结构

教师:在沃森和克里克之前,人们已经认识了dna的化学成分是由脱氧核苷酸组成,每分子的脱氧核苷酸又是由三个分子组成。

学生:是由一分子脱氧核糖、一分子含氮的碱基和一分子磷酸基组成。

教师:看课件学习三个分子的化学结构,重点理解它们是如何形成脱氧核苷酸的。

学生活动:学生自己制作四种脱氧核苷酸

脱氧核苷酸间通过脱水缩合连在一起成为多核苷酸链。

教师:人们虽然已经知道了dna的化学成分,但是脱氧核糖、磷酸和四种碱基是如何组成多核苷酸链的,却一直未达成一致的意见。

学生活动:我们先试着把自己制作的四个脱氧核苷酸连成长链,找几个同学说明他的四个核苷酸是怎样排序的,并提示同学思考。

你手边的四个四种核苷酸能排成多少种顺序?如果有足够的四种核苷酸仍旧排成4个核苷酸构成的链,排列方式应有多少种?如果用足够的四种脱氧核苷酸连成一条由4 000个脱氧核苷酸形成的一条脱氧核苷酸长链,那么,能形成多少种排序不同的脱氧核苷酸长链呢?

教师:这样可以蕴藏无穷信息的脱氧核苷酸长链到底是怎样组成dna分子的呢?近百年来科学家没有找到能被人们公认的答案,当时有的知名科学家曾提出dna的三链、四链模型,沃森和克里克也曾试图着做了三链结构,但都被科学界否定了。

学生介绍:直到富兰克林拍摄了一张dna纤维b型照片,当沃森看到这张片子时激动得话也说不出来了,他的心怦怦直跳,因为从这张片子上完全可以断定dna的结构是一个螺旋体。当沃森骑着自行车回到学校,进门的时候,他已打定了主意要亲自制作一个dna双链模型。沃森认为,自然界中的事物,如机体内部的各种器官和细胞内的染色体都是成双成对的,dna分子可能是一种双链结构。他的这种想法得到了克里克认可。于是他们两人便想尽办法用纸和铁丝制作模型。

教师:我们不妨大胆想象一下,怎样搭建这个双链dna模型呢?

学生讨论:许多现代化的建筑为了节省空间都有一个螺旋形的楼梯。楼梯的支撑就是脱氧核糖和磷酸形成的链,即糖—磷酸—糖—磷酸—糖—磷酸……好像一节一节的链一样。然后给它配上碱基,好像给楼梯装上梯级一样。我们两个人一组把你们的两段dna链连成双链。同学们马上发现提出异议,在大多数同学之间的两条链无法连成合理的稳定的结构。

教师:在制作模型的过程中,沃森和克里克当时也遇到同样的问题,他们无法把碱基放到模型中他们任意选择的位置上,这些碱基不得不用一种特殊的方式连在一起。 每一个梯级必须由两个碱基组成。问题在于嘌呤是长的,而嘧啶是短的。如果把这两个“长”的连接起来,那么做出来的梯级就太宽,不适合这个楼梯扶手的两个链之间的空间。在另一头,如果把两个“短”的连接在一起,其结果是梯级又太狭窄,同样无法布满两个扶手之间的空间。可是天然形成的结构总是十分合理而完善的。

学生朗读教材内容:1952年春天,奥地利的著名生物化学家查哥夫访问了剑桥大学,沃森和克里克从他那里得到了一个重要的信息:a的量等于t的量,g的量等于c的量。于是沃森和克里克又兴奋起来,让a(“长”的)必须和t(“短”的)连接,g(“长”的)必须和c(“短”的)连接,这样便能做成一个结构很牢固很平衡的螺旋体。内部的碱基间严格遵循碱基互补配对原则:一条链上有碱基a,另一条链必有碱基t与其配对,一条链上有碱基c,另一条链上必有碱基g与其配对;碱基间通过氢键连在一起。之后的研究中我们了解到a与t有两个氢键,g与c有三个氢键。

学生活动:下面我们八人一组,要求一些组之间互换一些种类脱氧核苷酸对,然后把你们的核苷酸重新按着碱基互补配对的原则组合在一起形成双链,制作成dna的平面结构。

展示一下各组制作的dna平面结构,检查有无连接错误并给与正确的评价。

教师:在制作过程中同学们有没有发现碱基数量或脱氧核苷酸的数量有什么规律?

学生思考后作答:在双链dna分子中,因为碱基互补配对,有a=t,c=g;同时使嘧啶碱基的总数与嘌呤碱基的总数相等即a+g=c+t。这可作为判断单、双链dna的基本依据。

教师:我们每组计算本组制作的dna分子片段的(a+t)/(g+c)的比值是多少,比较不同小组该比值,不同小组所得的dna中的该比值有差异。由此我们可以得出什么结论呢?

学生总结:不同的dna分子中at对和gc对的比例不同。

教师:如果某段dna分子由4 000个脱氧核苷酸对组成,其dna分子的排列顺序有多少种?

学生总结:44000种 (有学生会问)为什么不是48000种?

学生总结:因为碱基互补配对,所以一条链的碱基排序决定另一条链的排序,因而只要计算其中一侧链的种类即可。

第三部分:建立dna的空间模型

教师:我们知道化学原子的化学建是向空间延展的,不是平面的。那么dna的空间结构是什么样的呢?沃森和克里克在将dna模型与拍摄的_射线照片比较时,发现两者完全相符。

教师:下面我们用我们制作的dna分子的平面结构,表现一下dna分子的立体结构是有规则的双螺旋结构。(出示课件中dna双螺旋立体结构结构模型)

学生总结:请同学概括dna双螺旋结构的特点:外侧是磷酸和脱氧核糖交替排列,内部是以碱基互补配对原则形成的碱基对。

老师补充:在dna分子的双链螺旋结构中:①共有四种碱基对:at对、ta对、gc对、cg对。②一般dna每螺旋一周要绕过10对碱基,在一对脱氧核苷酸之间的长度为2 nm,相邻两对碱基之间的距离为0.34 nm,一个螺旋为3.4 nm。这些都体现出dna结构的稳定性。这样的螺旋结构对链上的脱氧核苷酸顺序无任何限制。因此,dna分子中的脱氧核苷酸的排列顺序千变万化。这样千变万化的顺序决定了生物界的多样性。人类中找不到两个人的指纹完全相同就在于此。

教师:这样严谨的结构,使dna分子的结构具有相对的稳定性,种类上具有特异性和多样性,从而使生命能种族延续、代代相传──遗传,并表现出丰富多彩的自然世界。

第四部分:研究dna结构的意义

教师:dna结构的发现在生物科学的研究史上的地位是重大的,中科院副院长、国家863计划生物领域首席科学家陈竺教授评价说(请学生朗读)“双螺旋结构显示出dna分子在细胞分裂时能够复制,完善地解释了生命体要繁衍后代,物种要保持稳定,细胞内必须有遗传属性和复制能力的机理。这一发现标志着沃森和克里克终于揭示出了基因复制和遗传信息传递的奥秘,两人由此获诺贝尔奖,并由此引发了一场蔚为壮观的生命科学和生物技术领域的重大革命。”

课件演示:dna结构发现后生命科学的几个重要的研究历程

1958年克里克提出遗传信息传递的“中心法则”;1977年建立了核苷酸序列分析技术;1990年以沃森为首的科学家倡导并启动了国际人类基因组计划;近年来pcr技术使在生物体外克隆dna片断成为可能,为基因分析、序列分析、金华关系分析和临床诊断等提供了足够的dna研究样本;__年8月26日,人类基因组“中国卷”的绘制工作宣告完成;__年4月14日中午,在美国华盛顿人类基因组序列图完成发布会现场,美国联邦国家人类基因组研究项目负责人弗朗西斯·柯林斯博士隆重宣布,人类基因组序列图绘制成功,人类基因组计划的所有目标全部实现。

通过本节课的学习,同学们还有哪些疑问?

在教师引导下,学生思考有着这样规则双螺旋结构的的dna是如何完成复制,形成2个基本完全相同的dna分子的呢?又是如何控制生物性状的呢?激发学生深入思考,使学生能主动把问题探究下去。

教师总结:我们和沃森、克里克一样惊叹于我们的“发现”,我相信在座的各位同学和我一样此刻心潮澎湃,既为沃森和克里克的成果和人类的科学研究的进步而激动,也为重大科学发现居然在弹指一挥间就凸现而惊讶。我们都很年轻,有着和沃森和克里克一样的梦想和冲动,我们有理由相信,只要我们努力发现,善于捕获和分析有效信息,加上我们坚持不懈的努力,就一定能在科学研究中留下辉煌的一笔。 我相信,__年10月6日,当红绸带从刻有dna双螺旋结构发现者詹姆斯·沃森亲笔签名的浙江大学沃森基因组科学研究院的牌匾上滑落时,那一刻会有更多的青年人备受激励,并能像沃森和克里克那样,在年轻时就为中国乃至世界科学做出贡献。让我们记住那些科学伟人的名字。

设计思路:在设计本节课时,我改变教材中对dna结构介绍的顺序,教材中是先介绍科学史中的研究成果,然后学生进行实验,理解dna的结构,我认为这样容易造成科学知识和科学实验的割裂,使学生产生科学知识比较枯燥,实验只是对知识的验证的错误认识。事实上,实验是产生科学知识的源泉,因此,我把该实验分解,并通过让学生通过跟随科学家的研究历程制作dna的结构模型,在学生的探究中发现科学家们曾遇到的问题,并积极思考如何解决问题,这样通过实验不仅促进对dna结构的知识的学习和深入理解;同时能够学习到科学家善于捕获分析信息和严谨的思维品质及持之以恒的科研精神。在探究中学生也能准确地分析出现的问题并积极地涉及解决问题的办法,并且有许多同学的想法与科学家的想法不谋而合,这样缩短了科学研究与高中生之间的距离,借此激励学生勇敢的走上科学研究之路。

《基因的本质》教案2

1. 教材分析

“dna分子的结构”一节是新课标教材人教版必修二《遗传与进化》第3章第2节的内容,由dna双螺旋结构模型的构建、dna分子结构的主要特点及制作dna双螺旋结构模型三部分内容构成。其中碱基互补配对原则是dna结构、dna复制以及dna控制蛋白质合成过程中遵循的重要原则。dna分子的双螺旋结构是学生学习和理解遗传学的基础知识;dna独特的双螺旋结构保证了dna具有多样性、特异性、稳定性的特征,它是学生理解生物的多样性、特异性、物种稳定性本质的物质基础。

本节内容在结构体系上体现了人们对科学理论的认识过程和方法,是进行探究式教学的极好素材。在教学中,通过发挥学生的主体作用,优化课堂教学,妙用科学史实例,把知识的传授过程优化成一个科学的探究过程,让学生在探究中学习科学研究的方法,从而渗透科学方法教育。

2. 教学目标

(1)知识目标:概述dna分子结构的主要特点。

(2)能力目标:制作dna分子双螺旋结构模型。

(3)情感态度与价值观目标:体验dna双螺旋结构模型的构建历程,感悟科学研究中蕴含的科学思想和科学态度。

3. 教学重点

(1)dna分子结构的主要特点。

(2)制作dna分子双螺旋结构模型。

4. 教学难点

dna分子结构的主要特点。

5. 教学设计的基本理念

美国教育学家克莱恩曾经说过:“最佳的学习方法是先做后辨认,或是一边做一边辨认。”本节内容以dna模型为依托,让学生在分析相关资料的基础上动手构建物理模型,最后通过小组间的交流、比较和归纳,水到渠成得出dna分子结构的主要特点,同时体会科学发展史中蕴含的科学方法和科学思想,达到在探究活动中获得知识的教学目标。

6. 教学过程

6.1案例引趣,导入新课

案例介绍:为迎接世界华人生物科学家大会,北京大学生命科学学院准备在新落成的办公楼大厅内建造3座雕塑,其中为了纪念dna双螺旋结构发现50周年,北京大学向世纪盛典公司定作了一座名为“旋律”的不锈钢雕塑,雕塑以双螺旋结构为构思蓝本,整体镀钛,价格6万元。合同签订后,世纪盛典公司如期完工,北大也按照合同约定支付了款项。但是,雕塑参展将近一个月后,一位北大教授发现双螺旋雕塑的螺旋方向反了,呈顺时针方向螺旋上升,与50年前发现的逆时针旋转结构不符,虽然上世纪70年代也发现了左旋顺时针方向的双螺旋结构,但是这次华人生物科学家大会的主题之一就是为了纪念dna双螺旋结构发现50周年,左旋方向的双螺旋结构雕塑不能被北大校方认可。考虑到科学家大会即将召开,世纪盛典公司随后又按照更改后的图纸为北大重新制作了雕塑。世纪盛典公司向北大提出给付第二次制作雕塑的成本费用4.8万元的要求,但北大拒绝了这项要求。世纪盛典公司遂将北京大学起诉到法院。

教师提问:案件发生的原因是什么?借此引出本节课的学习内容:dna的结构是怎样的,有什么特点?

6.2 资料分析,模型构建

教师设问质疑:“科学家是如何揭示dna分子结构的?”

指导学生阅读dna双螺旋结构模型的构建过程,认真思考以下问题后小组交流讨论:

(1)沃森和克里克开始研究dna结构时,科学界对dna已有的认识是什么?

(dna分子是以4种脱氧核苷酸为基本单位连接而成的长链,呈螺旋结构。)

(2)沃森、克里克在前人已有的认识上,采用什么方法研究dna结构?(模型建构。)

(3)沃森和克里克先后分别提出了怎样的模型?

(a、螺旋结构(三螺旋、双螺旋):碱基位于外部;b、双螺旋结构:磷酸-脱氧核糖位于外部,碱基位于内部,相同碱基配对;c、双螺旋结构:磷酸-脱氧核糖(骨架)位于外部,碱基a-t,g-c配对,位于内部。)

教师引导,学生根据资料信息利用模型盒尝试构建dna结构模型

(1)组装一个脱氧核苷酸模型:(注意三种物质的连接位置)

(2)组装脱氧核苷酸长链:

(学生阅读资料:磷酸-脱氧核糖骨架排列在外侧,推测脱氧核苷酸之间通过磷酸-脱氧核糖相互连接)

(3)构建脱氧核苷酸双链

学生根据自己对dna结构的已有认识,可能有同学构建如下双链模型:

教师提示学生进行自检、组内和组间互评,发现问题:磷酸-脱氧核糖骨架应排列在外侧,而碱基位于双链内部。并由学生提出解决方案:一条脱氧核苷酸链不动,互补链旋转180度。改进后的模型如下:

学生观察新模型后,提出作为遗传物质的dna分子必须具有稳定性,而该模型不能保证dna结构的稳定性,提出修改方案: a-t碱基对与g-c碱基对具有相同的形状和直径,让让a与t配对,g与c配对,组成的dna分子才具有稳定的直径。再次改进模型如下:

(4)学生构建dna的立体结构:双螺旋结构模型。

6.3 dna分子结构的主要特点

学生对制作的模型进行自评、组内和组间评价后,观察不同dna 双螺旋模型的共同点,总结dna分子双螺旋结构的主要特点:

(1)两条链反向平行盘旋成双螺旋结构;

(2)外侧为脱氧核糖和磷酸交替连接构成基本骨架;

(3)内侧为氢键连接形成的碱基对,以碱基互补配对原则配对。

6.4 dna分子结构具有特异性和多样性

通过对比各小组制作的dna模型,发现不同dna 分子的结构并不尽相同,差异表现在dna双链碱基对的排列顺序不同,碱基排列顺序的千变万化构成dna分子的多样性,而特定的碱基排列顺序构成每一个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。

6.5 dna分子双螺旋结构中四种碱基的数量关系

记录本小组制作的dna模型中四种碱基的数量,并将几个小组的结果进行合并,统计、归纳双链dna分子中四种碱基数量的比例关系。

6.6 情感教育提升

在资料分析、模型制作基础上,教师引导学生思考、讨论:与同时代的科学家相比,沃森和克里克最终取得成功的原因是什么?

(善于利用他人的研究成果和经验;善于与他人交流和沟通;研究小组成员在知识背景上互补;对所从事的研究有兴趣和激情等。)

6.7 课后延伸

鼓励学生在课后总结在制作和运用dna分子模型的过程中的经验得失,寻找更好的材料用具和方法,设计制作更科学、更美观、使用更方便的dna双螺旋结构模型。

《基因的本质》教案3

一、设计理念

根据新课程理念,高中生物学教学重在培养学生的科学思维、科学方法、科学精神等生物学科学素养,因此,本节课以“自主探究科学发现的过程来学习科学研究的方法”为设计理念,切实落实主体性教学,提高学生的探究能力,训练学生科学的思维方法。

二、教材分析

1.地位和作用

“dna是主要的遗传物质”一节是新课标教材人教版必修2第3章第1节的内容,是在前面学习了有关细胞学基础(有丝分裂、减数分裂和受精作用)、阐明了染色体在前后代遗传中所起的联系作用、分析了染色体的主要成分是dna和蛋白质的基础上来学习的。在相当长的时间里,人们一直把蛋白质作为遗传物质,那么,遗传物质是dna还是蛋白质呢?教材在此埋下伏笔,然后通过两个经典实验证明了dna是遗传物质,最后列举少数生物只有rna而没有dna的事实,得出“dna是主要的遗传物质”这一结论。

本节内容在结构体系上体现了人们对科学理论的认识过程和方法,是进行探究式教学的极佳素材。在教学中,通过发挥学生的主体作用,优化课堂结构,妙用科学史实例,把知识的传授过程优化成一个科学的探究过程,让学生在探究中学习科学研究的方法,从而渗透科学方法教育。

2.重点和难点

教学重点

(1)肺炎双球菌转化实验的原理和过程。

(2)噬菌体侵染细菌实验的原理和过程。

教学难点

(1)肺炎双球菌转化实验的原理和过程。

(2)如何理解dna是主要的遗传物质。

三、教学目标

1.知识目标

(1)知道肺炎双球菌转化实验和“同位素标记法”是研究噬菌体侵染细菌所采用的方法,也是目前自然科学研究的主要方法。

(2)分析证明dna是主要的遗传物质的实验思路。

2.能力目标

(1)分析证明dna是遗传物质的实验设计思路,提高逻辑思维的能力。

(2)用“同位素标记法”来研究噬菌体浸染细菌的实验,说明dna是遗传物质,蛋白质不是遗传物质,训练学生由特殊到一般的归纳思维的能力。

3.情感目标

学习科学家严谨细致的工作作风和科学态度以及对真理不懈追求的科学精神,进一步激发学生辩证唯物主义世界观的树立。

四、教学模式

根据主体性教学目标,以“自主性、探究性、合作性”为学生学习的三个基本维度,以培养学生的科学素质为指导,以侧重科学方法教育为归宿,本节课采用“引导探究”教学模式,融合讨论法、比较法、归纳法等多种教学方法,并配以多媒体辅助教学,引导学生模拟科学发现过程,进行分析、讨论、归纳和总结。

“引导探究”教学模式流程: 设疑导入→引导探索→归纳总结→拓展升华

五、教学程序

教学

环节

教师

活动

学生

活动

设计

意图

设疑

导入

多媒体展示商品条形码。

请同学们说一说在哪些地方见到这些条形码,它们有什么作用?

从而引导学生思考:在生物体内,有没有类似商品条形码这样隐含着生命信息的“条形码”呢?它在哪里?又是如何传递的?

学生根据日常生活经

验获取的信息回答:

商品上的条形码包含着商品名称、价格、生产日期、产地等信息。

联系生活实际,创设问题情景,以此来激发学生强烈的求知欲。

引导探索

一、对遗传物质的早期推测

指导学生阅读。

二、肺炎双球菌的转化实验

教师用多媒体展示肺炎双球菌转化实验(四组,见教材43页)。并提出问题:

1.实验先进行第一、二组的目的是什么?可否直接进行第四组?

2.对比分析第一、二组说明什么?第二、三组说明什么?第三、四组又说明什么?

3.该实验能否证明dna是遗传物质?该实验的结论是什么?

4.艾弗里实验最关键的设计思路是什么?

教师引导学生共同得出结论:

第一、二组起对照作用,证明r型细菌和s型细菌的作用,同时可排除使小鼠死亡的其他原因。因此,不能直接进行第四组。

第一、二组说明了r型细菌不具有致死性,s型细菌具有致死性;第二、三组说明了死亡的s型细菌不具有致死性;第三、四组说明了r型活细菌与s型死细菌混合培养后产生了s型活细菌,并且这种转化的性状可以遗传。

该实验不能证明dna是遗传物质。其结论是s型细菌中有一种转化因子能使r型活细菌转化为s型活细菌。

最关键的设计思路是将dna与多糖、脂质、蛋白质、rna分开,分别与r型活细菌混合培养,直接、单独地观察它们的作用。

三、噬菌体侵染细菌的实验

课件展示赫尔希和蔡斯所做的噬菌体侵染细菌的实验(教材第45页)。

提出问题供学生讨论,教师深入小组成员中参与讨论。

1.该实验用了什么方法?在什么探究中还用过此方法?

2.用35s、32p标记物质的理论基础是什么?能否用14c和18o进行标记?

3.如果实验用上述方法进行,测试的结果如何?表明了什么?

4.噬菌体在细菌体内的增殖是在哪种物质的作用下完成的?子代噬菌体的蛋白质和dna分别是怎样形成的?

5.此实验的指导思想是什么?

6.此实验证明dna具备遗传物质的哪些特性?实验的结论是什么? 教师引导学生共同得出结论:

用同位素标记法。

用35s、32p标记是因为dna中p的含量多,蛋白质中p的含量少;蛋白质中有s而dna中没有s。而dna和蛋白质中均含有c和o两种元素。

用带35s的噬菌体侵染细菌,产生的新的噬菌体都不带标记。用带35p的t2噬菌体侵染细菌,产生的新的噬菌体带标记。用35p标记蛋白质的噬菌体侵染后,细菌体内无放射性,即表明噬菌体的蛋白质没有进入细菌内部;而用32p标记dna的噬菌体侵染细菌后,细菌体内有放射性,即表明噬菌体的dna进入了细菌体内。

由实验过程分析可知:噬菌体是在自身dna的作用下在细菌体内完成增殖的。dna是自我复制形成的,蛋白质是在dna指导下合成的。

指导思想是将dna与蛋白质分开,分别去感染细菌,直接、单独地观察它们的作用。

证明了dna能自我复制,具有连续性;能指导蛋白质的合成。结论:dna是遗传物质,蛋白质不是。

四、烟草花叶病病毒感染烟草的实验

教师提供给学生烟草花叶病病毒相关知识,引导学生设计实验方案证明rna也是遗传物质(参照前面的实验)

学生阅读思考问题:20世纪30年代以前,人们认为蛋白质是遗传物质。

分组讨论、观察并用语言描述实验过程。最后得出结论。

1.分组、学生观察用语言描述实验过程。

2.学生观察、分析、讨论问题。

学生结合肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌的实验进行分组讨论、设计实验方案,进行实验探究;然后汇报交流实验方案和实验现象、分析原因。

让学生沿着科学的发展轨迹分析问题。

1.培养学生的语言组织能力。

2.培养学生观察能力和分析问题的能力。

3.培养学生处理信息和归纳总结能力

4.培养学生的合作精神。

培养学生探究问题与设计实验的能力及创新意识。

归纳

总结

教师让学生根据以上实验思考问题:

不同生物的遗传物质是什么?

学生分析、讨论:

dna是主要的遗传物质

培养学生分析、总结的能力。

培养学生自主学习的能力。

拓展

升华

1.请学生思考并回答教材课后习题。

2.结合格利菲思、艾弗里、赫尔希与格勒等人的实验,分析作为遗传物质应具备哪些特点?

学生结合所学知识进行分析,以加深对所学知识的理解和应用。 培养学生应用知识解决实际问题的能力。

六、反思

本节课的教学内容涉及的实验,在现有的实验室条件下是不可能完成的,在传统的教学中,都是老师滔滔不绝地讲,学生默默地听,课堂气氛沉闷,教学效率低下,更谈不上培养学生自主学习的能力和探究能力。采用了引导探究式的教学方法后,教师通过创设自主合作的学习情景、平等融洽的人际环境,激发学生的学习积极性。教师由单纯的信息表达者转变成信息的加工者、组织者,处于主导地位;学生不是被动地接受知识,而是走进科学家的探究历程,在观察和思考中,愉快地学习,处于主体地位。这样在课堂教学过程中通过师生互动、生生互动,让课堂充满了活力,新课改理念得到了落实。

本--依据课程标准,挖掘了教学内容中的科学探究内涵,充分利用它让学生感受、理解知识的产生和发展过程,掌握科学探究的基本方法。如格里菲斯的肺炎双球菌转化实验、艾弗里证明dna是遗传物质的实验、噬菌体侵染细菌的实验。既包含了科学家持之以恒的宝贵品质,又反映了科学家在研究过程中的创造性思维过程(将dna与蛋白质分开研究)。在潜移默化中,培养了学生的探究精神和创造性思维品质。

《基因的本质》教案4

一、--的基本理念

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、教学过程

(一)提出问题

以美国历史上第一位华裔首席刑侦鉴定专家李昌钰的杰出成就为切入点,先后展示我校探究实验室的pcr仪图片、dna指纹检测图等,并交流以下问题:dna指纹图上的片段代表什么?是否就是基因?(很多学生都会回答是基因。)借此引出核心问题的探讨:基因是否等于dna?

(二)资料分析,解决问题

指导学生阅读新教材“遗传与进化”本节内容的资料1和3(从数量关系上分析基因与dna的关系),并思考以下问题:

1.一个dna分子就是一个基因吗?

2.填写下页表:

通过对资料中数据的分析,学生写出关系式:全部基因的碱基对数<dna分子的碱基对数,并得出以下结论:基因是dna的片段。< p="">

问:人的dna分子中,有98%不能称为基因,而只有2%能称为基因,同样是dna的一段序列,之所以能称为基因,有何特殊的作用?阅读资料2和4(从基因的作用进行分析),并思考以下问题:

1.资料2中转基因小鼠为何能发光?为何要设置第3号小鼠?

2.吃得多就一定能长胖吗?资料4中的hmgic基因起什么作用?

学生能从资料2中的信息比较容易地得出转基因小鼠发光是因为获得了海蜇的绿色荧光蛋白基因。在这里教师对学生的回答进行挖掘提升:小鼠能发光,证明海蜇的这种基因不仅传给小鼠,而且能表现出来,起到控制小鼠的特定性状的作用,即具有了特定的“效应”。另外,提问“设置3号小鼠”的目的,是为了强调对照实验方法在生物学实验中的广泛应用,进一步培养学生的生物学技能。分析资料4就可以得到相关信息:hmgic基因就能起到控制小鼠肥胖这一性状的作用。学生自然得到以下结论:基因具有特定的遗传效应。

学生结合上述资料,就能很顺利地从dna水平上给基因下一个完整的定义:基因是有遗传效应的dna片段。

(三)情境活动,深入问题

问:为什么dna分子能储存大量的遗传信息?

结合脱氧核苷酸的结构简图,学生很容易发现遗传信息就应该蕴藏在四种碱基的排列顺序之中。

引导学生活动:探究脱氧核苷酸序列与遗传信息的多样性。

根据情境,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。

(四)总结

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。最后要求学生理清基因、dna和染色体之间的关系,并且画概念图。此题具有一定的开放性,能够给学生足够的思维空间,也能够帮助学生更好地理解三者之间的关系。

《基因的本质》教案5

第一节 dna是主要的遗传物质

一、知识结构

二、教材分析

1.本小节教材主要讲述dna是遗传物质的直接证据---“肺炎双球菌的转化实验”和“噬菌体侵染细菌的实验”。本小节的引言部分,首先联系前面所学知识,指出dna和蛋白质都是染色体的重要组成成分。然后,引导学生思考一个曾经在科学界争议了很长时间的问题:“dna与蛋白质究竟谁是遗传物质?”这样既点出了本小节要研究的主题,又可以引起学生探究这一问题的兴趣。在讲述dna是遗传物质的实验证据时,为了加强学生科学思维方法的培养,教材采用了先交代科学家对实验的设计思想,即把dna和蛋白质分开,单独地、直接地去观察dna的作用;然后再讲述实验过程的方法。为了使学生更全面地理解dna是真正的遗传物质这一结论。与原教材相比,本教材在教学内容上增加了肺炎双球菌转化实验内容。在讲述噬菌体侵染细菌的实验时,也改变了旧教材中直接说明“噬菌体将dna注入细菌”的叙述方法,而是用研究时采用的“同位素标记法”来说明。这样讲述符合科学研究的过程,可以很自然地导出dna是遗传物质的结论,使学生容易接受,并且能使学生受到科学方法教育。

2.本小节教材的最后安排了“dna的粗提取与鉴定”实验。通过这一实验,不仅要使学生学会dna粗提取和鉴定的方法,更重要的是培养学生的动手能力和学会进行科学实验的一些基本技能。

3.本小节内容与其他章节的联系:

①染色体和dna的关系,与第一章《组成生物体的化合物》中核酸知识有关;

②dna是遗传物质还与《细胞增殖》有关;

③dna是遗传物质与《生物的生殖和发育》紧密联系。

三、教学目标

1.知识目标

dna是主要的遗传物质(c:理解)

2.能力目标

(1)从生殖过程、染色体化学组成以及遗传物质存在部位划分来分析染色体是遗传物质的主要载体,训练学生逻辑思维的能力。

(2)以噬菌体侵染细菌的实验说明dna是遗传物质,训练学生由特殊到一般的归纳思维的能力。

四、重点•难点和解决方法

1.重点

(1)肺炎双球菌的转化实验的原理和过程。

(2)噬菌体侵染细菌实验的原理和过程。

2.难点

肺炎双球菌的转化实验的原理和过程。

3.解决方法

(1)使用挂图、投影仪或展示平台等进行直观教学。

(2)图文对照阅读,加深对知识的理解。

(3)列表展示,充分调动学生学习积极性,提高教学质量。

五、教具准备

噬菌体侵染细菌示意图;投影仪或展示平台;多媒体课件。

六、学法指导

指导学生听课,让学生学会思考。具体包括:

1.让学生领悟课堂的教学目标;

2.使学生抓住教学重点;

3.让学生正确处理好听课与记笔记的关系。

七、课时安排 1课时

[一] 教学程序

导言:生活中同学们听过这样—些话语:“龙生龙,凤生风,老鼠生来会打洞”;“种瓜得瓜,种豆得豆”;那么谁知道这讲述的是自然界的一种什么现象呢? 还有:“一母生九子,连母十个样”。这又说明什么呢?

学生活动:讨论思考回答:说明生物界的遗传变异现象。

教师提示:在第一册教材的绪论中我们曾讲到,遗传和变异是生物体的六个基本特征之一,今天我们共同来探讨这方面的知识。

提问:再举例说明什么是遗传?什么是变异?

学生联系实际回答:(略)

教师在学生回答的基础上进一步点拨,必须明确:

(1)遗传和变异是生物体最重要的特征。

(2)生物遗传的特性,使生物界的物种能保持相对稳定。生物的变异特性,使生物个体能产生新的性状,以至形成新的物种。遗传和变异是对立统一的关系,是生物进化的重要因素。

通过例题对该知识进行理解:

[例]从地层里挖出来的千年古莲种子,种在泥塘仍能萌发,生叶开花,但花色与现代莲稍有不同,说明生物具有 ( )

a.适应性 b.多样性 c.变异性 d.遗传性和变异性

答案:d

一、dna是主要的遗传物质

设疑:同学们是否知道遗传物质是什么?遗传物质的载体是什么?

学生回答:(略)

教师给予肯定并讲述:现代细胞学和遗传学已研究得知,遗传物质是dna和rna,染色体是遗传物质的主要载体,本节课就此问题与同学们探讨一下:

(一)染色体是遗传物质的主要载体

多媒体课件银幕显示:哺乳动物产生子代的染色体变化图。

并展示下列并提问:

(1)亲代与子代之间要保持染色体数目的恒定,必须经过哪些过程?

(2)染色体数目是如何变化的,其特点如何?

(3)染色体的化学成分主要有哪些?

学生活动:观察、思考、讨论并回答(略)

教师鼓励并点拨(细胞水平):亲代与子代是以生殖细胞作为“桥梁”,通过对细胞的有丝分裂、减数分裂和受精作用的研究,人们了解到染色体在生物的传种接代过程中能保持一定的稳定性和连续性。故人们认为染色体在遗传上有重要作用。

染色体为什么在遗传上起作用呢?

通过对染色体的化学成分分析(分子水平):得知它主要是由dna和蛋白质组成的,其中dna在染色体里含量稳定,是主要的遗传物质。由于细胞里的dna大部分在染色体上,因此,染色体 是遗传物质的主要载体。

还有什么是遗传物质的载体?

学生联系前面知识回答:线粒体、叶绿体。

那么,科学家是如何证明dna是遗传物质呢?

他们的做法是:设法把dna和蛋白质分开,单独地、直接地去观察dna的作用,下面介绍两个经典实验。

(二)肺炎双球菌的转化实验

学生活动:阅读教材第2页,了解肺炎双球菌的两种类型:r型和s型。

教师投影显示格里菲思的如下实验:

(1)活的无毒性的r型细菌 老鼠→健康

(2)活的有毒性的s型细菌 老鼠→死亡

(3)灭活的s型细菌 老鼠→健康

(4)活的r型 + 死的s型 老鼠→死亡

师生从投影的四组实验共同讨论看出:在第四组实验中,已经被加热杀死的s型细菌中,定含有一种促使r型细菌转化成s型细菌的活性物质,那么它到底是什么呢?

在1944年,美国科学家艾弗里和他的同事,做了如下实验:

把s型细菌的组成物质全部分离,并分别与r型细菌混合培养,得到如下结果:

学生通过上图对比,得知是s型细菌的dna使得r型转化成s型细菌,并能传递给后代,说明dna是遗传物质。

(三)噬菌体侵染细菌实验

学生活动:阅读教材p4,了解t2

噬菌体的结构和化学组成。

教师显示t2噬菌体挂图并强调:t2噬

菌体是由头部和尾部组成的,头部和尾

部的外壳是由蛋白质组成,在头部内含

有一个dna分子。它是一种专门寄生在细

菌体内的病毒。而细菌是一种单细胞的

原核生物。

设疑:

(1)科学家为什么把噬菌体作为研

究dna是遗传物质的材料?

(2)科学家是如何进行研究的?

学生活动:阅读教材p4页并回答,由于t2噬菌体只有dna和蛋白质两种化学物质组成,而dna是由c、h、o、n、p五种元素组成,蛋白质是由c、h、o、n,有的含有p和s元素组成的。所以科学家采用放射性同位素标记法进行研究。

教师投影显示如下表格:

亲代噬菌体 寄主细胞内 子代噬菌体

32p标记dna 有32p标记dna dna有32p标记

35s标记蛋白质 无35s标记蛋白质 外壳蛋白质无35s标记

学生讨论总结得出结论:dna分子具有连续性,是遗传物质。

再设疑:遗传物质是否只有dna一种呢?

学生阅读教材第4页可知:除了dna外还有rna,如烟草花叶病毒,它不含dna,只含有蛋白质和rna,在这两种成分中,科学家研究证明rna是遗传物质。因为绝大多数生物的遗传物质是dna,所以说dna是主要的遗传物质。

[三] 教学目标巩固

1.艾弗里的实验结果证明s型细菌中哪种物质导致r型细菌转化的,说明什么问题?

2.噬菌体侵染细菌实验证明蛋白质是遗传物质,还是dna是遗传物质?

3.遗传物质的主要载体是什么?为什么?

[四] 布置作业

1.完成p7复习题第一、二题。

2.在证明dna是遗传物质的几个著名经典实验中,在实验设计思路中最关键的是 ( )

a.要用同位素标记dna和蛋白质 b.要分离dna和蛋白质

c.要得到噬菌体和肺炎双球菌 d.要区分dna和蛋白质,单独观察它们的作用

答案:d

3.玉米叶肉细胞中dna的载体是 ( )

a.线粒体、中心体、染色体 b.叶绿体、核糖体、染色体

c.染色体、中心体、核糖体 d.染色体、叶绿体、线粒体

答案:d

[五] 总结

本节课主要学习了征明dna是主要遗传物质的两个经典实验:

(一)肺炎双球菌转化实验:证明s型细菌中的dna是转化因子并能够使后代具有连续性--说明是遗传物质。

(二)噬菌体侵染细菌:证明噬菌体的蛋白质和dna两种成分是dna进入细菌体内并产生出与亲代噬菌体性状相同的子代噬菌体--说明dna是遗传物质。最后指出遗传物质除了dna外还有rna,但绝大多数生物的遗传物质是dna,所以说dna是主要的遗传物质。

[六] 板书设计