第六章 遺傳信息的傳遞和表達(dá)

1 / 6第六章 遺傳信息的傳遞和表達(dá)第六章遺傳信息的傳遞和表達(dá) 第一節(jié)遺傳信息 1 教材分析 內(nèi)容與地位“遺傳信息”一節(jié)，先聯(lián)系學(xué)過(guò)的組成生命體的 4 種主要化合物，哪種是遺傳物質(zhì)？先通過(guò)米歇爾發(fā)現(xiàn)核質(zhì)引出染色質(zhì)，再根據(jù)染色體在前后代遺傳中所起的聯(lián)系作用，孚爾根染色法發(fā)現(xiàn) DNA 在染色體中，它的主要成分是 DNA 和蛋白質(zhì)。那么，遺傳物質(zhì)是 DNA 還是蛋白質(zhì)呢?組織學(xué)生討論遺傳物質(zhì)的特點(diǎn)，然后通過(guò)噬菌體侵染大腸桿菌實(shí)驗(yàn)證明了 DNA 是遺傳物質(zhì)，最后列舉少數(shù)生物只有 RNA 而沒(méi)有 DNA 的事實(shí)，得出“DNA 是主要的遺傳物質(zhì)”這一結(jié)論。DNA 的結(jié)構(gòu)是一個(gè)重點(diǎn)，它對(duì)生物的遺傳和變異現(xiàn)象，以及遺傳規(guī)律的理解都有重要的作用本節(jié)內(nèi)容在結(jié)構(gòu)體系上體現(xiàn)了人們對(duì)科學(xué)概念的認(rèn)識(shí)過(guò)程和方法，是進(jìn)行探究式教學(xué)的極佳素材。在教學(xué)中，通過(guò)發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用，優(yōu)化課堂結(jié)構(gòu)，妙用科學(xué)史實(shí)例，把知識(shí)的傳授過(guò)程優(yōu)化成一個(gè)科學(xué)的探究過(guò)程，讓學(xué)生在探究中學(xué)習(xí)科學(xué)研究的方法，從而滲透科學(xué)方法教育。DNA 的雙螺旋結(jié)構(gòu)比較抽象，可以用模型搭建的方法幫助學(xué)生建立起感性認(rèn)識(shí)。教學(xué)目標(biāo).知識(shí)與技能（1）理解 DNA 分子的化學(xué)組成、堿基配對(duì)原則（2）理解 DNA 分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)2 / 6（3）知道 DNA 與基因的關(guān)系.過(guò)程與方法（1）閱讀實(shí)驗(yàn)證據(jù)，認(rèn)識(shí)核酸是遺傳物質(zhì)的事實(shí)（2）經(jīng)歷 DNA模型搭建活動(dòng).情感態(tài)度與價(jià)值觀（1）通過(guò)學(xué)習(xí)DNA 是遺傳物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)證據(jù)，感受科學(xué)探究過(guò)程，感悟科學(xué)家在探究過(guò)程中勇于探索的精神以及嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度（2）懂得遺傳物質(zhì)和遺傳信息的重要價(jià)值重點(diǎn)與難點(diǎn).重點(diǎn)（1）DNA 是遺傳物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)證據(jù)（2）DNA 分子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)（3）基因的概念.難點(diǎn)（1）DNA 雙螺旋結(jié)構(gòu)（2）DNA 和基因的關(guān)系 2 學(xué)情分析 學(xué)生已經(jīng)掌握了染色體的化學(xué)組成、蛋白質(zhì)與核酸的元素組成等相關(guān)知識(shí)，病毒的結(jié)構(gòu)等生物知識(shí)，這為新知識(shí)的學(xué)習(xí)奠定了認(rèn)知基礎(chǔ)。高中學(xué)生具備了一定的認(rèn)知能力，思維的目的性、連續(xù)性和邏輯性也已初步建立，對(duì)事物的探究有激情，可以讓他們初步實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)模擬科學(xué)探究過(guò)程。3 教學(xué)方法設(shè)計(jì) 以“自主性(主動(dòng)性)、探究性、合作性”為課堂學(xué)生學(xué)習(xí)的三個(gè)基本維度，以培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)為指導(dǎo)，以側(cè)重科學(xué)方法教育為目標(biāo)，本節(jié)課采用“探究發(fā)現(xiàn)”教學(xué)模式，并配以多媒體輔助教學(xué)，教師通過(guò)列舉事例，引導(dǎo)學(xué)生模擬科學(xué)發(fā)現(xiàn)，進(jìn)行分析、討論、歸納和總結(jié)。 “探究發(fā)現(xiàn)”教學(xué)模式基本程序: 4 教學(xué)過(guò)程概述 3 / 6教學(xué)環(huán)節(jié)教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖創(chuàng)設(shè)情境 裕語(yǔ):“種瓜得瓜，種豆得豆” 生物有遺傳現(xiàn)象設(shè)疑引入 問(wèn)題：在已經(jīng)學(xué)過(guò)的四種大分子物質(zhì)哪種物質(zhì)可能是遺傳物質(zhì)？ 提出問(wèn)題閱讀材料：探索遺傳物質(zhì)的歷程展示資料和圖片和學(xué)生共同得出結(jié)論 1米歇爾發(fā)現(xiàn)核質(zhì)（染色質(zhì)）2植物、動(dòng)物體細(xì)胞中都有一定數(shù)量的染色體（展示細(xì)胞中染色體圖片）3科塞爾發(fā)現(xiàn)染色體成分：DNA、蛋白質(zhì) 4.孚爾根染色發(fā)現(xiàn)：DNA 主要存在于染色體上閱讀材料，思考，與教師一起得出結(jié)論染色體與遺傳有關(guān)引出遺傳物質(zhì)是什么的思考設(shè)疑提出問(wèn)題：是 DNA 還是蛋白質(zhì)思考 假設(shè)當(dāng)時(shí)科學(xué)家認(rèn)為是蛋白質(zhì)，因?yàn)榈鞍踪|(zhì)的結(jié)構(gòu)可能更復(fù)雜 引出遺傳物質(zhì)的條件總結(jié)遺傳物質(zhì)的條件 1.遺傳物質(zhì)必須能夠自我復(fù)制 2.含有大量遺傳信息 3 遺傳物質(zhì)結(jié)構(gòu)相對(duì)穩(wěn)定,但在一定條件下能夠發(fā)生變化,且變化可遺傳 學(xué)生回答遺傳物質(zhì)是 DNA 還是蛋白質(zhì)的初步判斷實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本方法 1.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中材料的選擇：噬菌體 2.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的思路如何知道 DNA 和蛋白質(zhì)在遺傳中的作用 3.結(jié)果觀察（同位素標(biāo)記）4.結(jié)論描述思考回答 1 選噬菌體的原因4 / 6（結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，只有 DNA 和蛋白質(zhì)）2.把 DNA 和蛋白質(zhì)分開(kāi)，單獨(dú)觀察它們?cè)谶z傳中的作用 3.觀察子代中的放射性是遺傳物質(zhì) 經(jīng)典實(shí)驗(yàn)經(jīng)典實(shí)驗(yàn)：噬菌體侵染大腸桿菌實(shí)驗(yàn)講述過(guò)程，展示多媒體課件，提出問(wèn)題，1.噬菌體的結(jié)構(gòu) 2.用什么元素分別標(biāo)記 DNA 和蛋白質(zhì)？3.實(shí)驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明什么？4.這個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)懿荒苷f(shuō)蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)？5.如果要證明蛋白質(zhì)不是該如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)？回答問(wèn)題：噬菌體的蛋白質(zhì)外殼并沒(méi)有進(jìn)入細(xì)菌體內(nèi)，在遺傳中起作用的是 DNA.得出結(jié)論：DNA 是遺傳物質(zhì)。 可以引導(dǎo)學(xué)生閱讀 p45 頁(yè)，埃弗里實(shí)驗(yàn)教師小結(jié)其他科學(xué)家的實(shí)驗(yàn)表明，沒(méi)有 DNA 的生物，RNA 是遺傳物質(zhì) 結(jié)論：DNA 是主要遺傳物質(zhì)知識(shí)介紹的發(fā)現(xiàn)(沃森和克里克在已知 DNA 中嘌呤堿基等與嘧啶堿基的前提下，又根據(jù)別的科學(xué)家拍攝的 DNA 的 X 衍射圖片，建立了雙螺旋模型)的結(jié)構(gòu)（搭建模型加深理解）中的遺傳信息情感目標(biāo)：合作、堅(jiān)持、多學(xué)科綜合理解什么叫遺傳信息？理解 DNA 結(jié)構(gòu)與遺傳的關(guān)系 DNA 特性：多樣性，穩(wěn)定性，特異性基因與 DNA 的關(guān)系展示圖片，基因與 DNA 及遺傳的關(guān)系 理解5 / 65.探究活動(dòng) 探究活動(dòng)之一:實(shí)驗(yàn)材料的探究 鋪墊:選擇合適的實(shí)驗(yàn)材料，這是科學(xué)研究取得成敗的關(guān)鍵。無(wú)論是高等的、復(fù)雜的，還是低等的、簡(jiǎn)單的生物，它們共同具有的物質(zhì)基礎(chǔ)都是蛋白質(zhì)和核酸。設(shè)疑:既然都含有蛋白質(zhì)和核酸，你覺(jué)得選擇什么樣的生物做實(shí)驗(yàn)材料才合適?學(xué)生討論:(略)學(xué)生探究:從真核生物、原核生物、病毒等生物類(lèi)群來(lái)進(jìn)行分析、比較、篩選最佳材料。教師點(diǎn)拔:越簡(jiǎn)單，越低等的生物，含有的物質(zhì)越少，分析起來(lái)簡(jiǎn)便、快捷、干擾因素少，容易得出結(jié)論，并且誤差小。病毒是最合適的實(shí)驗(yàn)材料，成分與染色體相似，在生殖過(guò)程中兩種成分分開(kāi)，生活史短，繁殖力強(qiáng)。模擬、探究、剖析 噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)設(shè)疑:噬菌體非常小，實(shí)驗(yàn)時(shí)怎樣觀察?引導(dǎo)提問(wèn):DNA 和蛋白質(zhì)的化學(xué)元素構(gòu)成?“思考題”:為什么選擇 35S 和 32P 這兩種同位素分別對(duì)蛋白質(zhì)和DNA 作標(biāo)記?用 14c 和 18o 等同位素，行嗎?讀圖、分析 親代噬菌體細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)子代噬菌體實(shí)驗(yàn)結(jié)論 35S 標(biāo)記蛋白質(zhì)外殼 32P 標(biāo)記 DNA結(jié)論:噬菌體的復(fù)制過(guò)程中 DNA 具有連續(xù)性，是遺傳物質(zhì)。 (2)肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生沿著科學(xué)家的思維軌跡，6 / 6分析每一步實(shí)驗(yàn)說(shuō)明一個(gè)什么問(wèn)題，設(shè)計(jì)的意圖何在?以學(xué)案的形式，事先印發(fā)給學(xué)生:實(shí)驗(yàn)步驟現(xiàn)象結(jié)論設(shè)計(jì)意圖分析將無(wú)毒性的 R 型活細(xì)菌注射到小白鼠體內(nèi)將有毒性的 S型活細(xì)菌注射到小白鼠體內(nèi)將加熱殺死后的 S 型注射到小白鼠體內(nèi)將無(wú)毒性的 R 型細(xì)菌與加熱殺死后的 S 型細(xì)菌混合，注封到小白鼠體內(nèi)質(zhì)疑:同學(xué)們，如果你是當(dāng)時(shí)的科學(xué)家，你認(rèn)為在確定“轉(zhuǎn)化因子”的實(shí)驗(yàn)中，關(guān)鍵的設(shè)計(jì)思路是什么?學(xué)生討論、交流:(略)多媒體展