23示范教案（遺傳信息的攜帶者——核酸）

1、i3721 中小學(xué)教學(xué)資源網(wǎng) 第3節(jié) 遺傳信息的攜帶者核酸從容說(shuō)課遺傳信息的攜帶者核酸的知識(shí)，學(xué)生在日常生活中很少有感性的認(rèn)識(shí)，所以教學(xué)的直觀性非常重要。但是學(xué)生對(duì)遺傳物質(zhì)會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的好奇心，我們可以利用這一點(diǎn)，再結(jié)合新的科技成果來(lái)創(chuàng)設(shè)情景，例如課文中的問(wèn)題探討：DNA指紋法技術(shù)在偵破工作中的用途，來(lái)進(jìn)入新課程的教學(xué)。本節(jié)雖然提出了遺傳信息，但是對(duì)遺傳信息的深入理解需要在遺傳進(jìn)化模塊中完成。這一節(jié)重點(diǎn)是讓學(xué)生了解承載遺傳信息的物質(zhì)核酸。通過(guò)實(shí)驗(yàn)，觀察DNA和RNA在細(xì)胞中的分布，讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中通過(guò)試劑的特殊顯色反應(yīng)，感受到遺傳物質(zhì)核酸的真實(shí)存在和分布情況，這樣對(duì)核酸有一個(gè)比較直觀的感性認(rèn)識(shí)，從

2、而更好地理解核酸的種類有兩種：脫氧核糖核酸（簡(jiǎn)稱DNA）和核糖核酸（簡(jiǎn)稱RNA）。教師在教學(xué)中要注意引導(dǎo)學(xué)生正確地使用顯微鏡的方法和關(guān)鍵的實(shí)驗(yàn)步驟，引導(dǎo)學(xué)生分析問(wèn)題以及如何得出結(jié)論。此實(shí)驗(yàn)是本節(jié)一個(gè)很重要的內(nèi)容。第二個(gè)重點(diǎn)內(nèi)容是理解核酸是一種生物大分子，它是由核苷酸連接而成的長(zhǎng)鏈。教師可以從學(xué)生已有的學(xué)習(xí)知識(shí)入手，從核酸的基本組成元素出發(fā)，由元素組成核苷酸，由核苷酸組成核苷酸鏈，再形成核酸。注意利用課文中兩種核苷酸的比較，以區(qū)分DNA和RNA的基本組成單位的不同，組成兩種核苷酸堿基的不同和所含的五碳糖不同，提高歸納判斷能力。三維目標(biāo)1.知識(shí)與技能（1）說(shuō)出核酸的種類。（2）簡(jiǎn)述核酸的分子結(jié)構(gòu)和

3、功能。（3）懂得以特定的染色劑染色，觀察并區(qū)分DNA和RNA在細(xì)胞中的分布。2.過(guò)程與方法（1）嘗試進(jìn)行自主學(xué)習(xí)和合作學(xué)習(xí)。（2）學(xué)會(huì)運(yùn)用比較、歸納等方法分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果。（3）運(yùn)用互聯(lián)網(wǎng)、圖書(shū)、雜志進(jìn)行資料的收集和整理。（4）積極參加社區(qū)實(shí)踐活動(dòng)，并嘗試進(jìn)行調(diào)查報(bào)告的寫(xiě)作。3.情感態(tài)度與價(jià)值觀（1）參與小組合作與交流，培養(yǎng)學(xué)生自主、探究、合作式的學(xué)習(xí)方式。（2）認(rèn)識(shí)生物科學(xué)的價(jià)值，樂(lè)于學(xué)習(xí)生物科學(xué)，養(yǎng)成質(zhì)疑、求實(shí)、創(chuàng)新及勇于實(shí)踐的科學(xué)精神和科學(xué)態(tài)度。教學(xué)重點(diǎn)1.核酸的分子結(jié)構(gòu)和功能。2.觀察并區(qū)分DNA和RNA在細(xì)胞中的分布。教學(xué)難點(diǎn)觀察并區(qū)分DNA和RNA在細(xì)胞中的分布。教具準(zhǔn)備1.實(shí)驗(yàn)材料的

4、準(zhǔn)備。2.學(xué)生的探究性學(xué)習(xí)預(yù)習(xí)作業(yè)：觀察DNA和RNA在細(xì)胞中的分布。3.脫氧核苷酸和核糖核苷酸分子組成示意圖、脫氧核苷酸長(zhǎng)鏈?zhǔn)疽鈭D、DNA與RNA在化學(xué)組成上的區(qū)別圖。4.實(shí)驗(yàn)的多媒體課件。課時(shí)安排1課時(shí)教學(xué)過(guò)程課前準(zhǔn)備1.實(shí)驗(yàn)材料用具：人的口腔上皮細(xì)胞或青蛙皮膚細(xì)胞、蛙的紅細(xì)胞、蠶豆葉表皮，洋蔥表皮大燒杯，小燒杯，溫度計(jì)，滴管，消毒牙簽，載玻片，蓋玻片，鐵架臺(tái)，石棉網(wǎng)，火柴，酒精燈，吸水紙，顯微鏡質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.9%的NaCl溶液，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.8%的鹽酸，吡羅紅甲基綠染色劑（取A液20 mL,B液80 mL配成染色劑，使用時(shí)現(xiàn)配。A液：取吡羅紅甲基綠粉1 g，加入100 mL蒸餾水中溶解，

5、放入棕色瓶中備用。B液：取乙酸鈉16.4 g,用蒸餾水溶解至1 000 mL。取乙酸12 mL，用蒸餾水稀釋至1 000 mL。取稀釋的乙酸鈉溶液30 mL和乙酸20 mL，加蒸餾水50 mL,配成pH為4.8的溶液），蒸餾水。2.學(xué)生實(shí)驗(yàn)人員的分組（一般4人為一個(gè)小組），實(shí)驗(yàn)的預(yù)習(xí)作業(yè)。3.調(diào)查報(bào)告的一般寫(xiě)法資料準(zhǔn)備。情境創(chuàng)設(shè)首屆國(guó)際DNA證據(jù)研討會(huì)于2004年11月23日至25日在北京人民警察學(xué)院舉行。迄今為止，沒(méi)有任何一項(xiàng)法庭證據(jù)鑒別技術(shù)像DNA鑒定一樣，能夠以99.999 9%的精度鎖定或排除犯罪嫌疑人。在全國(guó)司法系統(tǒng)推廣DNA證據(jù)鑒定技術(shù)，建立全國(guó)聯(lián)網(wǎng)的犯罪現(xiàn)場(chǎng)DNA證據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)以及重

6、點(diǎn)監(jiān)控人群DNA數(shù)據(jù)庫(kù)，對(duì)于大幅提高破案率、縮短結(jié)案時(shí)間，震懾強(qiáng)奸、殺人等惡性犯罪分子，維護(hù)社會(huì)安定具有重要意義。以下是一個(gè)真實(shí)的故事：檢驗(yàn)荔枝DNA找到殺人者 一個(gè)年僅12歲的女孩，失蹤數(shù)日后，在村邊的臭水溝中被人發(fā)現(xiàn)尸體。偵查人員在死者胃里發(fā)現(xiàn)了一種呈咖啡色的肉絲狀物質(zhì)，隨后又在嫌疑人家中發(fā)現(xiàn)了一些發(fā)霉的荔枝殼和荔枝核，兩者之間究竟有無(wú)關(guān)聯(lián)？檢驗(yàn)人員運(yùn)用植物DNA檢驗(yàn)技術(shù)，采用多對(duì)引物進(jìn)行擴(kuò)增檢驗(yàn)，結(jié)果證明在死者胃內(nèi)發(fā)現(xiàn)的咖啡色肉絲狀物質(zhì)就是荔枝肉。檢驗(yàn)進(jìn)一步證明，死者胃內(nèi)所發(fā)現(xiàn)的荔枝肉和嫌疑人家中發(fā)現(xiàn)的荔枝殼具有同一來(lái)源的特性，在所有的引物擴(kuò)增檢驗(yàn)結(jié)果中，果肉和外殼都呈現(xiàn)出相同的DNA譜

7、帶。同時(shí)，警方從市場(chǎng)上隨機(jī)購(gòu)買(mǎi)的荔枝卻與前兩者的DNA譜帶不同。這個(gè)結(jié)果說(shuō)明一個(gè)事實(shí)，在死者胃內(nèi)發(fā)現(xiàn)的荔枝肉與在嫌疑人家中發(fā)現(xiàn)的荔枝殼是同一棵樹(shù)上結(jié)的果實(shí)，具有同一性。在證據(jù)面前，嫌疑人供認(rèn)了犯罪過(guò)程。DNA指紋法技術(shù)在偵破工作中有著重要的用途。眾所周知，每個(gè)人都有指紋，而且每個(gè)人的指紋都很獨(dú)特，刑偵人員將從案發(fā)現(xiàn)場(chǎng)得到的血液、頭發(fā)等樣品中提取的DNA，與犯罪嫌疑人的DNA進(jìn)行比較，就有可能為案件的偵破提供證據(jù)。那么什么是DNA指紋呢？DNA是什么？為什么DNA能夠提供犯罪嫌疑人的信息？師生互動(dòng)（一）學(xué)生分小組進(jìn)行合作式的討論和交流學(xué)生對(duì)DNA指紋法在案件偵破中的作用可能略有所聞，讓學(xué)生分組進(jìn)

8、行合作式的討論，然后讓學(xué)生進(jìn)行交流表達(dá)、回答提出的疑問(wèn)，盡可能地讓所有學(xué)生分享他們對(duì)遺傳物質(zhì)核酸的認(rèn)識(shí)。1.DNA指紋是不是平時(shí)說(shuō)的手指??？（不是）2.怎么知道那些DNA是否來(lái)自同一個(gè)人？（根據(jù)復(fù)雜的檢測(cè)，觀察DNA譜帶是否完全相同）3.DNA可以做身份證嗎？（可以。而且這種身份證是終身的，也是唯一的，能避免同名同姓同地點(diǎn)同時(shí)出生的人身份混淆）可以由學(xué)生自由提問(wèn)，在老師組織下，由同學(xué)答疑，回答不上來(lái)的，再由老師作補(bǔ)充。為什么DNA能夠提供犯罪嫌疑人的信息，這與DNA是遺傳物質(zhì)的本質(zhì)是分不開(kāi)的，因此通過(guò)對(duì)DNA指紋的鑒定，可以判斷兩個(gè)人之間的親緣關(guān)系，DNA指紋在人的一生中是無(wú)法改變的，因此，科

9、學(xué)家只需要一滴血、一根頭發(fā)等就可以對(duì)其DNA指紋進(jìn)行鑒定。DNA指紋分析除了用于破案以外，還廣泛用于其他很多方面，如親子鑒定、鑒別移民、孤兒、難民、遇難者的身份等。4.DNA的中文名稱是什么呢？（脫氧核糖核酸）5.脫氧核糖核酸屬于哪一類的有機(jī)化合物？（核酸）6.核酸有哪些種類？有什么功能？（核酸包括兩大類：一類是脫氧核糖核酸，簡(jiǎn)稱DNA；一類是核糖核酸，簡(jiǎn)稱RNA。核酸是細(xì)胞內(nèi)攜帶遺傳信息的物質(zhì)，在生物體的遺傳、變異和蛋白質(zhì)的生物合成中有重要的作用）7.一個(gè)細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)是什么？核酸存在于細(xì)胞的哪些部位？（細(xì)胞有細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)、細(xì)胞核等幾個(gè)部分，植物細(xì)胞還有細(xì)胞壁、液泡等特殊結(jié)構(gòu)）8.大家能否

10、通過(guò)實(shí)驗(yàn)，判斷DNA和RNA在細(xì)胞中的分布情況？（二）老師介紹實(shí)驗(yàn)的原理以及科學(xué)認(rèn)識(shí)的模式原理：甲基綠和吡羅紅兩種染色劑對(duì)DNA和RNA的親和力不同，甲基綠使DNA呈現(xiàn)綠色，吡羅紅使RNA呈現(xiàn)紅色。利用甲基綠和吡羅紅混合染色劑將細(xì)胞染色，可以顯示DNA和RNA在細(xì)胞中的分布。鹽酸能夠改變細(xì)胞膜的通透性，加速染色劑進(jìn)入細(xì)胞，同時(shí)使染色體中的DNA與蛋白質(zhì)分離，有利于DNA和染色劑結(jié)合?？茖W(xué)認(rèn)識(shí)模式是“假設(shè)檢驗(yàn)”，即在提出問(wèn)題后，接著提出猜測(cè)性的假設(shè)，然后用觀察和實(shí)驗(yàn)來(lái)檢驗(yàn)。這種科學(xué)認(rèn)識(shí)模式的程序是問(wèn)題試探性假設(shè)批判與檢驗(yàn)。這是科學(xué)探究的一般程序，也是探究性學(xué)習(xí)的一般程序。（三）找一個(gè)預(yù)習(xí)作業(yè)做得

11、比較好的同學(xué)，陳述實(shí)驗(yàn)如何進(jìn)行A.問(wèn)題的提出：DNA和RNA在細(xì)胞中是怎么分布的？B.試探性假設(shè)：DNA分布在細(xì)胞核，RNA分布在細(xì)胞質(zhì)。C.實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)：甲基綠使DNA呈現(xiàn)綠色，吡羅紅使RNA呈現(xiàn)紅色，通過(guò)觀察兩種顏色出現(xiàn)的部位來(lái)判斷DNA和RNA在細(xì)胞中的分布。實(shí)驗(yàn)方法步驟1.取口腔上皮細(xì)胞（1）在潔凈的載玻片上，滴一滴質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.9%的NaCl溶液。（2）用消毒牙簽在自己漱凈的口腔內(nèi)側(cè)壁上輕輕地刮幾下，把牙簽上附有碎屑的一端，放在載玻片的液滴中涂抹幾下。（3）點(diǎn)燃酒精燈，將涂有口腔上皮細(xì)胞的載玻片烘干。2.水解（1）在小燒杯中加入30 mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8%的鹽酸，將烘干的載玻片放入小燒杯中。

12、（2）在大燒杯中加入30 溫水。（3）將盛有鹽酸和載玻片的小燒杯放在大燒杯中保溫5 min。（如下圖所示）圖2313.沖洗涂片用蒸餾水的緩水流沖洗載玻片10 s。4.染色（1）用吸水紙吸去載玻片上的水分。（2）將吡羅紅甲基綠染色劑滴2滴在載玻片上，染色5 min。（3）吸去多余染色劑，蓋上蓋玻片。5.觀察先用低倍鏡找到染色均勻、色澤淺的區(qū)域，再用高倍鏡觀察各部分的染色情況。（四）教師把實(shí)驗(yàn)關(guān)鍵的步驟作多媒體演示請(qǐng)你把觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象記錄在下表中，分析得出結(jié)論。選用材料細(xì)胞核的顏色細(xì)胞質(zhì)的顏色人的口腔上皮細(xì)胞洋蔥鱗片葉表皮細(xì)胞自選材料_結(jié) 論（五）各實(shí)驗(yàn)小組的學(xué)生交流實(shí)驗(yàn)結(jié)果請(qǐng)你和其他實(shí)驗(yàn)小組交

13、流實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)論，你們得出的結(jié)論是一樣的嗎？結(jié)論：通過(guò)各種動(dòng)植物實(shí)驗(yàn)材料的觀察，同學(xué)們觀察到的結(jié)果非常相似，在細(xì)胞核部分被染成了綠色，而在細(xì)胞質(zhì)部分被染成了紅色。說(shuō)明DNA主要分布在細(xì)胞核中，RNA主要分布在細(xì)胞質(zhì)中。（六）學(xué)生帶著三個(gè)主要問(wèn)題閱讀課本P28P29，進(jìn)行自主學(xué)習(xí)和交流1.核酸的組成元素有哪些？2.核酸的分子結(jié)構(gòu)是怎么樣的？3.如何區(qū)分DNA和RNA？老師投影圖片：課本P28，圖28脫氧核苷酸和核糖核苷酸、圖29脫氧核苷酸長(zhǎng)鏈，課本P29，圖210 DNA與RNA在化學(xué)組成上的區(qū)別，由學(xué)生對(duì)上述問(wèn)題一一回答，老師對(duì)學(xué)生理解不到的地方作必要的補(bǔ)充說(shuō)明。核酸由C、H、O、N、P五種元

14、素組成。核酸水解后得到很多核苷酸。核苷酸是核酸的基本組成單位。觀察圖28脫氧核苷酸和核糖核苷酸，比較脫氧核苷酸和核糖核苷酸分子結(jié)構(gòu)有什么異同？（觀察能力的培養(yǎng)）相同點(diǎn)：一個(gè)核苷酸都是由一分子含氮的堿基、一分子五碳糖和一分子磷酸組成。很快也能觀察到組成兩者的糖不一樣，組成脫氧核苷酸的糖比核糖核苷酸的糖少了一個(gè)氧原子。觀察脫氧核苷酸長(zhǎng)鏈圖。此圖是一小段脫氧核苷酸長(zhǎng)鏈，圖中有多少個(gè)脫氧核苷酸分子？（5個(gè)）每個(gè)核酸是由幾十個(gè)乃至上億個(gè)核苷酸連接而成的。絕大多數(shù)生物體的細(xì)胞中，DNA由2條核苷酸鏈構(gòu)成。RNA由1條核苷酸鏈構(gòu)成。觀察DNA與RNA在化學(xué)組成上的區(qū)別圖，由學(xué)生歸納并說(shuō)出它們的區(qū)別。教師精講

15、觀察DNA與RNA在細(xì)胞中的分布是一個(gè)重要的學(xué)習(xí)活動(dòng)，懂得實(shí)驗(yàn)的原理是基礎(chǔ)。甲基綠使DNA呈現(xiàn)綠色，吡羅紅使RNA呈現(xiàn)紅色。要想實(shí)驗(yàn)得到明顯的效果，必須注意用鹽酸水解的實(shí)驗(yàn)步驟，改變細(xì)胞膜的通透性和使染色體中的DNA與蛋白質(zhì)分離?？炊撗鹾颂呛塑账岷秃颂呛塑账釄D解，DNA和RNA在化學(xué)組成上的區(qū)別圖解，以及核苷酸長(zhǎng)鏈的特點(diǎn)，也是本節(jié)對(duì)同學(xué)們?cè)谟^察能力、分析歸納能力方面的一個(gè)重要的要求。應(yīng)該指出的是遺傳信息是指DNA的脫氧核苷酸序列。DNA的脫氧核苷酸雖然只有4種，但若數(shù)量不限，在連成長(zhǎng)鏈時(shí)，排列順序就極其多樣化，它的信息容量就非常大了。有關(guān)DNA和RNA知識(shí)的深入了解，在第二模塊遺傳與進(jìn)化中繼

16、續(xù)學(xué)習(xí)。評(píng)價(jià)反饋學(xué)習(xí)過(guò)程評(píng)價(jià)表班級(jí)：_姓名：_評(píng)定結(jié)果：_評(píng)價(jià)內(nèi)容評(píng)價(jià)的主體（評(píng)價(jià)者）維度自評(píng) 互評(píng)教師評(píng)價(jià)學(xué)習(xí)能力善于搜集信息和分析信息，通過(guò)自主學(xué)習(xí)獲取知識(shí)能積極參加課堂教學(xué)活動(dòng)，在合作學(xué)習(xí)和合作討論中表現(xiàn)積極實(shí)踐能力積極參加學(xué)科實(shí)踐，能在實(shí)踐中發(fā)表自己的看法或意見(jiàn)能熟練制作口腔上皮細(xì)胞或洋蔥表皮細(xì)胞正確使用顯微鏡，并能觀察到較明顯的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象有較強(qiáng)的合作精神，能與小組成員共同完成任務(wù)學(xué)習(xí)情感和態(tài)度學(xué)習(xí)態(tài)度認(rèn)真，有堅(jiān)定的學(xué)習(xí)信念，能克服學(xué)習(xí)中的困難有課前預(yù)習(xí)，堂上聽(tīng)課注意力集中，按時(shí)完成作業(yè)有學(xué)習(xí)誠(chéng)信，不抄襲他人的作業(yè)能主動(dòng)設(shè)疑、解疑，積極思考、發(fā)言有協(xié)作精神，能與他人交流自己的學(xué)習(xí)體驗(yàn)任課教師（簽名）：_等級(jí)建議：A.優(yōu)秀B.良好C.合格D.不合格 課堂小結(jié)遺傳信息布置作業(yè)1.課本P29