【2020秋備課】高中生物教案新人教版必修1-2.3-遺傳信息的攜帶者-核酸

遺傳信息的攜帶者──核酸一、教材分析《遺傳信息的攜帶者——核酸》的學問，同學在日常生活中很少有感性的生疏，所以教學的直觀性格外重要。但是同學對遺傳物質(zhì)會產(chǎn)生猛烈的奇異???心，我們可以利用這一點，再結(jié)合新的科技成果來創(chuàng)設情景，例如課文中的問題探討：DNA指紋法技術(shù)在偵破工作中的用途，來進入新課程的教學。本節(jié)雖然提出了遺傳信息，但是對遺傳信息的深化理解需要在《遺傳進化模塊》中完成。這一節(jié)重點是讓同學了解承載遺傳信息的物質(zhì)——核酸。通過試驗，觀看DNA和RNA在細胞中的分布，讓同學在試驗中通過試劑的特殊顯色反應，感受到遺傳物質(zhì)——核酸的真實存在和分布狀況，這樣對核酸有一個比較直觀的感性生疏，從而更好地理解核酸的種類有兩種：脫氧核糖核酸（簡稱DNA）和核糖核酸（簡稱RNA）。老師在教學中要留意引導同學正確地使用顯微鏡的方法和關(guān)鍵的試驗步驟，引導同學分析問題以及如何得出結(jié)論。此試驗是本節(jié)一個很重要的內(nèi)容。其次個重點內(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鏈。老師可以從同學已有的學習學問入手，從核酸的基本組成元素動身，由元素組成核苷酸，由核苷酸組成核苷酸鏈，再形成核酸。留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，提高歸納推斷力氣。二、三維目標1.學問與技能（1）說出核酸的種類。（2）簡述核酸的分子結(jié)構(gòu)和功能。（3）懂得以特定的染色劑染色，觀看并區(qū)分DNA和RNA在細胞中的分布。2.過程與方法（1）嘗試進行自主學習和合作學習。（2）學會運用比較、歸納等方法分析試驗結(jié)果。（3）運用互聯(lián)網(wǎng)、圖書、雜志進行資料的收集和整理。（4）樂觀參與社區(qū)實踐活動，并嘗試進行調(diào)查報告的寫作。3.情感態(tài)度與價值觀（1）參與小組合作與溝通，培育同學自主、探究、合作式的學習方式。（2）生疏生物科學的價值，樂于學習生物科學，養(yǎng)成質(zhì)疑、求實、創(chuàng)新及勇于實踐的科學精神和科學態(tài)度。3.情感態(tài)度方面：用試驗的方法，觀看DNA、RNA在細胞中的分布。三、教學重點1.核酸的分子結(jié)構(gòu)和功能。2.觀看并區(qū)分DNA和RNA在細胞中的分布。四、教學難點觀看DNA和RNA在細胞中的分布。五、教學策略本節(jié)雖然在題目中提出了遺傳信息，但是對遺傳信息的深化理解需要在《遺傳與進化》模塊完成。這節(jié)重點是讓同學了解承載遺傳信息的物質(zhì)──核酸。因此教學的直觀性格外重要。1.利用“問題探討”喚起同學對遺傳物質(zhì)的記憶，激發(fā)學習愛好。由于現(xiàn)代科學技術(shù)的進展使DNA爭辯成果的應用范圍愈來愈廣泛，同學聽到、看到有關(guān)DNA應用的報道是很多的，因此，對于“DNA指紋法”在案件偵破中的作用可能略有所知。這也是同學倍感愛好的內(nèi)容。老師要給同學適當?shù)目臻g進行表達溝通，盡可能地讓全部同學共享他們對遺傳物質(zhì)──核酸的生疏。2.通過試驗觀看，獲得感性生疏，解決核酸在細胞中的分布。教材提到了“核酸存在于全部細胞中”，物質(zhì)的存在具有可檢測性，因此“觀看DNA和RNA在細胞中的分布”是重要的學習活動。試驗材料選擇了人的口腔上皮細胞，主要是考慮到取材便利。老師還可以預備常見的動植物細胞供同學觀看，使他們生疏到組成生物體的核酸包括DNA和RNA。這個試驗比較簡潔，效果也格外明顯，因此老師可以指導每個小組的同學分別觀看1～2種材料，通過總結(jié)歸納，得出DNA和RNA在細胞中分布的特點。3.聯(lián)想“細胞核是遺傳信息庫”，將抽象的語言變?yōu)橹庇^的圖解，生疏核酸的結(jié)構(gòu)。在學校學習有關(guān)細胞的生活的內(nèi)容時，同學已經(jīng)知道細胞核內(nèi)具有儲存遺傳信息的物質(zhì)──DNA。但是受認知水平的限制，同學還不知道DNA的結(jié)構(gòu)。因此在敘述核酸的結(jié)構(gòu)時，要以同學已有的學問為基礎，利用同學具有的化學學問，讓同學看懂脫氧核糖核苷酸和核糖核苷酸結(jié)構(gòu)圖解、DNA和RNA在化學組成上的區(qū)分圖解，以及核苷酸長鏈的特點，為《遺傳與進化》模塊的學習奠定基礎。本節(jié)方案用1課時完成教學。六、教學預備1.試驗材料的預備。2.同學的探究性學習預習作業(yè)：觀看DNA和RNA在細胞中的分布。3.脫氧核苷酸和核糖核苷酸分子組成示意圖、脫氧核苷酸長鏈示意圖、DNA與RNA在化學組成上的區(qū)分圖。4.試驗的多媒體課件。七、教學環(huán)節(jié)［情境創(chuàng)設］以下是一個真實的故事：檢驗荔枝DNA找到殺人者一個年僅12歲的女孩，失蹤數(shù)日后，在村邊的臭水溝中被人發(fā)覺尸體。偵查人員在死者胃里發(fā)覺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)覺了一些發(fā)霉的荔枝殼和荔枝核，兩者之間到底有無關(guān)聯(lián)？檢驗人員運用植物DNA檢驗技術(shù)，接受多對引物進行擴增檢驗，結(jié)果證明在死者胃內(nèi)發(fā)覺的咖啡色肉絲狀物質(zhì)就是荔枝肉。檢驗進一步證明，死者胃內(nèi)所發(fā)覺的荔枝肉和嫌疑人家中發(fā)覺的荔枝殼具有同一來源的特性，在全部的引物擴增檢驗結(jié)果中，果肉和外殼都呈現(xiàn)出相同的DNA譜帶。同時，警方從市場上隨機購買的荔枝卻與前兩者的DNA譜帶不同。這個結(jié)果說明一個事實，在死者胃內(nèi)發(fā)覺的荔枝肉與在嫌疑人家中發(fā)覺的荔枝殼是同一棵樹上結(jié)的果實，具有同一性。在證據(jù)面前，嫌疑人供認了犯罪過程。DNA指紋法技術(shù)在偵破工作中有著重要的用途。眾所周知，每個人都有指紋，而且每個人的指紋都很獨特，刑偵人員將從案發(fā)覺場得到的血液、頭發(fā)等樣品中提取的DNA，與犯罪嫌疑人的DNA進行比較，就有可能為案件的偵破供應證據(jù)。那么什么是DNA指紋呢？DNA是什么？為什么DNA能夠供應犯罪嫌疑人的信息？［師生互動］（一）同學分小組進行合作式的爭辯和溝通同學對DNA指紋法在案件偵破中的作用可能略有所聞，讓同學分組進行合作式的爭辯，然后讓同學進行溝通表達、回答提出的疑問，盡可能地讓全部同學共享他們對遺傳物質(zhì)——核酸的生疏。1.DNA指紋是不是平常說的手指印？（不是）2.怎么知道那些DNA是否來自同一個人？（依據(jù)簡潔的檢測，觀看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，能避開同名同姓同地點同時誕生的人身份混淆）……可以由同學自由提問，在老師組織下，由同學答疑，回答不上來的，再由老師作補充。為什么DNA能夠供應犯罪嫌疑人的信息，這與DNA是遺傳物質(zhì)的本質(zhì)是分不開的，因此通過對DNA指紋的鑒定，可以推斷兩個人之間的親緣關(guān)系，DNA指紋在人的一生中是無法轉(zhuǎn)變的，因此，科學家只需要一滴血、一根頭發(fā)等就可以對其DNA指紋進行鑒定。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，簡稱DNA；一類是核糖核酸，簡稱RNA。核酸是細胞內(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）7.一個細胞的基本結(jié)構(gòu)是什么？核酸存在于細胞的哪些部位？（細胞有細胞膜、細胞質(zhì)、細胞核等幾個部分，植物細胞還有細胞壁、液泡等特殊結(jié)構(gòu)）8.大家能否通過試驗，推斷DNA和RNA在細胞中的分布狀況？（二）老師介紹試驗的原理以及科同學疏的模式原理：甲基綠和吡羅紅兩種染色劑對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胞染色，可以顯示DNA和RNA在細胞中的分布。鹽酸能夠轉(zhuǎn)變細胞膜的通透性，加速染色劑進入細胞，同時使染色體中的DNA與蛋白質(zhì)分別，有利于DNA和染色劑結(jié)合。科同學疏模式是“假設檢驗”，即在提出問題后，接著提出猜想性的假設，然后用觀看和試驗來檢驗。這種科同學疏模式的程序是問題→摸干脆假設→批判與檢驗。這是科學探究的一般程序，也是探究性學習的一般程序。（三）找一個預習作業(yè)做得比較好的同學，陳述試驗如何進行A.問題的提出：DNA和RNA在細胞中是怎么分布的？B.摸干脆假設：DNA分布在細胞核，RNA分布在細胞質(zhì)。C.試驗檢驗：甲基綠使DNA呈現(xiàn)綠色，吡羅紅使RNA呈現(xiàn)紅色，通過觀看兩種顏色毀滅的部位來推斷DNA和RNA在細胞中的分布。試驗方法步驟1.取口腔上皮細胞（1）在潔凈的載玻片上，滴一滴質(zhì)量分數(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）點燃酒精燈，將涂有口腔上皮細胞的載玻片烘干。2.水解（1）在小燒杯中加入30mL質(zhì)量分數(shù)為8%的鹽酸，將烘干的載玻片放入小燒杯中。（2）在大燒杯中加入30℃（3）將盛有鹽酸和載玻片的小燒杯放在大燒杯中保溫5min。（如下圖所示）3.沖洗涂片用蒸餾水的緩水流沖洗載玻片10s。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5min。（3）吸去多余染色劑，蓋上蓋玻片。5.觀看先用低倍鏡找到染色均勻、色澤淺的區(qū)域，再用高倍鏡觀看各部分的染色狀況。（四）老師把試驗關(guān)鍵的步驟作多媒體演示請你把觀看到的試驗現(xiàn)象記錄在下表中，分析得出結(jié)論。選用材料細胞核的顏色細胞質(zhì)的顏色人的口腔上皮細胞洋蔥鱗片葉表皮細胞自選材料________結(jié)論（五）各試驗小組的同學溝通試驗結(jié)果請你和其他試驗小組溝通試驗現(xiàn)象和結(jié)論，你們得出的結(jié)論是一樣的嗎？結(jié)論：通過各種動植物試驗材料的觀看，同學們觀看到的結(jié)果格外相像，在細胞核部分被染成了綠色，而在細胞質(zhì)部分被染成了紅色。說明DNA主要分布在細胞核中，RNA主要分布在細胞質(zhì)中。（六）同學帶著三個主要問題閱讀課本P28～P29，進行自主學習和溝通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2－8脫氧核苷酸和核糖核苷酸、圖2－9脫氧核苷酸長鏈，課本P29，圖2－10DNA與RNA在化學組成上的區(qū)分，由同學對上述問題一一回答，老師對同學理解不到的地方作必要的補充說明。核酸由C、H、O、N、P五種元素組成。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。觀看圖2－8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？（觀看力氣的培育）相同點：一個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。很快也能觀看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氧原子。觀看脫氧核苷酸長鏈圖。此圖是一小段脫氧核苷酸長鏈，圖中有多少個脫氧核苷酸分子？（5個）每個核酸是由幾十個乃至上億個核苷酸連接而成的。絕大多數(shù)生物體的細胞中，DNA由2條核苷酸鏈構(gòu)成。RNA由1條核苷酸鏈構(gòu)成。觀看DNA與RNA在化學組成上的區(qū)分圖，由同學歸納并說出它們的區(qū)分。［老師精講］觀看DNA與RNA在細胞中的分布是一個重要的學習活動，懂得試驗的原理是基礎。甲基綠使DNA呈現(xiàn)綠色，吡羅紅使RNA呈現(xiàn)紅色。要想試驗得到明顯的效果，必需留意用鹽酸水解的試驗步驟，轉(zhuǎn)變細胞膜的通透性和使染色體中的DNA與蛋白質(zhì)分別。看懂脫氧核糖核苷酸和核糖核苷酸圖解，DNA和RNA在化學組成上的區(qū)分圖解，以及核苷酸長鏈的特點，也是本節(jié)對同學們在觀看力氣、分析歸納力氣方面的一個重要的要求。應當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，在連成長鏈時，排列挨次就極其多樣化，它的信息容量就格外大了。有關(guān)DNA和RNA學問的深化了解，在其次模塊《遺傳與進化》中連續(xù)學習。例題精析：〖例1〗在生命活動中，由DNA分子隱蔽的信息所支協(xié)作成的RNA在完全水解后，得到的化學物質(zhì)是（）A.氨基酸、核苷酸、葡萄糖B.氨基酸、葡萄糖、堿基C.脫氧核糖、堿基、磷酸D.核糖、堿基、磷酸解析：核酸是一類高分子化合物，其基本組成單位是核苷酸。一分子核苷酸是由一分子磷酸、一分子五碳糖和一分子含氮堿基組成的。一個核苷酸分子完全水解后得到一分子磷酸、一分子五碳糖和一分子含氮堿基。DNA和RNA的不同點之一是組成核苷酸的五碳糖不同，組成DNA的核苷酸中，五碳糖為脫氧核糖，而組成RNA的核苷酸中，五碳糖為核糖。答案：D〖例2〗噬菌體、煙草、煙草花葉病毒的核酸中各具有堿基和核苷酸的種類依次分別是()A.4、8、4和4、8、4B.4、5、4和4、5、4C.4、5、4和4、8、4D.4、8、4和4、5、4解析：本題考查的是核酸的種類以及DNA、RNA的化學組成和區(qū)分。構(gòu)成噬菌體和煙草花葉病毒的核酸只有一種，分別為DNA、RNA，組成DNA和RNA的堿基各四種；組成DNA和RNA的基本單位是核苷酸，都是由一分子磷酸、一分子五碳糖和一分子含氮堿基組成的。煙草為高等植物，構(gòu)成它的核酸包括DNA和RNA兩類。由于DNA和RNA各含有的4種堿基中，有A、C、G三種相同，只是RNA中以U代替了DNA中的T，因此構(gòu)成DNA和RNA的堿基實際上就共有5種；構(gòu)成DNA和RNA的核苷酸，雖有三種堿基相同，但由于五碳糖不同，DNA中的核苷酸是由脫氧核糖組成的四種脫氧核苷酸，RNA中的核苷酸是由核糖組成的四種核糖核苷酸。因此，DNA和RNA中的核苷酸就共有8種。答案：C〖例3〗蛋白質(zhì)和核酸中共有的化學元素是（）A.C、H、OB.C、H、O、N、PC.C、H、O、ND.C、H、O、P解析：組成蛋白質(zhì)的基本化學元素是C、H、O、N，組成核酸的基本化學元素是C、H、O、N、P，因此它們共有的化學元素是C、H、O、N。答案：C【自我診斷】1．水稻葉肉細胞中的DNA主要存在于（）A、細胞質(zhì)B、細胞核C、線粒體D、葉綠體答案：B2．下列哪一組物質(zhì)是DNA的組成成分（）A．脫氧核糖、核酸和磷酸B．脫氧核糖、堿基和磷酸C．核糖、堿基和磷酸D．核苷、堿基和磷酸答案：B3．組成核酸的堿基、五碳糖、核苷酸各有多少種（）

A.5、2、8B.4、2、2C.5、2、2D.4、4、84．全部的核苷酸分子中都含有（）A．核糖B．含氮堿基C．脫氧核糖D．氨基酸答案：B5．細胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)是A、DNAB、RNAC、DNA或RNAD、DNA和RNA答案：A6．楊樹葉肉細胞中的核酸，含有的堿基種類是（）

A、1種B、8種C、4種D、5種答案：D7．下列敘述中，哪項不是核酸的生理功能（）A、作為遺傳信息的載體，存在于每個細胞中B、是生物的遺傳物質(zhì)

C、是生物體進行生命活動的主要擔當者D、對生物體的遺傳變異和蛋白質(zhì)的生物合成有極其重要的作用答案：C8．觀看DNA和RNA在細胞中的分布，所運用的原理是（）

A、單獨利用甲基綠對細胞染色，可顯示DNA在細胞中的分布，從而推知RNA的分