第六章 遺傳信息的傳遞和表達

1 / 6第六章 遺傳信息的傳遞和表達第六章遺傳信息的傳遞和表達 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)系學過的組成生命體的 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?組織學生討論遺傳物質(zhì)的特點，然后通過噬菌體侵染大腸桿菌實驗證明了 DNA 是遺傳物質(zhì)，最后列舉少數(shù)生物只有 RNA 而沒有 DNA 的事實，得出“DNA 是主要的遺傳物質(zhì)”這一結(jié)論。DNA 的結(jié)構(gòu)是一個重點，它對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)了人們對科學概念的認識過程和方法，是進行探究式教學的極佳素材。在教學中，通過發(fā)揮教師的主導作用，優(yōu)化課堂結(jié)構(gòu)，妙用科學史實例，把知識的傳授過程優(yōu)化成一個科學的探究過程，讓學生在探究中學習科學研究的方法，從而滲透科學方法教育。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生建立起感性認識。教學目標.知識與技能（1）理解 DNA 分子的化學組成、堿基配對原則（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.過程與方法（1）閱讀實驗證據(jù)，認識核酸是遺傳物質(zhì)的事實（2）經(jīng)歷 DNA模型搭建活動.情感態(tài)度與價值觀（1）通過學習DNA 是遺傳物質(zhì)的實驗證據(jù)，感受科學探究過程，感悟科學家在探究過程中勇于探索的精神以及嚴謹?shù)目茖W態(tài)度（2）懂得遺傳物質(zhì)和遺傳信息的重要價值重點與難點.重點（1）DNA 是遺傳物質(zhì)的實驗證據(jù)（2）DNA 分子的結(jié)構(gòu)特點（3）基因的概念.難點（1）DNA 雙螺旋結(jié)構(gòu)（2）DNA 和基因的關(guān)系 2 學情分析 學生已經(jīng)掌握了染色體的化學組成、蛋白質(zhì)與核酸的元素組成等相關(guān)知識，病毒的結(jié)構(gòu)等生物知識，這為新知識的學習奠定了認知基礎(chǔ)。高中學生具備了一定的認知能力，思維的目的性、連續(xù)性和邏輯性也已初步建立，對事物的探究有激情，可以讓他們初步實驗設(shè)計模擬科學探究過程。3 教學方法設(shè)計 以“自主性(主動性)、探究性、合作性”為課堂學生學習的三個基本維度，以培養(yǎng)學生的科學素質(zhì)為指導，以側(cè)重科學方法教育為目標，本節(jié)課采用“探究發(fā)現(xiàn)”教學模式，并配以多媒體輔助教學，教師通過列舉事例，引導學生模擬科學發(fā)現(xiàn)，進行分析、討論、歸納和總結(jié)。 “探究發(fā)現(xiàn)”教學模式基本程序: 4 教學過程概述 3 / 6教學環(huán)節(jié)教師活動學生活動設(shè)計意圖創(chuàng)設(shè)情境 裕語:“種瓜得瓜，種豆得豆” 生物有遺傳現(xiàn)象設(shè)疑引入 問題：在已經(jīng)學過的四種大分子物質(zhì)哪種物質(zhì)可能是遺傳物質(zhì)？ 提出問題閱讀材料：探索遺傳物質(zhì)的歷程展示資料和圖片和學生共同得出結(jié)論 1米歇爾發(fā)現(xiàn)核質(zhì)（染色質(zhì)）2植物、動物體細胞中都有一定數(shù)量的染色體（展示細胞中染色體圖片）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)疑提出問題：是 DNA 還是蛋白質(zhì)思考 假設(shè)當時科學家認為是蛋白質(zhì)，因為蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)可能更復雜 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)必須能夠自我復制 2.含有大量遺傳信息 3 遺傳物質(zhì)結(jié)構(gòu)相對穩(wěn)定,但在一定條件下能夠發(fā)生變化,且變化可遺傳 學生回答遺傳物質(zhì)是 DNA 還是蛋白質(zhì)的初步判斷實驗設(shè)計的基本方法 1.實驗設(shè)計中材料的選擇：噬菌體 2.實驗設(shè)計的思路如何知道 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)簡單，只有 DNA 和蛋白質(zhì)）2.把 DNA 和蛋白質(zhì)分開，單獨觀察它們在遺傳中的作用 3.觀察子代中的放射性是遺傳物質(zhì) 經(jīng)典實驗經(jīng)典實驗：噬菌體侵染大腸桿菌實驗講述過程，展示多媒體課件，提出問題，1.噬菌體的結(jié)構(gòu) 2.用什么元素分別標記 DNA 和蛋白質(zhì)？3.實驗結(jié)果說明什么？4.這個實驗?zāi)懿荒苷f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)計實驗？回答問題：噬菌體的蛋白質(zhì)外殼并沒有進入細菌體內(nèi)，在遺傳中起作用的是 DNA.得出結(jié)論：DNA 是遺傳物質(zhì)。 可以引導學生閱讀 p45 頁，埃弗里實驗教師小結(jié)其他科學家的實驗表明，沒有 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：合作、堅持、多學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 探究活動之一:實驗材料的探究 鋪墊:選擇合適的實驗材料，這是科學研究取得成敗的關(guān)鍵。無論是高等的、復雜的，還是低等的、簡單的生物，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，你覺得選擇什么樣的生物做實驗材料才合適?學生討論:(略)學生探究:從真核生物、原核生物、病毒等生物類群來進行分析、比較、篩選最佳材料。教師點拔:越簡單，越低等的生物，含有的物質(zhì)越少，分析起來簡便、快捷、干擾因素少，容易得出結(jié)論，并且誤差小。病毒是最合適的實驗材料，成分與染色體相似，在生殖過程中兩種成分分開，生活史短，繁殖力強。模擬、探究、剖析 噬菌體侵染細菌的實驗設(shè)疑:噬菌體非常小，實驗時怎樣觀察?引導提問:DNA 和蛋白質(zhì)的化學元素構(gòu)成?“思考題”:為什么選擇 35S 和 32P 這兩種同位素分別對蛋白質(zhì)和DNA 作標記?用 14c 和 18o 等同位素，行嗎?讀圖、分析 親代噬菌體細菌細胞內(nèi)子代噬菌體實驗結(jié)論 35S 標記蛋白質(zhì)外殼 32P 標記 DNA結(jié)論:噬菌體的復制過程中 DNA 具有連續(xù)性，是遺傳物質(zhì)。 (2)肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實驗讓學生沿著科學家的思維軌跡，6 / 6分析每一步實驗說明一個什么問題，設(shè)計的意圖何在?以學案的形式，事先印發(fā)給學生:實驗步驟現(xiàn)象結(jié)論設(shè)計意圖分析將無毒性的 R 型活細菌注射到小白鼠體內(nèi)將有毒性的 S型活細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)將無毒性的 R 型細菌與加熱殺死后的 S 型細菌混合，注封到小白鼠體內(nèi)質(zhì)疑:同學們，如果你是當時的科學家，你認為在確定“轉(zhuǎn)化因子”的實驗中，關(guān)鍵的設(shè)計思路是什么?學生討論、交流:(略)多媒體展