《組成細(xì)胞的分子》第5課時 核酸是遺傳信息的攜帶者

第5課時核酸是遺傳信息的攜帶者安徽省泗縣第一中學(xué)李秀秀一.教材分析本課時是關(guān)于細(xì)胞中核酸的學(xué)習(xí)。"概述核酸由核甘酸聚合而成，是儲存與傳遞遺傳信息的生物大分子”是課程標(biāo)準(zhǔn)對本課時提出的具體內(nèi)容要求。本課時先讓學(xué)生了解“核酸的種類及其分布”，然后通過核酸結(jié)構(gòu)的學(xué)習(xí)，明確“核酸是由核昔酸連接而成的長鏈”，認(rèn)識到核普酸的排列順序代表遺傳信息，因此“核酸可以作為遺傳信息攜帶者”，并且“在生物的遺傳、變異和蛋白質(zhì)的合成中具有極其重要的作用”，體現(xiàn)了結(jié)構(gòu)與功能觀。用簡化的模式圖讓學(xué)生歸納概括生物大分子結(jié)構(gòu)上的共同特征，認(rèn)同“生物大分子以碳鏈為骨架”o最后概括說明組成細(xì)胞的化合物共同構(gòu)建形成細(xì)胞，各組分的含量和比例處在不斷變化之中，再次強調(diào)生命的物質(zhì)觀和系統(tǒng)觀。從教材的編排看，由于必修2《遺傳與進化》模塊對DNA和RNA的結(jié)構(gòu)和功能有較詳細(xì)的介紹，因此本課時內(nèi)容的教學(xué)重點是：幫助學(xué)生初步建立起核酸可以作為遺傳信息的攜帶者及生物大分子以碳鏈為骨架的概念。二、學(xué)情分析本課時是第2章的最后一課時的內(nèi)容，學(xué)生在解決了“揚山酥梨為什么好吃？”的核心問題后，迫切的想知道“揚山酥梨優(yōu)良品質(zhì)的保持和新品種的培育與細(xì)胞中的哪類化合物密切相關(guān)？”以此為切入點，充分激發(fā)學(xué)生的求知欲；通過蛋白質(zhì)等內(nèi)容的學(xué)習(xí)，學(xué)生對小分子通過脫水縮合形成大分子有了一定的認(rèn)識,并初步具備模型與建模、歸納與概括的科學(xué)思維能力，這些為本課時核甘酸連接成核甘酸鏈的學(xué)習(xí)奠定了知識和能力基礎(chǔ)。但由于核酸的結(jié)構(gòu)相對抽象，因此在教學(xué)中通過引導(dǎo)學(xué)生小組合作動手構(gòu)建核甘酸鏈的模型，幫助學(xué)生理解核甘酸排列順序的千差萬別與遺傳信息的關(guān)系，既突破了教學(xué)難點，又進一步培養(yǎng)了學(xué)生動手操作和合作交流能力。三、學(xué)習(xí)目標(biāo)1.通過對核甘酸鏈模型的構(gòu)建和分析，能闡述核酸是由核甘酸聚合而成，能解釋核酸是細(xì)胞內(nèi)攜帶遺傳信息的物質(zhì)；2?通過思考與討論，嘗試解釋核酸檢測、DNA指紋技術(shù)應(yīng)用的原理，初步認(rèn)識遺傳信息多樣性和特異性，關(guān)注核酸測序技術(shù)在生活中的應(yīng)用；3,通過對蛋白質(zhì)、多糖和核酸等結(jié)構(gòu)的比較與歸納，概括出生物大分子以碳鏈為骨架的結(jié)構(gòu)特點。四、開放性學(xué)習(xí)環(huán)境多媒體教學(xué)設(shè)備、貼紙模型、小組式桌椅擺放。五、教學(xué)過程2學(xué)習(xí)任務(wù)教師活動學(xué)生活動設(shè)計意圖課堂導(dǎo)入引導(dǎo)學(xué)生回顧揚山酥梨之所以“汁多無渣，酥脆爽口”，和細(xì)胞中哪些成分有關(guān)？追問：時隔兩千多年，砌山酥梨仍能保持優(yōu)良品質(zhì)，和細(xì)胞中的哪類物質(zhì)有關(guān)？利用的已學(xué)的知識和經(jīng)驗，分析、思考問題，帶著疑問開始本節(jié)課的學(xué)習(xí)。沿用單元整體設(shè)計中關(guān)于所山酥梨的相關(guān)問題情境，進一步通過問題激發(fā)學(xué)生的求知欲，產(chǎn)生學(xué)習(xí)的內(nèi)驅(qū)力。核酸的種類及分布引導(dǎo)學(xué)生看書并思考問題：(1)核酸就是DNA嗎？(2)兩類核酸的分類依據(jù)是什么？設(shè)疑：核酸最早是科學(xué)家從細(xì)胞核中提取的酸性物質(zhì)，核酸都分布在細(xì)胞核嗎？展示人口腔上皮細(xì)胞中DNA、RNA染色的圖片。提問：根據(jù)染色結(jié)果，說出DNA、RNA在細(xì)胞中的分布。閱讀教材，思考、討論和交流給出的問題，總結(jié)出：由于組成核酸的五碳糖的不同，核酸分為DNA和RNA兩大類。觀察圖片，思考、討論，得出：DNA主要分布在細(xì)胞核中，RNA主要分布在細(xì)胞質(zhì)中。受一些生活經(jīng)驗的影響，部分學(xué)生會形成“DNA就是核酸，核酸就是DNA”4昔誤的前概念，通過暴露前概念，引發(fā)認(rèn)識沖突，促進學(xué)生形成科學(xué)概念。核酸是由核

普酸連接而

成的長鏈過渡：同蛋白質(zhì)一樣，核酸也是生物大分子，由基本組成單位連接而成。展示資料1:1934年，俄國科學(xué)家列文發(fā)現(xiàn)核酸可被水解成一分子含氮堿基、一分子核糖或脫氧核糖和一分子磷酸的片段，這樣的組合叫核甘酸。提問：（1）核酸的基本單位是什么？（2）核甘酸又是由哪幾部分組成的？展示核甘酸的三個組成部分的結(jié)構(gòu)示意圖，標(biāo)明五碳糖中5個碳原子的位置。引導(dǎo)學(xué)生觀察示意圖，關(guān)注三個組成部分的連接位置?！净顒?】比較DNA*口RNA的化學(xué)組成。分析資料，獲取信息，得出（1）核酸的基本單位是核甘酸；（2）由磷酸、核糖或脫氧核糖、含氮堿基組成；通過閱讀和分析資料，厘清核甘酸的組成，為接下來的學(xué)習(xí)做準(zhǔn)備。設(shè)疑：核甘酸是如何連接成核酸的呢？展示資料2觀察、比較脫氧核菩酸、核糖核甘酸的結(jié)構(gòu)模型，小組同學(xué)展開討論，歸納出DNA和RNA在化學(xué)組成上的異同c小組成員到講臺展示、講解。利用模型可以把抽象的結(jié)構(gòu)具體化，有利于學(xué)生理解c通過觀察比較，歸納概括，發(fā)展學(xué)生的科學(xué)思維。1951年，科學(xué)家已經(jīng)知道，在DNA1951年，科學(xué)家已經(jīng)知道，在DNA中，是一個脫氧核首酸的脫氧核糖與另一個脫氧核甘酸的磷酸通過化學(xué)鍵連接在一起。核糖核甘酸連接成RNA也是如此?！净顒?】分析核酸堿基排列順序與遺傳信息的關(guān)系。學(xué)生構(gòu)建由6個核甘酸連接成的脫氧核甘酸鏈或核糖核甘酸鏈，并并思考討論以下問題：.連接的脫氧核甘酸(核糖核甘酸)鏈?zhǔn)欠裢耆嗤?如果不同，是哪里不同？.DNA(RNA)之間的區(qū)別是什么？.分析DNA是如何儲存遺傳信息的？RNA呢？巡視，關(guān)注學(xué)生構(gòu)建模型時核甘酸的連接位置是否正確，并給出指導(dǎo)。闡述：與蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)類似,觀察、比較不同小組的核甘酸鏈，分析、交流、討論問題。小組代表到講臺展示模型，并利用模型嘗試分析DNA(RNA)多樣性的原因，嘗試解釋為什么核酸是遺傳信息的攜帶者C觀察DNA、RNA的結(jié)構(gòu)模式圖，通過核甘酸鏈模型的構(gòu)建，培養(yǎng)學(xué)生的動手能力、團隊合作能力，幫助學(xué)生構(gòu)建〃核酸是由核甘酸聚合而成的長鏈〃這一既念。通過對核甘酸鏈的對比、分析，學(xué)生能夠認(rèn)識到核酸攜帶遺傳信息的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，進一^步構(gòu)建結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的觀念C得出結(jié)論：DNA一般由兩條脫氧核甘酸鏈構(gòu)成，得出結(jié)論：DNA一般由兩條脫氧核甘酸鏈構(gòu)成，RNA一般由一條核糖核甘酸鏈構(gòu)成。閱讀、分析、討論資料，結(jié)合剛學(xué)的知識，回答出：他們DNA的區(qū)別在于脫氧核甘酸的排列順序不同。歸納總結(jié)核酸的功能。進一步利用場山酥梨的情境，學(xué)生通過思考、討論、分析，概括核酸的功能，使概念的形成有了事實的支撐。核甘酸分子連接后形成的鏈狀結(jié)構(gòu)也有空間的扭轉(zhuǎn)和變化。展示DNA、RNA高級結(jié)構(gòu)模式圖片。展示資料32005年，發(fā)現(xiàn)“揚山酥梨”營養(yǎng)系變異“銹酥”，全果著褐色，風(fēng)味獨特，是優(yōu)良、穩(wěn)定的遺傳變異品系。提問：(1)“揚山銹酥”與“揚山酥梨”的DNA有什么不同？(2)這說明DNA有什么功能？進一步研究發(fā)現(xiàn)，“揚山銹酥''與“揚山酥梨”細(xì)胞中有多種酶存在差異。這又說明DNA有什么功能？設(shè)疑：哪些生物的遺傳信息是儲存在RNA中呢？設(shè)疑：哪些生物的遺傳信息是儲存在RNA中呢？展示新冠病毒的模式圖；新冠病毒感染人體后，首先會培養(yǎng)學(xué)生關(guān)注社會熱點中生物學(xué)議題的意分析討論，得出名吉論：不同RNA分析討論，得出名吉論：不同RNA的區(qū)別是核糖核甘酸的排列順序不同。小組同學(xué)展開討論這些數(shù)據(jù)庫可以應(yīng)用在新冠肺炎的檢測、診斷、監(jiān)控、治療等方面。識，關(guān)注核酸測序和檢驗技術(shù)在疾病監(jiān)測、治療等方面應(yīng)用，認(rèn)同生命科學(xué)發(fā)展對社會的積極作用，幫助學(xué)生樹立正確的價值觀。在呼吸道中進行繁殖，因此可以通過檢測痰液、鼻咽拭子中病毒獨特的核酸序列判斷人體是否感染該病毒。如果呈陽性，就是在被檢測者的樣本中檢測到該病毒的核酸序列，說明此人被新冠病毒侵染。提出問題：,新冠病毒的遺傳信息儲存在哪？.核酸檢測，利用的是新冠病毒核酸的什么特點？當(dāng)某個城市發(fā)生疫情，科學(xué)家往往會在最短時間內(nèi)分離毒株進行鑒定和測序。目前，在新冠數(shù)據(jù)庫中已經(jīng)有分離自不同采集第和宿主的超過兩萬個毒株、三萬條以上的核酸序列。小組討論：科學(xué)家利用這些數(shù)據(jù)可以開展哪些相關(guān)的研究？你還能想到關(guān)于核酸測序的在哪些領(lǐng)域的應(yīng)用？生物大分子

以碳鏈為骨

架設(shè)疑：細(xì)胞中的大分子物質(zhì)除了核酸還有哪些？展示幾種常見生物大分子的結(jié)構(gòu)模式圖。觀察、比較幾種生物大分子的結(jié)構(gòu)，歸納出生通過比較多糖、蛋白質(zhì)、核酸的結(jié)構(gòu)特征，利用【活動3】比較多糖、蛋白質(zhì)和核酸分子的結(jié)構(gòu)O展示幾種生物大分子簡化的結(jié)構(gòu)示意圖提問：(1)他們的基本單位分別是什么？(2)找出他們結(jié)構(gòu)上的共同占?/、、、■提問：脂肪是不是生物大分子？總結(jié)細(xì)胞中各類化合物的作用。由各種物質(zhì)組成的細(xì)胞這樣一個復(fù)雜的系統(tǒng)具有怎樣奇妙的結(jié)構(gòu)呢，又是如何完成各種生命活動的？將在待接下來的課程中繼續(xù)探索。物大分子的共同點：(1)由多個單體連接而成的多聚體；(2)生物大分子以碳鏈為骨架。歸納、概括的思維方法，形成生物大分子以碳鏈為骨架幫助學(xué)生認(rèn)識到細(xì)胞是由物質(zhì)構(gòu)成的整體，初步形成生命的物質(zhì)觀。小結(jié)利用板書總結(jié)。和老師共同完善板書，明確核酸的結(jié)構(gòu)和功能。有助于系統(tǒng)掌握本節(jié)課的知識。學(xué)以致用隨著生活水平的提高，人們對營養(yǎng)保健品食品日益關(guān)注。一些廠家在核酸保健品的廣告中用到類似的宣傳語：1.一切疾病都與基因受損有用科學(xué)知識來解決生活中的實際問題，培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維和社會責(zé)任7關(guān)；.基因是核酸的片段；.補充特定的核酸，可增強基因的修復(fù)能力請對上述三段宣傳語作出評析，指出其中的邏輯漏洞。如果有人向你推銷核酸保健品，你將如何回應(yīng)？意識。六、板書設(shè)計第5課時核酸是遺傳信息的攜帶者生物犬分子 fM以碳璉為暫架《 核酸A生物犬分子 fM以碳璉為暫架《 核酸A遺傳信息修糖核酸（RNA）脫氧核甘酸（4種）核糖核苜酸（4種）（多樣性.將鼻?。┢摺⒆鳂I(yè)評價.完成同步作業(yè)練習(xí)題；.查閱文獻或網(wǎng)站，了解不同生物核酸序列的測定還在哪些領(lǐng)域有怎樣的應(yīng)用。八、教學(xué)反思本課時沿用單元整體設(shè)計中關(guān)于揚山酥梨的情境貫穿整個教學(xué)過程，設(shè)計相關(guān)問題激發(fā)了學(xué)生的求知欲。由于核酸的結(jié)構(gòu)微觀、抽象