基因的本质主题单元设计

表3-1　主题单元设计
主题单元标题
基因的本质
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学科领域 （在内打√ 表示主属学科，打+ 表示相关学科）
 思想品德
 音乐
 化学
 信息技术
 劳动与技术
 语文
 美术
√生物
 科学
 数学
 外语
 历史
 社区服务
 体育
 物理
 地理
 社会实践
 其他（请列出）：
适用年级
高二
所需时间
5课时
主题学习概述(简述单元在课程中的地位和作用、单元的组成情况，解释专题的划分和专题之间的关系，主要的学习方式和预期的学习成果，字数300-500)
在米歇尔发现核酸的基础上，1866年孟德尔揭示了遗传的基本规律，1926年摩尔根发展并确立了基因学说。但是，基因究竟是什么物质？基因是如何起作用的？一直是困扰科学家的两个最基本的问题。《基因的本质》就是在前两单元的学习基础上，从分子水平上认识基因。又为后面单元如：基因的表达、基因的突变和其他变异等内容的学习打下基础。
本单元可以分为4个专题内容，第1专题《DNA是主要的遗传物质》，第2专题《DNA分子的结构》，第3专题《DNA的复制》和第4专题《基因是有遗传效应的DNA片断》。
本单元主要通过报刊、杂志、广播、电视等多种媒体的介绍，学生课外查阅资料，教师课堂提供材料引导学生探讨的方式进行，以培养学生合作交流能力及处理信息的能力。在本单元的学习中让学生通过两个经典的遗传实验明白DNA是主要的遗传物质；通过动手制作DNA片断理解DNA的结构及特点；分析实验理解DNAD半保留复制方式分析资料使学生认识基因与DNA的关系，DNA的多样性和特异性，进一步理解生物体的多样性，为后面各单元的学习进行必要的知识铺垫。
主题学习目标（描述该主题学习所要达到的主要目标）
知识与技能：
1.总结人类对遗传物质的探索过程。
2.概述DNA分子结构的主要特点。
3.概述DNA分子的复制。
4.说明基因和遗传信息的关系
过程与方法：
1.制作DNA双螺旋结构模型。
2.进行遗传信息多样性原因的研究。
3.就科学家探索基因本质的过程和方法进行分析和讨论，领悟假说—演绎法和模型方法在这些研究中的应用。
情感态度与价值观：
1.认同与人合作在科学研究中的重要性，讨论技术的进步在探索遗传物质奥秘中的重要作用。
2认同人类对遗传物质的认识是不断深化不断完善的过程。
3.初步形成遗传物质的结构与功能相统一、多样性与共同性相统一的观点。
对应课标
1.总结人类对遗传物质的探索过程。
2.概述DNA分子结构的主要特点。
3.?说明基因和遗传信息的关系。
4.概述DNA分子的复制。
主题单元问题设计
基因究竟是什么物质？是DNA还是蛋白质？
为什么说DNA是主要的遗传物质？
DNA的结构有什么特点？碱基之间有什么关系？
DNA是怎样进行复制的？有什么特点？
生物体为什么是多种多样的？为什么有不一样?
专题划分
第1专题《DNA是主要的遗传物质》 1课时
第2专题《DNA分子的结构》 2课时
第3专题《DNA的复制》 1课时
第4专题《基因是有遗传效应的DNA片断》。 1课时
专题一
《DNA是主要的遗传物质》
所需课时
1课时
专题一概述 (介绍本专题在整个单元中的作用，以及本专题的主要学习内容、学习活动和学习成果)
本专题主要介绍了DNA是遗传物质的直接证据——“肺炎双球菌的转化实验”和“噬菌体侵染细菌的实验”，在讲述直接证据前，首先讲述了对遗传物质的早期推测，然后又讲述了两个经典证明DNA是遗传物质的实验。在讲述这两个实验时让学生领悟科学的过程和方法。本专题的学习是学习下面几个专题的基础。
本专题的重点内容是肺炎双球菌转化实验的原理和过程以及噬菌体侵染细菌实验的原理和过程。
在教学过程中，教师可以引导学生体验科学的探索过程，领悟科学研究的方法，利用插图、挂图多媒体课件进行教学，让学生置身于实验探究过程中，进行总结交流体会。
通过本专题学习，学生能够知道肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验的原理和过程，理解DNA是主要的遗传物质。
本专题学习目标 （描述该学习所要达到的主要目标）
总结“DNA是主要的遗传物质”的探索过程。
分析证明DNA是主要遗传物质的实验设计思路。
探讨实验技术在证明DNA是主要遗传物质中的作用。
本专题问题设计
为什么早期大多数科学家推测遗传物质是蛋白质而不是DNA?
格里菲斯的转化实验证明了转化因子是什么吗？艾弗里的实验呢？
噬菌体侵染细菌的实验中如何标记噬菌体？为什么分别标记蛋白质和DNA?为什么分别用S和P标记?用P标记蛋白质，用S标记DNA行吗？
生物的遗传物质只有DNA吗？为什么说DNA是主要的遗传物质？
所需教学材料和资源(在此列出学习过程中所需的各种支持资源)
信息化资源
网络视频
常规资源
教材及配套挂图
教学支撑环境
多媒体教室
其 他
教学课件
学习活动设计（针对该专题所选择的活动形式及过程）
（注：黑色字为学习活动设计，红色字体为学生活动）
1.利用多媒体课件展示不同蛋白质中不同的氨基酸排列顺序，引起学生思考：
问题设置：“为什么早期大多数科学家推测遗传物质是蛋白质”而不是DNA?
学生阅读、交流总结：蛋白质分子中氨基酸不同的排列方式可能蕴含着遗传信息，对DNA分子的结构认识不清。
2.多媒体展示：格里菲斯肺炎双球菌转化实验
问题设置：为什么R型菌转化成了S型菌？在格里菲斯的转化实验中证明了转化因子是什么吗？艾弗里的实验呢？
学生自学交流总结，教师点拨指导：加热杀死的S型菌中含有转化因子，使R型菌转化成S型。不清楚转化因子到底是什么物质。艾弗里的实验证明转化因子是DNA，即DNA是遗传物质。
3.多媒体展示：艾弗里肺炎双球菌转化实验原理及过程
问题设置：噬菌体侵染细菌的实验中如何标记噬菌体？为什么分别标记蛋白质和DNA?为什么分别用35S和32P标记?用32P标记蛋白质，用35S标记DNA行吗？用C和O标记行吗？
学生自学交流总结，教师点拨指导：用含放射性35S或32P物质的培养基培养大肠杆菌，再用标记的大肠杆菌培养噬菌体。分别标记蛋白质和DNA是为了分别观察他们的作用。研究表明S仅存在于蛋白质中，P几乎全部存在于DNA中。蛋白质和DNA中都含有C、O，若用C、O标记，则不能分别标记蛋白质和DNA.
4.挂图展示：植物病毒的重组实验
问题设置：实验证明了什么结论？为什么说DNA是主要的遗传物质？
教师指导点拨，学生自学：实验证明RNA是某些病毒的遗传物质。大多数的生物遗传物质是DNA,只有少数生物遗传物质是RNA,因此说DNA是主要的遗传物质。
5.当堂知识达标自测
完成达标检测
6.学生总结反思本专题主要知识
尝试建立DNA是主要的遗传物质的知识网络
教学评价
1.理解肺炎双球菌的转化实验原理及过程
2.理解噬菌体侵染细菌实验的原理及过程
3.知道DNA是主要的遗传物质的原因
4学习小组成员交流探讨有效积极
5阐述观点语言表达准确全面条理
专题二
DNA分子的结构
所需课时
2课时
专题二概述 (介绍本专题在整个单元中的作用，以及本专题的主要学习内容、学习活动和学习成果)
本专题主要介绍了DNA分子的结构，教材以故事叙述的形式介绍了美国生物学家沃森和英国物理学家克里克构建DNA双螺旋结构模型的研究过程让学生总结科学家所运用的多种研究方法。教学过程中教师可以利用现成的模型进行教学，还可以利用课外活动小组制作的模型教具，加深学生对DNA双螺旋结构的理解，并且进一步引导学生依据碱基互补配对原则进行有关运算。本专题是学习专题三DNA复制的基础。
在教学活动过程中除了让学生体验模型构建的研究方法外，加深对DNA分子结构特点的认识和理解外，还要引导学生总结多学科知识在生物学研究中的综合应用，另外还培养学生的空间想象能力和挖掘隐含条件，分析问题的能力。
本专题学习目标 （描述该学习所要达到的主要目标）
1.概述DNA分子结构的主要特点。
2.制作DNA分子双螺旋结构模型。
3.讨论DNA双螺旋结构模型的构建历程。
本专题问题设计
1.DNA双螺旋结构模型的构建过程中，用到了哪些研究方法？你从中得到什么启发？
2.DNA分子有几条链构成？这两条链有什么关系？又有什么特点？
3.DNA分子中各个碱基在位置上和数量上有什么特别的关系？你能找出什么规律吗？
所需教学材料和资源(在此列出学习过程中所需的各种支持资源)
信息化资源
网络资源
常规资源
教材及配套挂图、制作DNA双螺旋结构模型相关材料
教学支撑环境
多媒体教室、实验室
其 他
多媒体课件
学习活动设计（针对该专题所选择的活动形式及过程）
（注：黑色字为学习活动设计，红色字体为学生活动）
第1课时
1.学生自学“DNA双螺旋结构模型的构建”部分，思考总结：
设置问题：DNA双螺旋结构模型的构建过程中，用到了哪些研究方法？你从中得到什么启发？
教师课件展示：
（1）威尔金斯及富兰克林的贡献
（2）化学家査哥夫的贡献
（3）克里克作为物理学家的贡献
学生在教师的引导下总结得出：结晶DNA的获得必须应用化学和物理的原理和方法；X射线衍射技术主要运用物理学原理和方法；对DNA的X射线衍射图的分析有需要借助数学方法。进而得出：生物学的研究中需要综合运用多学科的知识，激发学生学习的积极性。
2.教师多媒体展示（或挂图）DNA平面结构图，让学生仔细观察、交流总结。
设置问题：（1）DNA分子有几条链构成？这两条链有什么关系？又有什么特点？
（2）DNA分子中各个碱基在位置上和数量上有什么特别的关系？你能找出什么规律吗？
学生仔细观察、交流总结得出：DNA分子有两条长链构成，这两条长链方向相反；每条链上磷酸和脱氧核糖总是交替排列。
DNA分子中碱基总是位于两条长链的内侧，并且A与T配对，C与G配对（这就是所谓的碱基互补配对原则），即A=T,C=G。关于DNA分子中碱基互补配对规律，不要求学生知道太多，自己能得出：A+C=T+G，A+G=T+C即达到目的，其他的互补配对规律需要在教师的引导下共同完成。
师生总结DNA分子结构的特点。
4.当堂知识达标自测
完成达标检测
5.学生总结反思本专题主要知识
尝试建立DNA分子结构的知识网络，能运用碱基互补配对原则解决有关计算问题。
第2课时
模型构建：学生动手制作DNA双螺旋结构模型
回顾上节课DNA分子结构特点，分组制作。
制作前需要考虑以下问题：
（1）········
（2）·······
教学评价
1.知道DNA分子结构特点。
2.能运用有关碱基互补配对规律解决问题。
3.从DNA双螺旋结构模型的提出中获得感悟。
4通过制作DNA双螺旋结构模型，加深对DNA分子结构特点的认识和理解。
专题三
DNA分子的复制
……