《基因是有遗传效应的DNA片段》导学案
一、学习目标?
1.举例说明基因是有遗传效应的DNA片段。?
2.运用数学方法说明DNA分子的多样性和特异性。?
3.说明基因和遗传信息的关系。?
二、学习重点?
（1）基因是有遗传效应的DNA片段。?（2）DNA分子具有多样性和特异性。?
三、学习难点?
脱氧核苷酸序列与遗传信息的多样性。?
四、学习过程?
【探究一】通过课本资料分析，理清基因与DNA关系?
仔细阅读课本P55－56的4则资料，思考这些资料分别从哪些方面说明DNA与基因的关系？?
资料1：全部基因的碱基对总数只是DNA分子碱基对总数的一部分，因此，________________。?
资料3：进一步明确________________________。?
资料2：________具有特定的遗传效应。?
资料4：进一步明确________________________。
【归纳总结】一、基因与DNA的关系?
①?每个DNA分子上含有??? ???个基因；
②?所有基因的碱基总数_____(填“大于”、“等于”、“小于”)DNA分子的碱基总数，即DNA分子上只有部分碱基参与基因的组成。
③基因是有????? ??????的DNA片段。
DNA片段中的遗传信息
【设疑】?1、DNA分子为什么能储存大量的遗传信息？??
2、DNA分子储存的遗传信息与它结构中的什么有关？??
3、由4种碱基排列而成的脱氧核苷酸序列，足以储存生物体必需的全部遗传信息吗？?
【探究二】脱氧核苷酸序列与遗传信息的多样性
问题：4种碱基排列而成的脱氧核苷酸序列，是否足以表达生物体必需的各种遗传信息？
思路：采用数学推算的方法推算碱基排列的多种组合方式，进而根据DNA分子的结构，推理出DNA分子中遗传信息的多样性和特异性。
活动：发放碱基对卡片给学生，进行探究
情景1：若1个碱基对组成一个基因，4种碱基对能形成多少种基因？
情景2：若2个碱基对组成一个基因，4种碱基对能形成多少种基因？
情景3：若N个碱基对组成一个基因，4种碱基对能形成多少种基因？
学生分小组活动，并记录结果。
组织学生讨论，得出结论：碱基对排列的千变万化，满足了遗传信息的多样性。
【归纳总结】?二、DNA片段中的遗传信息?
遗传信息的定义：基因特定的__________________________的排列顺序?
特点?
⑴多样性：_____________________________________________的千变万化。?
⑵特异性：每一个DNA分子_____________________________________。
⑶稳定性：
3、与生物多样性和特异性的关系?
?DNA分子的多样性和特异性是生物体多样性和特异性的_______________________。
【探究三】基因、DNA、染色体之间的关系：
【当堂训练】?
1、下列关于DNA、基因、染色体的叙述错误的是（ ）
A、基因是有遗传效应的DNA片段 B、DNA是遗传信息的主要载体
C、DNA分子在染色体上成念珠状排列 D、DNA的相对稳定性决定染色体的相对稳定性
2、下列有关DNA与基因关系的叙述中，正确的是（ ）
A、基因是碱基对随机排列而成的DNA片段 B、一个DNA分子上有许多个基因
C、DNA的碱基排列顺序就代表基因 D、组成不同的基因的碱基数量一定不同
3、DNA分子结构多样性的原因是（ ）
A、碱基配对方式的多样性 B、磷酸和脱氧核糖排列顺序的多样性
C、螺旋方向的多样性 D、碱基对排列次序的多样性
4、DNA指纹技术也可以帮助人们确认亲子关系，这是因为（ ）
A、每个人的指纹大多相同
B、每个人的指纹是不同的
C、不同的个体的相同的组织中的DNA指纹是相同的
D、DNA技术是检测DNA上碱基种类
《基因是有遗传效应的DNA片段》教学设计
保亭中学?? 张娟娟
一、 设计指导思想
本节教材提供了多个实例，通过创设一系列的问题情境，引导学生思考，让学生从实例中逐步得出基因是DNA分子上的片段、基因具有遗传效应的结论、最终获得基因是有遗传效应的 DNA片段这一综合认识。合理组织探究活动，帮助学生借助于数学方法、利用数学思维解决生物学问题。通过分组探究实验，提高学生科学素养，培养团队合作能力。通过小组代表发言，培养学生表达能力。
二、 教材分析
《基因是有遗传效应的DNA片段》是人教版新课标教材高中生物必修2第3章中第四节内容。本节内容既是对本章内容的概括与提升，又为第4章《基因的表达》作铺垫。本节教学的核心是说明基因是有遗传效应的DNA片段，运用数学方法推算碱基排序，让学生进一步理解抽象的内容、认同DNA分子结构的多样性和特异性。
三、 学情分析
高一年级的学生具有较强的求知欲和探究欲望，比较喜欢发言，乐于探究。初中生物课本中“细胞核是遗传信息库”一节中有关遗传信息在细胞核中，DNA具有贮存遗传信息的功能，以及细胞核中的染色体是由蛋白质和DNA组成的等内容，已经使学生对有关的知识有了比较清楚的认识，为本节内容的学习打下了一定的基础。
四、教学目标
1. 知识目标
(1)举例说明基因是有遗传效应的DNA片段。
(2)说明基因和遗传信息的关系。
2. 能力目标
(1)运用数学方法说明DNA分子的多样性和特异性。
(2)掌握分析材料的方法。
3．情感态度价值观目标
通过了解人类基因组计划的应用，培养热爱科学和爱国主义情感。
五、教学重点和难点：
1．教学重点
（1）基因是有遗传效应的DNA片段。
（2）DNA分子具有多样性和特异性。
2．教学难点：
? 脱氧核苷酸序列与遗传信息的多样性。
六、教学方法：
? 启发式教学
七、课时安排：
? 1课时
八、教学过程：
教学内容
学生活动
教师活动
设计意图
用中国第一张基因图谱研究成果说明基因对遗传的重要性
思考基因与DNA是怎样的关系？
问题导入：摩尔根证明基因位于染色体上，而染色体由DNA和蛋白质组成，后来证明染色体中只有DNA是遗传物质。那么，基因与DNA有什么关系呢？
?
引入新课
提出探究问题
分析生活实例说明基因与DNA的关系
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分析材料，讨论，推理得出基因的概念：基因是有遗传效应的DNA片段，是生物遗传的结构和功能单位。
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引导学生阅读分析所提供的资料： 思考这些资料分别从哪些方面说明DNA与基因的关系？根据不同实例，分步得出结论。
学生活动设计：分小组完成导学案【探究一】，提问小组讨论结果，并让其解析结果原由。
【探究一】：通过课本资料分析，理清基因与DNA关系?
仔细阅读课本P55－56的4则资料，思考这些资料分别从哪些方面说明DNA与基因的关系？?
资料1：全部基因的碱基对总数只是DNA分子碱基对总数的一部分，因此，_____。?
资料3：进一步明确_______________。?
资料2：________具有特定的遗传效应。?
资料4：进一步明确_________________。
根据上述资料分析得到的结论总结基因与DNA的关系。
最终总结基因的概念：基因是有遗传效应的DNA片段，是遗传的基本结构和功能单位。
设疑：既然基因是有遗传效应的DNA片段，那么一个DNA分子上就储存着大量的遗传信息。DNA分子储存的遗传信息与它结构中的什么有关？?
开展资料分析活动，引导学生进行分析讨论、逻辑推理，逐步理解基因与DNA的关系，并总结出基因的概念。
DNA片段中的遗传信息
?
根据情景，用数学方法推算碱基排列的多种组合方式，进而根据DNA分子的结构，推理出DNA分子中遗传信息的多样性和特异性。
?
?
展示：DNA双螺旋结构模型
引导：学生复习DNA分子结构
分析：DNA分子的结构和规律：
外侧：磷酸与脱氧核糖交替排列
内侧：碱基对?????????????????
推测：从DNA分子结构中可以推测遗传信息与4种碱基的排列顺序有关。
继续设疑：DNA只有四种脱氧核苷酸组成，那四种脱氧核苷酸的排列顺序足以储存大量的遗传信息满足地球上丰富多彩的需求吗？
引导：学生利用数学模型构建的方法来探究这个问题。
探究二：
发放碱基卡片给学生，进行探究
情景1：若1个碱基对组成一个基因，4种碱基对能形成多少种基因？
情景2：若2个碱基对组成一个基因，4种碱基对能形成多少种基因？
情景3：若N个碱基对组成一个基因，4种碱基对能形成多少种基因？
组织学生讨论，得出结论：碱基对排列的千变万化，满足了遗传信息的多样性。
深入探究：上面的探究是建立在所有碱基对的随机排列都能构成基因这一假设上的。事实上大部分随即排列的碱基序列从来不曾出现在生物体内，而有些序列却重复千百次。
基因是碱基对随机排列得DNA片段吗？
结论：虽然碱基对的排序是多样的，但对具体的个体、具体的基因来说，只能是其中的一种，即DNA分子具有特异性。
总结 DNA分子的多样性和特异性
通过组织探究活动，运用数学方法推算碱基排序让学生进一步理解、认同DNA分子结构的多样性和特异性。
染色体、DNA、基因、脱氧核苷酸之间的关系
学生分析归纳讨论后，得出结论：染色体是DNA的主要载体；DNA是主要的遗传物质；基因是有遗传效应的DNA片段；特定的脱氧核苷酸排列顺序代表遗传信息
组织学生讨论染色体、DNA、基因、脱氧核苷酸之间的关系。
用概念图总结染色体、DNA、基因、脱氧核苷酸四者之间的关系
?
加深概念的理解
当堂训练
思考并回答
根据学生回答加以讲解、修正
通过对习题的训练，及时巩固所学知识，培养学生转化运用知识的能力
?
课件16张PPT。基因与染色体：基因位于染色体上果蝇某一条染色体上的几个基因现代分子生物学技术
将基因定位在染色体上染色体由DNA和蛋白质组成想一想基因=DNA吗？
基因和DNA有什么关系呢？一、基因与DNA的关系第4节 基因是有遗传效应的DNA片段【探究一】：仔细阅读课本P55－56的4则资料，思考这些资料分别从哪些方面说明DNA与基因的关系？?资料1：全部基因的碱基对总数只是DNA分子碱基对总
数的一部分，因此，___ _____________。
资料3：进一步明确________________________。
资料2：________具有特定的遗传效应。
资料4：进一步明确____ ____________________。
基因是DNA的片段基因是DNA的片段基因基因具有特定遗传效应结论：基因是有遗传效应的DNA片段，它是生物体遗传的功能单位和结构单位. 既然基因是有遗传效应的DNA片段，那么一个DNA分子上就储存着大量的遗传信息。DNA分子储存的遗传信息与它结构中的什么有关？?想一想二.DNA片段中的遗传信息问题：4种碱基排列而成的脱氧核苷酸序列，是否
足以表达生物体必需的各种遗传信息？
思路：采用数学推算的方法推算碱基排列的多种组合
方式，进而根据DNA分子的结构，推理出DNA分
子中遗传信息的多样性和特异性。
活动：发放碱基对卡片给学生，进行探究
情景1：若1个碱基对组成一个基因，
4种碱基对能形成多少种基因？
情景2：若2个碱基对组成一个基因，
4种碱基对能形成多少种基因？
情景3：若N个碱基对组成一个基因，
4种碱基对能形成多少种基因？
学生分小组活动，并记录结果。【探究二】脱氧核苷酸序列与遗传信息的多样性 基 因 排列种数 1个碱基对 2个碱基对4 16 基 因 排列种数 3个碱基对 64 基 因 排列种数 1个碱基对 4 2个碱基对 16 。。。。N个碱基对3个碱基对 64（41） （42） （43） 4n 结论1：DNA分子的多样性！【探究二】脱氧核苷酸序列与遗传信息的多样性结论2：DNA分子的特异性！基因是碱基对随机排列得DNA片段吗？每个基因都是特定的DNA片段
具有特定的碱基排列顺序
具有特定的遗传效应上面的探究是建立在所有碱基对的随机排列都能构成基因这一假设上的。事实上大部分随即排列的碱基序列从来不曾出现在生物体内，而有些序列却重复千百次。 ？ 多样性→ 多样性→ 多样性
特异性→ 特异性→ 特异性遗传信息——
基因特定的碱基（碱基对、脱氧核苷酸）排列顺序碱基排列顺序DNA分子生物碱基排列顺序DNA分子生物三.基因的本质和特点总结：
染色体、DNA、基因、脱氧核苷酸之间的关系染色体DNA基因脱氧核苷酸3、染色体、DNA、基因、脱氧核苷酸之间的关系 1或2许多许多染色体DNA基因脱氧核苷酸脱氧核苷酸1．下列关于DNA、基因、染色体的叙述错误的是
A、基因是有遗传效应的DNA片段
B、DNA是遗传信息的主要载体
C、DNA分子在染色体上成念珠状排列
D、DNA的相对稳定性决定染色体的相对稳定性
2．下列有关DNA与基因关系的叙述中，正确的是
A、基因是碱基对随机排列而成的DNA片段
B、一个DNA分子上有许多个基因
C、DNA的碱基排列顺序就代表基因
D、组成不同的基因的碱基数量一定不同
C B当堂训练：3．DNA分子结构多样性的原因是
A、碱基配对方式的多样性
B、磷酸和脱氧核糖排列顺序的多样性
C、螺旋方向的多样性
D、碱基对排列次序的多样性
4．DNA指纹技术也可以帮助人们确认亲子关系，
这是因为
A、每个人的指纹大多相同
B、每个人的指纹是不同的
C、不同的个体的相同的组织中的DNA指纹是相同的
D、DNA技术是检测DNA上碱基种类DB
