第三單元基因的本質(zhì)目錄單元課標要求單元教材分析學生學情分析單元學習目標單元情景任務(wù)設(shè)計單元課時安排課時教案設(shè)計具體內(nèi)容第一部分單元課標要求親代傳遞給子代的遺傳信息主要編碼在DNA分子上。1、概述多數(shù)生物的基因是DNA分子的功能片段，有些病毒的基因在RNA分子上。2、概述DNA分子是由四種脫氧核苷酸構(gòu)成，通常由兩條堿基互補配對的反向平行長鏈形成雙螺旋結(jié)構(gòu)，堿基的排列順序編碼了遺傳信息。3、概述DNA分子通過半保留方式進行復(fù)制。4、概述多數(shù)生物的基因是DNA分子的功能片段。第二部分單元教材分析1、本章教材內(nèi)容分析本章按照科學史的順序，從科學家研究遺傳物質(zhì)是DNA還是蛋白質(zhì)的過程入手，同時尊重學生的認知規(guī)律，一步步引導(dǎo)學生認識基因的本質(zhì)。本章共四節(jié)內(nèi)容。第一節(jié)《DNA是主要的遺傳物質(zhì)》介紹了科學家證明DNA是遺傳物質(zhì)的三個經(jīng)典實驗，實驗中的科學思維及實驗間緊密的邏輯關(guān)系，有助于培養(yǎng)學生的科學思維和科學探究能力。第二節(jié)《DNA的結(jié)構(gòu)》講述了沃森和克里克構(gòu)建DNA結(jié)構(gòu)模型的故事和DNA的結(jié)構(gòu)特點，可以幫助學生理解結(jié)構(gòu)與功能觀，領(lǐng)悟科學思維方法、探索求真的科學精神、多學科交叉對科學研究的意義。第三節(jié)《DNA的復(fù)制》，從DNA的結(jié)構(gòu)出發(fā)，引導(dǎo)學生運用假說-演繹法探究DNA的復(fù)制方式，不僅有助于學生學習這種科學方法；對半保留復(fù)制方式的學習也有助于學生理解遺傳信息穩(wěn)定傳遞的意義，進而建立相應(yīng)的生命觀念。第四節(jié)《基因通常是有遺傳效應(yīng)的DNA片段》通過提供多份資料，引導(dǎo)學生思考基因與DNA的關(guān)系，幫助學生理解基因通常是有遺傳效應(yīng)的DNA片段。2、與其他章的聯(lián)系第1章提出了基因，第2章向?qū)W生解釋了基因在染色體上，但是基因到底是什么？這個問題既是科學家接下來要探索的謎題，也是學生學習前兩章后產(chǎn)生的疑問。本章既承接前兩章，也是后三章《基因的表達》《基因突變及其他變異》《生物的進化》的基礎(chǔ)，起到承上啟下的作用。第三部分學生學情分析學生在初中階段已經(jīng)學習了生物的遺傳與變異，初步了解了基因、DNA和染色體之間的關(guān)系，知道DNA是長鏈狀的分子，呈螺旋形；在高中階段學習了《分子與細胞》模塊后，知道核酸、蛋白質(zhì)等物質(zhì)的組成，了解氫鍵、堿基、核糖、磷酸等內(nèi)容。此外，在科學方法和科學思維方面，教材前兩章介紹了假說-演繹法。這都為學生開展本章的學習打下了基礎(chǔ)。但是學生對這些知識的認識比較粗淺，停留在感性認識的層面，可能僅僅知道DNA上有遺傳信息、基因是DNA上的片段等；對DNA的結(jié)構(gòu)、堿基互補配對原則、DNA具有與結(jié)構(gòu)相適應(yīng)的功能、基因怎樣發(fā)揮作用等問題尚不清楚。而且，受廣告和宣傳的誤導(dǎo)，學生的頭腦中可能還存在一些錯誤概念。因此，學生對基因、DNA的認識是比較有限的。第四部分單元學習目標1、通過肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實驗和噬菌體侵染等實驗認同DNA是主要的遺傳物質(zhì)。2、設(shè)計實驗探究生物的遺傳物質(zhì)。3、分析加法原理和減法原理在生物實驗中的應(yīng)用。4、說出DNA分子的化學組成、基本單位及其結(jié)構(gòu)。5、根據(jù)堿基互補配隊原則進行堿基數(shù)目或比例的計算。6、結(jié)合DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型，運用結(jié)構(gòu)與功能觀闡明DNA分子的轉(zhuǎn)錄和翻譯等過程。7、根據(jù)結(jié)構(gòu)與功能相統(tǒng)一的觀點理解DNA分子的復(fù)制方式和復(fù)制原則，理解染色體、DNA和基因在結(jié)構(gòu)和功能上的關(guān)系，并根據(jù)DNA的結(jié)構(gòu)分析DNA的多樣性與統(tǒng)一性。8、根據(jù)DNA半保留復(fù)制特點進行子代DNA分子數(shù)或所需堿基數(shù)的計算。9、理解DNA半保留復(fù)制的實驗設(shè)計方法，分析實驗結(jié)果。10、闡明基因和DNA的關(guān)系，舉例說明基因通常是有遺傳效應(yīng)的DNA片段。11、運用數(shù)學方法，闡明DNA能夠儲存足夠量的遺傳信息。12、通過了解DNA指紋技術(shù)，解釋DNA多樣性和特異性在現(xiàn)實生活中的應(yīng)用。13、理解生命的物質(zhì)性和信息性，認同遺傳物質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)、多樣性與特異性相統(tǒng)一的觀點。第五部分單元情境任務(wù)設(shè)計1、以科學發(fā)展史激趣，促使學生發(fā)現(xiàn)問題，讓學生沿著科學發(fā)展的軌跡研究問題，同時培養(yǎng)學生語言組織能力及觀察分析問題的能力，體驗科學家的探究思維，學會科學研究的方法和步驟。2、從DNA模型構(gòu)建的科學發(fā)展史中獲取信息，通過資料分析討論，對模型不斷修正和完善，動手制作DNA結(jié)構(gòu)模型，讓學生體會DNA的結(jié)構(gòu)特點，能解釋DNA的多樣性、穩(wěn)定性和特異性，將DNA特異性與生活案例相聯(lián)系，使抽象的知識具體化。3、設(shè)置問題情境，引入課題。以新冠病毒核酸檢測的案例入手，引導(dǎo)學生在分析PCR工作原理的基礎(chǔ)上思考DNA是如何復(fù)制的。4、分析經(jīng)典實驗，引導(dǎo)學生領(lǐng)悟科學探究的過程。對經(jīng)典實驗進行層層設(shè)疑，讓學生嘗試自己做出設(shè)計，得出結(jié)論。第六部分單元課時安排第1課時DNA是主要的遺傳物質(zhì)第2課時DNA的結(jié)構(gòu)第3課時DNA的復(fù)制第4課時基因通常是有遺傳效應(yīng)的DNA片段第5課時章節(jié)復(fù)習第七部分課時教案設(shè)計DNA是主要的遺傳物質(zhì)一、課程標準概述多數(shù)生物的基因是DNA分子的功能片段，有些病毒的基因在RNA分子上。二、教學目標1、通過肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實驗和噬菌體侵染等實驗認同DNA是主要的遺傳物質(zhì)。（生命觀念）2、設(shè)計實驗探究生物的遺傳物質(zhì)。（科學探究）3、分析加法原理和減法原理在生物實驗中的應(yīng)用。（科學思維）4、認同人類對遺傳物質(zhì)的認識是不斷深化、不斷完善的過程，認同實驗技術(shù)在證明DNA是遺傳物質(zhì)中的作用。（社會責任）三、教學重難點1、教學重點（1）肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實驗的原理和過程。（2）噬菌體侵染細菌實驗的原理和過程。2、教學難點（1）肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實驗的原理和過程。（2）噬菌體侵染細菌實驗的原理和過程。四、教學過程教學過程教師活動學生活動設(shè)計意圖新課導(dǎo)入情境導(dǎo)入：俗話說“龍生龍，鳳生鳳，老鼠生兒會打洞”，這句話顯示了生物的基本特征之一—遺傳。生命之所以能夠代代延續(xù)，主要是由于遺傳物質(zhì)綿綿不斷的向后代傳遞。前面我們學習的有絲分裂、減數(shù)分裂和受精作用，著重分析的是染色體的行為及數(shù)目的變化，可見染色體在生物的遺傳中起著重要作1.染色體主要由什么物質(zhì)組成2.誰才是遺傳物質(zhì)呢？思考并回答蛋白質(zhì)和DNA2、DNA利用諺語導(dǎo)入，引發(fā)學生興趣，溫故知新對遺傳物質(zhì)的早期推測雖然現(xiàn)在大家都知道遺傳物質(zhì)是DNA，但在20世紀20年代，人們認為遺傳物質(zhì)是蛋白質(zhì)。為什么人們普遍這么認為？直到30年代，雖然人們認識到DNA是由4種脫氧核苷酸組成的生物大分子，但是對于DNA的結(jié)構(gòu)仍然沒有清晰了解，所以還是普遍認為遺傳物質(zhì)是蛋白質(zhì)。提問：究竟什么是生物體的遺傳物質(zhì)？作為生物體的遺傳物質(zhì)可能具有哪些特點？今天讓我們和科學家一起探尋。思考并回答：人們認識到21種氨基酸可以按照不同順序排列形成蛋白質(zhì)，聯(lián)想到排列順序中可能含有遺傳信息。思考：遺傳物質(zhì)是什么？它們可能具有的哪些特點？創(chuàng)設(shè)科學史情景，讓學生置身于那段歷史的真實情景中認知和思考。為學生理解科學家接下來的進一步探尋什么是遺傳物質(zhì)打下結(jié)實的基礎(chǔ)。肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實驗格里菲斯體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗二、艾弗里體外轉(zhuǎn)化實驗任務(wù)1：肺炎鏈球菌體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗要求1：這個實驗用到的實驗材料有小白鼠和兩種肺炎鏈球菌，請比較兩種肺炎鏈球菌的特點：多媒體展示肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實驗示意圖。要求2：觀察格里菲思的實驗實驗過程示意圖思考以下問題：1、第一組的實驗結(jié)果與第二組實驗結(jié)果比較說明了什么？2、第三組的實驗結(jié)果與第二組對比說明了什么？3、第一、三組和第四組的實驗結(jié)果比較說明？由此格里菲思得出這樣的實驗推論：已經(jīng)加熱致死的S型細菌，含有某種促使R型活細菌轉(zhuǎn)化為S型活細菌的活性物質(zhì)轉(zhuǎn)化因子。任務(wù)2：肺炎鏈球菌體外轉(zhuǎn)化實驗過渡：格里菲思的實驗結(jié)論引起了艾弗里及其同事的關(guān)注。他們分析加熱致死的S菌的組成成分，發(fā)現(xiàn)加熱致死的S型菌有DNA、蛋白質(zhì)、多糖、脂質(zhì)、RNA等物質(zhì)。提問：這些物質(zhì)中究竟哪一種是轉(zhuǎn)化因子？這需要我們通過實驗來進一步探究。要求1：假如你是艾弗里該如何設(shè)計實驗來進一步探究？請說出你的實驗思路。但艾弗里及其同事并沒有像這樣來做，是因為當時的物質(zhì)提純非常的困難，沒有辦法將DNA和蛋白質(zhì)等物質(zhì)完全的提純出來。為了解決這一問題，艾弗里及其同事另辟蹊徑采用酶解法進行了進一步的研究。ppt展示艾弗里的實驗過程示意圖：要求2：閱讀教材P44頁第2段，20世紀40年代這一段，讀完后，觀察艾弗里的實驗過程，思考以下問題。1.、第一組實驗的結(jié)果說明了什么？2、第二至四組的實驗的結(jié)果和第一組實驗結(jié)果比較說明了什么？3、第五組的實驗結(jié)果和第一組實驗結(jié)果比較說明了什么？閱讀教材P46頁的科學方法，思考該實驗中實驗組的設(shè)置遵循自變量控制中什么原理？結(jié)論：艾弗里提出了不同于當時大多數(shù)科學家的實驗結(jié)論：DNA才是使R型菌產(chǎn)生穩(wěn)定遺傳變化的物質(zhì)；蛋白質(zhì)等其它物質(zhì)不是遺傳物質(zhì)。閱讀教材，比較兩種肺炎鏈球菌的區(qū)別思考并回答：1、說明S型菌有致病性，R型菌沒有致病性。2、說明加熱致死的S型菌沒有致病性3、說明在加熱致死的S型菌中存在某種活性物質(zhì)使得R型菌轉(zhuǎn)化成S型菌。思考并分享思路：將DNA、蛋白質(zhì)、RNA、脂質(zhì)、糖類提取出來加到R型菌的培養(yǎng)基中觀察會不會出現(xiàn)S型活菌。思考并回答：1、說明S型細菌的提取物中存在轉(zhuǎn)化因子。2、說明蛋白質(zhì)、RNA、脂質(zhì)不是轉(zhuǎn)化因子3、說明DNA可能是轉(zhuǎn)化因子4、減法原理通過明確的任務(wù)要求，充分調(diào)動學生自主學習興趣。自主學習，觀察格里菲思的實驗過程圖，思考提出的問題。通過問題串，引導(dǎo)學生更為深入的思考。創(chuàng)設(shè)情景，讓學生在具體的歷史情景中思考學習。利用問題引導(dǎo)學生閱讀課本，思考提出的問題，進行啟發(fā)式教學。閱讀教材，自主思考相關(guān)問題噬菌體侵染細菌的實驗過渡：雖然艾弗里的實驗可以完全證明DNA是遺傳物質(zhì)，但是當時人們并沒有認可艾弗里的實驗結(jié)論，直到赫爾希和蔡斯成功進行了噬菌體侵染細菌的實驗，再一次證明了DNA是遺傳物質(zhì)，這一論述才被科學界廣泛認可。接下來我們來一起學習一下噬菌體侵染細菌的實驗。任務(wù)3：噬菌體侵染細菌的實驗要求1：閱讀教材，思考T2噬菌體的結(jié)構(gòu)和功能。追問：那T2噬菌體在侵染大腸桿菌時是將它的什么物質(zhì)注入到大腸桿菌中呢？要求2：利用T2噬菌體、大腸桿菌等實驗材料設(shè)計實驗探究T2噬菌體注入大腸桿菌的成分(遺傳物質(zhì))。提出的問題和作出的假設(shè)分別是什么？提問：究竟哪一個假設(shè)是正確的，能不能采用減法原理將DNA和蛋白質(zhì)分別除去呢？追問：DNA和蛋白質(zhì)都是肉眼不可見的大分子物質(zhì)，如何追蹤DNA和蛋白質(zhì)注入大腸桿菌的情況呢？要求3：閱讀教材，思考以下問題：DNA和蛋白質(zhì)是分開標記還是同時標記？標記哪種元素才能單獨標記T2噬菌體的DNA(或蛋白質(zhì))？能用含放射性原料的培養(yǎng)基直接培養(yǎng)噬菌體嗎？怎樣標記噬菌體？保溫、攪拌、離心的作用是什么？要求4：請根據(jù)實驗設(shè)計思路，小組合作推理出理論實驗結(jié)果，填寫在表格中。提問：1、用32P標記的噬菌體侵染大腸桿菌,上清液中有少量放射性的原因是什么?2、用35S標記的噬菌體侵染大腸桿菌,沉淀物中也有少量放射性的原因是什么?追問：進一步觀察發(fā)現(xiàn)，細菌裂解釋放出的噬菌體中，可以檢測到32P標記的DNA，但不能檢測到35S標記的蛋白質(zhì)，這一結(jié)果說明了什么？閱讀并回答：T2噬菌體是一種專門寄生在大腸桿菌內(nèi)的病毒，頭部和尾部的外殼都是由蛋白質(zhì)組成的。頭部含有DNA。思考討論并分享：提出問題：T2噬菌體注入大腸桿菌的成分是什么？做出假設(shè)：假設(shè)一：只有DNA注入；假設(shè)二：只有蛋白質(zhì)注入；假設(shè)三：DNA和蛋白質(zhì)都注入思考并回答：究竟哪一個假設(shè)是正確的，這就需要我們設(shè)計實驗來探究，同學們想一想能不能采用減法原理將DNA和蛋白質(zhì)分別除去呢？放射性同位素標記技術(shù)思考討論并回答：1、分開標記，因為檢測放射性時，只能檢測放射性的強弱，不能區(qū)別具體是哪種元素的放射性。2、3、不可以4、先用含有放射性同位素的培養(yǎng)基培養(yǎng)大腸桿菌，再用放射性的大腸桿菌來培養(yǎng)噬菌體5、保溫：使噬菌體遺傳物質(zhì)侵入大腸桿菌，繁殖子代；攪拌：使吸附在細菌上的噬菌體與細菌分離；離心：讓上清液中析出重量較輕的T2噬菌體顆粒，而離心管的沉淀物中留下被侵染的大腸桿菌;小組合作完成課堂探究活動思考并回答問題：1、攪拌不充分，有少量含35S的噬菌體蛋白質(zhì)外殼吸附在細菌上，隨細菌離心到沉淀物中。2、培養(yǎng)（保溫）時間過短，部分噬菌體還未侵染細菌；培養(yǎng)（保溫）時間過長，部分子代噬菌體已經(jīng)釋放。說明子代噬菌體的各種性狀，是通過親代DNA遺傳的，DNA才是T2噬菌體的遺傳物質(zhì)。體驗科學研究過程，領(lǐng)悟科學研究方法。認識到人類對遺傳物質(zhì)是不斷深化、不斷完善的過程。利用以上資料引發(fā)學生思考T2噬菌體將什么物質(zhì)注入了大腸桿菌中預(yù)測結(jié)果和真實結(jié)果比較，從而進行誤差分析。通過問題串，引導(dǎo)學生一步一步進行實驗探究，更好的理解噬菌體侵染實驗的思路和方法煙草花葉病毒侵染煙草實驗生物界中只有DNA是遺傳物質(zhì)嗎？像煙草花葉病毒這樣的生物只由RNA和蛋白質(zhì)構(gòu)成，它的遺傳物質(zhì)是什么？要求：觀察煙草花葉病毒侵染煙草的實驗，思考該實驗，可以得出什么結(jié)論？觀察思考并回答：實驗結(jié)論：RNA是煙草花葉病毒的遺傳物質(zhì)自主分析實驗過程，得出實驗結(jié)論教學反思本節(jié)課以問題探究為主要教學方法，以科學家探索遺傳物質(zhì)的化學本質(zhì)為科學史主線，通過了解科學家提出問題、設(shè)計實驗、分析實驗結(jié)果、得出結(jié)論的過程，讓學生初步形成生命的物質(zhì)觀，培養(yǎng)學生的科學思維和科學探究能力，理解自變量控制中的“加法原理”和“減法原理”，體會科學探究的基本思路和方法。第二課DNA的結(jié)構(gòu)一、課程標準概述DNA分子是由四種脫氧核苷酸構(gòu)成，通常由兩條堿基互補配對的反向平行長鏈形成雙螺旋結(jié)構(gòu)，堿基的排列順序編碼了遺傳信息。二、教學目標1、通過搜集DNA結(jié)構(gòu)模型建立過程的資料并進行交流和討論，通過分析DNA的結(jié)構(gòu)與其蘊藏遺傳信息的功能相適應(yīng)的特點樹立結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的觀念。（生命觀念）2、通過制作DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型，分析DNA的化學組成、平面結(jié)構(gòu)及立體結(jié)構(gòu)，領(lǐng)悟構(gòu)建模型在科學研究中的應(yīng)用。（科學思維）3、通過模型構(gòu)建過程中的反復(fù)猜測和求證，培養(yǎng)學生嚴謹?shù)倪壿嬎季S能力和科學探究精神。（科學探究）4、結(jié)合DNA分子的特異性鏈接實際應(yīng)用，如親子鑒定、案件偵破等等，形成科學發(fā)展更應(yīng)服務(wù)于社會生活的觀念。（社會責任）三、教學重難點1、教學重點（1）DNA結(jié)構(gòu)的主要特點（2）制作DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型2、教學難點DNA結(jié)構(gòu)的主要特點四、教學過程教學過程教師活動學生活動設(shè)計意圖新課導(dǎo)入播放視頻《DNA鑒定》，介紹重大災(zāi)難事故中遇難者身份的確定方法。提問：為什么可以用DNA來鑒定遇難者的身份？DNA怎樣的結(jié)構(gòu)特點使其具有如此重要的功能特性？觀看視頻，思考問題利用科學節(jié)目截取視頻引入新課，激發(fā)學生的學習興趣與探索欲望。DNA結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建信息一：DNA是以4種脫氧核苷酸為單位連接而成的長鏈，這4種脫氧核苷酸分別含有A、T、G、C4種堿基。1951年，英國化學家托德提出核苷酸分子間的化學連接方式。他認為核苷酸與核苷酸之間通過磷酸二酯鍵(脫氧核糖的3位碳原子與相鄰核苷酸的磷酸發(fā)生化學反應(yīng)形成的化學鍵)連接。活動一：請根據(jù)信息一，用四種脫氧核苷酸構(gòu)件一條脫氧核苷酸長鏈設(shè)疑：DNA分子是由幾條鏈構(gòu)成的呢？信息二：1950年初，美國化學家鮑林提出了一個以糖和磷酸骨架為中心的三鏈螺旋結(jié)構(gòu)，結(jié)果以失敗告終。威爾金斯和富蘭克林小組，根據(jù)DNA衍射圖像，指出了DNA是一個雙鏈同軸排列，確定了螺距和直徑，但他們并沒有得出正確的結(jié)論。沃森和克里克聽取富蘭克林關(guān)于DNA結(jié)構(gòu)的報告后，先后建立了單鏈模型和三股模型，結(jié)果都以失敗告終。后來他們在看到威爾金斯提供的一些最新的X射線照片，幾乎可以確定DNA是規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)。設(shè)疑：DNA兩條脫氧核苷酸單鏈是如何連接的？活動二：對DNA兩條脫氧核苷酸單鏈的連接方式作出假設(shè)并根據(jù)以下信息，分析哪個假設(shè)是正確的。信息三：1、堿基是疏水性的，而脫氧核糖和磷酸具有親水性2、細胞中的DNA處于液體環(huán)境中設(shè)疑：DNA雙鏈中堿基配對的規(guī)律？信息四：20世紀50年代初，查哥夫應(yīng)用紫外分光光度法和紙層析等技術(shù)，對多種生物的DNA做堿基定量分析，發(fā)現(xiàn)了DNA中堿基的規(guī)律結(jié)論：在DNA雙鏈中，總是A-T、G-C配對設(shè)疑：DNA兩條單鏈在通過堿基相連的時候是同向的還是反向的呢？活動三：小組成員一只手模擬磷酸搭在人一個人的肩膀上連接成單鏈，另一只手側(cè)平舉掌心向前模擬堿基，嘗試兩條鏈上的堿基進行牽手配對，探究兩條鏈相連的方向。活動四:構(gòu)建立體的DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)，左手拿著DNA的底部，右手拿著DNA的上部，向右螺旋得到立體的DNA模型。閱讀信息用四種脫氧核苷酸構(gòu)間一條脫氧核苷酸長鏈閱讀信息，明確DNA是兩條鏈構(gòu)成。假設(shè)一：堿基排列在內(nèi)側(cè)連接DNA兩條鏈假設(shè)二：脫氧核糖-磷酸形成的骨架排列在內(nèi)側(cè)連接DNA兩條鏈。假設(shè)一是正確的分析表格數(shù)據(jù)，得出：嘌呤數(shù)=嘧啶數(shù)，腺嘌呤數(shù)=胸腺嘧啶數(shù)，胞嘧啶數(shù)=鳥嘌呤數(shù)。通過嘗試發(fā)現(xiàn)同向的兩列同學不能成功握手，只有反向的才可以，由此得出兩條鏈是反向排列的關(guān)系。構(gòu)建立體的DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)，加深對DNA結(jié)構(gòu)的理解培養(yǎng)學生自主學習的能力、分析問題、解決問題的能力。培養(yǎng)學生的動手制作能力和合作精神，引導(dǎo)學生嘗試科學的研究方法。同時為后面講解DNA分子結(jié)構(gòu)的特點提供教具，從而輕松突破重難點。學生已經(jīng)學過磷脂分子的結(jié)構(gòu)，有親水的頭部和疏水的尾部，知道細胞膜中的兩層磷脂如何排列，可以類比磷脂分子介紹脫氧核苷酸中親水的磷酸基團和脫氧核糖，疏水的堿基，讓學生推理它們在DNA中的排列位置，發(fā)展學生科學探究與科學思維的能力。通過一步步分析引導(dǎo)，從而得出A-T、C-G配對的結(jié)論。通過小游戲，讓學生更好的理解DNA兩條鏈反向平行相連。引導(dǎo)學生構(gòu)建DNA的立體結(jié)構(gòu)，體驗成功的喜悅，加深對DNA結(jié)構(gòu)的理解，為后續(xù)評價活動做鋪墊DNA的結(jié)構(gòu)特點任務(wù)1：根據(jù)構(gòu)建的DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型，歸納DNA結(jié)構(gòu)的特點，完成下列表格的填寫基本組成元素組成物質(zhì)，，基本組成單位，共4種整體結(jié)構(gòu)有兩條鏈按方式盤旋成結(jié)構(gòu)特點外側(cè)由和交替連接組成基本骨架內(nèi)側(cè)堿基之間通過氫鍵連接；遵循原則，即T()一定與配對，C（）一定與配對歸納DNA結(jié)構(gòu)的特點，填寫表格通過表格的引領(lǐng)，對DNA結(jié)構(gòu)的特點進行歸納總結(jié)，深化學生對DNA結(jié)構(gòu)的理解拓展探究，加深理解任務(wù)2：觀察DNA結(jié)構(gòu)模型，思考如下問題：DNA只含有4種脫氧核苷酸，它為什么能夠儲存足夠量的遺傳信息？為什么每個DNA結(jié)構(gòu)模型都與眾不同？不同生物的DNA是否也不同？3、DNA是如何保持結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的？思考并回答：DNA的堿基排列順序是千變?nèi)f化的，因此能夠儲存大量的遺傳信息，這體現(xiàn)了DNA的多樣性每個DNA結(jié)構(gòu)模型的堿基排列順序都是特定的。不同生物DNA的堿基排列順序也不同，這體現(xiàn)了DNA的特異性。3、堿基對之間的氫鍵維系DNA的雙鏈結(jié)構(gòu)，保持結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。觀察已有的DNA結(jié)構(gòu)模型，對DNA結(jié)構(gòu)特點的認識更加直觀具體。逐層解析，層層深入，使學生對DNA結(jié)構(gòu)的認識更加深刻到位。與生活的聯(lián)系2021年7月，新冠病毒變異株Delta在中國南京、揚州、鄭州等地區(qū)暴發(fā)，中國政府采取積極的措施進行防御，包括當?shù)厝珕T做核酸檢測，為什么核酸檢測能夠快速發(fā)現(xiàn)感染者?思考討論設(shè)置開放性問題，多元化評價學生學習成果。通過本節(jié)課的學習，學生能夠利用DNA分子的多樣性和特異性的特點解決一些實際問題，能夠理解一些生物學原理，并能向大眾普及生物學知識，落實社會責任。教學反思本節(jié)采用體驗——合作探究的教學模式，通過問題探討和資料分析，組織學生層層推進，在不斷思考和修改模型的過程中逐步總結(jié)出DNA的結(jié)構(gòu)特點，體會科學史中蘊含的科學方法和學科思想。學生在制作模型的過程中，同伴互助，合作交流，小組展示等，進一步體驗DNA的結(jié)構(gòu)特點，通過比較本組和其他組制作的模型，認識到堿基對排列順序千變?nèi)f化及其原因。教師只是組織者、引導(dǎo)者和參與者，很好的體現(xiàn)了在“做中學”的理念。第三課DNA的復(fù)制一、課程標準概述DNA分子通過半保留方式進行復(fù)制。二、教學目標1、根據(jù)結(jié)構(gòu)與功能相統(tǒng)一的觀點理解DNA分子的復(fù)制方式和復(fù)制原則。（生命觀念）2、根據(jù)DNA半保留復(fù)制特點進行子代DNA分子數(shù)或所需堿基數(shù)的計算。（科學思維）3、理解DNA半保留復(fù)制的實驗設(shè)計方法，分析實驗結(jié)果。學知識。（社會責任）三、教學重難點1、教學重點（1）運用假說-演繹法探究DNA的復(fù)制方式（2）DNA復(fù)制的條件、過程和特點2、教學難點（1）運用假說-演繹法探究DNA的復(fù)制方式（2）DNA復(fù)制的過程四、教學過程教學過程教師活動學生活動設(shè)計意圖新課導(dǎo)入新冠疫情發(fā)生以來，核酸檢測成為了一個高頻詞，核酸檢測陽性是確診新冠肺炎的重要標準。那么，核酸檢測的原理是什么？播放“新冠病毒核酸檢測”的視頻。提問：DNA是如何復(fù)制的？觀看視頻，思考問題利用學生熟悉的身邊事導(dǎo)入，激發(fā)學生學習興趣，養(yǎng)成關(guān)注科學發(fā)展的習慣探究DNA的復(fù)制方式活動一：作出假設(shè)。利用教材中“問題探討”引出半保留復(fù)制的假說。思考：依據(jù)結(jié)構(gòu)模型還可以提出什么假說？并介紹德爾布呂克提出的分散復(fù)制假說。展示DNA三種復(fù)制模式示意圖。活動二：設(shè)計實驗。講述三種假說最主要的區(qū)別——在子代DNA分子中，來自模板DNA的母鏈與新合成的DNA子鏈的結(jié)合方式不同。提問：1、如果要通過實驗區(qū)分DNA復(fù)制方式的三種假說，那么實驗中區(qū)分的關(guān)鍵是什么？2、如何區(qū)分來自模板DNA的母聯(lián)與新合成的DNA子鏈？3、如何測定子代DNA帶有同位素標記的情況？要求：根據(jù)以上問題，設(shè)計實驗方案。評價學生實驗方案，引導(dǎo)學生進行完善和修正，并得出正確方案如下：將已被15N標記的大腸桿菌置于14N的培養(yǎng)液中培養(yǎng)，在細胞分裂第1次和第2次之后分別提取DNA進行密度梯度離心，觀察子代DNA在離心管中的分布情況。活動三：演繹推理，預(yù)期結(jié)果。要求：根據(jù)實驗方案，對三種假說進行演繹推理，并預(yù)期子代DNA在離心管中的分布情況，完成表格。根據(jù)學生的交流情況，讓學生互評并總結(jié)。活動四：實驗驗證。展示科學家進行的實驗過程和實驗結(jié)果思考回答：全保留復(fù)制了解三種假說的主要區(qū)別根據(jù)問題，設(shè)計實驗并進行分享交流。小組合作探究，按照三種假說進行DNA復(fù)制得到的子代DNA情況及其在離心管中的分布情況，并交流。觀察比較并得出結(jié)論：DNA分子是以半保留方式進行復(fù)制運用假說-演繹法解決問題，根據(jù)已有知識提出假說。引導(dǎo)學生逐步完善實驗方案，培養(yǎng)探究能力。體會假說-演繹法中的演繹推理，培養(yǎng)科學思維。通過問題情景的設(shè)置，引導(dǎo)學生演繹實驗結(jié)果，體會假說演繹法的科學研究方法及生物學的實證特征DNA復(fù)制的過程視頻播放DNA復(fù)制的過程。提問：1、DNA復(fù)制的場所、時間？2、DNA的復(fù)制分為幾個步驟？3、DNA復(fù)制有什么特點？4、DNA復(fù)制的原則是什么？詳細講授DNA復(fù)制的詳細過程。（原料、模板、酶、能量、特點、原則）追問：1、為什么DNA可以準確復(fù)制？2、準確復(fù)制有什么意義？觀看視頻并思考問題。認真聽講并做好筆記。運用結(jié)構(gòu)與功能觀回答問題用問題引導(dǎo)學生觀看視頻，提高學生的觀看效率。加深對結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的理解，認識到生命系統(tǒng)具有高效性教學反思本設(shè)計運用了案例進行問題情境的設(shè)置，有效激發(fā)了學生探究的興趣和學習的熱情，對DNA復(fù)制方式的學習，教師沒有采用直接介紹的方式，而是引導(dǎo)學生以假說－演繹法為方法指導(dǎo)，通過體驗式探究活動，經(jīng)歷一個做出設(shè)計→推理演繹→驗證假設(shè)的科學研究過程，使學生既深刻掌握了DNA半保留復(fù)制的方式，又感受到演繹推理的科學研究魅力。在對問題的解決中，教師采取學生閱讀、師生討論、小組合作等多種靈活的學習方式，有效促進了學生對知識的探究和掌握，較好地體現(xiàn)了新課標的基本理念。第四課基因通常是有遺傳效應(yīng)的DNA片段一、課程標準概述多數(shù)生物的基因是DNA分子的功能片段。二、教學目標1.根據(jù)結(jié)構(gòu)與功能相統(tǒng)一的觀點理解染色體DNA和基因在結(jié)構(gòu)和功能上的關(guān)系。（生命觀念）2.根據(jù)DNA結(jié)構(gòu)分析DNA的多樣性和統(tǒng)一性。（生命觀念）3.運用伴性遺傳規(guī)律，解釋常規(guī)遺傳學技術(shù)在現(xiàn)實生產(chǎn)生活中的應(yīng)用。（社會責任、科學思維、科學探究）三、教學重難點1、教學重點（1）分析人類紅綠色盲的主要婚配方式及其伴性遺傳的特點（2）遺傳系譜圖的識別和判斷。2、教學難點（1）獨立寫出人類紅綠色盲癥和抗維生素D佝僂病的遺傳圖解（2）理解的基礎(chǔ)上能推導(dǎo)和運用伴性遺傳。四、教學過程教學過程教師活動學生活動設(shè)計意圖新課導(dǎo)入我國科學家將外源生長激素基因?qū)膈庺~的受精卵，培育出了轉(zhuǎn)基因鯉魚。與對照組相比，轉(zhuǎn)基因鯉魚的生長速率加快。那么問題來了：為什么轉(zhuǎn)基因鯉魚的生長速度更快？導(dǎo)入的外源基因是1個DNA分子，還是DNA分子的一段脫氧核苷酸序列？思考問題導(dǎo)入新課，明確學習目標和重難點基因與DNA的關(guān)系帶領(lǐng)學生回顧基因與DNA的舊知。活動1：閱讀教材P57-P58中的資料1和3，并回答下列問題：生物體內(nèi)的DNA分子數(shù)目與基因數(shù)目相同嗎？生物體內(nèi)所有基因的堿基總數(shù)與DNA分子的堿基總數(shù)相同嗎？如果不同說明了什么？引導(dǎo)學生討論后，得出如下結(jié)論：基因是DNA的片段。總結(jié)：基因在DNA上的分布是不連續(xù)的，基因之間由非基因片段隔開。介紹教材第52頁廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代刑偵領(lǐng)域的DNA指紋技術(shù)，展示DNA指紋圖提問：DNA指紋圖上的片段是否就是基因？如果這些片段不是基因，什么樣的片段才能稱為基因呢？活動2：閱讀教材P57-P58中的資料2，并回答下列問題：你如何理解基因具有遺傳效應(yīng)？本節(jié)“問題探討”中提到的生長激素基因的遺傳效應(yīng)是什么？引導(dǎo)學生討論后，得出如下結(jié)論：基因具有特定的遺傳效應(yīng)。活動3：請從DNA水平上給基因下一個定義，要求既能反映基因與DNA的關(guān)系，又能體現(xiàn)基因的作用。歸納：補充有些病毒的遺傳物質(zhì)是RNA，如艾滋病病毒、流感病毒、煙草花葉病毒等。對這類病毒而言，基因就是有遺傳效應(yīng)的RNA片段。所以對基因的定義進行進一步的完善，表述為：基因通常是有遺傳效應(yīng)的DNA片段。回顧基因與DNA的舊知。閱讀教材，思考問題，得出如下結(jié)論：基因是DNA的片段觀察DNA指紋圖，提出自己的觀點。閱讀教材，思考問題，得出如下結(jié)論：基因具有特定的遺傳效應(yīng)。討論并得出如下結(jié)論：基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段。對基因的概念進行進一步的完善。梳理前面已學章節(jié)的知識，為本節(jié)內(nèi)容的展開做鋪墊。通過豐富的資料，引導(dǎo)學生進行邏輯推理，逐步理解基因與DNA的關(guān)系，得出基因是DNA片段。結(jié)合得到廣泛應(yīng)用的DNA指紋技術(shù)，調(diào)動學生的學習熱情，引導(dǎo)學生思考什么樣的片段才能稱為基因。根據(jù)資料得出基因具有遺傳效應(yīng)，可以控制生物的性狀。DNA儲存遺傳信息展示DNA的結(jié)構(gòu)模式圖，提出問題：DNA只有4中脫氧核苷酸，為什么能夠儲存大量的遺傳信息呢？引導(dǎo)學生關(guān)注堿基的排列順序?qū)蚍N類數(shù)的影響，用數(shù)學方法進行推演。堿基對數(shù)目基因種類1個堿基對