基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段

一、教學(xué)目標(biāo)

1.知識(shí)目標(biāo)

⑴舉例說明基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段。

⑵說明基因、DNA和染色體三者之間的關(guān)系以及基因的本質(zhì)。

2.能力目標(biāo)

⑴運(yùn)用數(shù)學(xué)方法說明DNA分子的多樣性和特異性。

⑵掌握分析材料的方法。

3．情感態(tài)度價(jià)值觀目標(biāo)

通過了解人類基因組計(jì)劃和DNA指紋技術(shù)的應(yīng)用，培養(yǎng)熱愛科學(xué)和愛國(guó)主義情感。

二、教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)

1.教學(xué)重點(diǎn)

(1)基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段。

(2)DNA分子具有多樣性和特異性。

2.教學(xué)難點(diǎn)

脫氧核苷酸序列與遺傳信息的多樣性。

三、教學(xué)策略

本節(jié)教學(xué)可用1課時(shí)。本節(jié)內(nèi)容既是對(duì)本章內(nèi)容的概括與提升，又為第4章《基因的表達(dá)》作鋪墊?；谝陨峡紤]，目標(biāo)1側(cè)重在知識(shí)方面，也是本節(jié)教學(xué)的核心。目標(biāo)2側(cè)重于運(yùn)用數(shù)學(xué)方法的技能。需要說明的是，運(yùn)用數(shù)學(xué)方法推算堿基排序的目的是要讓學(xué)生進(jìn)一步理解、認(rèn)同DNA分子結(jié)構(gòu)的多樣性和特異性，因此應(yīng)將目標(biāo)2的技能要求與目標(biāo)1的知識(shí)要求結(jié)合起來。目標(biāo)3是在前兩個(gè)目標(biāo)基礎(chǔ)上的進(jìn)一步提升，也是課程標(biāo)準(zhǔn)中提出的明確要求。

在本節(jié)中，教材提供了實(shí)證、探究和聯(lián)系社會(huì)實(shí)際三個(gè)層面的活動(dòng)內(nèi)容，教師可以充分利用這些教材資源，組織教學(xué)。

1.充分利用“資料分析”，讓學(xué)生通過對(duì)實(shí)例的分析和討論來理解基因與DNA的關(guān)系。

仔細(xì)品味“資料分析”中的4個(gè)材料，可以發(fā)現(xiàn)這些資料主要是從遺傳現(xiàn)象和數(shù)量關(guān)系這兩方面提供推理依據(jù)，引導(dǎo)學(xué)生得出“基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段”這一結(jié)論。資料1、3，主要是從數(shù)量關(guān)系上說明基因是DNA分子的片段;資料2、4分別提供了海蜇的綠色熒光蛋白基因和小鼠體內(nèi)的肥胖基因的相關(guān)信息，主要是說明基因具有遺傳效應(yīng)。

在教學(xué)過程中，上述資料可以根據(jù)需要多次使用，從不同角度幫助學(xué)生理解“基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段”。教師可以通過設(shè)計(jì)一系列問題，讓學(xué)生從實(shí)例中逐步得出基因是DNA分子上的片段、基因具有遺傳效應(yīng)的結(jié)論，最終獲得基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段這一綜合認(rèn)識(shí)。在教學(xué)過程中，教師可以借助教材提供的討論題，也可以根據(jù)學(xué)生特點(diǎn)重新設(shè)計(jì)一些問題串，讓學(xué)生沿著上述邏輯推理過程，得出結(jié)論。

在推理過程中，教師應(yīng)隨時(shí)關(guān)注學(xué)生探求問題的路徑，引導(dǎo)學(xué)生確立事實(shí)、推理、結(jié)論之間的正確關(guān)系，以及知識(shí)之間的邏輯關(guān)系，引導(dǎo)學(xué)生循序漸進(jìn)，步步深入，順理成章地得出結(jié)論。從上述分析也可以看出，本節(jié)內(nèi)容是培養(yǎng)和訓(xùn)練學(xué)生推理能力的良好素材。

2.合理組織探究活動(dòng)，幫助學(xué)生用數(shù)學(xué)方法解決生物學(xué)問題。

本節(jié)的探究活動(dòng)有別于實(shí)驗(yàn)探究。這一探究活動(dòng)主要是借助于數(shù)學(xué)方法，所以要側(cè)重?cái)?shù)學(xué)技能的訓(xùn)練，利用數(shù)學(xué)思維解決生物學(xué)問題。同時(shí)，教師還應(yīng)注意到一個(gè)問題，即所有的堿基排列的概率計(jì)算是建立在一個(gè)假設(shè)基礎(chǔ)上的(所有堿基對(duì)的隨機(jī)排列都能構(gòu)成基因)。因此，在將數(shù)學(xué)模型遷移到生物學(xué)問題時(shí)，教師一定要提示學(xué)生注意：生物學(xué)現(xiàn)象的特殊性和數(shù)學(xué)模型的應(yīng)用范圍。關(guān)于概率的教學(xué)，可以事先向數(shù)學(xué)教師請(qǐng)教，以保證不出科學(xué)性錯(cuò)誤，但不宜涉及過深的數(shù)學(xué)知識(shí)，以學(xué)生能理解堿基排列多樣性為宜。在將數(shù)學(xué)模型遷移到堿基排列序列的多樣性問題時(shí)，應(yīng)注意分析遺傳信息多樣性與DNA分子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)之間的關(guān)系。

3.通過介紹DNA指紋的應(yīng)用，體現(xiàn)STS教育。

在進(jìn)行理論探討后，教師應(yīng)不失時(shí)機(jī)地介紹DNA指紋技術(shù)的應(yīng)用，讓學(xué)生感受到理論知識(shí)的奇妙應(yīng)用。教師可以創(chuàng)設(shè)這樣的情景：假如你是一名法醫(yī)，你將如何利用DNA指紋技術(shù)來處理案件。教學(xué)過程中，教師應(yīng)該簡(jiǎn)單介紹一下DNA指紋的有關(guān)知識(shí)，不要讓學(xué)生產(chǎn)生誤解，以為DNA指紋就是人的基因。實(shí)際上，DNA指紋的特異性主要是由于在人(或其他生物)的染色體DNA中，不表達(dá)的堿基對(duì)中存在著的一部分串聯(lián)重復(fù)的短序列，它們?cè)趥€(gè)體之間具有顯著的差異性。在介紹了DNA指紋的法醫(yī)學(xué)用途之后，還可以將視野拓展，介紹DNA指紋在其他領(lǐng)域的應(yīng)用，如孑遺物種的保存和孑遺動(dòng)物的繁殖、親子鑒定等。

四、答案和提示

(一)問題探討

提示：本節(jié)“問題探討”的目的主要是讓學(xué)生體會(huì)堿基排列順序的多樣性。

(二)資料分析

1.生物體的DNA分子數(shù)目小于基因數(shù)目。生物體內(nèi)所有基因的堿基總數(shù)小于DNA分子的堿基總數(shù)。這說明基因是DNA的片段，基因不是連續(xù)分布在DNA上的，而是由堿基序列將其分隔開的。

2.提示：此題旨在引導(dǎo)學(xué)生理解遺傳效應(yīng)的含義，并不要求惟一答案?？梢越Y(jié)合提供的資料來理解，如能使生物體發(fā)出綠色熒光、控制人和動(dòng)物體的胖瘦，等等。

3.基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段。

(三)探究

1.堿基排列順序的千變?nèi)f化，構(gòu)成了DNA分子的多樣性，而堿基特定的排列順序，又構(gòu)成了每一個(gè)DNA分子的特異性。DNA分子的多樣性和特異性是生物體多樣性和特異性的物質(zhì)基礎(chǔ)。

2.提示：在人類的DNA分子中，核苷酸序列多樣性表現(xiàn)為每個(gè)人的DNA幾乎不可能完全相同，因此，DNA可以像指紋一樣用來鑒別身份。

3.提示：可以從進(jìn)化的角度來分析基因?yàn)槭裁床荒苁菈A基的隨機(jī)排列。

(四)練習(xí)

教材P58（題略）

1.(1);(2)×。

2.C。

3.提示：從遺傳物質(zhì)必須具備的條件來分析：(1)在細(xì)胞增殖過程中能夠精確地進(jìn)行復(fù)制;(2)能夠控制生物體的性狀;(3)能夠貯存足夠量的遺傳信息;(4)結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定。

拓展題（題略）

1.提示：并非任何一個(gè)DNA片段都是基因，只有具有遺傳效應(yīng)的DNA片段才是基因。

2.提示：DNA包括基因與非基因的堿基序列。

3.提示：這一觀點(diǎn)是有道理的。但在日常生活中，如報(bào)刊、雜志、廣播等傳播媒體常將基因與DNA這兩個(gè)概念等同使用，因此在具體情況中，要留意區(qū)分。