必修《基因的本質(zhì)》和《基因的表達》的教學策略

1、光合作用的發(fā)現(xiàn)基因的本質(zhì)和基因的表達的教學策略 一、教材分析1.“基因本質(zhì)和基因的表達”在模塊內(nèi)和跨模塊之間的聯(lián)系章節(jié)主體知識跨章節(jié)、跨模塊聯(lián)系對象1.DNA是主要的遺傳物質(zhì)必修1第2章第3節(jié)遺傳信息的攜帶者核酸第3章第2節(jié)細胞器系統(tǒng)內(nèi)的分工合作第3章第3節(jié)細胞核系統(tǒng)的控制中心第6章第1至第4節(jié)必修2第5章第1節(jié)基因突變與基因重組選修1專題5的DNA的粗提取與鑒定2.DNA分子的結(jié)構(gòu)必修1第2章第3節(jié)遺傳信息的攜帶者核酸必修2第5章第1節(jié)基因突變與基因重組第6章第2節(jié)基因工程及其應(yīng)用選修3專題1基因工程3.DNA的復(fù)制必修1、第6章第1節(jié)細胞的增殖必修2第2章第1節(jié)一 減數(shù)分裂、選修1專題5的

2、多聚酶鏈式反應(yīng)擴增DNA片段選修3專題1基因工程之目的基因的獲取章節(jié)主體知識跨章節(jié)、跨模塊聯(lián)系對象4.基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段必修1第6章第2節(jié)細胞的分化、第3節(jié)細胞的衰老與凋亡第4節(jié)細胞的癌變必修2第2章第2節(jié)基因在染色體上、第4章第1節(jié)基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成第2節(jié)基因?qū)π誀畹目刂频?章第2節(jié)基因工程及其應(yīng)用選修3專題1基因工程5.基因的表達、基因?qū)π誀畹目刂票匦?第1章第2節(jié)細胞的多樣性和統(tǒng)一性、第2章第2節(jié)生命活動的主要承擔者蛋白質(zhì)第2章第3節(jié)遺傳信息的攜帶者核酸第3章第2節(jié)細胞器系統(tǒng)內(nèi)的分工合作、第3節(jié)細胞核系統(tǒng)的控制中心第5章第1節(jié)降低化學反應(yīng)活化能的酶第6章第2節(jié)細胞的分化、第3

3、節(jié)細胞的衰老與凋亡第4節(jié)細胞的癌變必修2第2章第2節(jié)基因在染色體上、第3章第4節(jié)基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段第5章第2節(jié)基因突變及其他變異選修3基因工程和蛋白質(zhì)工程2. 課標和考試大綱的要求 課 標 要 求考試大綱要求目 標水平要求 內(nèi) 容 標 準知識性目標應(yīng)用總結(jié)人類對遺傳物質(zhì)的探索過程II知識性目標 理解概述DNA分子結(jié)構(gòu)的主要特點II知識性目標 理解說明基因和遺傳信息的關(guān)系II知識性目標 理解概述DNA分子的復(fù)制II知識性目標理解基因與性狀的關(guān)系 II情感性目標 感受經(jīng)歷搜集DNA分子結(jié)構(gòu)模型建立過程的資料，并進行討論和交流技能性目標 獨立操作制作DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)模型二、教學策略：（

4、1） 證明DNA是遺傳物質(zhì)的幾個經(jīng)典實驗中的實驗原理、設(shè)計思路、噬菌體的標記方法、放射性的檢測方法；（2）基因表達過程中遺傳信息、mRNA、密碼子、tRNA、反密碼子、氨基酸的關(guān)系；（3）DNA的復(fù)制、基因控制蛋白質(zhì)合成的相關(guān)計算題：如堿基、密碼子、反密碼子、氨基酸相關(guān)的計算。（4）翻譯的過程、概念名詞的混淆如脫氧核苷酸、基因、DNA、染色體的關(guān)系等。（一）學情分析（學習困難）2.對應(yīng)措施：（1）傘藻嫁接和核移植實驗思路導(dǎo)入艾佛里的實驗設(shè)計思路，彌補學生思維的斷層。（2）通過差速離心法的原理解答放射性含量的監(jiān)測問題。（3）用簡圖體現(xiàn)DNA、mRNA、密碼子、反密碼子、氨基酸之間的關(guān)系，切忌6：

5、3：1的記憶教學，不能把生物課上成歷史課。（4）用簡單的數(shù)學公式完成相關(guān)復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯等相關(guān)計算： A=T,G=C A+G=T+C=50% 或者 A+C=T+G=50% A+T/雙鏈=A+T/單鏈=A+U/mRNA 或者 G+C/雙鏈=G+C/單鏈=G+C/mRNA。（5）通過典型例題教會學生的解題思路以及學習生物的學習方法.（6）用教材中的圖理清基因、DNA和染色體的關(guān)系三、具體的教學建議 1.課例：上學期16周蘇科庚老師的公開課 2.繼續(xù)體現(xiàn)假說演繹法：在第一章和第二章的學習還存在困惑的學生，那么在完成這節(jié)課學習任務(wù)后，就會豁然開朗了。所以，這堂課教師對學生的思維連貫的培養(yǎng)和啟迪是非常關(guān)

6、鍵的。而這幾個科學家的實驗中，思維跳動最大的是艾佛里的實驗設(shè)計思路和研究方法，學生很難一步到位，需要老師借助學生的已有的知識儲備和認知能力來銜接。（一）第三章基因的本質(zhì)的教學策略的創(chuàng)新之處3.教師通過傘藻嫁接實驗和傘藻核移植實驗創(chuàng)造思維源泉 通過重新學習傘藻嫁接實驗和傘藻核移植實驗，學生可以進一步探究格里菲斯實驗的轉(zhuǎn)化因子提供明確的思路，為艾佛里實驗設(shè)計的巧妙之處達到共鳴。學生能得到的以下的啟示： 圖1：傘藻嫁接 圖2：傘藻核移植實驗（1）結(jié)論：細胞核是遺傳信息庫，是細胞代謝和遺傳的控制中心。（2）研究對象：細胞核進行獨立研究，同時還要遵循對照實驗原則。（3）核移植后，帽型傘藻的“體貌特征”發(fā)

7、生改變的根本原因：遺傳物質(zhì)發(fā)生了改變：由菊花型傘藻細胞核中的DNA決定。R型細菌 S型細菌 圖3： R型細菌轉(zhuǎn)變成S型細菌 （4）與艾佛里實驗設(shè)計的思維共性：R型細菌的“體貌特征”發(fā)生了改變，變成了S型細菌了（如圖3）。通過對傘藻嫁接實驗和傘藻核移植實驗的結(jié)果類比推理法可知，其原因就是R型細菌的遺傳物質(zhì)發(fā)生了改變，由S型細菌的遺傳物質(zhì)決定。所以，根據(jù)傘藻的嫁接和核移植實驗的研究方法可知：要想辦法單獨研究：是S型細菌的哪一種物質(zhì)在起到轉(zhuǎn)化因子也是遺傳物質(zhì)的作用呢 ？（5）學生合作學習和探究式學習 : S型細菌中的物質(zhì)進行分離、提純：DNA、RNA、蛋白質(zhì);小組合作進行模擬探究艾佛里的實驗設(shè)計。圖

8、1圖2說明：圖1是學生的學習結(jié)果，而圖2中用DNA酶處理DNA，利用反證法證明了DNA是轉(zhuǎn)化因子，是遺傳物質(zhì)，這個實驗設(shè)計，沒有一個學習小組能想到，這是正常的，因為圖1已經(jīng)能真正體現(xiàn)艾佛里的實驗設(shè)計思路：單獨研究各種物質(zhì)的具體作用。而圖2是艾佛里事隔2年后才補充完善的。4簡潔明了總結(jié)： 常見總結(jié)：大多數(shù)生物以 DNA 為遺傳物質(zhì)，少數(shù)生物以 RNA 為遺傳物質(zhì)，所以 核酸 是一切生物的遺傳物質(zhì)，DNA 是主要的遺傳物質(zhì)。個人總結(jié)：用“三個所有”：所有原核生物和真核生物的遺傳物質(zhì)是 DNA，所有DNA病毒的遺傳物質(zhì)是DNA，所有RNA病毒的遺傳物質(zhì)是 RNA。(三)第四章基因的表達的教學建議和相

9、應(yīng)措施1.教學重點、難點、疑點（1）教學重點和難點： 基因控制蛋白質(zhì)合成；基因?qū)π誀畹目刂啤＃?）學生學習疑點： 為什么基因不能直接控制蛋白質(zhì)的合成？ RNA為什么適于作DNA的信使？ 為什么轉(zhuǎn)錄時DNA的兩條鏈不能同時轉(zhuǎn)錄？ 密碼子與氨基酸、反密碼子的關(guān)系。 脫氧核苷酸、基因、DNA、染色體的關(guān)系3.教師教學疑點：（1）如何導(dǎo)入（2）如何用簡單明了的語言或者數(shù)學知識來解答學生心中的疑點（3）如何歸納基因、蛋白質(zhì)與性狀的關(guān)系（4）如何恰當使用表格來進行教學（5）如何解決基因表達過程中遺傳信息、mRNA、密碼子、tRNA、反密碼子、與氨基酸的關(guān)系；（6）如何有效解決DNA的復(fù)制、基因控制蛋白質(zhì)合

10、成的相關(guān)的計算。二對學生學習疑點和教師教學疑點的解決辦法：1.學法指導(dǎo):用圖指導(dǎo)基礎(chǔ)知識的學習、理解和記憶。2.教法指導(dǎo)：（1）導(dǎo)入：常見導(dǎo)入：比喻導(dǎo)入： 基 因 轉(zhuǎn) 錄 mRNA 翻 譯 蛋 白 質(zhì)優(yōu)點：直觀上理解無論是原核細胞還是真核細胞的基因都是不能直接指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成，必須經(jīng)過轉(zhuǎn)錄和翻譯。（2）“整體部分整體”的授課方式：通過flash播放基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成的整個連續(xù)的過程，然后，通過問題串的形式，分步解決轉(zhuǎn)錄和翻譯的具體過程。 （3）通過圖解特別注意：轉(zhuǎn)錄的概念 、RNA聚合酶、模板、原料、能量等。RNA聚合酶mRNADNA模板鏈游離的核糖核苷酸（4）翻譯的過程用大貨車入庫、卸貨比喻

11、教學易理解： 進位、轉(zhuǎn)肽、脫落、移位核糖體移動的方向直到讀取終止密碼子才終止（5）密碼子和反密碼子或者tRNA的教學用專車專用來比喻 tRNA的作用特點 P66（6） 一個mRNA分子上可以結(jié)合多個核糖體同時合成多條相同的多肽 能力提高(08江蘇）上圖為原核細胞中轉(zhuǎn)錄、翻譯的示意圖。 據(jù)圖判斷，下列描述中正確的是(多選) A圖中表示4條多肽鏈正在合成B轉(zhuǎn)錄尚未結(jié)束、翻譯即已開始C多個核糖體共同完成一條多肽鏈的翻譯D一個基因在短時間內(nèi)可表達出多條多肽鏈P67江蘇高考3.表格比較法的教學策略（1）DNA與RNA的比較（課前完成，課堂上要求學生看表格回答：RNA為什么可以作為DNA的信使）區(qū)別DNA

12、RNA結(jié)構(gòu)通常是雙螺旋結(jié)構(gòu)通常是單鏈結(jié)構(gòu)基本單位脫氧核苷酸核糖核苷酸五碳糖脫氧核糖核糖含氮堿基A、G、C、TA、G、C、U產(chǎn)生途徑DNA復(fù)制（學完中心法則再補上逆轉(zhuǎn)錄）轉(zhuǎn)錄、（學完中心法則再補上逆轉(zhuǎn)錄RNA復(fù)制）（2）三種RNA結(jié)構(gòu)與功能的比較（課堂根據(jù)P63圖，教師一邊講，學生一邊做筆記）mRNAtRNArRNA功能翻譯時作模板翻譯時作搬運氨基酸的工具組成核糖體的成分結(jié)構(gòu) 單鏈單鏈，常有部分堿基配對形成三葉草結(jié)構(gòu)單鏈共同點都是轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生；基本單位相同；都與翻譯過程有關(guān)（3）.轉(zhuǎn)錄、翻譯和DNA復(fù)制（表格先呈現(xiàn)，一邊學習一邊完成） 轉(zhuǎn)錄翻譯DNA復(fù)制場 所真核細胞：主要在細胞核，線粒體和葉綠體原

13、核細胞：在擬核或者細胞質(zhì)核糖體上 真核細胞： 主要在細胞核， 線粒體和葉綠體 原核細胞： 在擬核、細胞質(zhì)模板DNA的一條鏈mRNADNA的兩條鏈原料核糖核苷酸氨基酸脫氧核苷酸堿基配對原則A-U、T-AC-G、 G-CA-U、U-A、C-G、G-CA-T、 T-AC-G、 G-C信息傳遞DNAmRNAmRNA蛋白質(zhì)DNADNA時間生長發(fā)育的過程中的任何時期細胞分裂（間期）產(chǎn)物mRNA蛋白質(zhì)2個相同的DNA 4. 基因?qū)π誀畹目刂频挠行w納：（1）基因與酶：P69白化病的圖和豌豆圓粒和皺粒的現(xiàn)象，學生再歸納（遵循孟德爾的遺傳規(guī)律）（2）基因與蛋白質(zhì)：P80鐮刀型貧血病的原因以及P70囊性纖維病的原

14、因，學生再歸納（遵循孟德爾的遺傳規(guī)律）（3）基因與基因、基因與基因的產(chǎn)物：身高（多基因遺傳）（4）基因與環(huán)境共同決定（P68水毛茛，棄嬰的身高，基因型和表現(xiàn)型的關(guān)系等）5.遺傳信息、密碼子、反密碼子的有效歸納(解決學生的困惑）遺傳信息是指DNA上特定的脫氧核苷酸排列順序。密碼子是mRNA上決定一種氨基酸的三個相鄰的堿基。 密碼子共64種，決定氨基酸的只有61種。反密碼子是tRNA的反密碼環(huán)上與mRNA的密碼子互補配對的三個相鄰堿基，tRNA有61種。每種氨基酸對應(yīng)一種或幾種密碼子，可由一種或幾種tRNA轉(zhuǎn)運；但一種密碼子只能決定一種氨基酸，一種tRNA只轉(zhuǎn)運一種氨基酸。 6.利用教材插圖有效歸

15、納脫氧核苷酸、基因、DNA、染色體的關(guān)系（有利于學生理解記憶）脫氧核苷酸是基因和DNA 的基本組成單位基因在染色體上呈線性排列P30 圖2-11果蠅某一條染色體上的幾個基因細胞質(zhì)基因細胞核基因存在部位葉綠體、線粒體、細菌質(zhì)粒細胞核是否與蛋白質(zhì)結(jié)合否，DNA分子裸露與蛋白質(zhì)結(jié)合為染色體結(jié)構(gòu)雙鏈DNA雙鏈DNA功能復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯基因數(shù)量少多遺傳方式遵循孟德爾遺傳規(guī)律、屬于母系遺傳遵循孟德爾遺傳規(guī)律7.細胞質(zhì)基因與細胞核基因的比較（了解而已）以DNA為遺傳物質(zhì)的生物的遺傳信息傳遞： 如真核生物、原核生物、DNA病毒等以RNA為遺傳物質(zhì)，但沒有逆轉(zhuǎn)錄酶的遺傳信息傳遞：如：甲型H1N1

16、流感病毒等 （3）以RNA為遺傳物質(zhì)，但有逆轉(zhuǎn)錄酶的遺傳信息傳遞如：艾滋病病毒、 Rous肉瘤病毒等DNA 轉(zhuǎn)錄RNA翻譯蛋白質(zhì)復(fù)制RNA翻譯蛋白質(zhì)復(fù)制DNA 轉(zhuǎn)錄RNA翻譯蛋白質(zhì)復(fù)制RNA逆轉(zhuǎn)錄8.中心法則（特別強調(diào)是遺傳信息的傳遞規(guī)律）8.第三節(jié)遺傳密碼的破譯按最簡單的方式教學：密碼子的閱讀是非重疊式閱讀，有助于以后基因突變的教學。（用123456789的讀法來解決）9.基因控制蛋白質(zhì)合成的相關(guān)計算題： A=T,G=C ； A+G=T+C=50% 或者 A+C/T+G=1 A+T的比例3個一樣（A+T在DNA雙鏈中的比例=A+T在DNA單鏈中的比例=A+U在mRNA中的比例例1：已知3個D

17、NA分子共有堿基24000個，則其指導(dǎo)合成蛋白質(zhì)的氨基酸有20種，4000個。（A+T在DNA雙鏈中的比例=A+T在DNA單鏈中的比例=A+U在mRNA中的比例）例2：已知一條mRNA上有200個堿基，其中A占25%，U占15%，那么轉(zhuǎn)錄該mRNA的DNA的C+G多少個？240個例3：在一個DNA分子中，A+T占全部堿基的54%，其中一條鏈中的G與A分別占該鏈的22%和28%，則由該鏈轉(zhuǎn)錄的mRNA中G與C分別占堿基總數(shù)的? 24% 22% 例4：一條多肽鏈中含有160個氨基酸，則指導(dǎo)其合成的mRNA有160個密碼子，有480個堿基，則控制其合成的 DNA片段有堿基960個。利用P53圖312“ 證明DNA 進行半保留復(fù)制的實驗”來理清學生思維例5：將15N標記的一個DNA分子放在含14N的培養(yǎng)基中連續(xù)培養(yǎng)4代，則后代中，只含15N的DNA分子與含14N的DNA分子的比？（1） 的過程叫 ，其主要場所在 。在該生理過程中，遺傳信息的傳遞途徑是_。 (2)氨基酸