第三章第一节 基因的分离定律 教案

教 学 设 计第 2 周 星期 一 2007 年 3 月 4 日教学内容第三章第一节 基因的分离定律课型新授教学目标知识与技能1. 掌握孟德尔的一对相对性状的杂交实验及分离定律。2. 识记显性性状、隐性性状、性状分离、相对性状、纯合子、杂合子概念。3. 识记一对相对性状的实验现象。4. 理解用豌豆作遗传实验容易取得成功的原因。过程与方法1. 运用分离定律解释一些遗传现象。2. 运用数学统计方法和遗传学原理揭示或预测一些遗传现象。3. 运用假说演绎的思维方法，理解孟德尔对分离现象的解释。情感、态度与价值观1. 理解孟德尔遗传实验的科学方法和创新思维。2. 培养敢于质疑、勇于创新、勇于实践的科学精神。教材分析重点1.对分离想象的解释。2.基因分离定律的实质。难点对分离想象的解释。学情分析我校的学生是在城市生活长大的，在生活的过程中对植物和动物的接触是比较少的，缺乏感性材料；经过前面的减数分裂和受精作用的学习，为本节概念的学习和建构奠定了认知基础。学习用具高茎豌豆与矮茎豌豆杂交试验图片; 塑料筒2个，四色小球各10个; 减数分裂等的投影片教学过程1 首先简单介绍人类对子代与亲代之间相似现象规律的探究历史以引起学生的注意。子代都或多或少的和父母相像;白人和黑人的后代是混血儿;马和驴的后代是骡;那么,遗传有没有规律呢?2 子代与亲代之间相似现象的规律是由奥地利神父孟德尔揭示出来的(让学生阅读教材P19-20的关于孟德尔的生平)首先, 给学生介绍一下孟德尔和他的豌豆杂交实验有关的背景材料其次，要对杂交实验的材料豌豆用做遗传学实验材料的优点做一简要介绍。然后就可以展开关于豌豆杂交实验方法、过程及结果的介绍去雄传粉套袋亲本(父本、母本)第三, 讲解相对性状的概念(一种生物的同一种性状的不同表现类型),并举例(如豌豆的七对相对性状, 人的食指比无名指的长或短), 使学生理解相对性状的概念.提问: 孟德尔选择了豌豆作为遗传试验材料，找出了七对易于区分的相对性状, 这么多的性状，该如何研究呢？你是如何思考的？讲解: 虽然豌豆有七对相对性状，孟德尔在实验中首先把注意力集中在一对相对性状上。他用具有一对相对性状的豌豆纯种的高茎豌豆和矮茎豌豆做杂交。孟德尔成功的原因：（1）成功于对前人工作的分析。孟德尔认为前人的杂交实验有三个缺点：对杂种子代中不同类型的植株没有分别进行计数；对杂种后代没有明确地按各代分别统计；也没有明确肯定每一代中不同类型植株数之间的统计关系。在此基础上，孟德尔进行了他的豌豆杂交实验，并对实验结果进行了统计和分析。从而提出了对遗传规律的假设，把对遗传现象的单纯描述推进到正确的分析。( 选取试验材料准确)（2）孟德尔成功于他与其他实验者不同的思想方法：孟德尔主张“从最简单的事物中去认识真理”。他在最初进行杂交时，所选用的两个亲本都只有一对相对性状。或者更确切些说，不论其它性状的差异怎样，他都只把注意力集中在一个清楚的性状差异，或者说一对相对性状上，去进行观察和分析; 由简单到复杂( 先分析一对相对性状再分析两对或两对以上相对性状)（3）孟德尔成功于他的一整套实验方法：孟德尔对花粉混杂问题特别注意。他指出，如果忽略了这个问题，有外来花粉混杂，而实验者却不知道，那就会得出错误的结论。不仅如此，他还对杂交亲本做了明确的区分和界定，建立了一整套杂交实验的方法，如：自交、测交等( 用统计学的方法进行分析)对杂交的实验方法教师要做具体而较为详细地介绍:用来做杂交的两个植株就称为亲本, 由哪一个植株提供花粉哪一个植株就是父本，哪一个植株接受花粉哪一个植株就是母本。如果以具有某一性状（如：高茎）的个体为父本（在植物实验中取其花粉），给另一具有相对性状（如：矮茎）的植株授粉做杂交叫正交的话，将矮茎为父本、高茎为母本则为反交。杂交实验正交、反交都要做.经过去雄、授粉的花所结的种子就是杂交种子。杂交种子种下去以后所长成的植株就称为杂种F1代, F1代自交所得到的种子就是F2代.同时多媒体演示:P(亲代): 高茎 矮茎 F1(子一代) 高茎F1(子二代) 高茎：矮茎 787：277讲解时,同时穿插讲解以下两个概念:显性性状: (教材P22)隐性性状: (教材P22)性状分离: 这种在杂种后代中,同时出现显性性状和隐性性状的现象孟德尔又做了其他6对相对性状的杂交实验,观察了数千株豌豆的杂交情况得出同样的结果: 子一代只表现显性性状; 子二代出现了性状分离现象,并且显性性状与隐性性状得数量比接近于3:1教学反思本节课比较难,而且概念较多，所以在讲解时,必须要慢,要让学生事先带着问题去预习，课堂上还要让学生亲自参与书写一些有关描述遗传学的表达方法，同时讲解时要联系学生的生活实际以激发学生的学习兴趣等.教 学 设 计第 2 周 星期 四 2007 年 3 月 7 日教学内容第三章第二节 基因的自由组合定律课型讲授型教学目标知识与技能1. 理解孟德尔的两对相对性状的杂交实验及自由组合定律2. 说出基因型、表现型和等位基因的含义3. 领悟孟德尔遗传实验的科学方法，发展科学思维。4. 进一步理解运用假说演绎法解释生命科学中的问题5. 理解基因自由组合定律的实质及其在实践中的应用过程与方法1. 通过自由组合现象的解释，明确9种基因型和4种表现型比例的计算方法，以及每种表现型中基因型的类型及所占比例，结合一些例题进行计算运用2. 运用多种方法分支法、棋盘法和乘法法则，结合例题求概率、基因型和表现型等，掌握解体方法。3. 两对等位基因常考查的后代比例9：3：3：1、1：1：1：1、3：3：1：1，把这些比例亲本的基因型搞清楚，解题时当作公式定理来利用即可。情感、态度与价值观培养严谨、求实的科学态度教材分析重点1. 对自由组合现象的解释及验证 2. 自由组合定律的内容及理解3. 自由组合定律的解题 4. 孟德尔获得成功的原因难点1. 对自由组合现象的解释及验证 2. 自由组合定律的内容及理解3. 自由组合定律的解题学情分析通过对基因分离规律的学习，学生已经体会到“颗粒学说”的正确性，同时也体验了“根据现象，提出问题；针对问题，作出假设；运用假设，解释现象；设计实验，验证假设；推广演绎，提出规律”的研究方法。对遗传规律的细胞学基础减数分裂已经掌握，可以从细胞学水平对假设进行科学的分析。基因的分离规律研究的是一对遗传因子（基因）的遗传规律。在掌握了基因分离规律以后，学生很自然会有这样的疑问“一对遗传因子遵循基因的分离规律，那么，两 对遗传因子是否也遵守基因的分离规律？如果不是，他又遵守什么样的规律呢？如果多对遗传因子呢？”等。因此学生对本节课有一定的主动探究意识。学习用具1、黄色圆粒豌豆和绿色皱豌豆杂交试验挂图2、黄色圆粒豌豆和绿色皱豌豆的杂交试验分析遗传因素3、带有磁性并标注Y、y和R、r基因的两对染色体模型，磁性黑板4、多媒体教学器材，屏幕教学过程第一课时引言：孟德尔提出的“分离定律”研究的仅是一对相对性状，这也是他获得成功的另一个原因，如同时研究多对相对性状，那多对相对性状的遗传有何规律呢？1、两对相对性状的杂交实验（1） 实验过程：（2） 实验结果名词：亲本型 非亲型（即重组型）现象分析（注意分析方法）2、对自由组合现象的解释P：YYRR（黄圆）yyrr（绿皱）配子：YRyrF1YyRr（黄圆）F2 配子YRYryRyrYRYryRyr（1）名词：表现型 基因型 等位基因控制的一对_性状的基因，如_（3） 总结：F2中，遗传因子(即基因型)组合形式种性状表现（即表现型）有、4种，且比为。不同对数基因独立分配的遗传规律杂交的基因对数F1配子F2表现型的种类F2基因型的种类自交后代纯合子的比种类可能组合数123n3、对自由组合现象解释的验证（方法为）（1）测交： YyRr（F1） 配子：测交后代：（比为）（2）实验结果：第二课时4、自由组合定律： 5、孟德尔实验方法的启示6、应用分离定律解决自由组合定律（1）分离和自由组合定律的比较：类型比较分离定律自由组合定律研究性状一对两对（或多对）控制性状的等位基因一对两对（或多对）F1的配子种类21种22（2n种）F2表现型种类21种22（2n种）F2基因型种类31种32（3n种）（2）例1见课本P12.2及拓展题例2YyRR的基因型个体与yyRr的基因型个体相交（两对等位基因分别位于两对同源染色体上），其子代表现型的理论比是A、1：1 B、1：1：1：1 C、9：3：3：1D、42：42：8：8例3白色盘状南瓜和黄色球状南瓜杂交，F1全为白色盘状南瓜，若F2中纯白色球状南瓜有1000个，从理论上算，F2中杂合黄色盘状南瓜的数目是A、1000个B、2000个C、3000个D、4000个例4在孟德尔的具有两对相对性状的遗传实验中，F2出现的重组性状类型中能够稳定遗传的个体约占总数的A、B、C、D、3、对自由组合现象解释的验证（方法为）（1）测交： YyRr（F1） 配子：测交后代：（比为）（2）实验结果：第二课时4、自由组合定律： 5、孟德尔实验方法的启示6、应用分离定律解决自由组合定律（1）分离和自由组合定律的比较：类型比较分离定律自由组合定律研究性状一对两对（或多对）控制性状的等位基因一对两对（或多对）F1的配子种类21种22（2n种）F2表现型种类21种22（2n种）F2基因型种类31种32（3n种）（2）例1见课本P12.2及拓展题例2YyRR的基因型个体与yyRr的基因型个体相交（两对等位基因分别位于两对同源染色体上），其子代表现型的理论比是A、1：1 B、1：1：1：1 C、9：3：3：1D、42：42：8：8例3白色盘状南瓜和黄色球状南瓜杂交，F1全为白色盘状南瓜，若F2中纯白色球状南瓜有1000个，从理论上算，F2中杂合黄色盘状南瓜的数目是A、1000个B、2000个C、3000个D、4000个例4在孟德尔的具有两对相对性状的遗传实验中，F2出现的重组性状类型中能够稳定遗传的个体约占总数的A、B、C、D、教学过程3、对自由组合现象解释的验证（方法为）（1）测交： YyRr（F1） 配子：测交后代：（比为）（2）实验结果：第二课时4、自由组合定律： 5、孟德尔实验方法的启示6、应用分离定律解决自由组合定律（1）分离和自由组合定律的比较：类型比较分离定律自由组合定律研究性状一对两对（或多对）控制性状的等位基因一对两对（或多对）F1的配子种类21种22（2n种）F2表现型种类21种22（2n种）F2基因型种类31种32（3n种）（2）例1见课本P12.2及拓展题例2YyRR的基因型个体与yyRr的基因型个体相交（两对等位基因分别位于两对同源染色体上），其子代表现型的理论比是A、1：1 B、1：1：1：1 C、9：3：3：1D、42：42：8：8例3白色盘状南瓜和黄色球状南瓜杂交，F1全为白色盘状南瓜，若F2中纯白色球状南瓜有1000个，从理论上算，F2中杂合黄色盘状南瓜的数目是A、1000个B、2000个C、3000个D、4000个例4在孟德尔的具有两对相对性状的遗传实验中，F2出现的重组性状类型中能够稳定遗传的个体约占总数的A、B、C、D、教学反思同样,这节课对于中学生来说还是一节比较难,因此在讲解时,必须要慢,要让学生事先带着问题去预习,这样效果比较好一些.要教会学生一些学习的方法。教 学 设 计第 3 周 星期 一 2007 年 3 月 26 日教学内容染色体变异课型新授教学目标知识与技能1理解染色体组、单倍体、二倍体和多倍体的概念。2理解单倍体以及多倍体的特点、形成原因及其在育种上的意义。3了解人工诱导多倍体在育种上的应用及成就。过程与方法（1）用果蝇染色体组图解，讲清染色体组的概念；（2）用举例的方法讲清二倍体、多倍体和单倍体的概念；用区分单倍体与二倍体及多倍体依据的方法辨析二倍体、多倍体和单倍体的概念；（3）用练习的方法巩固染色体组、二倍体、多倍体和单倍体概念。情感、态度与价值观通过介绍染色体变异在生产实践上的应用，培养学生关注生活的态度，并加强理解生物技术在实际中的应用。教材分析重点（1）染色体组的概念。（2）二倍体、多倍体和单倍体的概念。（3） 多倍体育种原理及在育种上的应用。难点使学生理解染色体数目变异中的单倍性、多倍性变异的区别以及三倍体无子西瓜的培育原理。学情分析本节主要介绍染色体变异的类型和染色体变异的意义，染色体变异是生物变异的一个重要来源，不少染色体变异会引起生物性状的改变，染色体变异在遗传育种方面也有较广泛的应用。学习用具多媒体课件，板书教学过程一、导入教师：我们第一章学习细胞有丝分裂时，根据有丝分裂的特点，明确每种生物都含有一定数目的染色体，谁能举出几个例子？（请学生看教材第45页表3-3。）学生回答：洋葱细胞内16条染色体；水稻有24条染色体；人有46条染色体。总结分析：只有生物染色体数目的恒定性，才能表现出遗传性状的相对稳定性。但是在某些情况下，染色体数目和结构可以发生改变，从而引起生物性状发生改变，我们把这种变异叫做染色体变异。（1959年一位医生发现“21三体综合症”，又称先天愚型，是由于21号染色体多了一条引起）。二、染色体变异（一）染色体变异的概念： 根据上面分析，要求学生边看书边回答。老师问：什么是染色体变异？学生回答：在自然条件和人为条件改变的情况下，染色体的数目和结构可以发生变化，从而导致生物性状的变异就叫染色体变异。老师又问：根据染色体结构和数目的变化，染色体变异的种类如何？学生回答：老师粗略介绍染色体结构变异的情况后，接着讲，在染色体变异中，染色体数目的改变对生物新类型的产生起着很大的作用，特别是细胞内整套染色体数目的成倍增加或减少在生产实践中应用比较普遍。我们重点探讨这一问题。（二）染色体整倍性变异1染色体组显示果蝇染色体组图解课件，让学生观察， 提问。Q1：果蝇体细胞中有几个染色体，几对同源染色体？其中几对常染色体和性染色体？学生：8个染色体，4个同源染色体。3对常染色体（ 、），1对性染色体（雌果蝇为XX，雄果蝇为XY）。Q2：雄果蝇形成精子时必须进行减数分裂，请同学们回忆一下，减数分裂时同源染色体的变化特点是什么？学生答：同源染色体要发生分离，非同源染色体要发生自由组合。老师问：两个配子中染色体数相等吗？分别是多少个？各是什么？学生答：相等。分别是4个，应该是X、 、和Y、。老师问：对一个配子而言，染色体形态大小相同吗？为什么？学生答：不同。一条一个样。因为不含同源染色体。教师归纳：象果蝇生殖细胞那样，形态、大小不同的一组染色体叫做染色体组。并由此得出：不同种的生物，每个染色体组所含的染色体数目和形态是不同的。2二倍体和多倍体（1）二倍体：根据染色体组的概念，凡是体细胞中含有两个染色体组的个体，叫二倍体。如果蝇、玉米、洋葱就是二倍体。几乎全部的动物和过半数以上的高等植物，都是二倍体。（2）多倍体的概念和多倍体的形成：懂得了二倍体的概念后，我们常把体细胞中含有三个以上染色体组的个体统称为多倍体。其中体细胞中含有三个染色体组的个体叫三倍体。如香蕉就是三倍体。体细胞中含有四个染色体组的个体叫四倍体。如马铃薯是四倍体。此外还有六倍体、八倍体等统称为多倍体。可见，在体细胞中所含的染色体组数目是我们划分二倍体或者多倍体的依据，这就是染色体数目变异中按整套染色体成倍增加的一类情况。教学过程（2）多倍体的概念和多倍体的形成：懂得了二倍体的概念后，我们常把体细胞中含有三个以上染色体组的个体统称为多倍体。其中体细胞中含有三个染色体组的个体叫三倍体。如香蕉就是三倍体。体细胞中含有四个染色体组的个体叫四倍体。如马铃薯是四倍体。此外还有六倍体、八倍体等统称为多倍体。可见，在体细胞中所含的染色体组数目是我们划分二倍体或者多倍体的依据，这就是染色体数目变异中按整套染色体成倍增加的一类情况。多倍体是怎样形成的呢？出示植物细胞有丝分裂的过程图，并提问：植物细胞有丝分裂的各个时期染色体数目有什么变化？分裂后期有什么特点？细胞分裂到这一阶段所含染色体数目和其他时期是否相同？与其他时期有何关系？当学生回答完这些问题后，教师很自然地引出多倍体形成的原因，是由于外界条件剧烈变化的影响，通过内因而形成的。例如在高山或沙漠地区，自然条件（包括温度、湿度）的变化十分剧烈。当植物细胞进行分裂时，染色体已经分裂，但由于环境条件剧烈变化，使细胞分裂受到阻碍而停止分裂。这样的细胞，核内的染色体却已经加倍了，这种染色体加倍的细胞，继续进行正常的有丝分裂，并且通过减数分裂，形成了染色体数目也相应加倍的生殖细胞，再由这些生殖细胞结合成合子，进一步发育成的植物，就是多倍体。例如帕米尔高原的高山植物，其中有65是多倍体植物。教学反思（1）多倍体的特点和举例，要多举一些实例，来扩大学生的感性认识。（2）关于发生染色体结构变异的染色体在显微镜下特定的表现形式，因为涉及到减数分裂中同源染色体联会的知识，也可按本教案的内容适当引申，也可根据学生的实际情况删减。（3）非整数性染色体数目的变异不是本节课的重点，只要通过一些实例使学生知道有这种变异形式并且不导致生物性状的改变就可以了。教 学 设 计第 5 周 星期 三 2007 年 3 月 29 日教学内容染色体变异的应用课型教学目标知识与技能1、 了解染色体变异在遗传育种上的应用。2、 简述无子西瓜和单倍体育种的原理。过程与方法举例说明情感、态度与价值观提升学生的科学素养，促使学生将生物科学理论与社会实践联系起来，增强关注生活、关注社会的态度和情感 。教材分析重点染色体单倍性和多倍性变异的区别；多倍体和单倍体育种的实例。难点三倍体无子西瓜的培育过程；单倍体育种的优点。学情分析 经过前一节课的学习，学生掌握了染色体组、二倍体、多倍体的概念，对染色体结构和数目的变异有所了解。这一节侧重于介绍染色体数目变异（单倍性和多倍性变异）在生产实践上的应用，将生物理论和实际生活相结合。学习用具教学过程一、复习回顾： 1、 染色体组的概念。一个染色体组中的染色体之间是什么关系？2、 什么叫二倍体？多倍体？人工诱导多倍体在育种上的应用二、新课（一）一倍性变异 教师：科学家发现在自然界中，还有一些生物，其细胞内染色体数目比正常的个体减少一半，例如在棉花、水稻、玉米、雄蜂等都发现过这样的个体，它们通常都是由一种生物的生殖细胞不经受精就直接发育成下一代，所以其体细胞中只含有本物种配子的染色体数目，这样的个体称为单倍体。1、以蜜蜂群体中的雄蜂为例说明单倍体的概念。为了加强学生对单倍体、二倍体、多倍体概念的理解，教师创设如下的问题情境，组织学生分析讨论：是否凡是体细胞中只含一个染色体组的个体就是单倍体呢？为什么？为什么二倍体水稻的配子和单倍体水稻体细胞一样都是只有一个染色体组、12条染色体呢？为什么三倍体西瓜和单倍体小麦均含三个染色体组，但三倍体西瓜为多倍体，而小麦为单倍体？判断单倍体能否以体细胞中染色体组的个数为依据？你认为判断依据应该是什么？以上启发性问题教师可参考下表引导学生进行分析：生物类型个体发育起点体细胞中染色体组数变异情况二倍体单倍体多倍体合子配子合子21或多个3或3个以上自然界中正常类型染色体组成倍减少染色体组成倍增加2、要强调：由于单倍体与染色体组没有必然联系，一倍体均属单倍体范畴，单倍体却不一定都是一倍体，“单倍体”的“单”字不是代表“单一”和“单数”，而是代表“单方”。学生提问：雄蜂是怎样繁殖后代的？教师：单倍体可以是正常的或异常的，如一些低等植物的配子体和一些昆虫的雄体（如蜂类等膜翅目昆虫），都是正常的单倍体。正常单倍体形成的配子仍为单倍体，这是因为在进化过程中它们的减数分裂过程已有了变化，实际上是把第一次减数分裂省略了，所以形成的配子仍为单倍体。3、单倍体的特点教师：虽然与正常植株相比单倍体植株长得弱小，而且高度不育，但是它们在育种上有特殊的意义。4、 单倍体育种播放单倍体育种的录像片段。根据录像中的有关内容，教师提出以下启发性问题：常用的获得单倍体植株的方法是什么？为什么利用单倍体植株培育新品种是育种的捷径？举例说明。用课件逐步显示两种不同性状的纯合体玉米通过单倍体育种获得符合要求的稳定纯合体的过程。教学过程根据上述过程学生思考如下问题：常规的杂交育种方法要68年才能获得一个纯种，而单倍体育种获得纯合体需要几年？上述各种后代为什么都是纯合的？它们的表现型分别是什么？符合生产要求的植株的基因型是什么？单倍体育种为什么能明显地缩短了育种年限？5、单倍体育种的方法和意义我国利用花药离体培养进行单倍体育种的工作，从20世纪70年代开始研究，在农作物方面有水稻、小麦、小黑麦、玉米等，在经济作物方面有甜菜、橡胶、油菜、茄、辣椒、烟草、杨树等20多种植物都能利用花药培养诱导成单倍体植株。（二）多倍性变异的应用教师：人工诱导多倍体常用的方法是什么？学生：用秋水仙素来处理前发的种子或幼苗。教师：秋水仙素的作用机理是什么？学生：秋水仙素能作用于正在分裂的细胞，抑制纺锤体的形成，导致染色体不分离，引起细胞内染色体数目加倍。教师：下面以无子西瓜为例来说明多倍体育种的过程。计算机演示：三倍体无子西瓜的培育过程。下列问题可能由学生自己提出，也可由教师提出启发性问题：如果由四倍体作父本，二倍体作母本，能否获得无籽西瓜？为什么三倍体西瓜没有种子？为什么要给三倍体植株授以二倍体西瓜成熟的花粉？怎样种植有利于这种传粉？ 教师组织学生分组讨论、释疑，引导学生分析得到以下认识：如以 ，同样也可以得到 的种子，但这种 植株的雌花中的胚珠会生成硬壳，像有种子一样，所以这种杂交方案不能采用。三倍体西瓜没有种子是因为不能形成正常的生殖细胞，这牵涉到减数分裂时染色体的配对和分离，由于联会紊乱，无法形成正常的生殖细胞，所以细胞中染色体组数等于奇数的植物一般是不可育的。像三倍体的香蕉 、水仙 等，都没有种子，只能靠营养体来繁殖。三倍体无籽西瓜因为不形成种子，所以缺乏由幼嫩种子产生的生长素，所以要刺激子房发育成果实，就要授以成熟的花粉。因此必须把三倍体和二倍体相间种植，以保证有足够的二倍体植株的花粉传到三倍体植株的雌花上去。教学反思本节课是上一节课的后续，同样教学内容抽象,还是要让学生先了解一些与之相关的事例,比如太空蔬菜、水果、农作物等，这样可以增加学生的兴趣，从而将学生较好引入到教学内容中来。同时要提醒学生：秋水仙素有毒，使用时必须把浓度降到规定范围内！教 学 设 计第 6 周 星期 一 2007 年 4 月 2 日教学内容探索遗传物质的过程课型新授教学目标知识与技能1、 探讨遗传物质发现过程的经典实验，学会科学研究的方法和实验设计的基本步骤。2、尝试像科学家一样思考问题。3、说出为什么说“DNA是主要的遗传物质”。过程与方法教师引导启发与学生观察探索相结合。教学模式：引导探索式。程序：设疑导入探索（建立假设讨论验证）归纳总结反馈运用情感、态度与价值观通过重演科学家发现DNA是主要遗传物质的过程，培养学生探索科学问题的兴趣和进行科学思维的精神。 教材分析重点1.肺炎双球菌的转化实验的原理和过程2.噬菌体侵染细菌实验的原理和过程难点肺炎双球菌的转化实验的原理和过程；噬菌体侵染细菌实验中的放射性同位素标记理解科学探究的思路和方法。学情分析经前面内容的学习，学生认识到染色体参与生物的遗传。在此基础上，本章介绍了证明DNA是遗传物质的几个经典实验，本章内容是减数分裂、遗传与染色体的延伸，探讨遗传物质的作用和特点。学习用具多媒体课件教学过程引言：生物之所以具有亲代的特征是由于在生物体内具有对遗传起决定性作用的物质，也就是遗传物质。问：在生物体内存在着许多种化合物，而对遗传有重要作用的物质是什么呢？（答：是DNA。）科学发展到今天，DNA是遗传物质已经是众所周知，不容质疑的了。你有什么证据证明DNA是遗传物质呢？今天我们就和科学家一起来寻找DNA是遗传物质的证据，同时我们还要理解科学家的设计思路和实验设想，并且学会科学研究的方法。进行科学研究时首先遇到的是选择合适的实验材料，这是科学研究成败的关键。问：无论是高等的、复杂的生物，还是低等的、简单的生物，它们共同具有的物质基础是什么？（答：是蛋白质和核酸。）问：既然都含有核酸，你觉得选择什么样的生物做实验材料合适呢？为什么？（答：低等的，简单的生物。因为这样的生物结构简单，含有的物质少，分析起来简便、快捷，容易得出结论）问：你能试着说出几种生物吗？（答：能。像病毒，细菌都可以。）很好！这位同学的想法与科学家的思路是一致的。1928年，英国科学家格里菲思用一种细菌肺炎双球菌进行了实验。（展示投影片）同学们已经有了一些初步的想法了。我们设计实验时要有规范的方法步骤。（屏幕上出现实验设计的基本步骤）实验材料：假设：实验方法：预期效果：实验现象的观察：分析结论：每一小组只选择一种实验材料进行设计。（教师在学生中巡视，参与讨论，掌握讨论情况。）讨论就到这里。下面请小组代表发表你们的见解。（第一小组学生发言。选用肺炎双球菌；假设DNA是遗传物质；将S型细菌中的多糖、蛋白质、脂类和DNA等提取出来，分别与R型细菌进行混合；预期效果是只有DNA与R型细菌进行混合，才能使R型细菌转化成S型细菌）这一小组的设计，正如美国科学家艾弗里1944年的设计。我们一起来看一看他们的实验结果。（放映软件，学生观察）问：你观察到了什么实验现象？（答：用S型细菌的DNA与R型细菌混合可以得到S型细菌。）问：你们的假设是否成立？（答：成立。）下面再请一个小组同学，说一说他们的设计。（答：我们选用烟草花叶病病毒；假设RNA是遗传物质；将RNA与蛋白质分开，分别感染烟草；预期效果是RNA可引起烟草叶出现病斑，而蛋白质不能。）设计得很好！下面我们观察一下实验现象。（放映软件）问：这个实验的现象是什么？（答：RNA可以引起病斑而蛋白质不能。）问：通过这组实验你能得出什么结论？假设是否成立？（答：RNA是遗传物质，假设成立。）再看一看哪个小组选择噬菌体作为实验材料？请给我们说一下你们的设计。（答：实验材料是T噬菌体；假设DNA是遗传物质；方法是将DNA与蛋白质分开，分别去感染细菌；预期效果是DNA可以便噬菌体繁殖出大量的后代，而蛋白质不能。）他们的方法是将DNA与蛋白质分开去研究。其他的小组有没有更好的方法？例如：可以给DNA和蛋白质做上记号去研究。（答：用同位素标记法。）教学过程问：分析实验结果你可以得出什么结论？（答：DNA是遗传物质。）下面再请一个小组同学，说一说他们的设计。（答：我们选用烟草花叶病病毒；假设RNA是遗传物质；将RNA与蛋白质分开，分别感染烟草；预期效果是RNA可引起烟草叶出现病斑，而蛋白质不能。）设计得很好！下面我们观察一下实验现象。（放映软件）问：这个实验的现象是什么？（答：RNA可以引起病斑而蛋白质不能。）问：通过这组实验你能得出什么结论？假设是否成立？（答：RNA是遗传物质，假设成立。）再看一看哪个小组选择噬菌体作为实验材料？请给我们说一下你们的设计。（答：实验材料是T噬菌体；假设DNA是遗传物质；方法是将DNA与蛋白质分开，分别去感染细菌；预期效果是DNA可以便噬菌体繁殖出大量的后代，而蛋白质不能。）他们的方法是将DNA与蛋白质分开去研究。其他的小组有没有更好的方法？例如：可以给DNA和蛋白质做上记号去研究。（答：用同位素标记法。）很好。那么要思考让什么带标记呢？问：你是否知道DNA与蛋白质在元素组成上有什么特别明显的不同？（答：DNA中P的含量多，蛋白质中P的含量少；蛋白质中有S而DNA中没有S）所以用放射性同位素S标记一部分噬菌体的蛋白质，用放射性同位素P标记另一部分噬菌体的DNA。如果试验用同位素标记法进行，预期效果是怎样的？（答：用带35S的儿噬菌体侵染细菌，产生的新的噬菌体都不带标记。用带32P的T噬菌体侵染细菌，产生的新的噬菌体带标记。）很好。下面我们就看一下实验现象。（放映录像片和软件）实验的现象正如我们预期的效果。问：你可以由此得出什么结论？（答：DNA是遗传物质。）问：综合上述三个实验，你认为生物的遗传物质是什么？（答：含有DNA的生物体DNA是遗传物质。不含DNA，只含RNA的生物RNA是遗传物质。）由于多数生物体内部含有DNA，所以归纳起来，生物体的遗传物质是什么？（答：DNA是主要的遗传物质。）通过今天的学习，我们不仅用实验的方法找出了DNA是遗传物质的证据，同时还明确了进行科学研究中的几个重要环节。像实验材料的选择，实验设计的基本步骤。思考一下这三个验证性实验在方法上有什么共同的特点？（答：都是DNA与其它物质分开，分别去研究它们的作用，尤其是DNA的作用。）这就是研究什么是遗传物质的基本思路。大家打开书看一下第二页第三段。前面我们是用简单生物进行研究的，那么在自然界中真核生物也有很多，尤其是存在着复杂的高等生物，它们的遗传物质是否也是DNA呢？（投影：1生物学家通过对真核生物的有丝分裂和减数分裂，以及受精作用的研究，认识到（ ）在生物遗传中具有重要作用。它是由（ ）和（ ）组成的，证明遗传物质的基本思路是（ ）。2噬菌体侵染细菌后，合成新噬菌体的蛋白质外壳需要（）A.细菌的DNA和氨基酸B.噬菌体的DNA及氨基酸C.细菌的DNA和噬菌体的氨基酸D.噬菌体的DNA和细菌的氨基酸同学们要认真思考之后，再讨论。（答：略。）（据第一题可以点拨）科学的进步是离不开技术的支持的。今天我们证实了DNA是主要的遗传物质，那么DNA是怎样的物质？在遗传过程中怎样起决定性的作用？这些问题将留给我们以后去研究。教学反思本节课主要教学目的是培养学生的实验思维，即让他们懂得科学家实验的设计思路、实验方法、实验过程、对实验数据的处理等，课后还要让学生亲自参与提取DNA，这样可以提高学生的学习积极性。教 学 设 计第 8 周 星期 一 2007 年 4 月 16 日教学内容DNA的结构课型新授教学目标知识与技能1、 识记构成DNA分子的基本单位、核苷酸种类、碱基种类。2、 简述DNA分子的平面结构和空间结构。3、 说出DNA多样性的原因。过程与方法观察法、回忆法、讨论法和比较法情感、态度与价值观通过阅读DNA双螺旋模型的建立过程，领悟到学科间的合作交流在生命科学研究中的重要性。教材分析重点DNA分子的组成和DNA分子的双螺旋结构难点DNA分子结构的主要特点学情分析 通过第一节“探索遗传物质的过程”的学习，学生了解到DNA是主要的遗传物质，学习了本节之后，就能更加理解DNA作为遗传物质所应具有的结构和功能上的特点。学习用具多媒体教学（重点展示DNA的结构、配对方式和多样性）教学过程（一）导入新课 图片展示：北京中关村科技园的DNA雕塑。提出问题：DNA分子的结构是怎样的？引出本节课的学习内容和目标。 （二）DNA双螺旋结构模型的构建回顾已学知识1、 组成DNA的基本单位是什么？2、脱氧核苷酸由哪些分子组成？3、脱氧核苷酸的种类有哪些？那么，DNA的结构究竟是什么样子呢？它又是怎样被发现的呢？（引出DNA结构的发现史）请学生阅读课本P59“回眸历史”，回答问题：1、 上述资料中涉及到哪些学科的知识和方法？这对你理解生物科学的发展有何启示？2、沃森和克里克默契配合，合作发现DNA双螺旋结构的过程，作为科学家合作研究的典范。这给予你哪些启示？（三）DNA分子的结构化学结构：脱氧核苷酸长链（展示多个脱氧核苷酸通过聚合而成）。平面结构：展示若干个脱氧核苷酸，说明它们如何通过化学键形成一条单链。再如何组成双链。空间结构：规则的双螺旋结构：（1）DNA分子是由两条平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成的；（2）DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连结，排列在外侧；（3）碱基排列在内侧，两条链上的碱基通过氢键连结起来，形成碱基对，讲清A与T之间以双键相连，C与G之间以叁键相连（以上三点出示DNA的平面结构与立体结构，让学生进行观察、总结）。 2）碱基互补配对原则：出示动画，显示DNA中的碱基互相配对的情况，让学生理解在DNA中为什么A只能与T相配对，C只能与G相配对，从而为下面的相对稳定性埋下伏笔）。3）根据DNA双链中碱基之间的关系，总结相关的公式或结论，如： 在双链中A=T，C=G；由引伸出A+G=T+C，即嘌呤数=嘧啶数。例：已知一个含150个磷酸的双链DNA分子中有腺嘌呤25个，请问此DNA分子中有多少个胞嘧啶？（应用公式，得50）播放DNA立体结构动画，总结出DNA分子的结构特点： 双链，反向平行，双螺旋； 基本骨架：外侧，内侧； 配对：碱基通过氢键互补配对。问题：维持DNA分子的稳定性的因素是什么？教学过程（四）DNA分子的多样性和特异性归纳推理：一个包含2个碱基对的DNA分子可能有几种（碱基的排列方式有几种）？包含2对碱基对的DNA分子可能有几种？包含3对碱基对的DNA分子呢？包含n对碱基对的DNA分子呢？通过提示学生，归纳出一个由n个碱基对组成的DNA分子可能的排列方式有4n种再以人为例，人的体细胞中有31亿个碱基对，请学生想一下可能的种类有多少，这是一个非常大的天文数字。所以世界上出现DNA相同的机率是非常微小的（除了同卵双生）。因此，DNA分子具有多样性，同时又具有特异性。多样性：让学生总结出DNA分子的多样性由DNA上的碱基对的排列顺序决定。特异性（对所有的DNA分子来说表现为多样性，但对每一种DNA分子来说，有其特定的脱氧核苷酸排列顺序，从而显示出单个的独特性）结合.请学生思考DNA作为遗传物质，能否储存遗传信息？怎样储存？（遗传信息由4种碱基的排列顺序决定，碱基对的排列顺序先变万化，构成DNA的多样性，而碱基特定的排列顺序，又构成了每一个DNA分子的特异性）（五）课堂小结1、DNA分子的结构（1）DNA分子是有 条链组成， 盘旋成 结构。（2） 交替连接，排列在外侧，构成基本骨架； 排列在内侧。（3）碱基通过 连接成碱基对，并遵循 原则。2、DNA分子的多样性和特异性（六）反馈练习教学反思DNA的分子结构对中学生来说是一个十分抽象同时也是十分复杂的知识点，教学过程中可以让学生亲自参与制作DNA的结构，以便给他们一个感性的认识，提高他们的学习积极性。教 学 设 计第 9 周 星期 二 2007 年 4 月 25 日教学内容DNA的复制课型新授教学目标知识与技能概述DNA复制的时间、过程和条件掌握DNA复制的特点理解DNA复制的实质和意义过程与方法教师利用多媒体软件播放DNA的复制过程，并充分利用形象的图片化抽象为具体。学生分组讨论、探究，分组发表看法。情感、态度与价值观培养学生养成实事求是的科学态度，培养不断探求新知识和合作的精神。通过DNA的复制的学习，探索生物界丰富多彩的奥秘，从而激发学生学科学、用科学、爱科学的求知欲望。教材分析重点DNA分子的复制过程、条件、特点及意义难点 如何证明DNA的半保留复制 DNA分子的动态复制过程学情分析在学习完DNA的结构后，学生对DNA的复制有不同的猜测，具有一定的兴趣。学习用具必修2课本、学习与评价课课练、笔、笔记本教学过程1、 引入：出示两条琥珀照片：图中琥珀是两位科学家在野外考察时意外发现的，里面藏着一个4000万年前的小生物，但是这个小生物已经在自然界灭绝了，如何让这种生物在自然界重新出现呢？2、 复习：DNA分子的双螺旋结构的特点3、 引入正题DNA分子的概念两种复制方式的猜测组织学生进行分组探究、讨论，阅读课本60页的试验图解并思考问题： 细菌要在含有15N的培养基中培养若干代？设置0min、20min、40min取样的目的？离心处理后，为什么子一代DNA只有15N/14N带？子二代DNA出现了14N/14N带和15N/14N带，说明了什么？通过这个试验能得出怎样的结论？4、小组代表回答问题：小组中请出代表发表自己对以上问题的看法。5、教师点评并画图讲解：验证得出DNA的复制方式：半保留的复制方式。6、用多媒体播放DNA分子复制的动态过程，让学生边看边思考.DNA双链是不是要完全打开才开始复制呢？.DNA的复制需要哪些条件？.一条母链复制一次能形成几条子链？组织学生带着问题自己阅读课本63页的内容：.母链完全解开再复制吗？.一条母链复制一次能形成几条子链？.简述子链的形成过程。7、教师分析总结DNA分子复制的过程、条件、特点教师针对学生的讨论点评，并总结DNA的复制过程： 解旋：在解旋酶的作用下利用细胞中ATP提供的能量，将局部双螺旋结构解旋成两条平行的双链。 子链的形成：以周围游离的脱氧核苷酸为原料，按碱基互补配对原则合成两条与母链互补的子链。 新DNA分子的形成：子链和对应的母链盘绕成双螺旋结构，形成新的DNA分子。8、学生上台画图给出一个已知的DNA分子片断，画出复制的子代DNA分子并标出母链及子链。9、教师总结DNA复制精确的原因及DNA复制的意义10、课堂总结11、例题讲解教学反思同样，本节课依然很难，很抽象，怎么教才能够让学生学懂呢？我认为可以这样做：课前给出与DNA复制有关的问题，让学生带着问题去思考，去寻找。同时，在课件方面，应做一些动画，以便让学生更加直观掌握知识点。教 学 设 计第 10 周 星期 五 2007 年 5 月 8 日教学内容DNA的转录和遗传密码的破译课型新授教学目标知识与技能掌握DNA的转录过程，让学生用预测、类比训练自己的思维能力。过程与方法学生主动思考为主，教师引导为辅。分组进行交流讨论。情感、态度与价值观积极思维，鼓励学生发挥创造能力教材分析重点DNA的转录过程难点碱基和氨基酸之间的对应关系学情分析学生基础比较差，加上这部分内容抽象，所以教师需要耐心引导。学习用具必修2课本、学习与评价课课练、笔、笔记本教学过程1.引言美国科幻电影侏罗纪公园曾轰动一时。在侏罗纪公园中，生活着各种各样的恐龙。它们在原野中跳跃飞奔,相互争斗,给观众留下极为深刻的印象。下面我们先来欣赏电影侏罗纪公园的一个片段。设问:从这段电影,我们可以看出电影中的科学家是怎么使已灭绝的恐龙复活的?2.概述从基因到蛋白质的过程2.1举例:电报信息表达如下: 发电报时,发电报的人先用长短声发出信息,信息先要转换成密码,接收电报的人再把密码翻译成文字,从而表达出意思。基因控制蛋白质合成也要经过这2个重要步骤: DNA片段(基因)RNA一定结构的蛋白质(性状)。 (遗传信息) （遗传密码) （蛋白质）在DNA分子(基因)中储存着大量的遗传信息,基因中的遗传信息也要先经过转录,转换成RNA上的密码,再把RNA上的密码翻译成具有一定结构的蛋白质,从而表达出性状。2.2DNA与RNA的比较复习旧知识:基因(DNA)在细胞的存在部位以及蛋白质在细胞中的合成部位。 DNA所携带的遗传信息是怎样传递到细胞质中去的呢?在DNA和蛋白质之间,有一种中间物质RNA充当信使。RNA是一种什么物质呢?在学习转录和翻译之前,我们先对RNA做一些了解(表1),并投影3种RNA的图片。 表1 DNA和RNA的比较类别DNARNA基本单位脱氧核糖核苷酸核糖核苷酸酸磷酸磷酸五碳糖脱氧核糖核糖碱基腺嘌呤（A）鸟嘌呤（G）、胞嘧啶（C）、胸腺嘧啶（T）腺嘌呤（A）鸟嘌呤（G）、胞嘧啶（C）、尿嘧啶（U）核苷酸腺嘌呤脱氧核苷酸鸟嘌呤脱氧核苷酸胞嘧啶脱氧核苷酸胸腺嘧啶脱氧核苷酸腺嘌呤核苷酸鸟嘌呤核苷酸胞嘧啶核苷酸尿嘧啶核苷酸2.3遗传密码是怎样破译的在遗传密码破译之前,科学家们并不知道mRNA上的碱基能编码哪种氨基酸。但是已经知道mRNA上的碱基有几种?(4种:A、G、C、U。)而构成生物体的氨基酸的种类有几种?(20种。)4种碱基如何编码20种氨基酸?我们一起来做一个推测: 1个碱基决定1种氨基酸是否可能? 2个相邻的碱基决定1种氨基酸是否可能? 教学过程mRNA上每3个相邻的碱基是否能决定1个氨基酸呢? 但每3个相邻的碱基编码哪一种氨基酸呢?科学家们是