基因的本質
一、--的基本理念
對教材內容進行重組,設計問題串,組織探究活動,整個教學中教師只起引導作用,讓學生在動腦的過程中學會把握要點,逐步得出結論,最終獲得知識,真正用科學思維方式來學習生物學知識。
二、教學過程
(一)提出問題
以美國歷史上第一位華裔首席刑偵鑒定專家李昌鈺的杰出成就為切入點,先后展示我校探究實驗室的pcr儀圖片、dna指紋檢測圖等,并交流以下問題:dna指紋圖上的片段代表什么?是否就是基因?(很多學生都會回答是基因。)借此引出核心問題的探討:基因是否等于dna?
(二)資料分析,解決問題
指導學生閱讀新教材“遺傳與進化”本節內容的資料1和3(從數量關系上分析基因與dna的關系),并思考以下問題:
1.一個dna分子就是一個基因嗎?
2.填寫下頁表:
通過對資料中數據的分析,學生寫出關系式:全部基因的堿基對數<dna分子的堿基對數,并得出以下結論:基因是dna的片段。
問:人的dna分子中,有98%不能稱為基因,而只有2%能稱為基因,同樣是dna的一段序列,之所以能稱為基因,有何特殊的作用?閱讀資料2和4(從基因的作用進行分析),并思考以下問題:
1.資料2中轉基因小鼠為何能發光?為何要設置第3號小鼠?
2.吃得多就一定能長胖嗎?資料4中的hmgic基因起什么作用?
學生能從資料2中的信息比較容易地得出轉基因小鼠發光是因為獲得了海蜇的綠色熒光蛋白基因。在這里教師對學生的回答進行挖掘提升:小鼠能發光,證明海蜇的這種基因不僅傳給小鼠,而且能表現出來,起到控制小鼠的特定性狀的作用,即具有了特定的“效應”。另外,提問“設置3號小鼠”的目的,是為了強調對照實驗方法在生物學實驗中的廣泛應用,進一步培養學生的生物學技能。分析資料4就可以得到相關信息:hmgic基因就能起到控制小鼠肥胖這一性狀的作用。學生自然得到以下結論:基因具有特定的遺傳效應。
學生結合上述資料,就能很順利地從dna水平上給基因下一個完整的定義:基因是有遺傳效應的dna片段。
(三)情境活動,深入問題
問:為什么dna分子能儲存大量的遺傳信息?
結合脫氧核苷酸的結構簡圖,學生很容易發現遺傳信息就應該蘊藏在四種堿基的排列順序之中。
引導學生活動:探究脫氧核苷酸序列與遺傳信息的多樣性。
根據情境,用數學方法推算堿基排列的多種組合方式,進而推理出堿基排列的千變萬化,保證了遺傳信息的多樣性;學生從具體數字不難體會到,雖然堿基對的排序是多樣的,但對具體的個體、具體的基因來說,只能是其中的一種,即dna分子具有特異性。
(四)總結
基因就是具有遺傳效應的特定的dna片段,也可以說是dna分子中特定的有遺傳效應的脫氧核苷酸序列。最后要求學生理清基因、dna和染色體之間的關系,并且畫概念圖。此題具有一定的開放性,能夠給學生足夠的思維空間,也能夠幫助學生更好地理解三者之間的關系。
三、教學反思
開頭從社會的熱點問題引入,學生興趣高,能很快進入學習角色。教師對本節教材中的資料分析進行了重組,條理更清晰,有利于學生構建新知識,同時也認識到教材內容不是讓他們被動地不加思考地全盤接受,而是一些供他們分析和思考的素材。
對資料1和3設計表格分析數據,指向更明確,學生能迅速抓住有效信息;在各個知識點之間設計問題串銜接,環環相扣,學生能跟隨教師的思路,一步步推導,自主獲得重要概念。在dna遺傳信息多樣性和特異性的探究活動中,利用數學中的排列組合方法解決生物學問題,能更好地突破這一難點,學生易于理解。