高中生物2.3 遗传信息的携带者——核酸 教案2新人教版必修1

第3节 遗传信息的携带者——核酸

教材分析：

由于《遗传与进化》模块中有大量篇幅详细介绍DNA和RNA的结构和功能，因此本节内容的重点放在细胞层面上，让学生了解核酸在细胞中的分布以及核酸能够成为遗传信息携带者的原因。组织好学生观察“DNA和RNA在细胞中的分布”实验室本节的关键。本节的另一个重点内容是理解核酸是一种生物大分子，它是由核苷酸连接而成的长链。可以从学生已有的学习知识入手，从核酸的基本组成元素出发，由元素组成核苷酸，由核苷酸组成核苷酸链，再形成核酸。注意利用课文中两种核苷酸的比较，以区分DNA和RNA的基本组成单位的不同，组成两种核苷酸碱基的不同和所含的五碳糖不同，提高归纳判断能力。

学情分析：

《遗传信息的携带者——核酸》的知识，学生在日常生活中很少有感性的认识，所以教学的直观性非常重要。学生对遗传物质DNA有强烈的好奇心，可以利用这一点，再结合新的科技成果来创设情景，例如课文中的问题探讨：DNA指纹法技术在侦破工作中的用途，来进入新课程的教学。本节课还要使用高倍镜观察DNA和RNA在细胞中的分布，让学生在实验中通过试剂的特殊显色反应，感受到遗传物质——核酸的真实存在和分布情况，这样对核酸有一个比较直观的感性认识。学生已具有一定的高倍镜的使用基础，可通过本节课让学生进一步熟悉如何熟练使用高倍镜。

教学三维目标：

1.知识与技能

（1）说出核酸的种类。

（2）简述核酸的分子结构和功能。

（3）懂得以特定的染色剂染色，观察并区分DNA和RNA在细胞中的分布。

2.过程与方法

（1）尝试进行自主学习和合作学习。

（2）学会运用比较、归纳等方法分析实验结果。

3.情感态度与价值观

（1）参与小组合作与交流，培养学生自主、探究、合作式的学习方式。

（2）认识生物科学的价值，乐于学习生物科学，养成质疑、求实、创新及勇于实践的科学精神和科学态度。

教学重点：

1.核酸的分子结构和功能。

2.观察并区分DNA和RNA在细胞中的分布。

教学难点：

观察并区分DNA和RNA在细胞中的分布。

教法、学法：

多媒体教学、观察比较法、讲述法、小组合作学习法等

课时安排：

1课时

教学过程：

［课前准备］

制作多媒体课件，准备《观察DNA和RNA在细胞中的分布》的录像

［情境创设］

首届国际DNA证据研讨会于2004年11月23日至25日在北京人民警察学院举行。迄今为止，没有任何一项法庭证据鉴别技术像DNA鉴定一样，能够以99.999 9%的精度锁定或排除犯罪嫌疑人。在全国司法系统推广DNA证据鉴定技术，建立全国联网的犯罪现场DNA证据数据库以及重点监控人群DNA数据库，对于大幅提高破案率、缩短结案时间，震慑强奸、杀人等恶性犯罪分子，维护社会安定具有重要意义。

以下是一个真实的故事：检验荔枝DNA找到杀人者 一个年仅12岁的女孩，失踪数日后，在村边的臭水沟中被人发现尸体。侦查人员在死者胃里发现了一种呈咖啡色的肉丝状物质，随后又在嫌疑人家中发现了一些发霉的荔枝壳和荔枝核，两者之间究竟有无关联？

检验人员运用植物DNA检验技术，采用多对引物进行扩增检验，结果证明在死者胃内发现的咖啡色肉丝状物质就是荔枝肉。检验进一步证明，死者胃内所发现的荔枝肉和嫌疑人家中发现的荔枝壳具有同一来源的特性，在所有的引物扩增检验结果中，果肉和外壳都呈现出相同的DNA谱带。同时，警方从市场上随机购买的荔枝却与前两者的DNA谱带不同。

这个结果说明一个事实，在死者胃内发现的荔枝肉与在嫌疑人家中发现的荔枝壳是同一棵树上结的果实，具有同一性。在证据面前，嫌疑人供认了犯罪过程。

DNA指纹法技术在侦破工作中有着重要的用途。众所周知，每个人都有指纹，而且每个人的指纹都很独特，刑侦人员将从案发现场得到的血液、头发等样品中提取的DNA，与犯罪嫌疑人的DNA进行比较，就有可能为案件的侦破提供证据。那么什么是DNA指纹呢？DNA是什么？为什么DNA能够提供犯罪嫌疑人的信息？

［具体过程］

（一）学生分小组进行合作式的讨论和交流

学生对DNA指纹法在案件侦破中的作用可能略有所闻，让学生分组进行合作式的讨论，然后让学生进行交流表达、回答提出的疑问，尽可能地让所有学生分享他们对遗传物质——核酸的认识。

1.DNA指纹是不是平时说的手指印？（不是）

2.怎么知道那些DNA是否来自同一个人？（根据复杂的检测，观察DNA谱带是否完全相同）

3.DNA可以做身份证吗？（可以。而且这种身份证是终身的，也是唯一的，能避免同名同姓同地点同时出生的人身份混淆）„„

可以由学生自由提问，在老师组织下，由同学答疑，回答不上来的，再由老师作补充。

为什么DNA能够提供犯罪嫌疑人的信息，这与DNA是遗传物质的本质是分不开的，因此通过对DNA指纹的鉴定，可以判断两个人之间的亲缘关系，DNA指纹在人的一生中是无法改变的，因此，科学家只需要一滴血、一根头发等就可以对其DNA指纹进行鉴定。DNA指纹分析除了用于破案以外，还广泛用于其他很多方面，如亲子鉴定、鉴别移民、孤儿、难民、遇难者的身份等。

4.DNA的中文名称是什么呢？（脱氧核糖核酸）

5.脱氧核糖核酸属于哪一类的有机化合物？（核酸）

6.核酸有哪些种类？有什么功能？（核酸包括两大类：一类是脱氧核糖核酸，简称DNA；一类是核糖核酸，简称RNA。核酸是细胞内携带遗传信息的物质，在生物体的遗传、变异和蛋白质的生物合成中有重要的作用）

7.一个细胞的基本结构是什么？核酸存在于细胞的哪些部位？（细胞有细胞膜、细胞质、细胞核等几个部分，植物细胞还有细胞壁、液泡等特殊结构。）

8.大家能否通过实验，判断DNA和RNA在细胞中的分布情况？

（二）老师介绍实验的原理以及科学认识的模式

原理：甲基绿和吡罗红两种染色剂对DNA和RNA的亲和力不同，甲基绿使DNA呈现绿色，吡罗红使RNA呈现红色。利用甲基绿和吡罗红混合染色剂将细胞染色，可以显示DNA和RNA在细胞中的分布。盐酸能够改变细胞膜的通透性，加速染色剂进入细胞，同时使染色体中的DNA与蛋白质分离，有利于DNA和染色剂结合。

科学认识模式是“假设检验”，即在提出问题后，接着提出猜测性的假设，然后用观察和实验来检验。这种科学认识模式的程序是问题→试探性假设→批判与检验。这是科学探究的一般程序，也是探究性学习的一般程序。

（三）找一个预习作业做得比较好的同学，陈述实验如何进行

A.问题的提出：DNA和RNA在细胞中是怎么分布的？

B.试探性假设：DNA分布在细胞核，RNA分布在细胞质。

C.实验检验：甲基绿使DNA呈现绿色，吡罗红使RNA呈现红色，通过观察两种颜色出现的部位来判断DNA和RNA在细胞中的分布。

实验方法步骤（放录像）

1.取口腔上皮细胞 2.水解 3.冲洗涂片 4.染色 5.观察

先用低倍镜找到染色均匀、色泽浅的区域，再用高倍镜观察各部分的染色情况。

（四）预测实验现象，记录在下表中，分析得出结论。

选用材料 细胞核的颜色 细胞质的颜色

人的口腔上皮细胞

洋葱鳞片叶表皮细胞

自选材料________

结 论

结论：细胞核部分被染成了绿色，而在细胞质部分被染成了红色。说明DNA主要分布在细胞核中，RNA主要分布在细胞质中。（线粒体、叶绿体内也含有少量的DNA）

（六）学生带着三个主要问题阅读课本P28～P29，进行自主学习和交流

1.核酸的组成元素有哪些？

2.核酸的分子结构是怎么样的？

3.如何区分DNA和RNA？

老师投影图片：课本P28，图2－8脱氧核苷酸和核糖核苷酸、图2－9脱氧核苷酸长链，课本P29，图2－10 DNA与RNA在化学组成上的区别，由学生对上述问题一一回答，老师对学生理解不到的地方作必要的补充说明。

核酸由C、H、O、N、P五种元素组成。核酸水解后得到很多核苷酸。核苷酸是核酸的基本组成单位。

观察图2－8脱氧核苷酸和核糖核苷酸，比较脱氧核苷酸和核糖核苷酸分子结构有什么异同？

相同点：一个核苷酸都是由一分子含氮的碱基、一分子五碳糖和一分子磷酸组成。很快也能观察到组成两者的糖不一样，组成脱氧核苷酸的糖比核糖核苷酸的糖少了一个氧原子。

观察脱氧核苷酸长链图。此图是一小段脱氧核苷酸长链，图中有多少个脱氧核苷酸分子？（5个）

每个核酸是由几十个乃至上亿个核苷酸连接而成的。绝大多数生物体的细胞中，DNA由2条核苷酸链构成。RNA由1条核苷酸链构成。

观察DNA与RNA在化学组成上的区别图，由学生归纳并说出它们的区别。

［课堂小结］

［布置作业］

课本P29练习题

板书设计：

第3节 遗传信息的携带者——核酸

核酸的种类和功能

错误！不能通过编辑域代码创建对象。

功能：

二、核酸在细胞中的分布

DNA：主要分布在细胞核内

RNA：主要分布在细胞质中

三、核酸的分子结构

教学反思：

1、本堂课中所涉及的实验《观察DNA和RNA在细胞中的分布》，在作准备实验时发现，实验效果不理想，有时甚至会得到与教材上完全相反的实验结果，经分析，可能是与药品的配制有关，在我们所调查的学校中，几乎没有一个学校做了这个实验，原因都是受药品的限制。在实际的教学中只能把做实验改为讲实验，然后放录像让学生了解具体的操作过程和实验现象。

2、由于DNA和RNA的结构及比较还会在必修2的教材中继续学习，故本节内容的讲述一定要注意把握好度，不应偏难不宜做过多的拓展。