《遺傳信息的攜帶者——核酸》教案一、教學(xué)目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)說(shuō)出核酸的種類(lèi)，簡(jiǎn)述核酸的結(jié)構(gòu)和功能。以特定的染色劑染色，觀察并區(qū)分DNA和RNA在細(xì)胞中的分布。理解核酸的基本組成單位——核苷酸的種類(lèi)，以及DNA和RNA在化學(xué)組成上的區(qū)別。能力目標(biāo)通過(guò)對(duì)DNA和RNA在細(xì)胞中分布的實(shí)驗(yàn)操作，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和觀察能力。運(yùn)用比較、歸納等方法，分析DNA和RNA的異同，提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)和合作探究的能力。情感態(tài)度與價(jià)值觀目標(biāo)認(rèn)同核酸是遺傳信息的攜帶者，是生命的核心物質(zhì)之一，體會(huì)生命的奧秘和神奇。關(guān)注核酸研究的新進(jìn)展，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)科學(xué)的興趣和探索精神，認(rèn)識(shí)科學(xué)技術(shù)在社會(huì)生活中的重要作用。二、教學(xué)重難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)DNA和RNA的結(jié)構(gòu)和功能，以及它們?cè)诩?xì)胞中的分布。核酸的基本組成單位——核苷酸的結(jié)構(gòu)和種類(lèi)，DNA和RNA在化學(xué)組成上的區(qū)別。教學(xué)難點(diǎn)理解核酸的結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系，即核酸是如何儲(chǔ)存和傳遞遺傳信息的。核苷酸的排列順序與遺傳信息多樣性的關(guān)系。三、教學(xué)準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)材料人口腔上皮細(xì)胞、洋蔥鱗片葉內(nèi)表皮細(xì)胞。質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.9%的NaCl溶液、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8%的鹽酸、吡羅紅甲基綠染色劑、蒸餾水。顯微鏡、載玻片、蓋玻片、滴管、消毒牙簽、鑷子、吸水紙等。教學(xué)用具DNA和RNA的結(jié)構(gòu)模型、核苷酸的結(jié)構(gòu)模型。多媒體課件，包含核酸的相關(guān)圖片、動(dòng)畫(huà)、視頻等資料。制作DNA和RNA在細(xì)胞中分布的實(shí)驗(yàn)演示視頻。教學(xué)資料收集DNA指紋技術(shù)在刑偵、親子鑒定等方面的應(yīng)用案例。整理關(guān)于核酸發(fā)現(xiàn)和研究的科學(xué)史資料。四、教學(xué)過(guò)程（一）導(dǎo)入（5分鐘）展示案例教師通過(guò)多媒體展示一則真實(shí)的刑事案件報(bào)道：警方通過(guò)DNA指紋技術(shù)，成功破獲了一起多年未破的案件。在案發(fā)現(xiàn)場(chǎng)，警方提取到了犯罪嫌疑人留下的微量生物樣本，經(jīng)過(guò)專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員對(duì)樣本中的DNA進(jìn)行分析和比對(duì)，最終鎖定了犯罪嫌疑人。展示DNA指紋圖譜，引導(dǎo)學(xué)生觀察圖譜中不同的條帶，并提問(wèn)：“為什么DNA能夠像指紋一樣，用于識(shí)別不同的個(gè)體？”“DNA究竟是一種怎樣的物質(zhì)，它是如何攜帶遺傳信息的？”引出課題學(xué)生對(duì)這些問(wèn)題表現(xiàn)出濃厚的興趣，展開(kāi)熱烈的討論。教師傾聽(tīng)學(xué)生的觀點(diǎn)，并適時(shí)進(jìn)行引導(dǎo)和點(diǎn)評(píng)。教師總結(jié)學(xué)生的討論結(jié)果，引出本節(jié)課的主題——核酸。指出DNA是核酸的一種，除了DNA，核酸還包括RNA。核酸是細(xì)胞內(nèi)攜帶遺傳信息的物質(zhì)，在生物體的遺傳、變異和蛋白質(zhì)的生物合成中具有極其重要的作用。（二）新授（30分鐘）核酸的種類(lèi)和分布（10分鐘）講解核酸種類(lèi)：教師介紹核酸包括脫氧核糖核酸（DNA）和核糖核酸（RNA）兩大類(lèi)。以人類(lèi)為例，人的遺傳物質(zhì)就是DNA，它決定了人的各種遺傳特征，如外貌、血型、某些疾病的易感性等。而RNA在蛋白質(zhì)合成等過(guò)程中發(fā)揮著重要作用。實(shí)驗(yàn)觀察分布：教師講解“觀察DNA和RNA在細(xì)胞中的分布”的實(shí)驗(yàn)原理：甲基綠和吡羅紅兩種染色劑對(duì)DNA和RNA的親和力不同，甲基綠使DNA呈現(xiàn)綠色，吡羅紅使RNA呈現(xiàn)紅色。利用這一原理，可以顯示DNA和RNA在細(xì)胞中的分布。播放實(shí)驗(yàn)演示視頻：視頻中，實(shí)驗(yàn)人員首先在潔凈的載玻片上滴一滴質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.9%的NaCl溶液，用消毒牙簽在自己漱凈的口腔內(nèi)側(cè)壁上輕輕刮幾下，將牙簽上附有碎屑的一端，放在載玻片的液滴中涂抹幾下，以獲取口腔上皮細(xì)胞。然后將載玻片在酒精燈上烘干，固定細(xì)胞。接著，在載玻片上滴加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8%的鹽酸，進(jìn)行水解，改變細(xì)胞膜的通透性，加速染色劑進(jìn)入細(xì)胞，同時(shí)使染色質(zhì)中的DNA與蛋白質(zhì)分離，有利于DNA與染色劑結(jié)合。水解一段時(shí)間后，用蒸餾水沖洗載玻片10秒鐘，去除鹽酸。最后，用吸水紙吸去載玻片上的水分，將吡羅紅甲基綠染色劑滴2滴在載玻片上，染色5分鐘，吸去多余染色劑，蓋上蓋玻片，放在顯微鏡下觀察。教師結(jié)合視頻講解實(shí)驗(yàn)步驟和注意事項(xiàng)，強(qiáng)調(diào)在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中要規(guī)范操作，注意安全。展示實(shí)驗(yàn)結(jié)果圖片：通過(guò)顯微鏡觀察，可以看到細(xì)胞核被染成綠色，細(xì)胞質(zhì)被染成紅色。教師引導(dǎo)學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，得出結(jié)論：真核細(xì)胞的DNA主要分布在細(xì)胞核中，線粒體、葉綠體中也含有少量的DNA；RNA主要分布在細(xì)胞質(zhì)中。提問(wèn)拓展：教師提問(wèn)：“原核細(xì)胞的DNA和RNA分布情況是怎樣的呢？”引導(dǎo)學(xué)生閱讀教材相關(guān)內(nèi)容，了解原核細(xì)胞沒(méi)有成形的細(xì)胞核，DNA主要分布在擬核區(qū)域，RNA分布在細(xì)胞質(zhì)中。核酸的基本組成單位——核苷酸（10分鐘）展示模型講解結(jié)構(gòu)：教師展示核苷酸的結(jié)構(gòu)模型，介紹核苷酸是核酸的基本組成單位。一分子核苷酸由一分子磷酸、一分子五碳糖和一分子含氮堿基組成。以DNA的基本組成單位脫氧核苷酸為例，五碳糖是脫氧核糖，含氮堿基有腺嘌呤（A）、鳥(niǎo)嘌呤（G）、胞嘧啶（C）、胸腺嘧啶（T）四種。同樣，RNA的基本組成單位核糖核苷酸，五碳糖是核糖，含氮堿基有腺嘌呤（A）、鳥(niǎo)嘌呤（G）、胞嘧啶（C）、尿嘧啶（U）四種。對(duì)比分析異同：教師引導(dǎo)學(xué)生對(duì)比脫氧核苷酸和核糖核苷酸的結(jié)構(gòu)，找出它們的相同點(diǎn)和不同點(diǎn)。相同點(diǎn)是都由磷酸、五碳糖和含氮堿基組成；不同點(diǎn)在于五碳糖不同，脫氧核苷酸的五碳糖是脫氧核糖，核糖核苷酸的五碳糖是核糖，并且含氮堿基中DNA特有的是胸腺嘧啶（T），RNA特有的是尿嘧啶（U）。核苷酸的種類(lèi)：根據(jù)五碳糖和含氮堿基的不同，核苷酸分為脫氧核苷酸和核糖核苷酸兩大類(lèi)。每一類(lèi)又因?yàn)楹獕A基的不同，各有4種。因此，組成DNA的脫氧核苷酸有4種，組成RNA的核糖核苷酸也有4種。教師通過(guò)多媒體展示8種核苷酸的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式，讓學(xué)生熟悉它們的名稱(chēng)和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。小練習(xí)鞏固：教師給出一些核苷酸的結(jié)構(gòu)示意圖，讓學(xué)生判斷是脫氧核苷酸還是核糖核苷酸，并說(shuō)出其含有的含氮堿基種類(lèi)。通過(guò)這個(gè)小練習(xí)，幫助學(xué)生鞏固對(duì)核苷酸結(jié)構(gòu)和種類(lèi)的理解。核酸的結(jié)構(gòu)和功能（10分鐘）核酸的結(jié)構(gòu)：教師展示DNA和RNA的結(jié)構(gòu)模型，講解核酸是由核苷酸連接而成的長(zhǎng)鏈。以DNA為例，許多個(gè)脫氧核苷酸通過(guò)磷酸二酯鍵連接形成脫氧核苷酸鏈，DNA通常由兩條脫氧核苷酸鏈反向平行盤(pán)旋成雙螺旋結(jié)構(gòu)。而RNA一般是單鏈結(jié)構(gòu)，由核糖核苷酸通過(guò)磷酸二酯鍵連接而成。遺傳信息的儲(chǔ)存：教師提問(wèn)：“DNA和RNA是如何儲(chǔ)存遺傳信息的呢？”引導(dǎo)學(xué)生思考核苷酸的排列順序與遺傳信息的關(guān)系。由于組成DNA和RNA的核苷酸有多種，它們?cè)谂帕许樞蛏暇哂卸鄻有?。例如，一個(gè)由100個(gè)核苷酸組成的DNA分子，其可能的排列方式就有4^100種之多。不同的排列順序代表了不同的遺傳信息，就像用不同的字母組合可以構(gòu)成不同的單詞和句子一樣。生物體的遺傳信息就儲(chǔ)存在核酸分子中核苷酸的排列順序里。核酸的功能：教師強(qiáng)調(diào)核酸是遺傳信息的攜帶者，對(duì)生物體的遺傳、變異和蛋白質(zhì)的生物合成起著決定性的作用。在生物的遺傳過(guò)程中，親代通過(guò)DNA將遺傳信息傳遞給子代，保證了物種的穩(wěn)定性和連續(xù)性。在變異方面，核酸分子中核苷酸排列順序的改變可能導(dǎo)致基因突變，為生物的進(jìn)化提供了原材料。在蛋白質(zhì)合成過(guò)程中，DNA中的遺傳信息通過(guò)轉(zhuǎn)錄傳遞給RNA，然后RNA再通過(guò)翻譯指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成，從而控制生物體的性狀。舉例說(shuō)明：教師舉例說(shuō)明核酸功能的重要性，如人類(lèi)的某些遺傳病，就是由于DNA分子中的堿基序列發(fā)生改變，導(dǎo)致相關(guān)蛋白質(zhì)的合成異常，從而引發(fā)疾病。又如，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，科學(xué)家可以通過(guò)改變農(nóng)作物的核酸序列，培育出具有優(yōu)良性狀的新品種。（三）練習(xí)（10分鐘）比較DNA和RNA的異同教師在多媒體上展示一張表格，要求學(xué)生從核酸種類(lèi)、基本組成單位、五碳糖、含氮堿基、結(jié)構(gòu)、分布、功能等方面，對(duì)DNA和RNA進(jìn)行比較。學(xué)生思考后，在筆記本上填寫(xiě)表格內(nèi)容。教師請(qǐng)幾位學(xué)生回答，然后進(jìn)行總結(jié)和完善，展示正確的表格內(nèi)容：|核酸種類(lèi)|基本組成單位|五碳糖|含氮堿基|結(jié)構(gòu)|分布|功能||---|---|---|---|---|---|---||DNA|脫氧核苷酸|脫氧核糖|A、T、C、G|一般為雙鏈|主要在細(xì)胞核，線粒體、葉綠體中也有少量|攜帶遺傳信息，控制生物的遺傳、變異和蛋白質(zhì)合成||RNA|核糖核苷酸|核糖|A、U、C、G|一般為單鏈|主要在細(xì)胞質(zhì)|作為某些病毒的遺傳物質(zhì)，在蛋白質(zhì)合成中起重要作用，如mRNA傳遞遺傳信息，tRNA運(yùn)輸氨基酸，rRNA參與核糖體的組成|課堂提問(wèn)教師提出一些問(wèn)題，如“DNA和RNA在化學(xué)組成上最明顯的區(qū)別是什么？”“為什么說(shuō)核酸是遺傳信息的攜帶者？”“如果一個(gè)核酸分子中含有堿基T，那么它一定是DNA嗎？為什么？”等，讓學(xué)生思考并回答。學(xué)生積極回答問(wèn)題，教師對(duì)學(xué)生的回答進(jìn)行評(píng)價(jià)和反饋，及時(shí)糾正錯(cuò)誤，強(qiáng)化正確的概念。通過(guò)這些問(wèn)題的提問(wèn)，進(jìn)一步加深學(xué)生對(duì)DNA和RNA的理解，以及對(duì)核酸結(jié)構(gòu)和功能關(guān)系的認(rèn)識(shí)。（四）課堂小結(jié)（5分鐘）學(xué)生總結(jié)：教師引導(dǎo)學(xué)生回顧本節(jié)課的主要內(nèi)容，先請(qǐng)學(xué)生自主總結(jié)，然后請(qǐng)幾位學(xué)生發(fā)言，分享自己的總結(jié)內(nèi)容。教師補(bǔ)充完善：教師在學(xué)生總結(jié)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行補(bǔ)充和完善，強(qiáng)調(diào)重點(diǎn)和難點(diǎn)內(nèi)容。核酸包括DNA和RNA，它們的基本組成單位是核苷酸，核苷酸由磷酸、五碳糖和含氮堿基組成。DNA和RNA在化學(xué)組成、結(jié)構(gòu)和分布上存在差異，但它們都在遺傳信息的儲(chǔ)存和傳遞中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。核酸是遺傳信息的攜帶者，對(duì)生物體的生命活動(dòng)具有極其重要的意義。（五）作業(yè)布置（5分鐘）課后練習(xí)題：布置教材課后相關(guān)練習(xí)題，讓學(xué)生鞏固本節(jié)課所學(xué)的核酸的結(jié)構(gòu)、功能、分布等基礎(chǔ)知識(shí)。要求學(xué)生認(rèn)真完成，并將錯(cuò)題整理在錯(cuò)題本上，分析錯(cuò)誤原因。拓展作業(yè)：讓學(xué)生查閱資料，了解核酸在基因工程、疾病診斷和治療等領(lǐng)域的應(yīng)用，寫(xiě)一篇300字左右的小短文，介紹其中一個(gè)方面的應(yīng)用實(shí)例，下節(jié)課進(jìn)行分享和交流。通過(guò)這個(gè)拓展作業(yè)，拓寬學(xué)生的知識(shí)面，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和查閱資料的能力，同時(shí)讓學(xué)生進(jìn)一步認(rèn)識(shí)到核酸知識(shí)在實(shí)際生活中的重要應(yīng)用價(jià)值。五、課堂練習(xí)說(shuō)出DNA和RNA的全稱(chēng)參考答案：DNA的全稱(chēng)是脫氧核糖核酸，RNA的全稱(chēng)是核糖核酸。設(shè)計(jì)意圖：考查學(xué)生對(duì)核酸基本概念的記憶，強(qiáng)化對(duì)專(zhuān)業(yè)術(shù)語(yǔ)的認(rèn)識(shí)。簡(jiǎn)述核酸在細(xì)胞中的分布參考答案：真核細(xì)胞中，DNA主要分布在細(xì)胞核中，線粒體和葉綠體中也含有少量DNA；RNA主要分布在細(xì)胞質(zhì)中。原核細(xì)胞中，DNA主要分布在擬核區(qū)域，RNA分布在細(xì)胞質(zhì)中。設(shè)計(jì)意圖：通過(guò)對(duì)核酸分布的考查，檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的理解和記憶，以及對(duì)不同類(lèi)型細(xì)胞中核酸分布特點(diǎn)的掌握情況。根據(jù)所給的核苷酸結(jié)構(gòu)示意圖，判斷是脫氧核苷酸還是核糖核苷酸，并寫(xiě)出含有的堿基名稱(chēng)題目提供若干核苷酸結(jié)構(gòu)示意圖，有的五碳糖為脫氧核糖，有的為核糖，堿基包括A、T、C、G、U等。參考答案：根據(jù)五碳糖的類(lèi)型判斷，若五碳糖為脫氧核糖，則為脫氧核苷酸；若為核糖，則為核糖核苷酸。堿基名稱(chēng)根據(jù)示意圖中堿基的結(jié)構(gòu)確定，如含T的為胸腺嘧啶，含U的為尿嘧啶等。設(shè)計(jì)意圖：通過(guò)對(duì)核苷酸結(jié)構(gòu)的識(shí)別，考查學(xué)生對(duì)脫氧核苷酸和核糖核苷酸結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的理解和區(qū)分能力，強(qiáng)化對(duì)核苷酸組成成分的認(rèn)識(shí)。六、板書(shū)設(shè)計(jì)主板書(shū)副板書(shū)遺傳信息的攜帶者——核酸1.實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)：（1）鹽酸水解的作用和時(shí)間