解码生命之书：基因的表达与遗传信息的传递

【教学目标】

1.阐述基因、染色体与DNA之间的联系。

2.了解染色体在生殖过程中的改变。

3.了解基因如何经过生殖细胞进行传递。

4.通过对图片资料的分析与观察，进一步锻炼学生的综合理解能力、自我表达能力以及知识链接能力。

5.锻炼学生将复杂问题转化为简单问题的能力，让学生在学习中把复杂的基因传递问题转化为简单和具体的染色体传递问题。

【教学重难点】

教学重点：染色体、DNA与基因之间存在的联系，基因是如何在亲子代之间进行传递的。

教学难点：染色体如何在生殖细胞中发生改变。

【教材分析】

本节内容来自人教版八年级下册生物学教材中第二章“生物的遗传与变异”第二节“基因在亲子代间的传递”。本节内容能够让学生通过学习进一步认识基因，起着承上启下的作用，能够较好地延续上节内容，为下节知识打下基础。

【学情分析】

1.八年级的学生已有细胞核、染色体、DNA等知识作基础，但因为基因这类问题比较抽象，导致在思维认知能力方面或多或少存在一些困难。因此，教师可以帮助学生通过复习的手段深入了解基因的具体位置。

2.学生对生殖已经有了初步的了解，也知道精子、卵细胞的存在，但对于基因和精子、卵细胞的关系以及基因如何在亲子之间进行传递等知识了解的并不完全。在课堂教学中，教师应当结合生活实际，通过观察，让学生进行分组讨论，增强学生的理解能力和学习主体意识。

【课前准备】

学生准备：长度粗细一样的两根电线。

教师准备：DNA分子模型、课件。

【教学过程】

（一）复习提问

教师：我们之前已经学过了性状的有关知识，性状是由什么决定的？

学生：由基因决定。

教师：非常好，生物遗传下来的又是什么？

学生：生物遗传下来的也是基因。

过渡语：是的，我们不难发现基因的重要性，那么基因究竟是什么？它又在哪里呢？是通过什么样的方式进行表达和传递的呢？

（二）情境导入

教师：请同学们跟随老师一起看一看这张图片（幻灯片出示图片），仔细观察，并告诉老师，通过这张图片，你能发现什么？

学生：在动物之间，其亲代和子代中都有着很多相似的性状。

教师：是的，这种遗传现象在生物界中非常普遍，不久前，老师曾经在报刊上看到过这样一则文章，在这里请同学们和我一起来看一看。（幻灯片播放文章，并选一位学生对节选的文章进行朗读）

学生：（朗读文字）对林先生而言，一直让他骄傲的是：不论是爷爷、父亲，还是他，所有林家人都拥有漂亮的鹰钩鼻，可儿子却是例外，即使儿子长得很帅气，但是却有着和林家人完全不同的小塌鼻。这个一直叫自己父亲的男孩真的是自己的儿子吗？这种想法不断地在他脑海中浮现。

教师：同学们，林先生为什么会产生这种疑虑呢？

学生：林先生父子鼻子的形状不同。

教师：我们或多或少都会有像父母的地方，父母到底有没有直接将他们的性状传递给我们呢？

学生：没有！性状并不是直接传递的，性状是由基因控制的，父母传递的是基因。

教师：基因如何在亲子间传递？这就是今天同学们要和老师一起学习的课题。

（板书：基因在亲子代间的传递）

（三）讲授新课

教师：让我们来一起帮帮林先生，有没有同学知道林先生应该怎么办呢？

学生：可以做DNA鉴定，判断DNA是否匹配。

教师：为什么要检测DNA呢？

学生：基因能够决定亲缘关系，基因是存在于DNA上的。

教师：真的是这样吗？那么就让我们带着这样的疑问开启今天的学习，先让我们想一想基因到底在哪呢？（板书：一、基因和染色体）

教师：对于生物而言，细胞都是其结构和功能单位，那么遗传物质究竟在哪呢？（幻灯片播放）

学生：在细胞核中。

教师：是的，让我们一起来看幻灯片，观察细胞核的结构，图片当中被碱性染料染成深色的是什么物质呢？

学生：染色体。

教师：染色体主要是由哪两部分组成的呢？

学生：蛋白质和DNA分子。

教师：是的！那么遗传物质究竟在DNA上还是蛋白质上？基因又位于哪里呢？

学生：遗传信息是储存在DNA分子上的，基因位于DNA上。

教师：（拿出预先准备的DNA分子模型）请同学们看老师手里的DNA分子模型，并告诉我，它是什么结构呢？

学生：双螺旋结构。

教师：那么这里带颜色的部分是什么呢？

学生：基因。

教师：没错，实际上，基因的颜色不同表明它所控制的性状也不同，下面请同学们尝试着为基因下个定义吧。

学生：基因是控制生物性状的DNA片段。

教师：告诉同学们一个秘密，一个人体细胞中的DNA如果全部展开，它们的总长度甚至可以超过1.7m，但是它们能够组成的染色体的总长度却只有0.53 mm左右，这是为什么呢？请同学们拿出提前准备的电线，认真思考，这两根电线能够表现什么结构呢？并且进行模拟，想一想如何把电线变成短棒的形状。请同学们分组讨论。

（学生分组讨论，教师及时请学生为大家演示）

教师：有哪位同学能够指出刚才模型制作中的问题呢？

学生：没有蛋白质，缺乏足够的螺旋。

教师：刚刚的模拟能够让同学们对DNA螺旋凝聚的大致过程有基础的认识，但是实际上，染色体的内部结构并不像我们肉眼看到的这么简单。现在同学们已经初步了解了染色体、DNA和基因之间的关系，那么它们究竟有着什么样的关系呢？

学生：基因是染色体上具有控制生物性状的DNA片段。

教师：我们现在知道了基因可以控制性状，每个人身上都有很多性状，这就表明在我们的细胞里有着相当数量的基因，人体细胞内有多少条染色体呢？这些染色体又是如何在细胞内进行排列的？它们是按规律排列的，还是杂乱无章的？请同学们仔细观察这张染色体图谱。

学生：在人体当中，体细胞内有46条染色体，有46个DNA分子和许多的基因。

教师：染色体为什么被绘制为一对一对的呢？

学生：因为46条染色体中每2条染色体的形态和大小相似，能够凑成一对。

教师：每个人的细胞内都有46条染色体，并且任何一条染色体都有着和自己一样大小、一样形态的“双胞胎”，换一种说法，生物体内的染色体是成对存在的。那么现在请同学们继续观察，你还可以发现什么呢？

学生：成对存在的染色体有着相同的位置和颜色。（教师给予提示）

教师：没错！这是为什么呢？

学生：基因的排列是一对一对的，并且它们都位于成对的染色体中的相同位置。

教师：是的！由此可见，人类的体细胞内共有23对染色体，在一般情况下，每条染色体上都有一个DNA分子，在每个DNA分子上又有着很多的基因。

教师：现在同学们已经知道了基因和染色体的关系，那么究竟要如何确认林先生父子的亲缘关系呢？想要帮助林先生，我们还需要仔细思考，基因到底是怎样进行传递的？请同学们和老师一起看PPT，并按照小组形式进行讨论。

投影：（1）回忆所学过的“生殖”内容，并讨论生殖的具体过程。（2）在受精的过程中，精子和卵细胞的结合有什么意义呢？

（板书：二、基因经过精子或卵细胞传递）

教师：没错！精子和卵细胞的结合有什么意义？

学生：精子和卵细胞进行结合，表明控制男性性状的基因和控制女性性状的基因进行了结合，也就意味着形成受精卵的细胞核内的染色体和基因都会成倍增加。

教师：事实上，正常人的基因数目并无变化，染色体也都是23对，父母究竟把多少基因遗传给了孩子呢？请同学们翻开课本第30页并进行阅读，再完成课本第32页的变化图。

教师：哪位同学能够为老师解释一下刚才的问题呢？

学生：染色体在分裂的过程中会减少，并且在这个过程中，每对染色体都会分裂出一条进入精子内或卵细胞内。

教师：非常好！那么父母到底传递给孩子多少基因呢？这样传递的原因又是什么呢？

学生：父母大约传递给孩子二分之一的基因。因为在正常人的身体内，基因都是按照一对一对的形式出现在染色体当中的，而染色体又会分裂一半进入精子内或者卵细胞内，所以父母传递给孩子自身一半的基因。

教师：是的！通过这节课的学习不难看出，如果将DNA、基因、染色体和性状之间的关系进行有效的联系，就可以发现人体内控制性状的基因数目基本不变，才能使子代和亲代在性状上保持基本一致。

教师：不难发现，子代的染色体一条来自父亲，一条来自母亲，不仅有父亲的遗传物质，还有母亲的遗传物质，那么在亲代和子代中进行连接的是谁呢？

学生：生殖细胞。

教师：它传递什么呢？

学生：传递基因。

教师：非常好！同学们，那么林先生进行DNA鉴定的方法行得通吗？

学生：行得通！

（四）巩固总结

教师：同学们，这节课你们都学到了什么？

学生：基因、染色体、DNA之间的关系。基因是在染色体上控制性状的DNA片段，生殖细胞中染色体的数目减半，基因经过生殖细胞在亲子代间传递。

教师：染色体数量的减半是随意的吗？生殖细胞中的染色体排列又有什么特点？

学生：体细胞中每一对染色体都会彼此分离进入不同的生殖细胞，生殖细胞中的染色体也不是成对排列的，而是单独存在的。

教师：非常好，接下来让我们做几道题来自测一下，请同学们看幻灯片。

（幻灯片展示题目，学生进行测试）

本节课从学生的实际出发，严格遵循新课标的要求，以学生为学习的主体，重视学生学习主体性的培养，倡导研究性学习，结合课件和模型引导学生分组讨论、层层深入，达到很好的教学效果。

（作者单位：甘肃省定西市安定区西寨初级中学）

编辑：温雪莲