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中图分类号：G4 文献标识码：A 文章编号：（2020）-47-381
发展高中学生学科核心素养，落实国家高考“立德树人、服务选才、引导教学”的目标是我国中学课程改革的一项核心任务，该举措具有深远的意义。在基因通常是有遗传效应的DNA片段新授课学习中，要真正落实好学科核心素养，必须要落实好教材，挖掘好为什么说基因通常是有遗传效应的DNA片段的探究过程，包含通过资料分析，说明基因与DNA的关系、运用数学方法说明DNA的多样性和特异性、举例说明基因通常是有遗传效应的DNA片段、认同遗传物質的结构与功能相适应、多样性与特异性相统一的观点、概述多数生物的基因是DNA分子的功能片段，有些病毒的基因在RNA分子上，因此我以“基因通常是有遗传效应的DNA片段”的资料分析真实情境为主导，促进学科核心素养的落实，发展学生的学科核心素养。
在教学过程中，教师选择的资料情景是解决学生疑问的一个重要方式。教师如能创设有效资料分析情境，并及时抓住提问时机，就能在很大程度上激发学生的求知兴趣，引导学生深入思考，有效推进教学进程。在当前的中学生物学课堂教学中，教师对资料使用频率非常高，成为占用课堂时间比例最大的教学行为。 要提高教学质量，改进课堂提问的方式十分关键。课堂资料情景应该有明确的目的，教师在问之前应该首先问自己：“哪个知识点用这个资料？” 教师只有清楚课堂上每一次使用资料的目的指向，才有助于提高提问质量。例如，以“基因通常是有遗传效应的DNA片段”为例。
环节一、通过回顾之前的内容，1865年孟德尔提出生物的性状是由遗传因子决定的，体细胞中遗传因子是成对存在的。1909年约翰逊提出用“基因” 代替孟德尔提出的遗传因子。1910年摩尔根通过实验证明基因在染色体上（假说-演绎法），确认了基因的物质基础。1944年艾弗里通过实验证明DNA是遗传物质，基因的载体。1953年沃森和克里克揭示DNA的双螺旋结构（构建物理模型），并提出DNA可能采用半保留方式进行复制。通过回顾科学发展史并提问问题：1.既然DNA是基因的载体，这是否意味着每段DNA都是基因呢？2.既然基因是呈线性排列的，那么是否说明DNA上的基因都是一个一个紧密连接在一起的呢？
环节二、请学生分析两个资料——说明基因与DNA关系的实例
资料一：大肠杆菌细胞的拟核有1个DNA分子（如图所示），长度约为4700000个碱基对，在DNA分子上分布着大约4400个基因，每个基因的平均长度约为1000个碱基对。
资料三：人类基因组计划测定的是24条染色体（22条常染色体+X+Y）上DNA的碱基序列。每条染色体上有一个DNA分子。这24个DNA分子大约有31.6亿个碱基对，其中，构成基因的碱基数占碱基总数的比例不超过2%。
通过分析资料一和资料三让学生
讨论1.生物体内的DNA分子数与基因数目相同吗？2.所有基因的碱基总数与DNA分子的碱基总数相同吗？
学生得出结论：资料一说明生物体内的DNA分子数小于基因数;资料三说明生物体内所有基因的碱基总数小于DNA分子的碱基总数。教师通过学生的分析总结出资料一和资料三说明基因是DNA的片段，基因不是连续分布在DNA上的，而是由碱基序列将其分隔开的。
环节三、为了说明基因与DNA关系的实例，请同学们再看两个资料
资料二：生长在太平洋西北部的一种水母能发出绿色荧光，这是因为水母的DNA分子上有一段长度为5170个碱基对的片段——绿色荧光蛋白基因。转基因实验表明，转入了水母的绿色荧光蛋白基因的转基因鼠，在紫外线的照射下，也能像水母一样发光。
思考问题：绿色荧光蛋白基因的作用是什么？
学生通过讨论得出： 绿色荧光蛋白基因使小鼠发出荧光。
请学生结合上述三则材料总结，从DNA水平上给基因下一个定义要求，既能反映基因与DNA的关系，又能体现基因的作用。资料一和三，从数量上说明基因是DNA的片段;资料二，从功能上说明基因有遗传效应，从而说明基因是有遗传效应的DNA的片段。
环节四、通过回顾DNA片段中的遗传信息
DNA分子基本组成：脱氧核糖、磷酸、4种碱基：A、T、G、C;基本单位：由4种脱氧核苷酸组成（分别含4种碱基）;基本骨架：由相同的脱氧核糖和磷酸交替连接而成;骨架内侧：碱基之间互补配对，碱基的排列顺序储存着遗传信息。进而引发学生思考：1.由4种碱基排列而成的脱氧核苷酸序列足以储存生物体必须的全部遗传信息吗？2.DNA只含有4种脱氧核苷酸，为什么能够储存大量的遗传信息？
环节五、通过资料分析总结DNA片段中的遗传信息
资料一：一个DNA分子的基本骨架是由脱氧核糖和磷酸交替连接而成的，从头至尾没有变化，而骨架内侧的4种碱基的排列顺序却是可变的。如果1个碱基对组成1个基因，4种碱基对的排列可能形成4种基因（这仅仅是假设），如果2个碱基对组成1个基因，则可能形成16（即4×4）种基因，如果3个碱基对组成一个基因，则可能形成64（即4×4×4）种基因。
讨论：如果是100个碱基对组成1个基因，可能组合成多少种基因？
如果是n个碱基对组成1个基因，可能组合成多少种基因？
学生总结：不同DNA分子的碱基数目不同;碱基排列顺序千变万化构成DNA分子具有多样性。
资料二：资料一的推算是建立在所有碱基对的随机排列都能构成基因这一假设上的，事实上，大部分随机排列的脱氧核苷酸序列从来不曾出现在生物体内，而有些序列却会在生物体内重复许多次。
讨论：你认为基因是碱基对随机排列组成的DNA片段吗？为什么？
学生总结：基因具有特定的碱基排列顺序，因具有特定的遗传效应。DNA分子具有特异性碱基排列顺序的千变万化构成了DNA的多样性，而碱基特定的排列顺序又构成了DNA分子的特异性。DNA的多样性和特异性是生物体多样性和特异性的物质基础。
提问：碱基排列顺序的多样性与DNA分子的多样性和生物的多样性的关系？
环节六、小结
环节七、作业布置：
要落实和发展学生的学科核心素养需要学生在真实的资料情境中发现问题、提出问题、分析问题、解决问题。教学中要以学生为主体，通过自主合作探究的模式、优化课堂的模式来对学生的观察能力、获取信息能力、提出问题的能力、表达和交流能力等的培养，让学生的思维能力得到大大的提升，落实立德树人的教学根本任务。
发展高中学生学科核心素养，落实国家高考“立德树人、服务选才、引导教学”的目标是我国中学课程改革的一项核心任务，该举措具有深远的意义。在基因通常是有遗传效应的DNA片段新授课学习中，要真正落实好学科核心素养，必须要落实好教材，挖掘好为什么说基因通常是有遗传效应的DNA片段的探究过程，包含通过资料分析，说明基因与DNA的关系、运用数学方法说明DNA的多样性和特异性、举例说明基因通常是有遗传效应的DNA片段、认同遗传物質的结构与功能相适应、多样性与特异性相统一的观点、概述多数生物的基因是DNA分子的功能片段，有些病毒的基因在RNA分子上，因此我以“基因通常是有遗传效应的DNA片段”的资料分析真实情境为主导，促进学科核心素养的落实，发展学生的学科核心素养。
在教学过程中，教师选择的资料情景是解决学生疑问的一个重要方式。教师如能创设有效资料分析情境，并及时抓住提问时机，就能在很大程度上激发学生的求知兴趣，引导学生深入思考，有效推进教学进程。在当前的中学生物学课堂教学中，教师对资料使用频率非常高，成为占用课堂时间比例最大的教学行为。 要提高教学质量，改进课堂提问的方式十分关键。课堂资料情景应该有明确的目的，教师在问之前应该首先问自己：“哪个知识点用这个资料？” 教师只有清楚课堂上每一次使用资料的目的指向，才有助于提高提问质量。例如，以“基因通常是有遗传效应的DNA片段”为例。
环节一、通过回顾之前的内容，1865年孟德尔提出生物的性状是由遗传因子决定的，体细胞中遗传因子是成对存在的。1909年约翰逊提出用“基因” 代替孟德尔提出的遗传因子。1910年摩尔根通过实验证明基因在染色体上（假说-演绎法），确认了基因的物质基础。1944年艾弗里通过实验证明DNA是遗传物质，基因的载体。1953年沃森和克里克揭示DNA的双螺旋结构（构建物理模型），并提出DNA可能采用半保留方式进行复制。通过回顾科学发展史并提问问题：1.既然DNA是基因的载体，这是否意味着每段DNA都是基因呢？2.既然基因是呈线性排列的，那么是否说明DNA上的基因都是一个一个紧密连接在一起的呢？
环节二、请学生分析两个资料——说明基因与DNA关系的实例
资料一：大肠杆菌细胞的拟核有1个DNA分子（如图所示），长度约为4700000个碱基对，在DNA分子上分布着大约4400个基因，每个基因的平均长度约为1000个碱基对。
资料三：人类基因组计划测定的是24条染色体（22条常染色体+X+Y）上DNA的碱基序列。每条染色体上有一个DNA分子。这24个DNA分子大约有31.6亿个碱基对，其中，构成基因的碱基数占碱基总数的比例不超过2%。
通过分析资料一和资料三让学生
讨论1.生物体内的DNA分子数与基因数目相同吗？2.所有基因的碱基总数与DNA分子的碱基总数相同吗？
学生得出结论：资料一说明生物体内的DNA分子数小于基因数;资料三说明生物体内所有基因的碱基总数小于DNA分子的碱基总数。教师通过学生的分析总结出资料一和资料三说明基因是DNA的片段，基因不是连续分布在DNA上的，而是由碱基序列将其分隔开的。
环节三、为了说明基因与DNA关系的实例，请同学们再看两个资料
资料二：生长在太平洋西北部的一种水母能发出绿色荧光，这是因为水母的DNA分子上有一段长度为5170个碱基对的片段——绿色荧光蛋白基因。转基因实验表明，转入了水母的绿色荧光蛋白基因的转基因鼠，在紫外线的照射下，也能像水母一样发光。
思考问题：绿色荧光蛋白基因的作用是什么？
学生通过讨论得出： 绿色荧光蛋白基因使小鼠发出荧光。
请学生结合上述三则材料总结，从DNA水平上给基因下一个定义要求，既能反映基因与DNA的关系，又能体现基因的作用。资料一和三，从数量上说明基因是DNA的片段;资料二，从功能上说明基因有遗传效应，从而说明基因是有遗传效应的DNA的片段。
环节四、通过回顾DNA片段中的遗传信息
DNA分子基本组成：脱氧核糖、磷酸、4种碱基：A、T、G、C;基本单位：由4种脱氧核苷酸组成（分别含4种碱基）;基本骨架：由相同的脱氧核糖和磷酸交替连接而成;骨架内侧：碱基之间互补配对，碱基的排列顺序储存着遗传信息。进而引发学生思考：1.由4种碱基排列而成的脱氧核苷酸序列足以储存生物体必须的全部遗传信息吗？2.DNA只含有4种脱氧核苷酸，为什么能够储存大量的遗传信息？
环节五、通过资料分析总结DNA片段中的遗传信息
资料一：一个DNA分子的基本骨架是由脱氧核糖和磷酸交替连接而成的，从头至尾没有变化，而骨架内侧的4种碱基的排列顺序却是可变的。如果1个碱基对组成1个基因，4种碱基对的排列可能形成4种基因（这仅仅是假设），如果2个碱基对组成1个基因，则可能形成16（即4×4）种基因，如果3个碱基对组成一个基因，则可能形成64（即4×4×4）种基因。
讨论：如果是100个碱基对组成1个基因，可能组合成多少种基因？
如果是n个碱基对组成1个基因，可能组合成多少种基因？
学生总结：不同DNA分子的碱基数目不同;碱基排列顺序千变万化构成DNA分子具有多样性。
资料二：资料一的推算是建立在所有碱基对的随机排列都能构成基因这一假设上的，事实上，大部分随机排列的脱氧核苷酸序列从来不曾出现在生物体内，而有些序列却会在生物体内重复许多次。
讨论：你认为基因是碱基对随机排列组成的DNA片段吗？为什么？
学生总结：基因具有特定的碱基排列顺序，因具有特定的遗传效应。DNA分子具有特异性碱基排列顺序的千变万化构成了DNA的多样性，而碱基特定的排列顺序又构成了DNA分子的特异性。DNA的多样性和特异性是生物体多样性和特异性的物质基础。
提问：碱基排列顺序的多样性与DNA分子的多样性和生物的多样性的关系？
环节六、小结
环节七、作业布置：
要落实和发展学生的学科核心素养需要学生在真实的资料情境中发现问题、提出问题、分析问题、解决问题。教学中要以学生为主体，通过自主合作探究的模式、优化课堂的模式来对学生的观察能力、获取信息能力、提出问题的能力、表达和交流能力等的培养，让学生的思维能力得到大大的提升，落实立德树人的教学根本任务。