案例2 信息技术与现代生物教育技术融合

——“细胞核是遗传信息库”案例分析

一 案例背景

本节课为人教版生物学七年级上册第二单元第二章第二节的内容，包括三部分：遗传信息在细胞核中；细胞核中有储存遗传信息的物质——DNA；DNA和蛋白质组成染色体。第一节讲述了细胞的生活需要物质和能量，其中介绍了细胞中的细胞膜和细胞质这两种基本结构的功能。第二节作为第二章“细胞的生活”中的重要一节，阐释了细胞核的重要功能——遗传信息库。这共同构成了细胞基本结构和功能的完整知识体系，同时也为学习和理解下一节“细胞分裂”的知识奠定了基础，使学生对细胞的生活有一个基本了解。

本节课理论性很强，学生在前面学习动植物细胞的时候掌握了一些关于DNA、基因的知识，但是他们并不理解其准确的概念及它们之间的关系，加之这节课内容比较抽象，不好理解，对刚刚进入初中阶段学习的七年级学生来说具有一定的难度。

【教学目标】

（一）知识目标

（1）描述细胞核在生物遗传中的重要功能——遗传信息库；

（2）说出染色体、DNA、遗传信息之间的关系。

（二）能力目标

（1）运用资料分析的方法，阐明遗传信息储存在细胞核中；

（2）尝试模拟探究遗传信息的多样性。

（三）情感目标

（1）认同遗传信息的载体是生物体内特定的物质；

（2）关注社会热点话题，增强学生的社会责任感。

【教学重难点】

（一）教学重点

（1）细胞核在生物遗传中的重要功能；

（2）染色体、DNA和基因的关系。

（二）教学难点

（1）遗传物质储存在细胞核中；

（2）DNA是主要遗传物质。

二 教学过程

三 案例评析

（一）创设情境，利用图片，引出课题

【镜头回放】

※新课导入※

通过上节课的学习，我们知道人类的活动需要物质和能量，同时我们还需要信息。只要大家稍微留意，就可以感受到我们的生活处处充满了信息。如果我们要去旅游，我们会了解要去的那个地方的天气信息；如果我们要坐公交车，我们会通过站牌了解信息；如果家里要买一台电视机，我们会了解相关的商品信息。可见，信息是我们生活中不可缺少的内容。同样，生物的生长发育也需要信息，这就是我们今天要学习的内容。出示成龙父子的图片，让学生观察，导出遗传信息课题。

【设计意图】

通过生活中无处不在的信息及成龙父子的图片导出课题，调动学生的学习热情。

【品析小结】

由生活中无处不在的信息联系到生物的生长发育也需要信息，再通过学生熟悉的明星父子图，抓住学生的好奇心理，激发起其学习的兴趣。

（二）设疑激趣，故事导学，层层递进，推出结论

【镜头回放】

※细胞核是遗传信息库※

教师：由于得到父母的遗传信息，一般情况下，灰羊生灰羊，白羊生白羊，黑羊生黑羊，但是灰羊妈妈看到小白羊长得可爱，它就想：我要是也能生出一只小白羊那该多好。那么，如何帮助灰羊妈妈实现愿望呢？下面请同学们阅读教材第55页“小羊多莉的身世”的材料，看能否从中得到启发，等一下请一位同学来复述小羊多莉的产生过程。

学生自主阅读教材第55页的资料分析。

教师：请一位同学来说说小羊多莉的产生过程。

学生复述小羊多莉的产生过程。教师展示：

（1）从A母羊（黑面）中取出一枚卵细胞，抽掉细胞核，剩无核的卵细胞；

（2）从B母羊中取出一枚乳腺细胞，抽出细胞核；

（3）将B羊的细胞核注入A羊的去核卵细胞当中，形成融合细胞，将融合细胞在体外培养，不断分裂形成胚胎；

（4）将胚胎移入C母羊的子宫内，继续发育，最后产下多莉。

学生讨论：如何帮助灰羊妈妈实现愿望。

教师请一位同学说说如何帮助灰羊妈妈实现愿望。

学生根据小羊多莉和小白羊的产生过程，前后桌四个同学完成以下三道讨论题：

（1）A、B、C羊各提供了什么？

（2）克隆羊像谁？

（3）细胞的遗传信息在哪里？

教师：由于克隆羊像B羊，而B羊提供的是细胞核，所以我们可以推断出遗传信息位于哪里？

学生：细胞核中。

教师：由此我们可以得出结论：遗传信息在细胞核中。

【设计意图】

通过设疑激发学生的兴趣，借助克隆羊多莉的故事启发学生帮助灰羊妈妈实现愿望，从而推出结论。

【品析小结】

创设情境，抛出问题，并启发学生如何解决问题，这样既能推出本节课的中心结论，突破重难点，又能锻炼学生分析与表达的能力。

（三）类比学习理解载体，用结构模型直观了解DNA分子

【镜头回放】

※遗传信息的载体——DNA※

1．DNA的结构

教师：只要是信息就要有载体。比如我们的教材就是一种载体，它们所承载的信息是图片和文字。再比如，如果你要来老师这里拷贝一些复习资料，那么你需要什么载体来承载信息？

学生：U盘。

教师：那么，遗传信息的载体又是什么？经研究发现，遗传信息的载体是一种叫做DNA的有机物。下面请同学们结合DNA分子结构模型，阅读教材第56页第1、2段的内容，思考以下两个问题：DNA的结构是怎样的？什么是基因？

教师：（展示DNA分子结构模型）DNA存在于细胞核中，其形状像什么？

学生：像螺旋形的梯子。

2．基因的定义

教师：（指着模型，让学生观察）我们一起来看一下，这个螺旋形的梯子中间有多少种颜色？

学生：四种。

教师：这四种颜色分别代表了四种不同的化学物质，正是这四种物质的排列组合不同，使得DNA分子每一段所具有的遗传信息都不同，从而引出基因的定义：基因是具有特定遗传信息的DNA片段。

【设计意图】

用学生熟悉的实例作类比，并通过模型让学生更好地理解微观上的一些概念。

【品析小结】

用类比的方法和结构模型能够引起学生的注意，帮助学生更好地理解抽象的概念，化抽象为具体，从而取得较好的教学效果。

（四）模拟探究活动，感受遗传信息的多样性

【镜头回放】

3．活动：模拟探究遗传信息的多样性

教师：我们知道，七个音符可以组成许许多多不同的曲子，那么，DNA分子中的四种化学成分是如何组成多种多样的遗传信息的呢？接下来，我们就一起来模拟探究遗传信息的多样性。我们假设一个DNA分子片段由六个A、T、C、G组成，我们用四种颜色的纸条分别代表这四种物质，红色代表T，黄色代表C，绿色代表A，蓝色代表G，前后桌四个同学为一组，把信封中的六张纸条贴成一串，代表一种遗传信息。如贴成的纸条是红黄绿绿蓝绿，就在笔记本上写下TCAAGA，代表一种遗传信息，下面动手实验。

学生动手实验，并将贴成的DNA片段展示到黑板上。

教师：我们做成的DNA片段有没有相同的？

学生：没有。

教师：所以它们代表的遗传信息就不同。我们刚才只是模拟DNA分子的一个小片段，事实上每个DNA片段的大小、排序都是不一样的，所代表的遗传信息也就各不相同。正是因为遗传信息的多样性，才有了相貌各不相同的人。对于整个生物界来说，遗传信息的多样性决定了基因的多样性，基因的多样性决定了生物种类的多样性，从而构成了地球上生机勃勃、绚丽多彩的生物世界。

【设计意图】

在活动中让学生体会遗传信息的多样性。

【品析小结】

这个环节的设计巧妙地将抽象难懂的知识点化为生动有趣的小实验，充分调动了学生的积极性，让学生在轻松活泼的氛围中理解了遗传信息的多样性。

（五）结合图片，直观感受微观结构

【镜头回放】

※染色体※

1．染色体的组成

教师：我们知道了遗传信息的载体是DNA，但DNA在细胞核中以怎样的形式存在？

学生：染色体。

教师：为什么称为染色体，课本里面是如何给它下定义的？我们通过图片一起来看一下染色体到底是怎样的。

教师：（展示染色体组成模式图）染色体是DNA分子经过多次螺旋折叠，结合蛋白质分子，最终构成的。所以组成染色体的两种物质是什么？

学生：主要是DNA和蛋白质。

教师让学生在教材中找出染色体的概念，齐读。结合图片加以引导，DNA分子经过多次螺旋折叠，结合蛋白质分子，最终构成染色体。

2．每一种生物的细胞内，染色体的数目是一定的

教师：染色体数目的恒定对生物来说非常重要，一旦染色体数目改变，就会影响该生物的正常生活和传宗接代。我们来看一下，这是正常人的染色体，一共23对46条，像这个小朋友因为多了一条染色体，就会患上严重的遗传病——先天愚型。多一条不行，一条中一段缺失也不可以，如猫叫综合征（出示图片）。从上述例子，我们不难看出染色体数目恒定对生物的重要性，也可以看出，每一个生命的发育过程都是来之不易的，所以我们必须珍爱自己的生命。

【设计意图】

图文结合，直观具体，有助于学生理解染色体的组成。

【品析小结】

有效地利用相关的图片，讲授相应的生物学知识，弥补七年级学生在认知上的不足，讲清本节的重点。

（六）运用Flash动画，总结归纳

【镜头回放】

※染色体、DNA、遗传信息之间的关系※

教师：综合这两节课的内容，我们知道细胞中既有物质、能量，又有信息，它们是如何统一的呢？我们一起来读教材最后一段话。

学生齐读最后一段。

教师：（点击Flash动画，师生共同回顾总结）我们一起来简单回顾一下。细胞膜能控制物质的进出；叶绿体能吸收光能并将其转变成化学能，储存在有机物中；线粒体将有机物与氧结合，经过复杂的过程，转变成二氧化碳和水，同时释放出化学能，为细胞的生活提供动力；细胞中所进行的物质和能量的变化非常复杂，它需要一个统一的指挥和控制中心——细胞核。通过本节课的学习，我们知道细胞核中有染色体、DNA和遗传信息。（提问：它们之间存在怎样的关系？让学生思考。）

【设计意图】

用Flash动画帮助学生梳理新旧知识之间的联系，使所学知识系统化。

【品析小结】

在本环节中，教师利用现代信息技术，能很好地帮助学生梳理新旧知识，形成一定的知识网络，有利于逻辑思维的培养。若能在学生思考后用概念图带领学生一起总结染色体、DNA、基因之间的关系，则更能突出重点。

（七）热点追踪，课后探究，将信息技术与现代生物教育技术有机融合

【镜头回放】

※热点追踪※

教师：通过这节课的学习，我们了解了小羊多莉的克隆过程。目前克隆技术已经被广泛应用在许多动物身上，这种技术应用在人身上好不好，有哪些利与弊？同学们前后桌四个人为一组，展开讨论。

学生讨论并发表各组的意见。

教师：（适当点评）下课后，同学们进行活动与探究：在克隆羊多莉的诞生过程中，母羊A提供了去核卵细胞，为什么在研发这种技术时，所提供的受体细胞一般是卵细胞？

【设计意图】

通过热点追踪和课后探究，让学生关注社会，勤于思考。

【品析小结】

通过小组合作讨论、课后探究和社会热点追踪，将信息技术与现代生物教育技术有机融合。

四 教学反思与建议

本节课是人教版生物学七年级上册第二单元第二章“细胞的生活”第二节“细胞核是遗传信息库”中的内容。由于初一学生生物知识储备较少，理解能力相对较弱，而本节课概念又多，且比较抽象，难以理解。教师从学生的认知水平出发，加入了形象的Flash动画及图片，逐步引导学生认识各个概念。在学生初步认识DNA、基因（遗传信息）这两个抽象概念后，创设探究活动，模拟探究遗传信息的多样性。用四种颜色的纸条代表DNA中的四种化学物质，让学生动手制作DNA片段，感受遗传信息的多样性。通过动画以及活动，将抽象难懂的知识点化为生动有趣的小实验，使学生在轻松活泼的氛围中掌握了本节课的重难点。

五 课标在线

充分重视信息化课程资源的利用，包括各种生物教学软件、网络上的生物科学教育资源等。

计算机多媒体以其极强的交互性和模拟功能显示出它在生物教学中的重要作用。生物教师应该在教学中充分利用各种教学软件来提高教学效率，包括教师自制的教学软件。

随着网络的发展，互联网传递着越来越多的生物教育信息，如动植物的图片、课件、动植物的趣闻、最新的生物科学进展等。这些信息也应在生物教学中得到充分利用。

六 活动与检测

以多媒体和网络为核心的信息技术能集图、文、声、像于一体，在生物教学中，要求教师融合信息技术，充分挖掘网络课程资源，改变以粉笔和黑板为主要手段的传统教学。教师充分利用丰富的网络资源，如图片、课件、科学故事、Flash、视频等，为学生提供前所未有的感性材料，使一些抽象的生物概念、原理和现象形象化、具体化，使静态的生物学知识动态化，从而激发学生的学习兴趣，调动学生的学习动机。网络资源信息量大、传播迅速有效，是提高教与学的质量的重要保障。

如讲“尿的形成和排出”时，如果按照传统的教学方式，学生将难以认识人体中肾的真面目及尿的形成。因此，教师应运用现代信息技术，通过网络图片向学生展示肾的内部结构，还可以通过视频展示尿在人体的形成和排出过程。这样，教师讲得轻松，学生学得也快。

活动：对于“爱护植被，绿化祖国”一节，你将如何利用信息技术进行教学，让学生在学习中了解我国植被的过去与现状，唤起学生爱护植被、绿化祖国的意识呢？

七 课外阅读与拓展

1．李建芝，顾咏梅. “细胞核是遗传信息库”一节的教学设计[J].生物学通报，2010（8）.

2．马英杰，宋冰雪. “细胞核是遗传信息库”说课稿[J].中学生物教学，2006（4）.

3．杜佳莹. “细胞核是遗传信息库”的教学设计[J].生物学教学，2010（2）.

4．王学良.广泛运用多媒体 推动初中生物教学[J].中国教育技术装备，2012（4）.

5．中国生物课程网.http://bio.cerp.com.

6．中国知网.http://www.cnki.com.cn.

7．中国期刊网.http://www.chinaqking.com.