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視頻標簽：基因是有遺傳效應,DNA片斷
所屬欄目：高中生物優質課視頻
視頻課題：高中生物人教版必修二第3章第4節基因是有遺傳效應的DNA片斷-安徽
教學設計、課堂實錄及教案：高中生物人教版必修二第3章第4節基因是有遺傳效應的DNA片斷-安徽省- 繁昌
教學目標
1、舉例說 明基因是 有遺傳效應的DNA片段。
2、說明基因和遺傳信息的關系。
3、運用數學方法說明DNA分子的多樣性和特異性。
2學情分析
學生通過前面知識的學習,了解到基因在染色體上,可以控制生物性狀,對于基因和DNA的關系還不能準確理解,通過這節課的學習可以幫助學生進一步認識基因的本質。
3重點難點
教學重點:
1、基因是有遺傳效應的DNA片段。
2、DNA分子具有多樣性和特異性。
教學難點:
脫氧核苷酸序列與遺傳信息的多樣性。
4教學過程
4.1第一學時
4.1.1教學活動
活動1【導入】引入新課
想一想?有的人是黃皮膚有的人是黑皮膚,有的人單眼皮有的人雙眼皮,頭發的顏色也會有不同!他們的性狀為什么不一樣呢?
摩爾根將基因定位于染色體上,后來證明染色體中只有DNA是遺傳物質。那么,基因等于DNA嗎?
活動2【講授】說明基因與DNA關系的實例
引導學生閱讀課文P55-56“資料分析”,看懂圖A、B、C,分析強調:
1、大腸桿菌的DNA與基因
2、海蟄的綠色熒光蛋白基因與轉基因技術
3、人類基因組計劃(HGP計劃):測定24條染色體(22條常染色體+X+Y)上的堿基序列。
4、小鼠體內的HMGIC基因與肥胖直接相關
思考與討論:
資料一:大腸桿菌細胞的擬核有1個DNA分子,長度約為4700000個堿基對,在DNA分子上分布著4400個基因,每個基因的平均長度約為1000個堿基對。
問題:計算所有基因的堿基對總數的比例。
根據資料1,你能得出什么結論?
全部基因的堿基對總數只是DNA堿基對總數的一部分,因此,基因是DNA的片段。
資料2:
把海蜇的綠色熒光基因轉入鼠的體內,鼠體內出現了以前沒有的熒光。而沒有轉入綠色熒光基因的鼠,體內沒有變化。
思考:
(1)該實驗的自變量是什么?
是否導入綠色熒光蛋白基因。
(2)為何設置3號小鼠?
起對照作用 。
(3)該實驗的結果和結論是什么?
1、2、4號小鼠在紫外線照射下發光,3號小鼠不發光。海蜇的這種基因不僅傳給小鼠,而且還能表現出來,起到控制小鼠的特定性狀的作用,即具有了特定的“效應”。
(4)說明了什么?
說明:基因有遺傳效應。它可以獨立起作用。
基因是特定的DNA片段,可以切除,可以拼接到其他生物的DNA上去,從而獲得某種性狀的表達,所以基因是結構單位。
資料3: 人類基因組計劃測定的是24條染色體(22條常染色體+X+Y)上的DNA的堿基序列。其中,每條染色體上有一個DNA分子。
這24個DNA分子大約有31.6億個堿基對,其中,構成基因的堿基數占堿基總數的比例不超過2%。
資料3說明了什么?
人體中構成基因的堿基對組成比較少,不超過全部堿基總數的2%。這說明并不是隨便一段DNA就稱為基因。基因是一段DNA,但是一段DNA不一定是基因。
資料4:沒有HMGIC基因,就沒有肥胖的表現,有HMGIC基因就有肥胖表現。
資料4說明了什么?
HMGIC基因控制肥胖這個性狀。說明基因能控制生物的性狀。
綜上所述,你能給基因下一個定義嗎?
基因是有遺傳效應的DNA片段。
(三)、DNA片段中的遺傳信息
每個DNA分子有很多基因,每個基因又都是具有遺傳效應的DNA片段,DNA必然蘊含了大量的遺傳信息。那么,DNA分子為什么能夠儲存大量的遺傳信息呢?
1、遺傳信息蘊藏的位置
DNA的結構
①DNA分子由兩條脫氧核糖核苷酸鏈組成雙螺旋結構;
②外側:磷酸和脫氧核糖交替連接,構成DNA的基本骨架;
③內側:兩條鏈之間的對應堿基通過氫鍵連接起來。
遺傳信息蘊藏在4種堿基的排列順序之中。
2、DNA如何儲存遺傳信息
想一想
(1)若1個堿基對組成1個基因,4種堿基對能形成多少種基因?4種
(2)2個堿基對組成1個基因,4種堿基對能形成多少種基因?42=16種
(3)若N個堿基對組成1個基因,4種堿基對能形成多少種基因?4N種
(4)假如決定臉型的一個基因只有17個堿基對組成,那么這種排列有多少種可能? 417 種,為172億種。說明DNA分子具有多樣性。
(5)全球人口總數約為65億。
假設人類基因組中第1號染色體的第1個基因是由17個堿基對隨機排列構成的,那么,17個堿基對的所有排列是否都有機會出現?人群中任意兩個人,這個基因的脫氧核苷酸序列完全相同的可能性有多大?
理論上,每一個基因中的堿基對是可以隨機排列的,但大量隨機排列的核苷酸序列一般不能表達出某種適應環境的性狀,這種序列在長期進化過程中會逐漸被淘汰掉。
人群中任意兩個人,這個基因的脫氧核苷酸序列完全相同的可能性為1/172億,說明DNA分子具有特異性。
結論:堿基排列順序的千變萬化,構成了DNA分子的多樣性,而堿基特定的排列順序,又構成了每一個DNA分子的特異性。DNA分子的多樣性和特異性是生物體多樣性和特異性的物質基礎。
DNA片段中的遺傳信息的特點:多樣性、特異性。
3、DNA片段中的遺傳信息的特點
(1)多樣性;
(2)特異性;
(3)穩定性。
討論:
(1)解釋DNA的多樣性和特異性。
(2)解釋生物體多樣性和特異性的原因。
(3)你認為基因中的堿基對是隨機排列成的DNA片段嗎?
(4)DNA指紋能用來鑒定身份嗎?有科學依據嗎?
(四)、DNA指紋技術的應用
1、概念
DNA指紋:指具有完全個體特異的DNA多態性,其個體識別能力足以與手指指紋相媲美,因而得名。可用來進行個人識別及親權鑒定。
2、DNA指紋具有下述特點:
1.高度的特異性。除非是同卵雙生子女,否則幾乎不可能有兩個人的DNA指紋的圖形完全相同。
2.穩定的遺傳性:DNA是人的遺傳物質,其特征是由父母遺傳的。
3.體細胞穩定性:即同一個人的不同組織如血液、肌肉、毛發、精液等產生的DNA指紋圖形完全一致。
總結:基因與染色體(染色質)、DNA、性狀、遺傳信息的關系:
A.從基因在染色體(染色質)上的關系看:基因在染色體上具有一定的位置,并且呈線性排列。基因與染色體的行為具有一致性。
B.從基因與DNA的關系看:每個DNA分子上有許多基因,基因是有遺傳效應的DNA片段(DAN片段不一定是基因)。
C.從基因與性狀的關系看:基因是控制生物性狀的結構和功能單位。
D.從基因與遺傳信息的關系看:基因的脫氧核苷酸的排列順序包含著遺傳信息。對于某個基因來說,其“順序”是固定的,而不同的基因,其脫氧核苷酸的順序又是各不相同的。
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