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视频标签：基因是有遗传效应,DNA片断
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视频课题：高中生物人教版必修二第3章第4节基因是有遗传效应的DNA片断-安徽
教学设计、课堂实录及教案：高中生物人教版必修二第3章第4节基因是有遗传效应的DNA片断-安徽省- 繁昌
教学目标
1、举例说 明基因是 有遗传效应的DNA片段。
2、说明基因和遗传信息的关系。
3、运用数学方法说明DNA分子的多样性和特异性。
2学情分析
学生通过前面知识的学习,了解到基因在染色体上,可以控制生物性状,对于基因和DNA的关系还不能准确理解,通过这节课的学习可以帮助学生进一步认识基因的本质。
3重点难点
教学重点:
1、基因是有遗传效应的DNA片段。
2、DNA分子具有多样性和特异性。
教学难点:
脱氧核苷酸序列与遗传信息的多样性。
4教学过程
4.1第一学时
4.1.1教学活动
活动1【导入】引入新课
想一想?有的人是黄皮肤有的人是黑皮肤,有的人单眼皮有的人双眼皮,头发的颜色也会有不同!他们的性状为什么不一样呢?
摩尔根将基因定位于染色体上,后来证明染色体中只有DNA是遗传物质。那么,基因等于DNA吗?
活动2【讲授】说明基因与DNA关系的实例
引导学生阅读课文P55-56“资料分析”,看懂图A、B、C,分析强调:
1、大肠杆菌的DNA与基因
2、海蛰的绿色荧光蛋白基因与转基因技术
3、人类基因组计划(HGP计划):测定24条染色体(22条常染色体+X+Y)上的碱基序列。
4、小鼠体内的HMGIC基因与肥胖直接相关
思考与讨论:
资料一:大肠杆菌细胞的拟核有1个DNA分子,长度约为4700000个碱基对,在DNA分子上分布着4400个基因,每个基因的平均长度约为1000个碱基对。
问题:计算所有基因的碱基对总数的比例。
根据资料1,你能得出什么结论?
全部基因的碱基对总数只是DNA碱基对总数的一部分,因此,基因是DNA的片段。
资料2:
把海蜇的绿色荧光基因转入鼠的体内,鼠体内出现了以前没有的荧光。而没有转入绿色荧光基因的鼠,体内没有变化。
思考:
(1)该实验的自变量是什么?
是否导入绿色荧光蛋白基因。
(2)为何设置3号小鼠?
起对照作用 。
(3)该实验的结果和结论是什么?
1、2、4号小鼠在紫外线照射下发光,3号小鼠不发光。海蜇的这种基因不仅传给小鼠,而且还能表现出来,起到控制小鼠的特定性状的作用,即具有了特定的“效应”。
(4)说明了什么?
说明:基因有遗传效应。它可以独立起作用。
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,从而获得某种性状的表达,所以基因是结构单位。
资料3: 人类基因组计划测定的是24条染色体(22条常染色体+X+Y)上的DNA的碱基序列。其中,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%。
资料3说明了什么?
人体中构成基因的碱基对组成比较少,不超过全部碱基总数的2%。这说明并不是随便一段DNA就称为基因。基因是一段DNA,但是一段DNA不一定是基因。
资料4:没有HMGIC基因,就没有肥胖的表现,有HMGIC基因就有肥胖表现。
资料4说明了什么?
HMGIC基因控制肥胖这个性状。说明基因能控制生物的性状。
综上所述,你能给基因下一个定义吗?
基因是有遗传效应的DNA片段。
(三)、DNA片段中的遗传信息
每个DNA分子有很多基因,每个基因又都是具有遗传效应的DNA片段,DNA必然蕴含了大量的遗传信息。那么,DNA分子为什么能够储存大量的遗传信息呢?
1、遗传信息蕴藏的位置
DNA的结构
①DNA分子由两条脱氧核糖核苷酸链组成双螺旋结构;
②外侧:磷酸和脱氧核糖交替连接,构成DNA的基本骨架;
③内侧:两条链之间的对应碱基通过氢键连接起来。
遗传信息蕴藏在4种碱基的排列顺序之中。
2、DNA如何储存遗传信息
想一想
(1)若1个碱基对组成1个基因,4种碱基对能形成多少种基因?4种
(2)2个碱基对组成1个基因,4种碱基对能形成多少种基因?42=16种
(3)若N个碱基对组成1个基因,4种碱基对能形成多少种基因?4N种
(4)假如决定脸型的一个基因只有17个碱基对组成,那么这种排列有多少种可能? 417 种,为172亿种。说明DNA分子具有多样性。
(5)全球人口总数约为65亿。
假设人类基因组中第1号染色体的第1个基因是由17个碱基对随机排列构成的,那么,17个碱基对的所有排列是否都有机会出现?人群中任意两个人,这个基因的脱氧核苷酸序列完全相同的可能性有多大?
理论上,每一个基因中的碱基对是可以随机排列的,但大量随机排列的核苷酸序列一般不能表达出某种适应环境的性状,这种序列在长期进化过程中会逐渐被淘汰掉。
人群中任意两个人,这个基因的脱氧核苷酸序列完全相同的可能性为1/172亿,说明DNA分子具有特异性。
结论:碱基排列顺序的千变万化,构成了DNA分子的多样性,而碱基特定的排列顺序,又构成了每一个DNA分子的特异性。DNA分子的多样性和特异性是生物体多样性和特异性的物质基础。
DNA片段中的遗传信息的特点:多样性、特异性。
3、DNA片段中的遗传信息的特点
(1)多样性;
(2)特异性;
(3)稳定性。
讨论:
(1)解释DNA的多样性和特异性。
(2)解释生物体多样性和特异性的原因。
(3)你认为基因中的碱基对是随机排列成的DNA片段吗?
(4)DNA指纹能用来鉴定身份吗?有科学依据吗?
(四)、DNA指纹技术的应用
1、概念
DNA指纹:指具有完全个体特异的DNA多态性,其个体识别能力足以与手指指纹相媲美,因而得名。可用来进行个人识别及亲权鉴定。
2、DNA指纹具有下述特点:
1.高度的特异性。除非是同卵双生子女,否则几乎不可能有两个人的DNA指纹的图形完全相同。
2.稳定的遗传性:DNA是人的遗传物质,其特征是由父母遗传的。
3.体细胞稳定性:即同一个人的不同组织如血液、肌肉、毛发、精液等产生的DNA指纹图形完全一致。
总结:基因与染色体(染色质)、DNA、性状、遗传信息的关系:
A.从基因在染色体(染色质)上的关系看:基因在染色体上具有一定的位置,并且呈线性排列。基因与染色体的行为具有一致性。
B.从基因与DNA的关系看:每个DNA分子上有许多基因,基因是有遗传效应的DNA片段(DAN片段不一定是基因)。
C.从基因与性状的关系看:基因是控制生物性状的结构和功能单位。
D.从基因与遗传信息的关系看:基因的脱氧核苷酸的排列顺序包含着遗传信息。对于某个基因来说,其“顺序”是固定的,而不同的基因,其脱氧核苷酸的顺序又是各不相同的。
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