4-基因是有遗传效应的DNA片段-教学设计-教案

教学准备1.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.教学重点/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。3.教学用具教学课件4.标签教学过程(一)、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？（二）、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。课堂小结遗传信息蕴藏在4种碱基的排列顺序中；指基因的脱氧核苷酸(碱基对)的排列顺序。碱基排列顺序的千变万化，构成了DNA分子的多样性；而碱基的特定排列顺序，又构成了每个DNA分子的特异性DNA分子的多样性与特异性是生物多样性和特异性的物质基础。板书第四节基因是有遗传效应的DNA片段一、说明基因与DNA关系的实例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）碱基序列。4.小鼠体内的HMGIC基因与肥胖直接相关二、DNA片段中的遗传信息1.基因的位置2.DNA如何储存遗传信息3.DNA片段中的遗传信息的特点4.基因是有遗传效应的DNA片段三、DNA指纹技术的应用