基因是有遺傳效應的DNA片段教學設計

　　(2)說明基因和遺傳信息的關系。

　　2. 能力目標

　　(1)運用數(shù)學方法說明DNA分子的多樣性和特異性。

　　(2)掌握分析材料的方法。

　　3.情感態(tài)度價值觀目標

　　通過了解人類基因組計劃和DNA指紋技術的應用，培養(yǎng)熱愛科學和愛國主義情感。

　　二.教學重點和難點：

　　1.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。

　　2.教學難點：

　　脫氧核苷酸序列與遺傳信息的多樣性。

　　三.教學過程

　　導入：首先想讓大家猜一道謎語,其實這個謎語它源于《青藏高原》這首歌的歌詞：

　　是誰帶來遠古的呼喚?是誰留下千年的祈盼?

　　是誰傳承祖先的血脈?是誰續(xù)寫父輩的容顏?

　　是誰呢?

　　生：DNA，基因。

　　創(chuàng)設情境：一個謎語為什么能有兩個謎底呢?也許它們都涉及到生物的遺傳，但是基因和DNA能畫上等號嗎?基因究竟為何物呢?下面請同學們來看幾段資料

　　學生分組討論：

　　分析資料一：

　　大腸桿菌是生活在人體和動物腸道中的一種細菌，擬核是原核生物中，沒有核膜包被的細胞核，其中沒有染色體，材料里面提到的這個DNA分子是擬核中的環(huán)狀DNA分子。

　　計算DNA分子數(shù)目與基因關系;

　　計算一個基因的堿基總數(shù)與一個 DNA分子的堿基總數(shù)的關系。

　　推理：說明基因是一段DNA。

　　分析資料二：

　　思考人的基因堿基數(shù)量與DNA堿基數(shù)量有怎樣的關系?

　　推理：基因是DNA的片段。

　　分析一段堿基片段的組成：

　　推理：基因是一段DNA，但是一段DNA不一定是基因。

　　分析資料三：把海蜇的熒光基因轉入豬的細胞內，豬體內出現(xiàn)了以前沒有的黃色熒光。

　　討論：為什么海蜇這一熒光的性狀能在小豬身上表現(xiàn)?說明基因有什么功能?

　　推理：基因具有特定的遺傳效應。可以切除、可以拼接。基因有遺傳的功能。

　　教師解釋遺傳效應的概念是指基因能控制生物的性狀。

　　分析資料四:

　　科學家研究發(fā)現(xiàn)，人體內有與肥胖密切相關的基因，在小鼠中，HMGIC基因則與肥胖直接相關，然后科學家們做了這樣一個實驗，實驗組是具有HMGIC基因缺陷的小鼠，作為對照組的是基因正常的小組，在吃同樣多的高脂肪食物的情況下，一段時間后，對照組的小鼠變得十分肥胖，但基因缺陷組小鼠體重仍舊正常，說明了什么?

　　分析：無HMGIC基因就無肥胖的表現(xiàn)

　　有HMGIC基因就有肥胖的表現(xiàn)。

　　推理：進一步明確基因具有遺傳效應。

　　最后由學生自主總結基因的概念：基因是有遺傳效應的DNA片段，是遺傳的基本結構和功能單位。

　　過渡：那么基因DNA染色體三者之間存在怎樣的關系呢?

　　用一盤磁帶來進行類比，整盤磁帶就像一條染色體，里面的磁條就像是DNA分子，磁帶上所錄制的每一首歌曲就像一個又一個的基因，這些歌曲與歌曲之間的空白片段可以比喻成基因與基因之間的間隔片段。

　　最后以概念圖的形式表現(xiàn)出來：

　　過渡：DNA分子上有許許多多的基因，每一個基因是特定的DNA片段，有著特定的遺傳效應，這就說明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?

　　觀察DNA分子的基本骨架，從頭至尾變化的是什么?

　　那么由4種堿基排列而成的脫氧核苷酸序列，是否就足夠儲存我們生物體必須的全部遺傳信息呢?

　　探究活動：找兩個學生來扮演DNA單鏈上的脫氧核苷酸，讓這些學生隨機的抽取ATGC四堿基卡片

　　情景1：若1個堿基對組成一個基因，4個堿基能形成多少種基因?

　　情景2：若2個堿基對組成一個基因，4個堿基能形成多少種基因?

　　情景3：若N個堿基對組成一個基因，4個堿基能形成多少種基因?

　　組織學生討論，得出結論：堿基排列的千變萬化，滿足了遺傳信息的多樣性。

　　一段DNA(基因)的堿基對排列順序是千變萬化，足以儲存必須的全部遺傳信息。

　　因此，堿基對排列順序多樣性→DNA分子多樣性→生物多樣性

　　堿基排列順序特異性→DNA分子特異性→生物特異性

　　所以說，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

　　指導學生閱讀《科學.技術.社會》

　　分析并討論：DNA指紋技術是什么?DNA指紋有哪些用途?

　　板書設計

　　一、說明基因與DNA關系的實例

　　二、DNA片段中的遺傳信息

　　1、DNA分子的多樣性

　　2、DNA分子的特異性

　　三、染色體、DNA、基因、脫氧核苷酸之間的關系

　　四、DNA指紋技術

　　基因是有遺傳效應的DNA片段知識點歸納

　　1、基因的定義(基因是有遺傳效應的DNA片段)

　　2、DNA能遺傳物質的條件：a、能自我復制 b、結構相對穩(wěn)定 c、儲存遺傳信息 d、能夠控制性狀。

　　3、DNA分子的特點：多樣性、特異性和穩(wěn)定性。

　　千變萬化的堿基排列順序決定DNA的多樣性

　　特定的堿基排列順序決定每一個DNA的特異性

　　4、基因和遺傳信息的關系

　　基因中脫氧核苷酸的排列順序就代表著遺傳信息，而基因中脫氧核苷酸的排列順序又導致了控制不同性狀的基因之間的差別。歸根到底，生物性狀的遺傳就是基因通過四種脫氧核苷酸的序列來傳遞和表達信息的。

　　總結：基因與染色體(染色質)、DNA、性狀、遺傳信息的關系

　　①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。

　　②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(DNA片段不一定是基因) 。

　　③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。

　　④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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