3.4　基因是有遗传效应的DNA片段

一.教学目标

1. 知识目标

(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。

2. 能力目标

(1)运用数学方法说明DNA分子的多样性和特异性。

(2)掌握分析材料的方法。

3.情感态度价值观目标

通过了解人类基因组计划和DNA指纹技术的应用，培养热爱科学和爱国主义情感。

二.教学重点和难点：

1.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。

2.教学难点：

脱氧核苷酸序列与遗传信息的多样性。

三.教学过程

导入：首先想让大家猜一道谜语,其实这个谜语它源于《青藏高原》这首歌的歌词：

是谁带来远古的呼唤?是谁留下千年的祈盼?

是谁传承祖先的血脉?是谁续写父辈的容颜?

是谁呢?

生：DNA，基因。

创设情境：一个谜语为什么能有两个谜底呢?也许它们都涉及到生物的遗传，但是基因和DNA能画上等号吗?基因究竟为何物呢?下面请同学们来看几段资料

学生分组讨论：

分析资料一：

大肠杆菌是生活在人体和动物肠道中的一种细菌，拟核是原核生物中，没有核膜包被的细胞核，其中没有染色体，材料里面提到的这个DNA分子是拟核中的环状DNA分子。

计算DNA分子数目与基因关系;

计算一个基因的碱基总数与一个 DNA分子的碱基总数的关系。

推理：说明基因是一段DNA。

分析资料二：

思考人的基因碱基数量与DNA碱基数量有怎样的关系?

推理：基因是DNA的片段。

分析一段碱基片段的组成：

推理：基因是一段DNA，但是一段DNA不一定是基因。

分析资料三：把海蜇的荧光基因转入猪的细胞内，猪体内出现了以前没有的黄色荧光。

讨论：为什么海蜇这一荧光的性状能在小猪身上表现?说明基因有什么功能?

推理：基因具有特定的遗传效应。可以切除、可以拼接。基因有遗传的功能。

教师解释遗传效应的概念是指基因能控制生物的性状。

分析资料四:

科学家研究发现，人体内有与肥胖密切相关的基因，在小鼠中，HMGIC基因则与肥胖直接相关，然后科学家们做了这样一个实验，实验组是具有HMGIC基因缺陷的小鼠，作为对照组的是基因正常的小组，在吃同样多的高脂肪食物的情况下，一段时间后，对照组的小鼠变得十分肥胖，但基因缺陷组小鼠体重仍旧正常，说明了什么?

分析：无HMGIC基因就无肥胖的表现

有HMGIC基因就有肥胖的表现。

 

推理：进一步明确基因具有遗传效应。

 

最后由学生自主总结基因的概念：基因是有遗传效应的DNA片段，是遗传的基本结构和功能单位。

过渡：那么基因DNA染色体三者之间存在怎样的关系呢?

用一盘磁带来进行类比，整盘磁带就像一条染色体，里面的磁条就像是DNA分子，磁带上所录制的每一首歌曲就像一个又一个的基因，这些歌曲与歌曲之间的空白片段可以比喻成基因与基因之间的间隔片段。

最后以概念图的形式表现出来：

 

过渡：DNA分子上有许许多多的基因，每一个基因是特定的DNA片段，有着特定的遗传效应，这就说明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?

 

观察DNA分子的基本骨架，从头至尾变化的是什么?

那么由4种碱基排列而成的脱氧核苷酸序列，是否就足够储存我们生物体必须的全部遗传信息呢?

探究活动：找两个学生来扮演DNA单链上的脱氧核苷酸，让这些学生随机的抽取ATGC四碱基卡片

情景1：若1个碱基对组成一个基因，4个碱基能形成多少种基因?

情景2：若2个碱基对组成一个基因，4个碱基能形成多少种基因?

情景3：若N个碱基对组成一个基因，4个碱基能形成多少种基因?

组织学生讨论，得出结论：碱基排列的千变万化，满足了遗传信息的多样性。

一段DNA(基因)的碱基对排列顺序是千变万化，足以储存必须的全部遗传信息。

因此，碱基对排列顺序多样性→DNA分子多样性→生物多样性

碱基排列顺序特异性→DNA分子特异性→生物特异性

所以说，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

指导学生阅读《科学.技术.社会》

分析并讨论：DNA指纹技术是什么?DNA指纹有哪些用途?

九、板书设计

第4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

二、DNA片段中的遗传信息

1、DNA分子的多样性

2、DNA分子的特异性

三、染色体、DNA、基因、脱氧核苷酸之间的关系

四、DNA指纹技术