第4節(jié) 基因是有遺傳效應(yīng)的DN *** 段
●從容說
本節(jié)的題“基因是有遺傳效應(yīng)的DN *** 段”一句話點明了基因與DNA的關(guān)系。這一表述雖然言簡意賅，但學(xué)生理解起，難度較大。首先讓學(xué)生認識到：一個DNA分子不等于一個基因，基因是DNA的片段；然后指導(dǎo)學(xué)生理解什么是有遺傳效應(yīng)的DN *** 段。具體根據(jù)教材提供的資料分析（1）讓學(xué)生得出一個DNA上有多個基因；然后分析材料（2），將海蜇的一段DNA轉(zhuǎn)入鼠類，結(jié)果鼠類也有了原沒有的特征，讓學(xué)生分析得出：所謂的遺傳效應(yīng)就是通過一定方式能決定生物的某個具體特征。還可以通過人的每個體細胞中有多少條染色體，多少個DNA分子，多少個基因這樣的問題說明前面這兩個關(guān)鍵點。這樣學(xué)生就會明確：一個DNA分子有許多基因，反過講，基因就是DNA分子的片段。此時教師追問學(xué)生：是否DNA的任何片段都可稱為基因？讓學(xué)生對這個題有更深的理解。
基因具有遺傳效應(yīng)，對于生物體說，不同的效應(yīng)就意味著基因的不同，地球上的生物千差萬別，那么基因如何保證包含的遺傳信息各不相同呢？這個過程可通過探究活動完成，即利用數(shù)學(xué)能力解決生物學(xué)問題。
●三維目標
1.知識與技能
（1）了解染色體、DNA和基因三者之間的關(guān)系以及基因的本質(zhì)。
（2）了解多樣性和特異性的原因。
2.過程與方法
（1）培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力，使學(xué)生掌握一定的科學(xué)研究方法。
（2）掌握分析材料的方法。
3.情感態(tài)度與價值觀
通過介紹DNA技術(shù)，對學(xué)生進行科學(xué)價值觀的教育。
●教學(xué)重點
1.基因是有遺傳效應(yīng)的DN *** 段。
2.DNA分子的特異性和多樣性。
●教學(xué)難點
脫氧核苷酸序列與遺傳信息的多樣性。
●教具準備
指紋識別的原理圖。
●時安排
1 時
●教學(xué)過程
［前準備］
教師準備關(guān)于基因這個概念的發(fā)展過程的資料。
［情境創(chuàng)設(shè)］
科學(xué)家通過實驗已經(jīng)證明DNA是主要的遺傳物質(zhì)，但在生活中常常聽到的是：某人聰明，是他父母的基因好。還有科學(xué)家在進行人類基因組計劃的研究，那么基因與DNA是什么關(guān)系呢？
［師生互動］
基因和DNA究竟是什么關(guān)系？本P55～P56資料。
問：從資料1你能得出什么結(jié)論？
答：從資料1可以看出大腸桿菌一個DNA上含有多個基因。說明基因是一段DNA。
問：從資料2你得出什么結(jié)論？
答：把海蜇的綠色熒光基因轉(zhuǎn)入鼠的體內(nèi)，鼠體內(nèi)出現(xiàn)了以前沒有的熒光。說明基因有遺傳效應(yīng)。它可以獨立該DNA，其他的片段獨立起作用。
問：從基因可以拼接但并不影響表達你能得出什么結(jié)論？
答：基因是特定的DN *** 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(jié)構(gòu)單位。
問：從材料3你能得出什么結(jié)論？
答：人體中構(gòu)成基因的堿基對組成比較少，所占比例不超過全部堿基總數(shù)的2%。這說明并不是隨便一段DNA就稱為基因�；蚴且欢蜠NA，但是一段DNA不一定是基因。
問：從材料4你能得出什么結(jié)論？
答：沒有HGIC基因，就沒有肥胖的表現(xiàn)，有HGIC基因就有肥胖表現(xiàn)。說明基因能控制生物的性狀。
問：綜合以上材料你能得出什么結(jié)論？
答：把四個材料的結(jié)論放在一起我們就可以得出這樣的結(jié)論：基因是有遺傳效應(yīng)的DN *** 段，它是生物體遺傳的功能單位和結(jié)構(gòu)單位。
作為遺傳物質(zhì)它一定要蘊含大量的遺傳信息，DNA是否足以儲存大量的遺傳信息？
問：若1個堿基對組成一個基因，4個堿基能形成多少種基因？。
答：只能形成4種。分別是A－T、T—A、G—C和C—G。形成的種數(shù)為41。
問：若2個堿基對組成一個基因，4個堿基能形成多少種基因？
答：可形成16種，形成的種數(shù)為42。
問：如果是10個堿基對能形成多少？
答：形成的種數(shù)為410。
問：通過這樣的分析你認為DNA4種堿基排列順序能不能儲存豐富的遺傳信息？
答：DNA分子中堿基相互配對的方式雖然不變，但長鏈中堿基對的排列順序是千變?nèi)f化的，所以足以儲存大量的遺傳信息。如一個最短的DNA分子大約有4 000個堿基對，這些堿基對可能的排列方式就有44 000=102 408種。實際上構(gòu)成DNA分子的脫氧核苷酸數(shù)目是成千上萬的，其排列種類幾乎是無限的，這就構(gòu)成DNA分子的多樣性。
問：你是如何理解多樣性的？
答：不同的DNA堿基的個數(shù)不同，排列順序是不同的，這樣就形成了不同的DNA，所以DNA的多樣性就是指4種堿基千變?nèi)f化的排列順序。
地球的生物特征就是由DNA決定的，對人類說就有60億，那么對于某個基因說堿基排列完全相同情況會不會出現(xiàn)呢？
問：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？
答：417種。大約為172億種。
問：這樣的排列是否有機會都出現(xiàn)？ 答：沒有機會。因為人類的總數(shù)遠遠少于組合的可能數(shù)。
問：兩人出現(xiàn)相同臉型的可能性有多大？
答：1/172億�？赡苄蕴�，可以忽略不計。
問：你如何理解DNA的特異性？
答：每個特定的DNA分子都具有特定的堿基排列順序，這種特定的堿基排列順序就構(gòu)成了DNA分子自身嚴格的特異性。這種排列是其他DNA沒有的，可以理解為獨有的。
［教師精講］
基因是有遺傳效應(yīng)的DN *** 段。這就是說，基因是DNA的片段，但必須具有遺傳效應(yīng)（指具有復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯、重組突變及調(diào)控等功能）。有的DN *** 段屬間隔區(qū)段，沒有控制性狀的作用，這樣的DN *** 段就不是基因。
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(dǎo)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傳遞和表達信息的。
［評價反饋］
1.下列關(guān)于DNA、基因、染色體的敘述錯誤的是
A.基因是有遺傳效應(yīng)的DNA區(qū)段
B.DNA是遺傳信息的主要載體
C.DNA分子在染色體上成念珠狀排列
D.DNA的相對穩(wěn)定性決定染色體的相對穩(wěn)定性
解析：DNA分子在染色體上成線性排列，而非念珠狀。
答案：C
2.人類遺傳信息的攜帶者是
A.DNA和RNAB.DNA或RNAC.DNAD.RNA
解析：人是有細胞結(jié)構(gòu)的生物，所以是以DNA為遺傳物質(zhì)的。
答案：C
3.下列有關(guān)DNA與基因的關(guān)系的敘述中，正確的是
A.基因是堿基對隨機排列而成的DN *** 段
B.一個DNA分子上有許多個基因
C.DNA的堿基排列順序就代表基因
D.組成不同的基因的堿基數(shù)量一定不同
解析：基因不是堿基隨機排列而成的DN *** 段，所以A項不對；只有有遺傳效應(yīng)的DN *** 段才是基因，所以C項不對；基因不同但堿基數(shù)量可能相同，只要堿基的排列次序不同，就可以說明是不同的基因，故D項不對。
答案：B
4.DNA分子結(jié)構(gòu)多樣性的原因是
A.堿基配對方式的多樣性B.磷酸和脫氧核糖排列順序的多樣性
C.螺旋方向的多樣性D.堿基對排列次序的多樣性
解析：DNA中堿基配對方式是固定的，只能A和T、G和C配對；磷酸和脫氧核糖的排列順序是交替排列的；螺旋的方向是向右螺旋的。
答案：D
5.有關(guān)DNA的結(jié)構(gòu)的敘述中，不正確的一項是
A.每個DNA分子都含有4種脫氧核苷酸
B.每個DNA分子中核糖上連接一個磷酸和一個堿基
C.DNA分子兩條鏈中的堿基通過氫鍵連接起，形成堿基對
D.雙鏈DNA分子中，某一段鏈上若含有30個胞嘧啶，就一定會同時有30個鳥嘌呤
解析：DNA上只有脫氧核糖，沒有核糖，所以B項有錯。
答案：B
6.DNA指紋技術(shù)也可以幫助人們確認親子關(guān)系，這是因為
A.每個人的指紋大多相同
B.每個人的指紋是不同的
C.不同的個體的相同的組織中的DNA指紋是相同的
D.DNA技術(shù)是檢測DNA上的堿基種類
解析：每個人的DNA是不同的，所以指紋是不同的，所以A項錯；不同個體的相同組織中的DNA是不同的，所以指紋也是不同的；DNA技術(shù)是檢測DNA上堿基的排列次序的特異性，并不是檢測堿基種類。
答案：B
［堂小結(jié)］
［布置作業(yè)］
P58一、基礎(chǔ)題。
［后拓展］
DNA擴增技術(shù)又稱為PCR，中譯為聚合酶鏈式反應(yīng)，其實是一種DNA的快速擴增技術(shù)，類似于DNA的天然復(fù)制過程。PCR由變性—退火—延伸三個基本反應(yīng)步驟構(gòu)成。PCR在人類社會生活中的應(yīng)用也越越廣泛。比如說“DNA指紋”，科學(xué)家們只需要一根頭發(fā)甚至一個細胞就可以完成DNA指紋的鑒定工作，這里實際上就要采用PCR技術(shù)，因為一個細胞中的DNA含量實在太少了，人們根本不可能檢測到它的指紋；有了PCR技術(shù)就好辦了，通過PCR技術(shù)把這個細胞中的DN *** 段擴增1 000萬倍，這樣DNA量就足夠作指紋鑒定了。PCR技術(shù)有如下幾個特點：一是被擴增的DNA所需量極小，理論上講一個分子就可以用于擴增了；二是擴增效率高，幾個小時就擴增1 000萬倍以上。1995年，美國科學(xué)家ulis憑此成果獲得了諾貝爾化學(xué)獎。
根據(jù)以上材料：（1）你認為DNA指紋對待檢測樣品有何要求?
（2）假如待檢測樣品很少，你有何方法增加樣品?
提示：（1）待檢樣品應(yīng)該是純凈的，不能含有其他生物的DNA。
（2）可進行DNA復(fù)制原理，進行DNA的擴增，以增加樣品的數(shù)量。
●板書設(shè)計
第4節(jié) 基因是有遺傳效應(yīng)的DN *** 段
1.基因是什么?
基因有遺傳效應(yīng)的DN *** 段，它是生物體控制性狀的功能單位和結(jié)構(gòu)單位。
2.DN *** 段如何蘊藏遺傳信息?
4種堿基的排列順序蘊藏著遺傳信息。
3.DNA的特點：多樣性、特異性、穩(wěn)定性。
本文來自：逍遙右腦記憶 http://m.yy-art.cn/gaoer/53332.html
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