基因通常是有遺傳效應(yīng)的DNA片段課件高一下學(xué)期生物人教版必修2

DNA立體結(jié)構(gòu)模型DNA復(fù)制泡DNA技術(shù)應(yīng)用DNA半保留復(fù)制3.4基因通常是有遺傳效應(yīng)的DNA片段學(xué)習(xí)目標(biāo)課標(biāo)要求：舉例說明基因通常是有遺傳效應(yīng)的DNA片段；說出DNA分子的多樣性和特異性。素養(yǎng)要求：1.舉例說明基因通常是有遺傳效應(yīng)的DNA片段（生命觀念、科學(xué)思維）；2.運(yùn)用數(shù)學(xué)方法說明DNA的多樣性和特異性（生命觀念、科學(xué)探究）；3.說明基因與DNA、染色體的關(guān)系（生命觀念、科學(xué)思維）。評價目標(biāo)：學(xué)生能描述出基因是什么，說出DNA是如何攜帶遺傳信息的，說明基因、DNA和染色體的關(guān)系。學(xué)習(xí)重難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)：1.舉例說明基因與DNA的關(guān)系；2.基因的本質(zhì)；3.脫氧核苷酸序列與遺傳信息多樣性。教學(xué)難點(diǎn)：脫氧核苷酸序列與遺傳信息多樣性。問題探討

我國科學(xué)家將外源生長激素基因?qū)膈庺~的受精卵，培育出了轉(zhuǎn)基因鯉魚。與對照組相比，轉(zhuǎn)基因鯉魚的生長速率加快。

據(jù)科學(xué)家介紹，外源基因?qū)胧荏w細(xì)胞后，必須整合到受體細(xì)胞的DNA上才能發(fā)揮作用。

討論：1.為什么轉(zhuǎn)基因鯉魚的生長速率更快？因?yàn)橥庠瓷L激素基因整合到轉(zhuǎn)基因鯉魚的DNA中，并發(fā)揮了促進(jìn)生長激素合成的功能，而生長激素可使鯉魚的生長速率加快。2.導(dǎo)入的外源基因是1個DNA分子，還是DNA分子的一段脫氧核苷酸序列？導(dǎo)入的是DNA分子的一段脫氧核苷酸序列。轉(zhuǎn)基因鯉魚（下）問題探討為什么外源基因必須整合到受體細(xì)胞的DNA上才能發(fā)揮作用？我們已經(jīng)了解：染色體DNA蛋白質(zhì)DNA是主要的遺傳物質(zhì)肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)煙草花葉病毒組分單獨(dú)侵染煙草實(shí)驗(yàn)成分實(shí)驗(yàn)證明功能結(jié)構(gòu)反向平行的雙螺旋結(jié)構(gòu)那么，基因與DNA之間是什么關(guān)系呢？PART01說明基因與DNA關(guān)系的實(shí)例●DNA數(shù)目與基因數(shù)目的關(guān)系●遺傳效應(yīng)說明基因與DNA關(guān)系的實(shí)例【資料1】大腸桿菌細(xì)胞的擬核有1個DNA分子，長度約4.7×106個堿基對，在DNA分子上分布了大約4.4×103個基因，每個基因的平均長度約為1×103個堿基對。

思考?討論【資料2】人類基因組計劃測定的是24條染色體（22條常染色體+X+Y）上DNA的堿基序列。每條染色體上有一個DNA分子。這24個DNA分子大約含有31.6億個堿基對，其中，構(gòu)成基因的堿基數(shù)占堿基總數(shù)的比例不超過2%。正在分裂的大腸桿菌說明基因與DNA關(guān)系的實(shí)例【資料3】生長在太平洋西北部的一種水母能發(fā)出綠色熒光，這是因?yàn)樗傅腄NA上有一段長度為5.17×103個堿基對的片段——綠色熒光蛋白基因。轉(zhuǎn)基因?qū)嶒?yàn)表明，轉(zhuǎn)入了水母綠色熒光蛋白基因的轉(zhuǎn)基因鼠，在紫外線的照射下，也能像水母一樣發(fā)光。發(fā)出綠色熒光的水母正常小鼠和轉(zhuǎn)入了綠色熒光基因的小鼠說明基因與DNA關(guān)系的實(shí)例（1）小組合作探究思考?討論的資料1和2，完成以下表格：DNA分子數(shù)總堿基對數(shù)基因數(shù)基因的堿基對總數(shù)基因的堿基對數(shù)/總堿基對數(shù)大腸桿菌人類基因組計劃測定約3萬說明基因與DNA關(guān)系的實(shí)例（1）小組合作探究思考?討論的資料1和2，完成以下表格：DNA分子數(shù)總堿基對數(shù)基因數(shù)基因的堿基對總數(shù)基因的堿基對數(shù)/總堿基對數(shù)大腸桿菌14.7×1064.4×1034.4×1060.936人類基因組計劃測定2431.6億約3萬0.632億0.02說明基因與DNA關(guān)系的實(shí)例

生物體內(nèi)的DNA分子數(shù)目與基因數(shù)目相同嗎？生物體內(nèi)所有基因的堿基總數(shù)與DNA分子的堿基總數(shù)相同嗎？如果不同，這說明了什么？生物體內(nèi)的DNA分子數(shù)目小于基因數(shù)目，生物體內(nèi)所有基因的堿基總數(shù)小于DNA分子的堿基總數(shù)。這說明基因是DNA片段，基因是不連續(xù)分布在DNA上的，而是由堿基序列將其分隔開的。

（2）閱讀資料3，思考轉(zhuǎn)基因小鼠能發(fā)光的原因是什么？

轉(zhuǎn)基因小鼠獲得了水母的綠色熒光蛋白基因。說明基因與DNA關(guān)系的實(shí)例

（3）你如何理解基因具有遺傳效應(yīng)？本節(jié)“問題探討”中提到的生長激素基因的遺傳效應(yīng)是什么？提示：遺傳效應(yīng)指的是基因能指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成，控制生物體的性狀。問題探討中生長激素基因的遺傳效應(yīng)就是使鯉魚的生長速度加快。

（4）請從DNA水平給基因下一個定義，要求既能反應(yīng)基因與DNA的關(guān)系，又能體現(xiàn)基因的作用。資料1&2：基因是DNA的片段資料3和問題探討：基因具有遺傳效應(yīng)基因是有遺傳效應(yīng)的DNA的片段PART02DNA片段中的遺傳信息●脫氧核苷酸序列●遺傳多樣性●基因是有遺傳效應(yīng)的RNA片段DNA片段中的遺傳信息一個DNA分子上有許多基因，每個基因都是特定的DNA片段，有著特定的遺傳效應(yīng)，這說明DNA必然蘊(yùn)含了大量的遺傳信息。DNA是由許多個脫氧核糖核苷酸單體連接而成的。ATGCAGCT每個脫氧核糖核苷酸單體都包含一分子脫氧核糖、一分子磷酸和一分子含氮堿基。脫氧核糖和磷酸是不變的，排列在外側(cè)?？梢宰兓闹挥泻獕A基，有4種可能性，遺傳信息是否蘊(yùn)含在堿基序列中呢？DNA片段中的遺傳信息【資料1】1個DNA分子的基本骨架是由脫氧核糖合磷酸交替連接而成的，從頭至尾沒有變化，而骨架內(nèi)側(cè)4種堿基的排列順序卻是可變的。如果1個堿基對組成1個基因，4種堿基對的排列可能形成4種基因（這僅僅是假設(shè)）；如果2個堿基對組成一個基因，則可能形成16（即4×4）種基因；如果3個堿基對組成1個基因，則可能形成64（即4×4×4）種基因?！举Y料2】資料1的推算是建立在所有堿基對的隨機(jī)排列都能構(gòu)成基因這一假設(shè)上的。事實(shí)上，大部分隨機(jī)排列的脫氧核苷酸序列從來不曾出現(xiàn)在生物體內(nèi)，而有些序列卻會在生物體內(nèi)重復(fù)許多次。DNA片段中的遺傳信息1.如果是100個堿基對組成1個基因，可能組合成多少種基因？4100種2.怎樣理解DNA的多樣性和特異性？多樣性：若1個堿基對組成1個基因，4種堿基對的排列形成4種基因；若2個堿基對組成1個基因，4種堿基對的排列形成8種基因；若100個堿基對組成1個基因，4種堿基對的排列形成41000種基因，這說明DNA分子具有多樣性。特異性：人類基因組第1號染色體的第1個基因是由17個堿基對排列構(gòu)成的，那么，17個堿基對排列順序是固定的，不會出現(xiàn)417種組合，這說明DNA分子具有特異性。DNA片段中的遺傳信息3.在刑偵領(lǐng)域，DNA能像指紋一樣用來鑒定個人身份。結(jié)合脫氧核苷酸序列的多樣性合特異性，你能分析這一方法的科學(xué)依據(jù)嗎？在人類的DNA中，脫氧核苷酸序列的多樣性表現(xiàn)為每個人的DNA幾乎不可能完全相同，因此，DNA能像指紋一樣用來鑒定個人身份。如圖，從犯罪現(xiàn)場獲取的樣品進(jìn)行DNA檢測，可推測3號是犯罪嫌疑人。DNA片段中的遺傳信息4.你認(rèn)為基因是堿基對隨機(jī)排列成的DNA片段嗎？為什么？不是，基因的堿基序列都有特定的排列順序?；蛱囟ǖ膲A基序列蘊(yùn)含著遺傳效應(yīng)，控制這生物的性狀，最終體現(xiàn)為生物的特異性；不同生物的基因堿基序列不同，控制著不同性狀，體現(xiàn)為生物的多樣性。有些病毒的遺傳物質(zhì)是RNA，對它們而言，基因就是有遺傳效應(yīng)的RNA片段，綜上