《基因是有遗传效应的DNA片段》教学设计
一、学习目标
1. 知识目标
⑴举例说明基因是有遗传效应的DNA片段。
⑵说明基因、DNA和染色体三者之间的关系以及基因的本质。
2. 能力目标
⑴运用数学方法说明DNA分子的多样性和特异性。
⑵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、难点及解决方法?
教学重点：⑴基因是有遗传效应的DNA片段。
??????????⑵DNA分子具有多样性和特异性。?
解决方法：⑴分析4个资料，讨论，推理得出基因是有遗传效应的DNA片段。
??????????⑵用数学方法推算碱基排列的多种组合方式，进而推理出DNA分子的多样性和特异性。
教学难点及解决方法 ：脱氧核苷酸序列与遗传信息的多样性。?组织探究活动，让学生从DNA结构的特点中，分析4种碱基排列的顺序可以不同，同时，用数学方法推导出碱基排列的多种组合方式，进而得出遗传信息多样性的结论。
三、教学方法 ?
探究问题法
四、教学过程
问题导入：用多媒体展示蓝玫瑰和荧光小猪两幅图片。 提出问题： 基因与性状之间的关系是什么？
分析资料：
引导1：仔细阅读4则资料，思考这些资料分别从哪些方面说明DNA与基因的关系？
引导2：你如何运用这些资料进行推理？
引导3：根据不同实例，分步得出结论。
学生活动：
第一步： 分析资料1——计算所有基因的碱基对总数的比例。 推理：全部基因的碱基对总数只是DNA分子碱基对总数的一部分，因此，基因是DNA的片段。
分析资料3——进一步明确基因是DNA的片段（基因碱基对总数占DNA碱基总数很小的一部分）。
第二步： 分析资料2——推理：基因具有特定的遗传效应，基因控制生物体的性状，基因是遗传物质的结构单位。
分析资料4——进一步明确基因具有遗传效应，基因是遗传的功能单位。
引导4： 将分步结论进行整合，归纳基因的概念。
引导5：上面的实例说明了DNA蕴含了大量的遗传信息。那么，DNA分子中的哪一部分可以储存遗传信息呢？
分析DNA分子的结构： 外侧：磷酸与脱氧核糖交替排列→固定不变。
内侧：碱基对→信息可变。
推测：从DNA分子结构中可以推测遗传信息与4种碱基的排列顺序有关。?
学生活动：请8位学生表演一个DNA片段，每一位学生演示一个脱氧核苷酸。
引导6：那么4种碱基的排列如何构成复杂多样的遗传信息呢？ 我们不妨将这个问题看成一个数学问题，进行推理。
设置探究情境：
情境1：1个碱基对有多少种排列方式？刚才真是的DNA片段有多少种排列方式？
情境2：教材的情境1，17个碱基对可以排列出多少种基因？
组织讨论，得出结论：碱基排列的千变万化，满足了DNA的多样性。
深入探究：
引导7:教材的情境2:全球人口总数约为70亿。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？
你与你的同桌相比，这个基因的脱氧核苷酸序列完全相同的可能性有多大？
结论：虽然碱基对的排列是多样的，但对具体的个体、具体的基因来说，只能是其中的一种，即DNA分子具有特异性。
DNA分子特异性的原因是什么？
应用：设置情境，假如你是一名法医，你怎样处理刑侦案件？?
引导8：什么是DNA指纹？从“DNA”和“指纹”两个词的组合中，你能够分析出DNA 指纹与平时我们所说的指纹之间，有什么相同，有什么不同呢？
引导9：你知道DNA指纹还有哪些用途吗？?
归纳总结：DNA的特性。
五、本节知识小结
六、课堂评价：老师表扬这节课表现积极的小组和个人。
七、作业布置：请同学们把A案及课本的课后题完成。
预习自我检测
1．有三个氢键连接的一对脱氧核苷酸，已查明它的结构中有一个胞嘧啶，则它的其他组成成分是
A．三个磷酸、三个脱氧核糖和一个鸟嘌呤
B. 三个磷酸、三个脱氧核糖和一个腺嘌呤
C. 两个磷酸、两个脱氧核糖和一个鸟嘌呤
D. 两个磷酸、两个脱氧核糖和一个腺嘌呤
2．关于染色体和DNA关系的叙述，正确的是
A.DNA和染色体都是遗传物质
B.染色体的组成成分之一是DNA
C.一条染色体含有一条或两条脱氧核苷酸链
D.DNA只存在于染色体上
3．遗传信息是指：
A.有遗传效应的脱氧核苷酸序列
B.脱氧核苷酸
C.氨基酸序列
D.核苷酸
课中练习
跟踪训练一：对基因的论述，正确的是：
A.基因是DNA分子中的一个片段 B.基因是DNA分子中的任意片段
C.不同的基因长度不同 D.基因的长度都相同
跟踪训练二：
1．由120对碱基组成的DNA分子片段，可因其碱基对组成和序列的不同而携带不同的遗传信息，其种类数最多可达 ( ) A．2240 B．1204 C．460 D．4120
2．“DNA指纹技术”在刑事侦破、亲子鉴定等方面作用巨大，这主要是根据DNA具有
A．稳定性 B．特异性 C．多样性 D．可变性
课堂自我检测
1．对基因的正确叙述是
A.基因是DNA上有一定功能的特异碱基排列顺序 B.一个DNA分子就是一个基因
C.基因是有遗传效应的DNA片段 D.它的化学结构不会发生改变
2．对染色体，DNA，基因三者关系的叙述中，错误的是：
A．每条染色体上含有一个或两个DNA，DNA分子上含有多个基因
B.都能复制、分离和传递，且三者行为一致
C.三者都是生物细胞的遗传物质
D.生物的传种接代中，染色体的行为决定着DNA和基因的行为
3．下列关于基因的叙述，正确的是
A.DNA分子上任意一个片段都是基因 B.人体细胞中染色体是基因的唯一载体
C.等位基因的根本区别是脱氧核苷酸的排列顺序不同
D.基因的多样性决定了DNA分子的多样性
4．分析右图，回答有关问题：
⑴图中B是 ，F是 ，G是 。
⑵1个A与C有两种比例关系： 和 ，每个C含有 个D，每个D可以有 个E组成。
⑶D与A的位置关系是 。
⑷从分子水平看，D与C的关系是 。
⑸C的基因组成单位是图中 ；D的主要载体是图中的 ，除此之外， 和 也是D由亲代传递给子代的载体。
⑹在E构成的链中，与1分子G相连接的有 分子的F和 分子的H。
⑺遗传信息是D中 排列顺序。
⑻生物的性状遗传主要通过A上的 传递给后代，实际上是通过
的排列顺序来传递遗传信息。
A案（课后训练）
1．染色体和DNA的关系是：
①DNA位于染色体上； ②染色体就是DNA； ③DNA是染色体的主要成分；
④染色体和DNA都是遗传物质； ⑤每条染色体上含有一个或两个DNA分子
A．①③⑤ B.①②③ C.②③④ D.③④⑤
2．下列关于遗传信息的说法，不确切的是：
A.基因的脱氧核苷酸的排列顺序代表遗传信息
B.遗传信息的传递是通过染色体上的基因传递的
C.生物体内的遗传信息主要储存在DNA分子上
D.遗传信息即生物表现出来的性状
3．下列叙述，正确的是：
A．基因在染色体上呈直线排列
B.每个基因通过控制一个蛋白质分子的合成来控制生物的性状
C.生物体内所有基因的碱基总数等于DNA分子的碱基总数
D.生物体内DNA分子数目等于基因数目
4．下列关于DNA、基因、染色体的叙述错误的是：
A 基因是有遗传效应的DNA片段 B.DNA是遗传信息的主要载体
C.基因在染色体上呈线性排列 D.DNA的相对稳定性决定了染色体的相对稳定性
5．基因存在于植物细胞的：①染色体 ② 核糖体 ③叶绿体 ④高尔基体 ⑤线粒体
A．①②③ B.③④⑤ C.①③⑤ D.②④⑤
6．在人类染色体DNA不表达的碱基对中，有一部分串联重复的短序列，它们在个体之间有着显著的差异，这种短序列可用于：
A．侦察罪犯 B.生产基因工程药物 C.基因治疗 D.遗传病的产前诊断
7. 关于下面概念图的叙述不正确的是
A.A是脱氧核糖 B.G是蛋白质
C.D在E中的排列顺序代表遗传信息 D.图中只有F的基本组成单位是D
课件25张PPT。对照B案答案 （要求：改正并用2分钟记忆）【知识回顾】
1、遗传因子 基因 2、染色体 许多 线性
3、DNA RNA DNA 4、脱氧核苷酸 脱氧核糖 含氮碱基 反向平行 磷酸与脱氧核糖 碱基
碱基互补配对 T C 5、蛋白质 DNA
【新知预习】1、遗传效应 2、碱基
3、物质基础
【预习自我检测】1-3 C B AB案完成较好的小组：1组、2组、5组、6组、8组蓝玫瑰，用的是三色堇和鸢尾里的两个基因培育得到的。 美国密苏里大学培育出四只含有荧光水母基因的小猪。左为荧光小猪，右为正常小猪。第4节 基因是有遗传效应的DNA片段 第三章 基因的本质【学习目标】1. 知识目标
⑴举例说明基因是有遗传效应的DNA片段。
⑵说明基因、DNA和染色体三者之间的关系以及基因的本质。
2. 能力目标
⑴运用数学方法说明DNA分子的多样性和特异性。
⑵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。合作探究1：基因的概念（阅读课本P55“资料分析”）
1、分析资料1和3，生物体内DNA分子数目与基因数目相同吗？
生物体内所有基因的碱基总数与DNA分子的碱基总数相同吗？
如果不同，说明了什么？
资料1、大肠杆菌细胞的拟核有1个DNA分子，长度约为4 700 000个碱基对，在DNA分子上分布着4 400个基因，每个基因的平均长度约为1 000个碱基对。说明：DNA碱基对的总数：
基因碱基对的总数：4700000个
4400×1000= 4400000个
1个DNA中含有多个基因，
带有纤毛的大肠杆菌基因是DNA中的部分片段。构成基因的碱基数占DNA碱基总数的比例为：4 400 000/4 700 000=94%。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%。说明：基因是DNA中的部分片段，DNA中也存在非基因片段。
--ATGCATGCATCCATGCTAGCCATCCC TAAGGACAG---
--TACGTACGTAGGTACGATCGGTAGGGATTCCT GTC--- 非基因片段资料2 生长在太平洋西北部的一种海蛰能发出绿色荧光，这是因为海蛰的DNA分子上有一段长度为5170个碱基对的片段——绿色荧光蛋白基因。转基因实验表明，转入了海蛰的绿色荧光蛋白基因的转基因鼠，在紫外线的照射下，也能像海蛰一样发绿色荧光。说明：说明基因能控制生物体的性状，具有遗传效应。基因是遗传物质的结构单位。
说明基因能控制生物体的性状，具有遗传效应。
资料4
不少人认为，人和动物体的胖瘦是由遗传决定的。近来的科学研究发现，小鼠体内的HMGIC基因与肥胖直接相关。具有HMGIC基因缺陷的实验鼠与作为对照的小鼠，吃同样多的高脂肪食物，一段时间后，对照组的小鼠变得十分肥胖，而具有HMGIC基因缺陷的实验鼠体重仍然保持正常。说明：基因是遗传物质的功能单位。定义：基因是有遗传效应的DNA片段。
综合上述资料，请你从DNA水平上给基因下个定义（要求既能反映基因与DNA的关系，又能体现基因的作用）？资料1：资料3：资料2：资料4：1个DNA中含有多个基因，基因是DNA中的部分片段。基因能控制生物体的性状，具有遗传效应。基因是遗传物质的结构单位。基因能控制生物体的性状，具有遗传效应。基因是遗传物质的功能单位。
基因是DNA中的部分片段，DNA中也存在非基因片段。
遗传效应：指具有复制、转录、翻译、重组突变及调控等功能。跟踪训练一（ ）
对基因的论述，正确的是：
A.基因是DNA分子中的一个片段
B.基因是DNA分子中的任意片段
C.不同的基因长度不同
D.基因的长度都相同
A遗传信息:基因中碱基的排列顺序。1、DNA分子多样性的原因是什么？ 合作探究2：DNA片段中的遗传信息 假设长度为17个碱基对的脱氧核苷酸序列组成一个基因（当然，这仅仅是假设），那么，17个碱基对可以列出＿＿＿种基因？ 417思考：如果一个DNA分子中含有n个碱基对，
则碱基的排列方式有 种？4nDNA多样性的原因：碱基排列顺序的千变万化 情境1：（大约为172亿种） 全球人口总数约为70亿。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？————。不是2、DNA特异性的原因是什么？你与你的同桌相比，这个基因的脱氧核苷酸序列完全相同的可能性有多大？ ４-１７×４-１７碱基的特定的排列顺序情境2：DNA分子的特异性的原因：
即DNA的稳定性。 ①DNA中的脱氧核糖和磷酸交替排列在外侧构成的基本骨架不变；
DNA的特性：多样性、特异性、稳定性。②两条链之间碱基互补配对的原则不变。
DNA指纹技术
DNA指纹，由“DNA”和“指纹”两个词构成，即把DNA作为像指纹那样的独特特征来识别不同的人。每个人的DNA都不完全相同，科学家们只需要一滴血
或是一根头发就可以对其DNA进行鉴定。通过分子生物学方法显示人的DNA，就可以像指纹那样分辨人与人的不同了。知识拓展思考:在刑侦领域，DNA分子能像指纹一样用来鉴定个人身份。你能结合DNA的多样性和特异性，分析这一方法的科学依据吗？DNA分子的特异性。 DNA指纹图是如何做出来的：首先需用合适的酶将这三个人的待检测的样品DNA切成片段，然后用电泳的方法将这些片段按大小分开，再经过一系列步骤，最后形成DNA指纹图。图中的几号可能是罪犯？1号跟踪训练二：1、由120对碱基组成的DNA分子片段，可因其碱基对组成和序列的不同而携带不同的遗传信息，其种类数最多可达 ( ) A．2240 B．1204
C．460 D．4120
2、“DNA指纹技术”在刑事侦破、亲子鉴定等方面作用巨大，这主要是根据DNA具有( ) A．稳定性 B．特异性
C．多样性 D．可变性DB染色体是DNA的主要载体 每条染色体上含有1个或2个DNA分子基因是有遗传效应的DNA片段每个DNA分子上含有多个基因基因中碱基的排列顺序代表着遗传信息每个基因含有成百上千个脱氧核苷酸本节知识小结特性：多样性、特异性、稳定性课堂自我检测1．对基因的正确叙述是（ ）
A.基因是DNA上有一定功能的特异碱基排列顺序
B.一个DNA分子就是一个基因
C.基因是有遗传效应的DNA片段
D.它的化学结构不会发生改变
2．对染色体，DNA，基因三者关系的叙述中，错误的是（ ）
A.每条染色体上含有一个或两个DNA，DNA分子上含有多个基因
B.都能复制、分离和传递，且三者行为一致
C.三者都是生物细胞的遗传物质
D.生物的传种接代中，染色体的行为决定着DNA和基因的行为
3.下列关于基因的叙述，正确的是（ ）
A.DNA分子上任意一个片段都是基因
B.人体细胞中染色体是基因的唯一载体
C.等位基因的根本区别是脱氧核苷酸的排列顺序不同
D.基因的多样性决定了DNA分子的多样性
CCC4.分析右图，回答有关问题：
⑴图中B是 ，F是 ，G是 。
⑵1个A与C有两种比例关系： 和 ，每个C含
有 个D，每个D可以有 个E组成。
⑶D与A的位置关系是 。
⑷从分子水平看，D与C的关系是 。
⑸C的基因组成单位是图中 ；D的主要载体是图中的 ，
除此之外， 和 也是D由亲代传递给子代的载体。
⑹在E构成的链中，与1分子G相连接的有 分子的F和 分子的H。
⑺遗传信息是D中 排列顺序。
⑻生物的性状遗传主要通过A上的 传递给后代，实际上是通过 的
排列顺序来传递遗传信息。蛋白质含氮碱基脱氧核糖1:11:2多许多个基因在染色体上基因是有遗传效应的DNA片段EA叶绿体线粒体12碱基的基因碱基课后作业
请同学们把A案及课本的课后题完成。谢谢！
