第3章 第4节基因通常是有遗传效应的DNA片段--人教版2019高中生物学必修2教学课件(共26张PPT)

(共26张PPT)
第4节　基因通常是有遗传效应的DNA片段
第3章 基因的本质
生物
学习目标
①通过分析水稻有关基因与 DNA 关系的实例资料， 能用结构与功能相适应的观点准确概述基因的本质。（生命观念、科学思维）
②通过构建CS3基因结构模型并进行基因序列计算比较，培养基于证据进行归纳概括、逻辑分析和数学计算的能力，理解DNA分子的多样性和特异性。（科学探究、科学思维）
③利用身边生活实例阐释DNA分子特性的应用，认同科学技术在人类社会生活中的应用价值；通过构建概念图，阐明重要概念的内涵及概念之间的联系，在建构-修改-展示-评价过程中，感受科学概念是不断发展生成的。（科学思维、社会责任）
学习重难点
重点：
1.基因通常是有遗传效应的DNA片段；
2. DNA 的多样性和特异性。
难点：
DNA碱基序列的变化如何导致遗传信息的多样性？
导入新课
CS3基因异常是不是导致水稻黄化的原因
分析实例资料，建构基因概念
新课讲授
任务一
新课讲授
[任务一]分析实例资料，建构基因概念
[补充资料1]科研人员将野生型水稻的CS3基因敲除获得敲除水稻；又将CS3基因加入突变体水稻获得互补水稻，并观察敲除水稻、野生型、突变体和互补水稻表型如图1所示，还获得一组不同株系水稻光合色素含量数据如图2所示。
图1 不同株系水稻表型
图2 不同株系水稻光合色素含量
1. 阐释水稻CS3基因的作用是什么？
水稻CS3基因通过参与光合色素合成，控制绿色叶片性状。
新课讲授
[任务一]分析实例资料，建构基因概念
[资料2]生长在太平洋西北部的一种水母能发出绿色荧光，这是因为水母的DNA上有一段长度为5.17 × 103个碱基对的片段——绿色荧光蛋白基因。转基因实验表明，转入了水母绿色荧光蛋白基因的转基因鼠，在紫外线的照射下能发出绿色荧光。
2.转基因鼠为什么能发出荧光？
荧光小鼠
绿色荧光蛋白基因
绿色荧光蛋白
控制合成
绿色荧光
发出
3.这两个实例说明了基因有什么作用？
基因具有遗传效应；基因是遗传的结构单位。
基因能指导蛋白质的合成，控制生物体的性状等，即有遗传效应。
新课讲授
[任务一]分析实例资料，建构基因概念
[补充资料2]水稻基因组的12条染色体上共有12个DNA分子，大约含有4.3亿个碱基对，其中一些碱基对组成了约3.8万个基因。其中CS3基因长度为2981个碱基对。
结合教材P57-58资料1、资料3，分析生物体内的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？
基因数目 DNA分子数目
基因的碱基总数 DNA分子的碱基总数
说明基因是DNA片段， DNA中存在非基因片段。
＞
＜
基因A
基因B
基因C
非基因片段
非基因片段
非基因片段
非基因片段
新课讲授
[任务一]分析实例资料，建构基因概念
补充资料2和资料1、资料3，从数量上说明基因是DNA的片段
补充资料1和资料2，从功能上说明基因有遗传效应
基因是有遗传效应的DNA片段
从DNA水平上给基因下一个定义，要求既能反映基因与DNA的关系，又能体现基因的作用。
【归纳总结】
新课讲授
[任务一]分析实例资料，建构基因概念
【归纳总结】
SZ-LWH
SZ-LWH
SZ-LWH
SZ-LWH
大多数生物以DNA作为遗传物质，其基因是有遗传效应的DNA片段
有些病毒的遗传物质是RNA，如人类免疫缺陷病毒（艾滋病病毒）、流感病毒，试推测这些病毒的基因的本质
对于RNA病毒而言，其基因就是有遗传效应的RNA片段
RNA病毒
基因通常是有遗传效应的DNA片段
完善概念:
HIV
是生物体遗传的功能单位和结构单位。
新冠病毒
新课讲授
[任务一]分析实例资料，建构基因概念
SZ-LWH
SZ-LWH
SZ-LWH
SZ-LWH
1.每个基因都是DNA上的一个片段，DNA的每个片段都是一个基因。（ ）
2.基因在DNA上，DNA是基因的集合。（ ）
3.基因一定位于染色体上。（ ）
4.基因一定是有遗传效应的DNA片段。（ ）
【迁移训练】
×
×
×
×
深研DNA结构，探明DNA特性
新课讲授
任务二
新课讲授
[任务二]深研DNA结构，探明DNA特性
【活动】小组合作：利用代表磷酸、脱氧核糖和碱基的纸片搭建CS3基因片段5′--ATGGTGGC--3′
3′--TACCACCG---5′的平面结构，并完成以下思考题。
1.依据CS3基因片段的平面结构，分析DNA的遗传信息储存在哪？
遗传信息就蕴藏在4种碱基的排列顺序之中
脱氧核苷酸序列
新课讲授
[任务二]深研DNA结构，探明DNA特性
基 因
8个碱基对
4×4…4×4（48）
100个碱基对
4100
……
n个碱基对
4n
排列种数
……
碱基排列顺序的千变万化，构成了DNA的多样性。
2.假设长度为8个碱基对的脱氧核苷酸序列组成1个基因，那么，8个碱基对可以排列出多少种基因？如果是100个碱基对组成1个基因呢？如果是n个碱基对组成1个基因呢？这体现了DNA分子的什么特性？
新课讲授
[任务二]深研DNA结构，探明DNA特性
[补充资料3]水稻CS3基因的一段片段：-ATTCGACGCTGCCGATGCTACGTGAGGCTGCTAG-，该基因可控制叶绿素合成酶的形成，进而控制叶片颜色。
水稻Wx基因的一段片段：-CGGGCTAGCTAGTTTAGCTAAAGTCTAGATCGTA-，可以控制淀粉合成酶的形成，进而控制种子淀粉含量。
3.分析比对两个基因的功能和片段，你认为基因是碱基对随机排列成的DNA片段吗？由此体现了DNA的什么特性？
具有特定的遗传效应
每个基因都是特定的DNA片段
具有特定的碱基排列顺序
碱基特定的排列顺序，构成了DNA的特异性。
不是
DNA的特性:多样性、特异性
新课讲授
[任务二]深研DNA结构，探明DNA特性
【学以致用】
举例说明，生活中DNA分子的特性有何应用？
新课讲授
[任务二]深研DNA结构，探明DNA特性
碱基排列顺序多样性
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
注意：生物多样性和特异性的原因：
根本原因：DNA的多样性和特异性
直接原因：蛋白质的多样性和特异性
物质基础
建构关系，提升认识
新课讲授
任务三
新课讲授
[任务三]建构关系，提升认识
【活动】请自主构建基因与染色体、DNA、脱氧核苷酸之间关系的概念图，小组成员进行讨论并修改完善，最后组长讲台展评。
染色体
脱氧核苷酸
基因
DNA
染色体是DNA的主要载体
每条染色体上有1个或2个DNA
基因是有遗传效应的DNA片段
每个DNA上含有多个基因
是遗传物质的结构功能单位
是主要的遗传物质
每个基因含有多个脱氧核苷酸
基因中脱氧核苷酸的排列顺序代表遗传信息
【练习1】
当堂训练
1.如图表示脱氧核苷酸、基因、DNA和染色体间的关系。下列有关叙述不正确的是( )
A.d是脱氧核苷酸，其种类取决于c的种类
B.基因通常是具有遗传效应的f片段
C.e含有的碱基总数等于f
D.e在h上呈线性排列
C
【练习2】
下列有关染色体、DNA、基因、脱氧核苷酸的说法，正确的是（　　）
A.染色体是DNA的主要载体，一条染色体上含有2个DNA分子
B.在DNA分子结构中碱基的排列构成了DNA分子的基本骨架
C.基因通常是具有遗传效应的DNA片段，一个DNA分子上可含有成百上千个基因
D.一个基因含有许多个脱氧核苷酸，基因的特异性是由脱氧核苷酸的比例决定的
C
当堂训练
【练习3】
DNA分子的多样性和特异性分别决定于（ ）
A.碱基对不同的排列顺序和特定的碱基排列顺序
B.细胞分裂的多样性和DNA复制的稳定性
C.碱基对不同的排列顺序和碱基互补配对原则
D.DNA分子的双螺旋结构和解旋酶的特异性
A
当堂训练
当堂训练
【练习4】
(不定项)基因通常是有遗传效应的DNA片段。下列能作为支持该论点的论据是（ ）
A.DNA由核苷酸组成，其结构具有多样性和特异性
B.大肠杆菌细胞的拟核有1个DNA分子，在DNA分子上分布着大约4400个基因
C.有些病毒的遗传物质是RNA，对这类病毒而言，基因是有遗传效应的RNA片段
D.导入了外源生长激素基因的转基因鲤鱼的生长速率比野生鲤鱼的快
BCD
当堂训练
【练习5】
下图表示细胞内与基因有关的物质或结构，其中h代表蛋白质，请仔细阅读并回答问题：
（1)细胞内的遗传物质是[ ] ，基因和g的关系是 。 (用图中字母表示)的排列顺序代表着遗传信息。
（2）g的基本骨架是 。g的分子结构具有稳定性、
和特异性。
（3）e和g的关系是 ，g被彻底水解后的产物可用字母 表示。
（4）遗传物质的主要载体是[ ] ，基因和i的关系是 。
e
DNA
g
基因是有遗传效应的DNA片段
脱氧核糖与磷酸交替连接
多样性
e是g的基本单位
b、c、d
i
染色体
基因在染色体上呈线性排列
课堂小结
根据所学，说说本节课你的收获。
谢谢大家