生物第4节 基因通常是有遗传效应的DNA片段教案

第3章　基因的本质

第4节　基因通常是有遗传效应的DNA片段

本节是学生在学习了DNA是主要的遗传物质、DNA分子的结构、DNA的复制等三节内容后的概括与提升，是本章基因的本质的升华部分，更是为第四章《基因的表达》作铺垫，所以说是起着不可或缺的桥梁作用的重要一节。新教材的内容与原教材比较，有一大特点：没有直接讲述基因是有遗传效应的DNA片段，而是首先采取资料的形式，以数据差异和作用表达为主线，逐步呈现基因是有遗传效应的DNA片段。这样不仅符合学生的认知特点，还应用数学比较法，让学生知道基因与D|NA的存在差别，知道基因才是有用的。从而在情感、能力等多方面得到启示和升华。

生命观念：明确基因在染色体上，是有遗传效应的DNA片段；

科学思维：比较归纳基因、DNA和染色体的关系；

社会责任：根据DNA的特异性与多样性，应用于社会生活实践中。　

1．理解基因通常是有遗传效应的DNA片段；

2．理解DNA分子的特异性和多样性。

PPT展示DNA与基因：

我国科学家将外源生长激素基因导入鲤鱼的受精卵中，培育出了转基因鲤鱼。特点：转基因鲤鱼的生长速度快。

外源基因导入受体细胞后，必须整合到受体细胞的DNA上才能发挥作用。
问题1：为什么转基因鲤鱼的生长速度更快？
问题2：导入的外源基因是1个DNA分子，还是DNA分子的一段脱氧核苷酸序列？
一、说明基因与DNA关系的实例
实例1：大肠杆菌细胞
（下图表示正在分裂的大肠杆菌，红色部分代表DNA）
　　　　　　　　

大肠杆菌细胞的拟核有1个DNA分子；DNA分子的长度约为4.7×106个碱基对；DNA分子上分布了大约4.4×103个基因；每个基因的平均长度约为1×103个碱基对。

结论：基因的碱基对<DNA分子的总碱基对。

实例3：人类基因&染色体
（下图表示男/雄性的染色体组型图）
　　　　　　
人类基因组计划测定的是24条染色体；
22条常染色体+X+Y；
24个DNA分子大约含有31.6亿个碱基对；
构成基因的碱基数占碱基总数的比例不超过2%
结论：构成基因的碱基数<<碱基总数。

思考：

1、一个DNA分子就是一个基因吗？
2、计算所有基因的碱基对占碱基总数的比例。
3、你从资料3能得出什么推理？
结论：大肠杆菌一个DNA上含有多个基因。

大肠杆菌（人类）所有基因的碱基总数小于DNA分子的碱基总数，说明基因是DNA的片段，DNA中存在非基因片段。

实例2：绿色荧光水母&转基因荧光鼠
生长在太平洋西部的一种水母能发出绿色荧光。
水母的DNA上有一段绿色荧光蛋白基因的片段，
长度为5.17×103个碱基对。

将绿色荧光蛋白基因转入小鼠体内，小鼠发荧光。
结论：有无绿色荧光蛋白基因决定是否发荧光。
小结：

二、DNA片段中的遗传信息

1个DNA分子上有许多个基因、每一个基因都是特定的DNA片段、具有特定的遗传效应，说明DNA蕴含大量的遗传信息。
思考：DNA只含有4种脱氧核苷酸（4种碱基）为什么能够储存大量的遗传信息？
分析脱氧核苷酸序列与遗传信息的多样性

资料1：碱基对的排列顺序

1个DNA分子的基本骨架是由脱氧核糖和磷酸交替连接而成。
基本骨架没有变化，但骨架内侧4种碱基的排列顺序是可变的。
计算公式：可能组合的基因种类=4n（n为碱基对数）

结论：DNA分子具有多样性
资料2：脱氧核苷酸序列

资料1的推算是建立在所有碱基对的随机排列都能构成基因这一假设上的。
事实上，大部分随机排列的脱氧核苷酸序列从来不曾出现在生物体内，而有些序列却会在生物体内重复多次（碱基的特定排序）。
结论：DNA分子具有特异性
　　　

遗传信息蕴藏在4种碱基的排列顺序之中。
DNA的多样性：碱基排列顺序的千变万化。
DNA的特异性：碱基特定的排列顺序。
DNA的多样性和特异性是生物体多样性和特异性的物质基础。
基因：通常是有遗传效应的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）、流感病毒等。对这类病毒而言，基因就是有遗传效应的RNA片段。
注意：DNA分子中含有没有遗传效应的片段，这些没有遗传效应的片段不叫基因。
△基因的功能
1、储存遗传信息
基因中脱氧核苷酸的排列顺序就代表着遗传信息。
2、传递遗传信息
通过复制把遗传信息传递给下一代。
3、表达遗传信息
使遗传信息以一定的方式（转录和翻译）反映到蛋白质分子结构上，从而使后代表现出与亲代相似的性状。
三、基因与脱氧核苷酸、DNA的关系
1、基因与脱氧核苷酸的关系
基因的基本组成单位是脱氧核苷酸。
基因中脱氧核苷酸的排列顺序称为遗传信息。
2、基因与DNA的关系
基因是有遗传效应的DNA片段。
每个DNA分子上有很多个基因。
PPT展示DNA、基因与染色体的关系图解：

本节课的内容难度不大，但是由于学生没有直接接触的经验，所以只用通过课本和资料获得相关知识，在学习过程中比较被动。如果能通过引导学生间讨论组织教学能加深学生对知识的理解，锻炼学生的合作能力。