基因是具有遗传效应的DNA 片段
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第4节基因是有遗传效应的DNA片段课程目标引航1.举例说明基因是有遗传效应的DNA片段。
2.运用数学方法说明DNA分子的多样性和特异性。
3.说明基因和遗传信息之间的关系。
基础知识梳理1.基因的概念(1)基因是控制生物性状的遗传物质的功能单位和结构单位。
(2)基因是有的DNA片段,每个DNA分子上有很多个基因。
(3)核基因在染色体上呈线性排列。
(4)基因的脱氧核苷酸的排列顺序代表着遗传信息。
2.DNA片段中的遗传信息DNA分子能够储存足够量的遗传信息;遗传信息蕴藏在4种碱基的排列顺序之中;碱基排列顺序的千变万化,构成了DNA分子的,而碱基的特定的排列顺序,又构成了每一个DNA分子的。
思考:给你120个碱基,最多组合出多少种携带遗传信息的DNA?典型例题领悟例1 下列有关真核生物基因的说法,正确的是().①基因是有遗传效应的DNA片段②基因的基本单位是核糖核苷酸③基因存在于细胞核、核糖体等结构中④基因表达时会受到环境的影响⑤DNA分子的每一个片段都是基因⑥基因在染色体上呈线性排列⑦基因的分子结构首先由摩尔根发现A.①②③B.①④⑥C.③④⑤D.②④⑥例2 下列有关基因的叙述,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.基因中脱氧核苷酸的排列顺序代表遗传信息D.基因的多样性决定了DNA分子的多样性例3 在刑侦领域,DNA分子能像指纹一样用来鉴定个人身份。
其生物学依据是()A.遗传信息蕴藏在4种碱基的排列顺序之中B.DNA分子具有多样性C.每个DNA分子中碱基的特定排列顺序,构成了每一个DNA分子的特异性D.DNA能够储存足够量的遗传信息。
《基因是有遗传效应的DNA片段》教案第一章:基因的定义与功能1.1 教学目标了解基因的概念理解基因在遗传中的作用掌握基因与DNA的关系1.2 教学内容基因的定义与特点基因与DNA的关系基因的功能与作用1.3 教学方法采用多媒体演示教学引导学生进行小组讨论提供案例分析,让学生更好地理解基因的功能1.4 教学评估进行小组讨论,评估学生对基因概念的理解回答问题,评估学生对基因与DNA关系的掌握分析案例,评估学生对基因功能的认知第二章:基因的遗传规律2.1 教学目标掌握孟德尔遗传规律了解基因重组与突变理解性别决定与遗传2.2 教学内容孟德尔遗传规律及其应用基因重组的类型与意义基因突变的特征与影响2.3 教学方法采用实验教学,进行遗传实验演示引导学生进行小组讨论,分析遗传规律提供案例分析,让学生了解基因重组与突变的现象2.4 教学评估进行遗传实验,评估学生对孟德尔遗传规律的理解回答问题,评估学生对基因重组与突变的掌握分析案例,评估学生对性别决定与遗传的认识第三章:基因的表达与调控3.1 教学目标掌握基因的表达过程了解基因调控的机制理解基因表达与生物性状的关系3.2 教学内容基因的表达过程及其步骤基因调控的类型与机制基因表达与生物性状的关系3.3 教学方法采用实验教学,进行基因表达实验演示引导学生进行小组讨论,分析基因调控的机制提供案例分析,让学生了解基因表达与生物性状的关系3.4 教学评估进行基因表达实验,评估学生对基因表达过程的理解回答问题,评估学生对基因调控机制的掌握分析案例,评估学生对基因表达与生物性状关系的认识第四章:基因技术与应用4.1 教学目标了解基因技术的原理与方法掌握基因工程的应用领域理解基因技术对人类社会的贡献4.2 教学内容基因技术的原理与方法基因工程的应用领域基因技术对人类社会的贡献4.3 教学方法采用实验教学,进行基因技术实验演示引导学生进行小组讨论,分析基因工程的应用领域提供案例分析,让学生了解基因技术对人类社会的贡献4.4 教学评估进行基因技术实验,评估学生对基因技术原理的理解回答问题,评估学生对基因工程应用领域的掌握分析案例,评估学生对基因技术对人类社会贡献的认识第五章:基因研究与伦理问题5.1 教学目标了解基因研究的方法与进展掌握基因伦理问题的原则与规范理解基因研究对人类伦理的挑战5.2 教学内容基因研究的方法与进展基因伦理问题的原则与规范基因研究对人类伦理的挑战5.3 教学方法采用多媒体演示教学,介绍基因研究的方法与进展引导学生进行小组讨论,分析基因伦理问题的原则与规范提供案例分析,让学生了解基因研究对人类伦理的挑战5.4 教学评估回答问题,评估学生对基因研究方法的掌握分析案例,评估学生对基因伦理问题的认识第六章:人类基因组计划6.1 教学目标了解人类基因组计划的目的与意义掌握人类基因组计划的基本步骤理解人类基因组计划对医学研究的贡献6.2 教学内容人类基因组计划的目的与意义人类基因组计划的基本步骤人类基因组计划对医学研究的贡献6.3 教学方法采用多媒体演示教学,介绍人类基因组计划的目的与意义引导学生进行小组讨论,分析人类基因组计划的基本步骤提供案例分析,让学生了解人类基因组计划对医学研究的贡献6.4 教学评估回答问题,评估学生对人类基因组计划目的的理解分析案例,评估学生对人类基因组计划步骤的掌握评估学生对人类基因组计划对医学研究贡献的认识第七章:基因治疗与基因诊断7.1 教学目标了解基因治疗的原理与方法掌握基因诊断的技术与应用理解基因治疗与基因诊断的伦理问题7.2 教学内容基因治疗的原理与方法基因诊断的技术与应用基因治疗与基因诊断的伦理问题7.3 教学方法采用实验教学,进行基因治疗与基因诊断的实验演示引导学生进行小组讨论,分析基因治疗与基因诊断的应用提供案例分析,让学生了解基因治疗与基因诊断的伦理问题7.4 教学评估进行基因治疗与基因诊断的实验,评估学生对基因治疗原理的理解回答问题,评估学生对基因诊断技术的掌握分析案例,评估学生对基因治疗与基因诊断伦理问题的认识第八章:基因歧视与法律保护8.1 教学目标了解基因歧视的现象与影响掌握反基因歧视法律的制定与实施理解基因歧视对个人与社会的影响8.2 教学内容基因歧视的现象与影响反基因歧视法律的制定与实施基因歧视对个人与社会的影响8.3 教学方法采用多媒体演示教学,介绍基因歧视的现象与影响引导学生进行小组讨论,分析反基因歧视法律的制定与实施提供案例分析,让学生了解基因歧视对个人与社会的影响回答问题,评估学生对基因歧视现象的理解分析案例,评估学生对反基因歧视法律的认识评估学生对基因歧视对个人与社会影响的掌握第九章:基因编辑技术CRISPR-Cas99.1 教学目标了解CRISPR-Cas9技术的原理与操作步骤掌握CRISPR-Cas9技术在科研中的应用理解CRISPR-Cas9技术对基因编辑的影响9.2 教学内容CRISPR-Cas9技术的原理与操作步骤CRISPR-Cas9技术在科研中的应用CRISPR-Cas9技术对基因编辑的影响9.3 教学方法采用实验教学,进行CRISPR-Cas9技术的实验演示引导学生进行小组讨论,分析CRISPR-Cas9技术在科研中的应用提供案例分析,让学生了解CRISPR-Cas9技术对基因编辑的影响9.4 教学评估进行CRISPR-Cas9技术实验,评估学生对CRISPR-Cas9技术原理的理解回答问题,评估学生对CRISPR-Cas9技术在科研中应用的掌握分析案例,评估学生对CRISPR-Cas9技术对基因编辑影响的认识第十章:总结与展望总结基因是有遗传效应的DNA片段的主要观点展望基因研究的发展趋势理解基因研究对人类社会的意义10.2 教学内容总结基因是有遗传效应的DNA片段的主要观点展望基因研究的发展趋势基因研究对人类社会的意义10.3 教学方法采用小组讨论,总结基因是有遗传效应的DNA片段的主要观点引导学生进行小组讨论,展望基因研究的发展趋势提供案例分析,让学生了解基因研究对人类社会的意义10.4 教学评估进行小组讨论,评估学生对基因是有遗传效应的DNA片段主要观点的总结分析案例,评估学生对基因研究发展趋势的认识评估学生对基因研究对人类社会意义的掌握重点和难点解析重点环节1:基因的定义与功能补充说明:通过具体案例和实际应用,深入解析基因在遗传中的核心作用,以及基因与DNA的密切关联。
《基因是有遗传效应的DNA片段》教案张丽雯教材分析本节是人教版生物必修二第三章第四节,本节内容既是对本章内容的概括和提升,也为第四章“基因的表达”做铺垫。
因此,基因的概念和基因、DNA、染色体的关系是本节的重点,DNA的多样性和特异性用数学方法来表现理解。
教材通过四节资料分析,让学生认识基因的概念,同时通过一个探究活动,让学生了解了DNA的多样性和特异性,从分子水平上揭示生物体的多样性和特异性的物质基础。
学情分析对高二学生来说,在前两章时认识到了基因与染色体的关系,在本章前三节中了解了DNA是主要的遗传物质,DNA的分子结构和复制,但是,对基因的本质没有确切的了解,还未能弄清基因与DNA、染色体的关系,通过资料分析和结构图的方式,引导学生观思考,总结,并得出结论。
教学目标:1.知识目标:说明基因的概念;了解DNA分子的多样性和特异性;理解基因、DNA、染色体三者之间的关系。
2.能力目标:培养学生逻辑思维能力,掌握分析,归纳材料的方法;掌握数学知识在生物研究中的应用。
3.情感和价值目标:1.通过介绍DNA技术,对学生进行科学价值观的教育。
教学重点1.基因是有遗传效应的DNA片段2.DNA分子具有多样性和特异性教学难点1.基因、DNA、染色体三者的关2.脱氧核苷酸序列与遗传信息的多样性教法学法讲述、讨论与探究相结合;归纳总结资料,运用数学计算方法。
教学准备教师准备:多媒体课件。
学生准备:用数学方法推算。
课时安排1课时教学过程课后作业课本第58页练习,基础题1、2、3教后反思本节课的亮点和难点是在DNA遗传信息多样性和特异性的探究活动中,利用数学中的排列组合方法解决生物学问题。
但在教学过程中可能会由于时间较紧,给学生探究讨论的时间不足,提高学生兴趣和教学效果有一定的限制。
9、基因是有遗传效应的DNA片段【学习目标】1、举例说明基因是有遗传效应的DNA片段。
2、运用数学方法说明DNA分子的多样性和特异性。
3、说明基因和遗传信息的关系学习重难点: 基因和遗传信息的关系知识建构:(一)本节知识体系:基因位于DNA上基因与DNA关系基因的遗传效应:控制具体的某一性状基因由脱氧核苷酸组成基因是有遗传效应的DNA片段碱基的排列顺序代表了遗传信息DNA多样性DNA片段中的遗传信息DNA特异性基因是有遗传效应的DNA片段知识点一:DNA片段中的遗传信息1、仔细阅读资料1可得出什么结论?DNA分子数目与基因数目,所有基因的碱基总数与DNA碱基总数。
2、通过资料2给你什么启示?某种生物的特定功能(如发光)是由于有特定基因(绿色荧光蛋白基因),而且该基因可作为一种单位完成其对性状的控制3、人类基因组计划需测定共条染色体上的,这些染色体上,大约有个碱基对,其中构成基因的碱基数占碱基总数的比例。
4、不少人认为,人和动物的胖瘦是由决定的,近来的科学研究发现,小鼠体内的HMGIC基因与肥胖,具有该基因缺陷的实验鼠与作为对照组的小鼠,吃同样多的食物,一段时间后,对照组的小鼠变得十分肥胖,而仍然保持正常。
5、从以上材料可推知DNA分子上分布有基因。
基因是DNA上的具的片段。
知识点二:DNA片段中的遗传信息1、基因与DNA分子存在何种数量关系?一个DNA分子上有基因,每个基因都是,有着特定,这说明DNA必然蕴含大量的。
2、DNA分子为何能储存大量遗传信息?一个DNA分子的基本骨架是由脱氧核糖和磷酸交替连接而成,从头到尾(有或没有)变化,而骨架内侧,4种碱基的排列顺序却是的,该顺序足以储存生物体必需的全部遗传信息。
3、什么叫遗传信息?DNA分子具有哪些特性?该特性有何意义?(1)遗传信息蕴藏在四种碱基的之中。
(2)构成了DNA分子的多样性,而,又构成了DNA分子的特异性。
(3)DNA分子的多样性和特异性是物质基础。
第四节基因是有遗传效应的DNA片段
(一)教材分析
本节内容《基因是有遗传效应的DNA片段》位于位于必修二第三章第四节,主要内容有1、基因和DNA的联系;2、DNA片段中的遗传信息及基因和遗传信息的关系;3、DNA指纹技术(可以课后拓展)。
在本节之前已经学习了与遗传有关的名词“遗传因子、基因、染色体、转化因子、DNA、脱氧核苷酸、遗传物质”等,所以内容“基因和DNA的关系”是对前面内容的概括与提升,有利于学生形成遗传相关概念的体系。
本节后的第4章则涉及基因的表达、遗传信息的流动等概念,是遗传知识的进一步拓展,而这需要先理解本节内容“DNA片段中的遗传信息及基因和遗传信息的关系”。
所以本章起着承上启下的重要作用。
另外拓展视野中的“DNA指纹技术“作为STS教育的内容则让学生感受到理论知识的奇妙应用。
(二)学情分析
1、通过前面知识的学习,学生掌握了孟德尔发现的基因分离定律和自由组合定律、减数分裂中染色体的变化规律、摩尔根证实的“基因在染色体上”等内容,但是对多种遗传概念仍可能存在混淆。
而本节内容“1、基因和DNA的联系,对遗传知识整体的学习起到了联通的作用,可以引导学生将前三章的知识整合,尝试建构概念图,建立比较系统的遗传相关概念体系。
2、高二的学生已经具备一定的学习的基本方法,如比较分析、简易推理等,而且应该能够地进行小组协作。
在内容1的学习中,可以引导学生通过小组协作的方式,完成“基因和DNA关系实例”的分析,得出相应结论。
3、学生已有一定的数学技能,在学习“2、DNA分子中的遗传信息”时,应该能够通过数学方法推算碱基排序的多样性从而理解DNA分子的多样性和特异性。
4、对于内容三“3、DNA指纹技术”,学生从平时生活的媒体信息中也都有所了解,在此基础上进行探究也并不陌生。
(三)教学目标:
1、知识目标:
1.)举例说明基因是有遗传效应的DNA片段。
2.)运用数学方法说明DNA分子的多样性和特异性。
3.)说明基因与遗传信息的关系。
2、能力目标:
1.)培养学生的分析资料能力,逻辑推理能力,总结概括能力。
2、)培养学生解决实际问题的能力。
3、情感目标:
培养学生具有崇尚科学的精神。
(四)教学策略
1、教学方法:小组合作学习与自主探究结合
能让学生乐于讨论敢于探究,能让学生在合作探究中学会交流合作,善于表达,而且能缩短自主学习的时间。
2、通过活动突破重难点
(1)充分利用“资料分析”,通过小组合作对实例的分析和讨论来理解“基因与DNA的关系”。
(2)合理组织探究活动,帮助学生用数学方法解决生物学问题,从而明确“DNA 的多样性和特异性,基因和遗传信息的关系”;
(3)通过已经提示的词语构建概念图的活动,形成遗传概念体系。
(五)教学过程
课前预习
教师活动:
(1)印发导学案,布置预习作业;
(2)批改预习作业,确定课堂投影的作业
学生活动:
(1)从教科书中收集本册书学习以来所涉及的科学家姓名、年代等。
(2)“遗传因子、基因、染色体、转化因子、DNA、脱氧核苷酸、遗传物质”,将以上词语两个一组,用前面所学知识造句。
(3)将(1)中的科学家与(2)中的句子连线。
教学过程
(一)基因与DNA的关系
1、设计情境,导入问题:
情境:通过投影作业中的内容,引导学生观察发现基因与遗传有关,存在于染色体上;DNA是主要的遗传物质,也存在于染色体上。
提出问题:是否基因就是DNA,DNA就是基因呢?
2、阅读P55资料分析,解决下列问题
问题1、这些实例分别对应说明了什么?
问题2、生物体内的DNA分子数目和基因数目有什么关系?哪个例子能证明你的结论?
问题3、基因是独立的吗?可以转移吗?你有什么新的设想呢?
问题4、基因的作用是什么?
问题5、基因和DNA的关系你能表达了吗?
生展示自己的研究成果
第1则资料说明:基因是DNA的一部分,一个DNA分子具有多个基因;
第2则资料说明:基因可切除,可拼接到其他生物的DNA上去,说明基因是特定的DNA片段,并有特定的遗传效应,可独立起作用,从而获得某种性状的表达,故基因是遗传物质的结构和功能单位。
第3则资料说明:基因是DNA的一部分,基因中的碱基数远远少于总碱基数,并不是所有片段都是基因。
第4则资料说明:该基因控制“肥胖”这一性状,具有遗传效应。
3、得出结论:基因的定义
基因是有遗传效应的DNA片段。
遗传效应:指能控制某一性状
构建概念图
(二)DNA片段中的遗传信息
1、提出问题
人类之间交流是靠语言和文字作为信息的,一个一个的字符代表着丰富的信息。
同理,要表达自然界这么多的性状,需要很丰富的信息。
遗传物质决定性状要通过遗传信息来体现,DNA能储存大量的遗传信息吗?
(提示:利用蛋白质结构多样性的原因推测DNA分子结构多样性的原因。
)
3、4种碱基的排列顺序蕴藏着遗传信息
情境1:假如决定脸型的一个基因由17个碱基对组成,那么这种排列有多少种可能?提示:参考数学上的排列组合的计算方法。
417种
结论:DNA分子具有多样性
情境2:全球人口总数约为60亿。
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?
不可能都有机会出现完全相同的可能性是4-17×4-17,几乎为零
结论:DNA分子具有特异性
归纳总结DNA的特性。
结合本节内容在此归纳脱氧核苷酸、基因、DNA、染色体的概念图。