3.2.1认识基因 教案(中图版必修2)

第二章基因对性状的控制第一节认识基因●课标要求阐明基因的概念。

●课标解读1．概述基因的概念及其发展。

2．举例说明基因的现代含义。

●教学地位本节内容是联系细胞学和遗传的相关知识的枢纽。

深刻地理解基因与染色体的平行关系有助于学生理解生物物质基础、结构基础和功能三者之间的关系。

在近三年的高考中，多以遗传系谱图、相关图表为知识载体，考查基因和染色体的位置关系及概率的计算等。

●教法指导1．用现实生活中的例子和设计学生感兴趣的问题导入，激发学生的积极性和兴趣。

2．教学中注意对学生探究能力的培养，引导学生逐步的得出基因是有遗传效应的DNA 片断。

3．注重核心概念的内涵和外延。

如基因、染色体、遗传信息、脱氧核苷酸、碱基之间关系的提升。

4．为弥补学生自主学习的不足，可使用多媒体课件帮助学生对知识进行归纳整理，使学生对知识有一个全面、系统、准确的了解，在头脑中形成系统的知识结构。

●新课导入建议资料展示：《美国人类基因学》期刊—人类可能具有“聪明”基因；科学家发现人的某些基因可能会对人的智商产生影响！2005年7月澳大利亚昆士兰医学研究院的研究人员发现：“聪明”基因在人的第2和第6号染色体上。

孟德尔的遗传规律中强调了遗传因子(基因)的变化，减数分裂中强调了染色体的变化，那么，它们有没有什么联系呢？●教学流程设计课前自主探究：阅读教材相关内容，填写【课前自主导学】一、二，完成“思考交流”。

⇒步骤1：情景导课：选择【新课导入建议】方式创设情景，激趣导出本课时课题。

⇒步骤2：检测自学效果：分组抢答【正误判断】并进行校正。

⇒步骤3：结合教材内容，分析传统观点对基因的认识及其局限性，讨论分析现代遗传学对基因的新认识。

⇓步骤7：构建本课时知识网络，诵读【结论语句】，课下完成【课时作业】。

⇐步骤6：以【探究2】【名师点拨】将细胞减数分裂与遗传定律进行联系，完成【例2】的解题，分组作答【当堂双基达标】。

⇐步骤5：思考【探究2】的【审题导思】，分析脱氧核苷酸、基因、DNA和染色体的关系，采取板书和课件展示相结合的形式展示，加深理解。

⇐步骤4：从四个角度分析【名师点拨】基因的内涵，指导学生结合审题导析完成【例1】的解题。

⇓步骤8：作业：课下独立完成摩尔根果蝇杂交试验及验证试验的遗传图解。

1.(1)1865年，孟德尔提出生物的某种性状是由“遗传因子”决定的。

它具有世代相传和决定遗传表达两个基本属性。

(2)1909年，丹麦遗传学家约翰逊提出“基因”这个名词，其含义与“遗传因子”完全一致。

2．基因概念的发展(1)摩尔根的研究成果通过对果蝇的研究证实了：①基因存在于染色体上。

②一条染色体上含有许多基因。

③基因在染色体上呈线性排列。

(2)艾弗里等的研究成果最终证实：基因的本质是DNA。

基因是DNA分子上的一段核苷酸序列，是遗传的功能单位，可编码一段肽链或者编码一段RNA。

(3)雅各布和莫诺的研究成果研究大肠杆菌的乳糖代谢调节机制试验证明：基因是可分的，从功能上可以把基因分为编码蛋白质的结构基因，以及负责调节其他基因功能的调节基因和起调控作用的启动基因、操纵基因。

1．控制植物开红花的基因能决定人皮肤的性状吗？【提示】不能。

二者DNA的碱基序列不同，代表的遗传信息也不相同。

1.(1)断裂基因大多数真核生物的基因的编码序列是不连续的，而是被不编码的序列隔开，称为断裂基因。

其中的编码序列称为外显子，非编码序列称为内含子。

断裂基因往往由一些交替存在的外显子和内含子构成。

(2)重叠基因指两个基因共用一段重叠的核苷酸序列。

(3)可动基因在染色体上通过某种方式从一个位置转移到另外一个位置的基因，称为可动基因，也叫做转座因子。

2．基因的概念基因是遗传的基本物质和功能单位，它携带了逐代传递的信息，是组成一个转录区域和转录调节的一段DNA序列。

2．是否DNA上任何一段脱氧核糖核苷酸序列都可称为一个基因？为什么？【提示】不是。

基因是有遗传效应的DNA序列。

1．基因都位于染色体上。

(×)【提示】基因主要位于染色体上，还有染色体外基因。

2．基因的基本组成单位是脱氧核糖核苷酸。

(√)3．构成基因的碱基总数与DNA分子的碱基总数相等。

(×)【提示】基因碱基数只占DNA分子碱基的一部分。

4．细胞中所有的基因均会表达为一定的产物。

(×)【提示】不一定，要在特定时间、特定空间才会表达为一定的产物。

①传统观点对基因的认识是怎样的？有何局限性？②现代对基因是如何定义的？1．传统观点对基因的认识及其局限性(1)每一个结构基因是一段连续的DNA序列，一定的DNA序列对应着一定的氨基酸序列。

局限性：大多数真核生物的基因的编码序列在DNA分子上不是连续排列的，而是被不编码的序列隔开，称为断裂基因，由交替存在的内含子(非编码序列)和外显子(编码序列)构成。

(2)基因是互不沾染、单个分离的实体。

局限性：在许多原核生物和一些真核生物中发现有两个基因共用一段重叠的核苷酸序列的现象，即重叠基因。

(3)基因在染色体上的位置是固定的。

局限性：绝大多数基因在染色体上的位置是固定的，但有些基因在染色体上的位置是可以移动的，可以通过某种方式从一个位置转移到另外一个位置，称作可动基因，也叫转座因子。

2．现代遗传学对基因的认识(1)现代基因概念基因是遗传的基本物质和功能单位，它携带了逐代传递的信息，是组成一个转录区域和转录调节的一段DNA序列。

(2)基因概念的含义①基因在绝大多数生物中是有遗传效应的DNA序列，这些序列是遗传信息的物质载体，可表达为一定的产物如蛋白质或RNA，传递着支配生命活动的指令。

②所有生物的生命活动无不直接或间接地在基因控制之下，基因既是构建生命和生命活动及其多样性的基本因子，又是用于人工操作改造生命属性的基本元件。

基因的内涵1．功能上，是遗传物质的结构和功能的基本单位。

2．本质上，是有遗传效应的DNA序列。

3．结构上，含有特定遗传信息的脱氧核糖核苷酸序列。

4．位置上，在染色体上有特定的位置，呈线性排列。

下列关于基因结构的认识中，正确的是() A．小麦细胞基因的编码区中存在非编码序列B．花生细胞基因结构中内含子存在于编码区中，是能编码蛋白质的序列C．不同生物中的基因结构基本相同D．乳酸菌与酵母菌基因结构中，都存在外显子和内含子【审题导析】解答本题应明确以下几点：(1)原核生物和真核生物编码区不同。

(2)基因的现代含义。

(3)不同基因间的区别之处。

【精讲精析】【问题导思】①基因、DNA和染色体间的结构层次由小到大是如何排列的？②基因在染色体上是如何排列的？1．基因与脱氧核糖核苷酸的关系(1)基因的基本组成单位是脱氧核糖核苷酸。

(2)基因中脱氧核糖核苷酸的排列顺序称为遗传信息。

(3)基因中脱氧核糖核苷酸的排列顺序的多样性决定了基因的多样性。

2．基因与DNA 的关系(1)基因是有遗传效应的DNA 序列，每个DNA 分子上有许多个基因。

一个DNA 分子上的碱基总数大于该DNA 分子上所有基因上的碱基数之和。

(2)基因具有遗传效应是指其能控制生物的性状。

基因是控制生物性状的结构和功能的基本单位，特定的基因控制特定的性状。

3．DNA 与染色体的关系染色体主要由DNA 和蛋白质构成。

通常情况下一条染色体上含有1个DNA 分子，染色体是DNA 的主要载体。

4．基因与染色体的关系 (1)基因在染色体上呈线性排列。

(2)染色体是基因的主要载体，但不是唯一载体，如线粒体、叶绿体中也有少量的DNA ，也是基因的载体。

5．四者之间的数量关系1条染色体――→1个(一般)DNA 分子――→许多基因――→成百上千个脱氧核糖核苷酸。

基因的行为并不都遵循孟德尔遗传规律1．并不是所有的非等位基因都遵循基因自由组合规律，只有非同源染色体上的非等位基因遵循自由组合规律。

2．并不是真核生物中所有的基因都遵循孟德尔的遗传规律，叶绿体、线粒体中的基因都不遵循遗传规律。

3．原核生物中的基因都不遵循孟德尔遗传规律。

下图表示基因、DNA 和染色体之间的关系。

1、2、3、4分别表示( )A．胸腺嘧啶、启动基因和操纵基因、内含子、外显子B．尿嘧啶、非编码区、外显子、内含子C．胸腺嘧啶、非编码序列、外显子、内含子D．尿嘧啶、启动基因和操纵基因、内含子、外显子【审题导析】解答本题须明确以下几点：(1)染色体只存在于真核细胞的细胞核中，主要由DNA分子和蛋白质分子组成。

(2)DNA分子上具有遗传效应的片段是基因。

(3)真核生物基因的种类。

【精讲精析】图示中1是构成脱氧核糖核苷酸的成分，所以是胸腺嘧啶T,2是启动基因和操纵基因。

3和4构成结构基因，4编码蛋白质，说明是外显子，3是内含子。

【答案】 A本课知识小结网络构建结论语句1．一条染色体上有许多基因，基因在染色体上呈线性排列。

2．基因是有遗传效应的DNA序列。

3．依据功能可把基因分为结构基因、调节基因、启动基因和操纵基因。

4．依据结构特点可把基因分为断裂基因、重叠基因和可动基因。

1．下列各项中，属于“遗传因子”的基本属性的是()①世代相传②决定遗传表达③由DNA片段组成A．①③B．②③C．①②D．①②③【解析】孟德尔认识到“遗传因子”具有两个基本属性：“遗传因子”是世代相传的；“遗传因子”是决定遗传表达的。

【答案】 C2．(2012·延安高一检测)根据下图所示，下列相关叙述正确的是()A．非编码序列是外显子，编码序列是内含子B．启动基因没有遗传效应C．结构基因有三个内含子和四个外显子D．结构基因有三个外显子和四个内含子【解析】基因是具有遗传效应的DNA序列。

图示为真核生物的基因，结构基因中的编码序列称为外显子，非编码序列称为内含子。

图示结构基因中有四个外显子，三个内含子。

【答案】 C3．绝大多数基因在染色体上的位置是固定不变的，但有些基因可以通过某种方式从一个位置转移到另外一个位置，这些能在染色体上移动位置的基因称为() A．断裂基因B．重叠基因C．转座因子D．操纵子【解析】断裂基因是指绝大多数真核生物的基因的编码序列在DNA分子上不是连续的，而是被不编码的序列隔开。

重叠基因是许多原核生物和真核生物中有两个基因共用一段重叠的核苷酸序列的现象。

可动基因也称为转座因子。

【答案】 C4．细胞内与遗传有关的物质，从复杂到简单的结构层次是()A. DNA→染色体→脱氧核糖核苷酸→基因B．染色体→脱氧核糖核苷酸→DNA→基因C. DNA→染色体→基因→脱氧核糖核苷酸D．染色体→DNA→基因→脱氧核糖核苷酸【解析】染色体是DNA的主要载体，基因是具有遗传效应的DNA片段，基因是由脱氧核糖核苷酸组成的。

【答案】 D5．比德尔和泰特姆曾经以链孢霉为材料进行了下面的实验，选择三种不能合成精氨酸的链孢霉突变菌株，分别培养在不同的培养基上，培养基成分和生长情况如下表所示。