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高一年級(jí)生物學(xué)第3章基因的本質(zhì)第4節(jié)基因通常是有遺傳效應(yīng)的DNA片段學(xué)習(xí)目標(biāo):1.分析資料,說(shuō)明基因與DNA的關(guān)系2.運(yùn)用數(shù)學(xué)方法,分析DNA的多樣性和特異性
復(fù)習(xí)回顧:1865年,孟德爾:提出“遺傳因子”(基因)1910年,摩爾根:基因位于染色體上1944、1952年:艾弗里、赫爾希、蔡斯
證明DNA是遺傳物質(zhì)基因=DNA嗎?資料1.大腸桿菌細(xì)胞的擬核有1個(gè)DNA分子,長(zhǎng)度約為4.7×106個(gè)堿基對(duì);上面分布了大約4.4×103個(gè)基因,每個(gè)基因的平均長(zhǎng)度約為1×103個(gè)堿基對(duì)。資料2.人類基因組計(jì)劃測(cè)定的是24條染色體(22條常染色體+X+Y)上DNA的堿基序列。每條染色體上有一個(gè)DNA分子。這24個(gè)DNA分子大約含有31.6億個(gè)堿基對(duì),其中構(gòu)成基因的堿基數(shù)占?jí)A基總數(shù)的比例不超過(guò)2%。一.說(shuō)明基因與DNA關(guān)系的實(shí)例討論1.生物體內(nèi)的DNA分子數(shù)目與基因數(shù)目相同嗎?討論2.生物體內(nèi)所有基因的堿基總數(shù)與DNA分子的堿基總數(shù)相同嗎?結(jié)論1.基因是DNA的片段。4400×1000=4.4×106討論3.為什么轉(zhuǎn)基因鯉魚的生長(zhǎng)速率更快?資料3.我國(guó)科學(xué)家將外源生長(zhǎng)激素基因?qū)膈庺~的受精卵,培育出了轉(zhuǎn)基因鯉魚。與對(duì)照組相比,轉(zhuǎn)基因鯉魚的生長(zhǎng)速率加快。
據(jù)科學(xué)家介紹,外源基因?qū)胧荏w細(xì)胞后,必須整合到受體細(xì)胞的DNA上才能發(fā)揮作用。一.說(shuō)明基因與DNA關(guān)系的實(shí)例討論4.導(dǎo)入的外源基因是1個(gè)DNA分子,還是DNA分子的一段?討論5.為什么轉(zhuǎn)基因鼠能發(fā)出綠色熒光?資料4.生長(zhǎng)在太平洋西北部的一種水母能發(fā)出綠色熒光(圖B),這是因?yàn)樗傅腄NA上有一段長(zhǎng)度為5.17×103個(gè)堿基對(duì)的片段——綠色熒光蛋白基因。
轉(zhuǎn)基因?qū)嶒?yàn)表明,轉(zhuǎn)入了水母綠色熒光蛋白基因的轉(zhuǎn)基因鼠,在紫外線的照射下,也能像水母一樣發(fā)光(圖C)。一.說(shuō)明基因與DNA關(guān)系的實(shí)例結(jié)論2.基因能控制生物性狀,或指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成討論6.你如何理解基因具有遺傳效應(yīng)?可以結(jié)合資料3和資料4進(jìn)行分析請(qǐng)同學(xué)們從DNA水平給基因下一個(gè)定義,要求既能反映基因與DNA的關(guān)系,又能體現(xiàn)基因的作用?;蚴蔷哂羞z傳效應(yīng)的DNA片段一.說(shuō)明基因與DNA關(guān)系的實(shí)例基因的化學(xué)本質(zhì)__________DNA片段一個(gè)DNA分子上有_______基因
基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段基因的基本單位是__________脫氧核苷酸多個(gè)黃身基因白眼基因截翅基因--ATG…CATGCA…TCCA…TGCTAG…CCAT…CCCTAAGG…----TAC…GTACGT…AGGT…ACGATC…GGTA…GGGATTCC…--染色體、DNA、基因、脫氧核苷酸概念檢測(cè):DNA分子染色體DNA基因脫氧核苷酸有遺傳效應(yīng)的DNA片段+蛋白質(zhì)形成雙鏈1條染色體上有1個(gè)DNA分子1個(gè)DNA分子中含有多個(gè)基因1個(gè)基因由多個(gè)脫氧核苷酸組成或2個(gè)DNA分子資料1:如果1個(gè)堿基對(duì)組成1個(gè)基因,4種堿基對(duì)的排列可能形成4種基因(這僅僅是假設(shè));如果2個(gè)堿基對(duì)組成1個(gè)基因,則可能形成16(即4×4)種基因;如果3個(gè)堿基對(duì)組成1個(gè)基因,則可能形成64(即4×4×4)種基因。二.DNA片段中的遺傳信息TAGCCGATGCTACGTAGCCGATGCTACG二.DNA片段中的遺傳信息4×4×4資料1:如果3個(gè)堿基對(duì)組成1個(gè)基因,則可能形成64(即4×4×4)種基因。GCCGATGCGCCGCGGCCG討論1:如果是100個(gè)堿基對(duì)組成1個(gè)基因,可能組合成多少種基因?4100種二.DNA片段中的遺傳信息T-AA-TC-GG-C二.DNA片段中的遺傳信息堿基排列順序的千變?nèi)f化DNA分子的多樣性堿基特定的排列順序每個(gè)DNA分子的特異性生物體的多樣性生物體的特異性討論2:怎樣理解DNA的多樣性和特異性?你能從DNA的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分析生物體具有多樣性和特異性的原因嗎?DNA指紋技術(shù)討論3:在刑偵領(lǐng)域,DNA能像指紋一樣用來(lái)鑒定個(gè)人身份。結(jié)合脫氧核苷酸序列的多樣性和特異性,你能分析這一方法的科學(xué)依據(jù)嗎?資料資料:剛才的推算是建立在所有堿基對(duì)的隨機(jī)排列都能構(gòu)成基因這一假設(shè)上的。事實(shí)上,大部分隨機(jī)排列的脫氧核苷酸序列從來(lái)不曾出現(xiàn)在生物體內(nèi),而有些序列卻會(huì)在生物體內(nèi)重復(fù)許多次。二.DNA片段中的遺傳信息討論4:你認(rèn)為基因是堿基對(duì)隨機(jī)排列成的DNA片段嗎?基因B二.DNA片段中的遺傳信息課堂總結(jié):1.DNA上分布著許多個(gè)基因,基因通常是有遺傳效應(yīng)的DNA片段。2.遺傳信息蘊(yùn)藏在4種堿基的排列順序之中;堿基排列順序的千變?nèi)f化,構(gòu)成DNA分子多樣性,而堿基特定的排列順序,又構(gòu)成了每個(gè)DNA分子的特異性;DNA分子的多樣性和特異性是生物體多樣性和特異性的物質(zhì)基礎(chǔ)。3.
RNA病毒(人類免疫缺陷病毒、流感病毒等)的基因是有遺傳效應(yīng)的RNA片段?;駻下面是有關(guān)DNA與基因相互關(guān)系的認(rèn)識(shí),你同意這些觀點(diǎn)嗎?你認(rèn)為DNA與基因有哪些區(qū)別與聯(lián)系?1.基因是DNA的片段,基因與DNA是局部與整體的關(guān)系。2.基因在DNA上,DNA是基因的集合。1.科學(xué)研究發(fā)現(xiàn),未經(jīng)人工轉(zhuǎn)基因操作的番薯都含有農(nóng)桿菌的部分基因,而這些基因的遺傳效應(yīng)促使番薯根部發(fā)生膨大產(chǎn)生了可食用的部分,因此番薯被人類選育并種植。下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是()A.農(nóng)桿菌這些特定的基因可以在番薯細(xì)胞內(nèi)復(fù)制B.農(nóng)桿菌和番薯的基因都是4種堿基對(duì)的隨機(jī)排列C.農(nóng)桿菌和番薯的基因都是有遺傳效應(yīng)的DNA片段D.農(nóng)桿菌這些特定的基因可能在自然條件下轉(zhuǎn)入了番薯細(xì)胞B概念檢測(cè)P592.整理總結(jié)出染色體、DNA和基因三者之間的關(guān)系,并以你認(rèn)為最簡(jiǎn)明的形式表示出來(lái)。概念檢測(cè)P59數(shù)據(jù)分析P62(1)不同生物的DNA中4種脫氧核苷酸的比例相同嗎?這說(shuō)明DNA具有什么特點(diǎn)?(2)同種生物不同器官細(xì)胞的DNA中脫氧核苷酸的比例基木相同,這說(shuō)明DNA具有什么特點(diǎn)?為什么?不同生物的A、T之和與G、C之和的比值不一致,這說(shuō)明了什么?為什么?(3)除少數(shù)病毒外,所有生物的DNA都由4種相同的堿基組成,試從生命起源和進(jìn)化的角度說(shuō)明原因。1.DNA分子雜交技術(shù)可以用來(lái)比較不同種生物DNA分子的差異。當(dāng)兩種生物的DNA單鏈具有互補(bǔ)的堿基序列時(shí),互補(bǔ)的堿基序列就會(huì)結(jié)合在一起,形成雜合雙鏈區(qū);在沒有互補(bǔ)堿基序列的部位,仍然是兩條游離的單鏈(如圖所示)。形成雜合雙鏈區(qū)的部位越多,說(shuō)明這兩種生物的親緣關(guān)系越近,這是為什么?P62非選擇題作業(yè):P59頁(yè)拓展應(yīng)用、P62復(fù)習(xí)與提高
選擇題參考答案:最可能采取DNA鑒定的方法。因?yàn)槊糠N生物的DNA具有特異性,只有將“山羊”的DNA與斑羚的DNA進(jìn)行比對(duì),才能確定這種“山羊肉”是否來(lái)自國(guó)家二級(jí)保護(hù)動(dòng)物斑羚。1.在嚴(yán)查偷獵野生動(dòng)物的行動(dòng)中,執(zhí)法部門發(fā)現(xiàn)某餐館出售的一種烤肉比較可疑,餐館工作人員說(shuō)是“山羊肉”,經(jīng)實(shí)驗(yàn)室檢驗(yàn),執(zhí)法部門確定這種“山羊肉”來(lái)自國(guó)家二級(jí)保護(hù)動(dòng)物斑羚。你認(rèn)為執(zhí)法部門最可能采取哪種檢測(cè)方法?為什么?作業(yè):P59頁(yè)拓展應(yīng)用、P62復(fù)習(xí)與提高
選擇題參考答案:人臉識(shí)別技術(shù)的前提是每個(gè)人都有獨(dú)特的面部特征,而這些都是由基因決定的,這說(shuō)明了基因的多樣性。2、我國(guó)一些城市在交通路口啟用了人臉識(shí)別技術(shù),針對(duì)行人和非機(jī)動(dòng)車闖紅燈等違規(guī)行為進(jìn)行抓拍。這種技術(shù)應(yīng)用的前提是每個(gè)人都具有獨(dú)一無(wú)一的面孔。為什么人群中沒有一模一樣的兩個(gè)人呢?請(qǐng)你從生物學(xué)的角度評(píng)述人臉識(shí)別技術(shù)的可行性。作業(yè):P59頁(yè)拓展應(yīng)用、P62復(fù)習(xí)與提高
選擇題1.本章介紹的艾弗里的實(shí)驗(yàn)、赫爾希和蔡斯的實(shí)驗(yàn)都證明DNA是遺傳物質(zhì),這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)在設(shè)計(jì)思路上的共同點(diǎn)是(C)A.重組DNA片段,研究其表型效應(yīng)B.去掉DNA片段,研究其表型效應(yīng)C.設(shè)法分別研究DNA和蛋白質(zhì)各自的效應(yīng)D.應(yīng)用同位素標(biāo)記技術(shù),研究DNA在親代與子代之間的傳遞作業(yè):P59頁(yè)拓展應(yīng)用、P62復(fù)習(xí)與提高
選擇題2.在噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)中,下列對(duì)噬菌體外殼蛋白質(zhì)合成的描述,正確的是(A)A.氨基酸原料和酶來(lái)自細(xì)菌B.氨基酸原料和酶來(lái)自噬菌體C.氨基酸原料來(lái)自細(xì)菌,酶來(lái)自噬菌體D.氨基酸原料來(lái)自噬菌體,酶來(lái)自細(xì)菌作業(yè):P59頁(yè)拓展應(yīng)用、P62復(fù)習(xí)與提高
選擇題3.煙草花葉病毒(TMV)和車前草病毒(HRV)同屬于RNA病毒,都可以使煙草患病。將TMV的RNA和HRV的蛋白質(zhì)外殼混合后感染煙草葉片,使煙草患病,可能觀察到的現(xiàn)象是(A)A.能檢測(cè)到TMV的RNA和蛋白質(zhì)B.能檢測(cè)到HRV的RNA和蛋白質(zhì)C.能檢測(cè)到TMV的RNA和HRV的
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