2.2 DNA分子的结构和复制（3） 教学设计-高一生物必修二同步教学（苏教版）

第二章 遗传的分子基础 第二节 DNA分子的结构和复制 第3课时 DNA的复制（2） 一、教学目标： 概述DNA分子与基因的关系。 二、教学重点： 理解基因是有遗传效应的DNA片段。 三、教学难点： 结合“边做边学”和“积极思维”概述DNA分子的主要特点。 四、课时安排：1 五、教学过程： 【自主梳理】 一、基因是有遗传效应的DNA片段 （一）.基因的相关关系 1、与DNA的关系 ①基因的实质是有遗传效应的DNA片段，无遗传效应的DNA片段不能称之为基因（非基因）。 ②每个DNA分子包含许多个基因。 2、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，此外，线粒体和叶绿体中也有基因分布。 3、与脱氧核苷酸的关系 ①脱氧核苷酸（A、T、C、G）是构成基因的单位。 ②基因中脱氧核苷酸的排列顺序代表遗传信息。 4、与性状的关系 ①基因是控制生物性状的遗传物质的结构和功能单位。 ②基因对性状的控制通过控制蛋白质分子的合成来实现。 （二）DNA片段中的遗传信息 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 多样性，而碱基的特异排列顺序，又构成了每个DNA分子的特异性 【分析探究】 二、探究：脱氧核苷酸序列与遗传信息的多样性 七种音符可以组成各种美妙的旋律。26个英文字母可以组成许许多多词汇和句子，形成传递和交流信息的语言。 问题：4种碱基排列而成的脱氧核苷酸序列，是否足以表达生物体必需的各种遗传信息? 探究思路：可以采用数学推算的方法探究这个问题。 推算前首先要创设具体的数字化情境。基因是复杂多样的，但是，为了便于研究，需要尽可能使问题情境简单化。 下面的问题可供你参考，你也可以自己设置情境。 情境1：假设长度为17个碱基对的脱氧核 苷酸序列组成一个基因(当然，这仅仅是假设)，那么，17个碱基对可以排列出多少种基因? 提示：如果1个碱基对组成1个基因，4种碱基对的排列可能形成4种基因；如果2个碱基对组成1个基因，则可能形成16(即4×4)种基因；如果3个碱基对组成1个基因，则可能形成64(即4×4×4)种基因。如果是4个、5个或者更多个碱基对组成1个基因呢? 情境2：全球人口总数约为60亿。假设人类基因组中第l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?你与你的同桌相比，这个基因的脱氧核苷酸序列完全相同的可能性有多人? 提示：与情境2中第2问类似的情境是：袋子中装有红、橙、黄、绿、青、蓝、紫7个小球，从中抓出1个小球，抓到红球的可能性为l／7。 讨论 1．你如何理解DNA分子的多样性和特异性?你能从DNA水平分析生物体具有多样性和特异性的原因吗? 2．在刑侦领域，DNA分子能像指纹一样用来鉴定个人身份。你能结合脱氧核苷酸序列的多样性和特异性，分析这一方法的科学依据吗? 3．上面的探究是建立在所有碱基对的随机排列都能构成基因这一假设下的。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数千甚至数百万次。你认为基因是碱基对随机排列成的DNA片段吗?为什么? 【答案】1．碱基排列顺序的千变万化，构成了DNA分子的多样性，而碱基特定的排列顺序，又构成了每一个DNA分子的特异性。DNA分子的多样性和特异性是生物体多样性和特异性的物质基础。 2．提示：在人类的DNA分子中，核苷酸序列多样性表现为每个人的DNA几乎不可能完全相同，因此，DNA可以像指纹一样用来鉴别身份。 3．提示：可以从进化的角度来分析基因为什么不能是碱基的随机排列。 【课堂小结】碱基排列顺序的千变万化，构成了DNA分子的多样性，而碱基特定的排列顺序，又构成了每一个DNA分子的特异性。DNA分子的多样性和特异性是生物体多样性和特异性的物质基础。 【作业布置】 （一）基础题 1．判断下列表述是否正确。 (1)遗传信息是指DNA中碱基的排列顺序。 ( ) (2)DNA和基因是同一概念。 ( ) 2．下列有关基因的叙述，不正确的是： A．可以准确地复制； B．能够存储遗传信息； C．是4种碱基对的随机排列；D．是有遗传效应的脱氧核苷酸序列。 3．请分析DNA为什么能够作为遗传物质? （二）拓展题 下面是有关DNA与基因相互关系的认识，你同意这些观点吗?你认为DNA与基因有哪些区别与联系? 1．基因是DNA的片段，基因与DNA是局部与整体的关系。 2．基因在DNA上，DNA是基因的集合。 3．基因与DNA都是描述遗传物质的概念。基因侧重描述遗传物质的功能，DNA主要