《基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段》導(dǎo)學(xué)案

8/8第4節(jié)基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.舉例說(shuō)明基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段。2.應(yīng)用數(shù)學(xué)方法說(shuō)明DNA分子的多樣性和特異性。3.說(shuō)明基因和遺傳信息的關(guān)系?！緦W(xué)習(xí)重點(diǎn)】1.基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段。2.DNA分子的多樣性和特異性?！緦W(xué)習(xí)難點(diǎn)】脫氧核苷酸序列與遺傳信息的多樣性?！緶毓识隆?.孟德?tīng)枒?yīng)用__________方法，證明生物的性狀是由_________決定的。2.薩頓應(yīng)用_________方法推理基因與染色體存在什么關(guān)系？_________________________________________________________________________3.摩爾根應(yīng)用_______方法證明薩頓的假說(shuō)是正確的，并且還進(jìn)一步提出基因與染色體存在什么關(guān)系？___________________________________________。4.1909年，丹麥的生物學(xué)家_______給孟德?tīng)柕腳_______起了一個(gè)新名詞，叫________（Gene）。5.從1928年________的肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)，到1944年艾佛里的實(shí)驗(yàn)，再到1952年蔡斯和赫爾希的___________________實(shí)驗(yàn)，前后經(jīng)歷了24年，人們才確信_(tái)_____是遺傳物質(zhì)。后來(lái)研究又證明有些病毒的遺傳物質(zhì)是_____。因?yàn)榻^大多數(shù)的生物的遺傳物質(zhì)是____，所以說(shuō)______是主要的遺傳物質(zhì)?！緦W(xué)習(xí)過(guò)程】一、說(shuō)明基因與DNA關(guān)系的實(shí)例資料分析1、大腸桿菌的DNA與基因。分析DNA與基因在數(shù)量上存在什么關(guān)系？_______________________________2、海蟄的綠色熒光蛋白基因與轉(zhuǎn)基因技術(shù)。分析基因有什么作用？___________________________________3、人類基因組計(jì)劃（HGP計(jì)劃）：分析①NA上的所有堿基都參與構(gòu)成基因嗎？______________②人體體細(xì)胞有____條染色體，人類基因組計(jì)劃測(cè)定只測(cè)定其中的____條。為什么？_________________________________________________________。4、小鼠體內(nèi)的HMGIC基因與肥胖直接相關(guān)。分析說(shuō)明基因有什么作用？__________________________________________________________________二、DNA片段中的遺傳信息通過(guò)以上實(shí)例分析可知：每個(gè)染色體含有____個(gè)DNA分子，每個(gè)DNA分子有______個(gè)基因，每個(gè)基因都是特定的DNA片段，有著特定的_____________，這說(shuō)明DNA必然蘊(yùn)含了大量的_____________,即__________的排列順序。1.基因的化學(xué)組成：基因的基本單位是：____________________基因的_____________排列順序代表遺傳信息。例如：白花基因有特定的______________排列順序，這樣特定的排列順序就代表白花的遺傳信息。上一代傳給下一代的是____________而不是白花的本身，在下一代就可以將白花遺傳信息表達(dá)為白花。2.基因不同的實(shí)質(zhì)：不同的基因，______________排列順序不同，但是每個(gè)基因都有___________的排列順序3.基因的位置：___________是基因的主要載體，每個(gè)________含有一個(gè)DNA分子，每個(gè)DNA分子含有多個(gè)基因，基因在________上呈直線排列。4.基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段這就是說(shuō)，基因是DNA的片段，但必須具有遺傳效應(yīng)。有的DNA片段屬間隔區(qū)段，沒(méi)有控制性狀的作用，這樣的DNA片段就不是基因?？刂颇撤N性狀的基因有特定的DNA片段，蘊(yùn)含特定的遺傳信息，可以切除，可以拼接到其他生物的DNA上，從而獲得某種性狀的表達(dá)。例如：把牛的胰島素基因拼接到大腸桿菌的DNA上，大腸桿菌可以生產(chǎn)胰島素?？偨Y(jié)：____________蘊(yùn)藏在4種堿基的排列順序之中；堿基排列順序的_____________，構(gòu)成DNA分子多樣性，而堿基的__________的排列順序，又構(gòu)成了每一個(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)。DNA上分布著多個(gè)________，_______是有遺傳效應(yīng)的_____________。【隨堂訓(xùn)練】1.遺傳信息是指（）A.有遺傳效應(yīng)的脫氧核苷酸序列B.脫氧核苷酸C.氨基酸序列D.核苷酸2.下列關(guān)于基因的敘述不正確的是（）A.基因是決定生物性狀的基本單位B.基因的化學(xué)本質(zhì)是DNAC.基因只存在于細(xì)胞核中D.基因的脫氧核苷酸順序代表著遺傳信息3.人類14號(hào)染色體信息已破譯，總計(jì)含87410661個(gè)堿基對(duì)，并于2003年1月4日發(fā)表在英國(guó)科學(xué)周刊《自然》雜志上，研究報(bào)告稱，第14號(hào)染色體含有1050個(gè)基因和基因片段。則平均每個(gè)基因含有的堿基數(shù)為（）A.83248B.166496C.1050D.不能確定4.（）A.雙螺旋結(jié)構(gòu)B.磷酸和脫氧核糖的排列順序C.堿基互補(bǔ)配對(duì)原則D.脫氧核苷酸的排列順序5.蛋白質(zhì)分子、核酸分子均具有特異性，下列選項(xiàng)中與核酸分子特異性無(wú)關(guān)的是（）A.結(jié)構(gòu)單元的種類B.結(jié)構(gòu)單元的數(shù)目C.結(jié)構(gòu)單元的排列順序D.整個(gè)分子的空間結(jié)構(gòu)6.中國(guó)生物學(xué)家參與“人類基因組計(jì)劃”1%的草圖測(cè)序工作，生物學(xué)家測(cè)定的是（）A.DNA的堿基序列B.mRNA的堿基序列C.tRNA的堿基序列D.rRNA的堿基序列7.不同的雙鏈DNA之間存在著差異，其原因不可能是（）A.所含的堿基數(shù)目不同B.堿基的排列順序不同C.（A+T）∶（G+C）的比值不同D.（A+G）∶（T+C）的比值不同8.由120對(duì)堿基組成的DNA分子片段，可因其堿基對(duì)組成和序列的不同而攜帶不同的遺傳信息，其種類數(shù)最多可達(dá)（）A.4120B.1204C.460D.6049.“DNA指紋技術(shù)”在刑事偵破、親子鑒定等方面作用巨大，這主要是根據(jù)DNA具有（）A.穩(wěn)定性B.特異性C.多樣性D.可變性10.利用DNA分子雜交的方法，讓來(lái)自不同生物的兩條DNA分子單鏈進(jìn)行雜交，可以判斷兩種生物的親緣關(guān)系。已知人的一段DNA分子單鏈?zhǔn)牵篈GGCATAAACCA，下面給出四種生物相應(yīng)的一段DNA分子單鏈，其中與人親緣關(guān)系最遠(yuǎn)的是（）A.TCCGGGGAAGGTB.TCCGTGGAACGTC.TCCGTAGAAGGTD.TGCGGGGAAGGT11.基因芯片技術(shù)是近幾年才發(fā)展起來(lái)的嶄新技術(shù)，涉及生命科學(xué)、信息學(xué)、微電子學(xué)、材料學(xué)等眾多的學(xué)科，固定在芯片上的各個(gè)探針是已知的單鏈DNA分子，而待測(cè)DNA分子用同位素或能發(fā)光的物質(zhì)標(biāo)記。如果這些待測(cè)的DNA分子中正好有能與芯片上的DNA配對(duì)的，它（）A.基因芯片的工作原理是堿基互補(bǔ)配對(duì)B.待測(cè)的DNA分子首先要解旋變?yōu)閱捂?，才可用基因芯片測(cè)序C.待測(cè)的DNA分子可以直接用基因芯片測(cè)序D.由于基因芯片技術(shù)可以檢測(cè)未知DNA堿基序列，因而具有廣泛的應(yīng)用前景，好比能識(shí)別的“基因身份”12.左圖是用DNA測(cè)序儀測(cè)出的某人DNA片段的堿基排列順序。右四幅圖是DNA測(cè)序儀測(cè)出的另外四人DNA片段的堿基排列順序，請(qǐng)認(rèn)真比較這四幅圖，其中與左圖堿基排列順序最相似的是（）13.據(jù)圖3—8分析A中四只小鼠在正常光線下不會(huì)發(fā)出綠色熒光，B中1、2、4號(hào)鼠在紫外線照射下發(fā)出綠色熒光，是由于其轉(zhuǎn)入來(lái)自太平洋海蜇中的具_(dá)____________堿基對(duì)___________基因，并能在小鼠體內(nèi)指導(dǎo)______________合成，而3號(hào)沒(méi)有發(fā)出綠色熒光是因_______________________________，在實(shí)驗(yàn)中起_______________作用，由此推論基因具有_______________________________。14.“人類基因組計(jì)劃”是一個(gè)龐大的工程，參加這項(xiàng)計(jì)劃的有美、英、日、法、德和中國(guó)科學(xué)家，這項(xiàng)計(jì)劃的目標(biāo)是繪制四張圖，每張圖都涉及到人類一個(gè)染色體組，大約3～5萬(wàn)個(gè)基因。2000年6月26日，六國(guó)科學(xué)家向全世界宣布：“人類基因組草圖”的繪制已經(jīng)全部完成。它的實(shí)際內(nèi)容是人類24條染色體上的30億個(gè)堿基對(duì)的測(cè)序工作已經(jīng)完成，其準(zhǔn)確率達(dá)90％以上，2001年1月，六國(guó)科學(xué)家又宣布“人類基因組精圖”繪制完成。不久前，中國(guó)科學(xué)家宣布：我國(guó)在世界上第一次完成“水稻基因組”的全部測(cè)序工作。（1）“人類基因組計(jì)劃”需要測(cè)定人類的24條染色體的基因和堿基順序，試指出這24條染色體是___________，為什么不測(cè)定23條，因?yàn)開(kāi)__________________。（2）若水稻的體細(xì)胞中含24條染色體，則“水稻基因組”測(cè)定的染色體是_____條。（3）DNA分子只含有4種脫氧核苷酸，能構(gòu)成人的3～5萬(wàn)個(gè)基因的原因是________。（4）DNA克隆技術(shù)是指將外源DNA片段與運(yùn)載體結(jié)合，然后轉(zhuǎn)入某種生物細(xì)胞中進(jìn)行擴(kuò)增至幾百萬(wàn)倍的過(guò)程，你認(rèn)為轉(zhuǎn)入到______________細(xì)胞中較為合適，原因是______________________。（5）科學(xué)發(fā)現(xiàn)：人類蛋白質(zhì)有61%與果蠅同源，43％與線蟲(chóng)同源，46％與酵母菌同源，這一事實(shí)可以從_________水平說(shuō)明生物之間存在__________________關(guān)系。（6）你認(rèn)為完成“人類基因組計(jì)劃”有哪些意義？__________________________。（7）中國(guó)參與人類基因組計(jì)劃，測(cè)定了1％序列，其意義是___________________________________________________________________。15.人類基因組計(jì)劃的首要目標(biāo)是測(cè)定人類DNA中的堿基排列順序，測(cè)序的方法有多種?；瘜W(xué)修飾法是一種傳統(tǒng)的DNA序列分析法，是由美國(guó)哈佛大學(xué)的Maxam和GILbert發(fā)明的，其基本原理是：①用特制的化學(xué)試劑處理末端具放射性標(biāo)記的DNA片斷，造成堿基的特異切割，由此產(chǎn)生一組由各種不同長(zhǎng)度的DNA鏈組成的混合物。②將上述混合物經(jīng)凝膠電泳處理，將不同長(zhǎng)度的DNA鏈按大小分離。③再經(jīng)放射自顯影后，根據(jù)X光底片上所顯現(xiàn)的相應(yīng)譜帶，讀出待測(cè)DNA片段上的堿基排列順序。圖3—9是測(cè)定某DNA片段中胞嘧啶位置的過(guò)程示意圖（1）下列有關(guān)圖的敘述錯(cuò)誤的是A.化學(xué)試劑的作用是切割胞嘧啶脫氧核苷酸B.圖中所示的混合物是由5種不同的DNA片段組成的C.凝膠電泳的作用是將不同長(zhǎng)度（大小）的DNA片段分離開(kāi)來(lái)D.根據(jù)放射自顯影的結(jié)果可判定胞嘧啶在該DNA片段上的位置（2）若要判斷鳥(niǎo)嘌呤在該段DNA片段上的位置，在采用上述方法時(shí)：①用來(lái)切割DNA的化學(xué)試劑應(yīng)有什么特點(diǎn)？__________________________。②用該化學(xué)試劑處理后，獲得的混合物中，被32P標(biāo)記的有____________種？（3）從理論上分析，按化學(xué)修飾法來(lái)測(cè)定一段DNA（雙鏈）中的全部堿基順序，最少按圖所示模式操作________次？請(qǐng)簡(jiǎn)要說(shuō)明理由_____________________。

參考答案：1.A2.C3.D4.D5.D6.A7.D8.A9.B10.D11.C12.C13.5170綠色熒光綠色熒光蛋白沒(méi)有轉(zhuǎn)入綠色熒光基因?qū)φ仗囟ǖ倪z傳效應(yīng)14.（1）22條常染色體和X、Y兩條性染色體；因?yàn)閄、Y染色體上具有不同的基因和堿基序列，所以一共測(cè)定24條（2）12條（3）堿基對(duì)的排列順序多種多樣（千變?nèi)f化）（4）細(xì)菌等微生物細(xì)菌等微生物的繁殖速度快（5）分子；或遠(yuǎn)或近的親緣（6）能夠?yàn)榛蛑委?、藥物生產(chǎn)、疾病預(yù)測(cè)與防治、身份鑒定……帶來(lái)方便，同時(shí)也帶來(lái)一些社會(huì)倫理方面的問(wèn)題，如能否據(jù)此影響一個(gè)人的就業(yè)、保險(xiǎn)等權(quán)利。（7）關(guān)系到我國(guó)