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案例一、DNA身份证与生物教学

  每个人的遗传基因(DNA)是独一无二的,所以利用个人的基因资料作为的身份证也是独一无二的。不但目前,即使是古今将来(除了单卵孪生外)也无人会相同。因此把这些资料放在卡内便成为最有效的身份证明,这就是“DNA身份证”。
1、创立遗传的基本规律情景
  通过实验我们可以了解到:基因是控制某一特定性状的染色体DNA长链上的一个片段,在遗传上遵循孟德尔定律,子代的基因必然是一半来自父亲,一半来自母亲。一个基因是由几百对到几千对碱基排列组成,所有的DNA分子组成大约三万个基因,每一个基因会发出指令,控制细胞的功能。DNA一经遗传终生不变。除同卵双胞胎外,世界上每个人的DNA都是独一无二的。也正因此,基因鉴定才成为人类个体识别和亲子鉴定的最有效和最准确的办法,所以做DNA身份证时,重点复习遗传定律。
2、创设遗传的基本物质情景
  科学家发现在人类的细胞里有四十六条含有DNA(脱氧核糖核酸)分子的染色体,是遗传的最基本的物质。每条染色体只包含单独一个DNA分子,这个DNA分子从染色体的一端申展至另一端。DNA的分子结构是由一个磷酸分子、一个糖(脱氧核糖)分子和4个碱基:嘌呤-腺嘌呤(A)和胸腺嘧啶(T),鸟嘌呤(G)和胞嘧啶(C)配对组成的一个双螺旋状的“梯型”结构。染色体共组成二十三对,其中一对为性别染色体,其余的二十二对为无性别染色体(通称常染色体)。做DNA身份证时首先要提取遗传物质——DNA,然后经过PCR反应得到独特的条带。
①DNA提取 -应用的检材可以是血液、精液、毛发、口腔刮物也可以是组织。
②获得DNA后通过PCR技术对基因扩增,获得更多的基因片段,然后通过琼脂糖凝胶电泳分析。
此处内容可联系到生物中复制、逆转录酶、逆转录、碱基互补配对、等位基因等知识。
3、创设生殖、发育、遗传和变异等知识运用情景
  由减数分裂和有性生殖引起的基因重组,通过产生不同基因的组合,都提高了群体的可遗传变异。例如,人有23对染色体,即使每对染色体只含有一对杂合的等位基因,通过自由组合就会产生出8万多种不同配子,这样在一个新生儿中就可能有6×l07个以上的基因重组。考虑到染色体上有许许多多对杂合基因,因此实际上基因重组数可能是一个天文数字。由此可见,一个个体所含的基因仅仅是种群中基因的小小组成部分。通过12个国际通用的基因位点,它们是在人体细胞的遗传信息携带者DNA分子的长链上选取的。这12个基因位点的组合,完全可以判定亲子关系。  
4、创设开放性问题情景
  DNA身份证除了作为身份证以外,还可用于医疗保健上,如对药敏、禁忌等生命体征了解等,从而准确下药;刑事案件方面,警方可以鉴定犯罪嫌疑人;还可使亲子鉴定简单化等等。
  通过DNA身份证创设情景,加强了现实问题与课本知识的联结。在具体的、新颖情景中,学生进一步巩固酶、中心法则、遗传、进化、变异等知识;而且学生关注热点的能力、分析问题、解决问题、综述的能力将得以提高。

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