负责老师：X老师

大家好，我是本次研学的指导师，X老师，欢迎大家来体验《神奇的DNA》的研学课程。

人类不曾停止探寻生命，只是生命比我们想象的也许还要更加神奇而神秘，老师将和同学们一起学习生物基因从科学的视角，揭开基因的神秘面纱！

二、关于“DNA与基因”（14分钟）地点：暂定

活动目标：

了解DNA与基因的知识

活动准备：

PPT

同学们了解DNA吗？

对，是人类的遗传物质，它的具体定义是什么呢？

DNA是存在于一切细胞中的生物遗传物质，为英文Deoxyribonucleic acid的缩写，中文译名为脱氧核糖核酸。

它是一种组织成染色体的核酸。DNA是由四种化学物质模块构成，称之为核苷酸碱基。它们分别是腺嘌呤（A）、胞嘧啶（C）、鸟嘌呤（G）和胸腺嘧啶（T）。DNA中的遗传密码为蛋白质的生产和生命繁殖所必需的所有成分提供了指导。

在哪里找到DNA？

DNA可以在我们细胞的细胞核中找到。被称为线粒体的细胞器也会产生自己的DNA。

DNA有什么作用呢？

1、亲子鉴定

鉴定亲子关系用得最多的是DNA分型鉴定。人的血液、毛发、唾液、口腔细胞等都可以用于用亲子鉴定，十分方便。

根据DNA信息确定家族

美国一位遗传学研究者通过在网上发布的人类DNA信息，可以轻而易举地确定从研究对象组中随机选出的5个匿名者的身份，还找到了其整个家族，确定了近50人的身份。我们利用DNA的特性既可以帮助被拐家庭找到孩子，也可以协助刑侦破案。

DNA的发展计划？

人类基因组计划(human genome project，HGP)是由美国科学家于1985年率先提出，于1990年正式启动的。美国、英国、法兰西共和国、德意志联邦共和国、日本国和中国科学家共同参与了这一价值达30亿美元的人类基因组计划。这一计划旨在为30多亿个碱基对构成的人类基因组精确测序，发现所有人类基因并确定其在染色体上的位置，破译人类全部遗传信息。与曼哈顿原子弹计划和阿波罗登月计划并称为三大科学计划。

了解了DNA的知识，老师要问同学们一个问题你们知道我们为什么每个人都长得不一样吗？

对，和DNA有关，准确的说在我们的身体里，有一种叫基因的东西，它们通过各种搭配、组合，决定着人体各部分的特征，比如五官、肤色、高矮、胖瘦等。由于每个人体内的基因组合的方式不同，所以谁和谁长得都不一样。对于双胞胎来说，他们的基因组合方式差不多，所以看起来就非常相像。但如果仔细观察，就会发现他们的身上也有不同的地方哟!

同学们长得既像爸爸，又像妈妈，是因为同时继承了爸爸和妈妈的基因。基因是一种可以遗传的物质，除了外貌，爸爸妈妈的性格、身材、疾病等，也会通过基因遗传给孩子。

什么是基因呢？基因和我们今天要讲的DNA是什么关系？

什么是基因，基因=DNA吗？我们可能往往会被一些专用名词所困扰，让我们先来理清一些概念，然后来进一步的进入神奇DNA的探索。要了解基因，首先了解基因科学发展史上的几个人，因为没有这几个人，我们就无从谈起基因。

图片中的第一个人，孟德尔是基因的发现者，在1865年孟德尔的豌豆实验证明了遗传因子的存在，他当时发现了植物和动物在繁衍的过程当中有一种遗传现象和遗传规律，他提出是一种遗传因子在繁衍的过程中起到重要的作用，那么这个遗传因子就是我们现在所说的基因。第二个人是摩尔根，他的贡献在于，证明了基因是存在于染色体上面的，他是从果蝇的研究当中得出这个结论的，科学家在做很多实验中，要是以人为样本，是违背伦理的，我们的研究样本大都是果蝇，小白鼠等这些动物。摩尔根通过他的果蝇实验证明了基因是存在于染色体上面的。第三个和第四个人，沃森和克里克，他们两个人的贡献在于发现了基因的结构，基因是一个双螺旋的结构。首先我们来了解一下基因的概念：基因就是DNA分子上携带有遗传信息的功能片段，不是所有的DNA分子都叫做基因，DNA分子很长，是脱氧核糖核酸链，只有这条链上携带有遗传信息的片段，才叫做基因。基因就像一个优盘，这个优盘里面存储着遗传信息，而另一些DNA片段没有存储信息，基因是目前自然界发现的最高效最奇妙的携带信息的载体，我们肉眼甚至都看不到的一个小小片段，却携带我们所有的生命信息。

比如：你为什么个子高或者个子矮，为什么你的性格比较豪爽或者细腻，为什么你是单眼皮、是黄色皮肤，而有的人是双眼皮皮肤偏白等等，有的人为什么容易得心血管病，有的人容易得癌症。我们中国人常说“命运”，说命由天定，运在人为，其实现在知道你的命就在基因里面，而运呢，是你后天的修炼。通俗理解基因，他是一张生命的图纸，我们造一栋大厦要有设计图，如果这个图纸上没有设计电梯，或者设计图水泥的标号点错一位小数点，你知道会出现什么后果吗？要不就造成严重堵塞，要不大厦会坍塌。也就是说我们基因的关键信息出错误的时候就会导致严重的疾病，甚至导致先天残疾。

基因决定着我们人类一切的性状：从上图我们看到：①人类的肤色，比如肤色有白种人、黄种人、黑人，还有紫色的人种，紫色人种不常见、这都是受基因控制的；② 胖瘦也是与基因有关，比如有个肥胖基因FTO，通过基因的检测，就能从这个基因的突变上找到一些胖瘦的依据；③ 还有身高——有的人特别高，有的人特别矮，这些都是受基因的影响，但不是单个基因就能影响，而是受多个基因的影响。④有的人抽了一辈子烟却没有得肺癌，是因为他身体修复基因突变的蛋白很好，如果我们修复的基因的蛋白有突变，甚至是纯合突变，修复能力很差，这个时候烟对于你来说就像一个魔鬼时时刻刻在侵蚀你的身体。

因此，1987年诺贝尔医学奖获得者利川根进博士说过一句著名的话：除了外伤，人类所有的疾病都与基因有关，现代医学研究证明，人类疾病都直接或间接的与基因有关。复杂性疾病的发生与发展是内部因素与外部因素共同作用的结果。什么叫做直接和间接有关呢？比如说有些单基因病，像地中海贫血，唐氏综合征等，仅仅因为1个基因的突变导致的严重疾病，不受任何外在环境因素影响，这就是直接关系。如果跟遗传因素有关，还受到环境、饮食等因素的影响，就叫做间接的作用。比如我们有一些复杂慢病的遗传因素占比可能只有30%或者40%，这样是不直接受基因决定，但是是受基因影响的。

三、神奇的DNA（5分钟）地点：暂定

活动目标：

了解人和动植物的DNA关系

活动准备：

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人体拥有30亿碱基对，这些基因构件造就了我们。但在这三十亿碱基对中，只有很小一部分独属于你。这么说吧，无论你旁边坐着谁，你们的基因相似度都高达99.9%。

最近，物理学家及企业家Riccardo Sabatini在一场TED演讲中告诉大家：如果把你的全部遗传密码打印出来，那么将耗费26.2万页张纸(或175本大书)；在这么多页纸中，只有500页独属于你。原因在于：人类和动物共享很大一部分相同基因，它们执行着类似功能。

人和人：基因相似度高达99.9%。其余基因决定了你的肤色、发色、是否容易患特定疾病……

人和黑猩猩：2005年，一项研究表明，人类和黑猩猩的基因相似度高达96%。在演化进程中，黑猩猩和人类的亲缘关系最近。

人和猫：其实，猫比你想象的更像人。2007年，一项研究发现，人类和阿比西尼亚家猫的基因相似度高达90%。

人和老鼠：在蛋白质编码基因方面，人类和老鼠的相似度高达85%；但非编码基因的相似度只有50%。美国国家人类基因组研究所认为，这种相似度来源于8千万年前的共同祖先。

人和牛：2009年，《Science》发表了一份报告，称人类和家养牛的基因相似度为80%。

人和果蝇：人类和昆虫的基因相似度稍有下降。举例而言，人类和果蝇的致病基因相似度为61%。这很重要，因为NASA通过研究昆虫，探究太空旅行对基因造成的影响。

人和鸡：尽管这种身披羽毛的下蛋动物和人类样貌差异极大，但人类和鸡的基因相似度仍有60%。

人和香蕉：人类和香蕉的基因相似度竟高达60%！这简直令人诧异。

四、提取香蕉的DNA（35分钟）地点：暂定

活动目标：

学会并动手提取香蕉的DNA

活动准备：

香蕉、自封袋、热水、盐、洗涤剂、外用酒精、滤纸、高玻璃杯、勺子

我们和香蕉的DNA相似度有60%，同学们想不想知道香蕉的DNA长什么样子？

今天我们要自己动手提取香蕉的DNA哦！

步骤如下:

1、将外用酒精放入冰箱冷藏箱，让其冷藏几分钟备用。

2、将半根香蕉去皮放入自封袋，密封好后将香蕉捏成糊状。

3、在杯中加入半杯热水和一勺盐，将盐水倒入自封袋中，然后将袋子封口。轻轻揉捏混合盐水和捣烂的香蕉。

4、将半勺洗涤剂倒入自封袋中，轻轻地混合均匀。

5、将滤纸放在玻璃杯上，并把自封袋内的混合物小心的经过滤纸倒入玻璃杯中，然后将滤纸扔掉。

6、从冰箱里取出酒精，倾斜玻璃杯，慢慢将酒精倒入玻璃杯中，知道原有液体上形成一层至少2cm的酒精层。(DNA溶于水不溶于乙醇）

注意：尽量将酒精和香蕉混合物分开，可以慢慢的完成此步骤。

将双层混合物静置10分钟，你会发现酒精层中会出现一些白色絮状的东西，那就是香蕉的DNA！

同学们学会了吗？现在你们每人都会有一份实验器材，按照步骤操作吧！有任何不懂的问题都可以举手问老师哦！

分离好的同学，可以先把使用过的器材清洗干净！

五、收获与分享（5分钟）

同学们真棒，今天我们了解了神奇的DNA，谁可以和老师分享一下收获和感想？

说的不错，今天的家庭任务是，回家用同样的办法提取草莓的DNA并拍照哦！

六、结束语

今天的研学课程到这里就结束啦！非常感谢同学们陪老师度过的愉快时光，期待我们下次再见！

七、课程反思