2020-2021学年高一下学期生物人教版必修2-3.4基因通常是具有遗传效应的DNA片段课件 （26张ppt）

(共26张PPT)
3.4基因通常是具有遗传效应的DNA片段
新知导入
问题探讨
我国科学家将外源生长激素基因导入鲤鱼的受精卵，培育出了转基因鲤鱼。与对照组相比，转基因鲤鱼的生长速率加快。
据科学家介绍，外源基因导入受体细胞后，必须整合到受体细胞的DNA上才能发挥作用。
1.为什么转基因鲤鱼的生长速率更快？
外源生长激素基因在鲤鱼细胞内表达，产生了外源生长激素，促进了鲤鱼的生长
新知导入
问题探讨
我国科学家将外源生长激素基因导入鲤鱼的受精卵，培育出了转基因鲤鱼。与对照组相比，转基因鲤鱼的生长速率加快。
据科学家介绍，外源基因导入受体细胞后，必须整合到受体细胞的DNA上才能发挥作用。
2.导入的外源基因是1个DNA分子，还是DNA分子的一段脱氧核苷酸序列？
导入的外源基因是控制生长激素合成的一段有遗传效应的DNA分子的脱氧核苷酸序列
合作探究
结合教材P57~58的资料,分析并思考:
1.通过阅读教材P57~58的资料分析,完成下表。
2.请画出基因与染色体、DNA、脱氧核苷酸之间的关系图。
知识点一、基因是具有遗传效应的DNA片段
　　 结 论
资料1
资料2
资料3
资料4
新知讲解
知识点一、基因是具有遗传效应的DNA片段
正在分裂的大肠杆菌，细胞内的DNA被染成红色
1、大肠杆菌细胞的拟核有1个DNA分子，长度约为4 700 000个碱基对，在DNA分子上分布着4 400个基因，每个基因的平均长度约为1 000个碱基对。
分析资料1，你能得出什么结论？
大肠杆菌一个DNA上含有多个基因。大肠杆菌所有基因的碱基总数小于DNA分子的碱基总数，说明基因是DNA的片段， DNA 中存在非基因片段。
基因一定是DNA片段，但一个DNA片段不一定是基因。
DNA片段
基因1
基因2
基因3
非基因片段
非基因片段
非基因片段
基因和DNA的关系图
2、生长在太平洋西北部的一种海蛰能发出绿色荧光，这是因为海蛰的DNA分子上有一段长度为5170个碱基对的片段——绿色荧光蛋白基因。转基因实验表明，转入了海蛰的绿色荧光蛋白基因的转基因鼠，在紫外线的照射下，也能象海蛰一样发光。
资料2说明了什么？
把海蜇的绿色荧光基因转入鼠的体内，鼠体内出现了以前没有的荧光。说明基因能控制生物性状，基因有遗传效应。它可以独立起作用。
3、人类基因组计划测定的是24条染色体（22条常染色体+X+Y）上的DNA的碱基序列。其中，每条染色体上有一个DNA分子。这24个DNA分子大约有31.6亿个碱基对，其中，构成基因的碱基数占碱基总数的比例不超过2%。
分析资料3，你能得出什么结论？
基因是DNA的片段，DNA中存在大量的非基因片段。基因不是连续分布在DNA上的，而是由碱基序列将其分隔开的。
人体中构成基因的碱基对组成比较少，占全部碱基总数不超过2%。这说明并不是随便一段DNA就称为基因。基因是一段DNA，但是一段DNA不一定是基因。
4、不少人认为，人和动物体的胖瘦是由遗传决定的。近来的科学研究发现，小鼠体内的HMGIC基因与肥胖直接相关。具有HMGIC基因缺陷的实验鼠与作为对照的小鼠，吃同样多的高脂肪食物，一段时间后，对照组的小鼠变得十分肥胖，而具有HMGIC基因缺陷的实验鼠体重仍然保持正常。
资料4说明了什么？
没有HMGIC基因，就没有肥胖的表现，有HMGIC基因就有肥胖表现。说明基因能控制生物的性状。人和动物的胖瘦是受基因控制的。
分析资料4和资料2你能得出什么结论？
基因具有遗传效应。基因能控制蛋白质合成，从而控制生物的性状。
结合上述资料，从DNA水平上给基因下一个完整的定义。
基因是有遗传效应的DNA片段。
基因是生物体遗传的功能单位和结构单位。
基因是DNA片段，不是连续分布在DNA上，而是由碱基序列将其分隔开；它能控制性状，具有特定的遗传效应。
基因的定义：通常是有遗传效应的DNA片段。
基因A
基因B
基因C
含有3个基因的DNA片段的模式图
遗传效应:能复制,传递和表达性状的过程。
染色体
DNA
基因
脱氧核苷酸
染色体是DNA的主要载体
每个染色体上有1个或2个DNA分子
基因是有遗传效应的DNA片段
每个DNA分子上有许多基因
基因中的脱氧核苷酸排列顺序代表着遗传信息
每个基因由许多脱氧核苷酸组成
DNA是主要的遗传物质
基因与染色体、DNA、脱氧核苷酸之间的关系图
染色体
DNA
基因
脱氧核苷酸
课堂练习
例1　下列关于染色体、DNA、基因、脱氧核苷酸间的关系的叙述正确的是(　　)。
A.染色体是基因的主要载体,基因在染色体上线性排列
B.基因是DNA上的片段,DNA上的片段即基因
C.基因是脱氧核苷酸对随机排列的DNA片段
D.DNA分子所含脱氧核苷酸对数等于其上所有基因脱氧核苷酸对数之和
A
合作探究
知识点二、DNA分子的多样性和特异性
阅读课本P58~59内容，思考并回答：
1.如何理解DNA分子的特异性及遗传信息的特异性

2.导致DNA分子多样性的原因是什么

3.DNA结构的特性有哪些 可否利用DNA分子中不具有遗传效应的非基因片段来鉴别生物体 为什么
新知讲解
知识点二、DNA分子的多样性和特异性
一个DNA分子上有许多基因，每一个基因都是特定的DNA片段，有着特定的遗传效应。DNA必然蕴含着大量的遗传信息。
分析脱氧核苷酸序列与遗传信息的多样性
资料1 1个DNA分子的基本骨架是由脱氧核糖和磷酸交替连接而成的，从头至尾没有变化，而骨架内侧4种碱基的排列顺序却是可变的。
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（这仅仅是假设）；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。
资料2 资料1的推算是建立在所有碱基对的随机排列都能构成基因这一假设上的。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许多次。
分析脱氧核苷酸序列与遗传信息的多样性
1.如果是100个碱基对组成1个基因可能组合成多少种基因？
4100种
2.怎样理解DNA的多样性和特异性？你能从DNA的结构特点分析生物体具有多样性和特异性的原因吗？
碱基排列顺序的千变万化，构成了DNA的多样性，而碱基特定的排列顺序，又构成了每个DNA分子的特异性。DNA的多样性和特异性是生物体多样性和特异性的物质基础。
3.在刑侦领域，DNA能像指纹一样用来鉴定个人身份。结合脱氧核苷酸序列的多样性和特异性，你能分析这一方法的科学依据吗？
在人类的DNA中，脱氧核苷酸序列的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。
4.你认为基因是碱基对随机排列成的DNA片段吗？为什么？
基因不是碱基对随机排列构成的DNA片段。理论上，所有碱基对的随机排列都能构成基因，但是在生物的进化过程中，由于自然选择的作用，环境只选择能与其相适应的物质或生物，因此一些随机排列的脱氧核苷酸序列会因不被选择而消失。
研究表明，DNA能够储存足够量的遗传信息；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的多样性，而碱基特定的排列顺序，又构成了每个DNA分子的特异性；DNA的多样性和特异性是生物体多样性和特异性的物质基础。DNA上分布着许多个基因，基因通常是有遗传效应的DNA片段。
（1）稳定性：是指DNA双螺旋空间结构的相对稳定性。每个特定的DNA分子中，碱基的数量和排列顺序稳定不变。
（2）多样性：尽管组成DNA的碱基只有四种，而四种碱基的配对方式只有两种，但是碱基的排列顺序可以千变万化，因而构成了DNA的多样性。
（3）特异性：每个特定的DNA分子中都存在特定的碱基排列顺序，而特定的碱基排列顺序中有遗传效应的片段代表遗传信息，所以每个特定的DNA分子中都储存着特定的遗传信息，这种特定的碱基排列顺序就构成了每个DNA分子的特异性。
DNA结构的特性
课堂练习
例2　通过分析发现甲、乙两个生物细胞中DNA碱基总量完全相同,且4种碱基的量也分别相同。下列对此现象的解释,正确的是(　　)。
A.这两个生物的DNA的分子数相同
B.这两个生物的遗传信息完全相同
C.这两个生物的性状相同
D.不足以做出什么判断
D
课堂总结
板书设计
基因通常是具有遗传效应的DNA片段
一、基因是具有遗传效应的DNA片段
二、DNA分子的多样性和特异性