高中生物人教版（2019）必修2 3.4基因通常是有遗传效应的DNA片段（共22张ppt）

(共22张PPT)
“基因”概念的演变
第3节：科学家通过实验证明DNA的半保留复制方式。
这种复制方式保证了遗传信息的稳定传递。
通过实验证明基因在染色体上，确认了基因的物质基础。
摩尔根
1910年
提出用“基因” 代替孟德尔提出的遗传因子
约翰逊
1909年
孟德尔
生物的性状是由遗传因子决定的，体细胞中遗传因子是成对存在的。
1865年
艾弗里
实验证明DNA是遗传物质。
1944年
揭示DNA的双螺旋结构，并提出DNA可能通过半保留方式进行复制。
沃森、克里克
1953年
提问：什么是基因？基因与DNA之间是什么关系呢？
第4节
基因通常是有遗传效应的DNA片段
1.通过资料分析，说明基因与DNA的关系。
2.运用数学方法说明DNA的多样性和特异性。
3.举例说明基因通常是有遗传效应的DNA片段。
4.认同遗传物质的结构与功能相适应、多样性与特异性相统一的观点。
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。
转基因鲤鱼（右）
讨论
1、为什么转基因鲤鱼的生长速度更快？
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？
因为外源生长激素基因整合到转基因鲤鱼的DNA中，并发挥了合成生长激素的作用，而生长激素可使鲤鱼的生长速率加快。
导入的是DNA分子的一段脱氧核苷酸序列。
基因和DNA是什么关系？
如人、牛、羊、草鱼的
说明基因与DNA关系的实例
[资料1] 大肠杆菌细胞的拟核有1个DNA分子，长度约为4700000个碱基对，在DNA分子上分布着大约4400个基因，每个基因的平均长度约为1000个碱基对。
一个DNA上含有多个基因。说明基因是一段DNA。
DNA分子数目 基因数目
基因的碱基对总数 DNA分子的碱基对总数
<
<
DNA中存在非基因片段。
一、说明基因与DNA关系的实例
资料2：生长在太平洋西北部的一种水母能发出绿色荧光(图B)，这是因为水母的DNA上有一段长度为5.17×103个碱基对的片段——绿色荧光蛋白基因。转基因实验表明，转入了水母绿色荧光蛋白基因的转基因鼠，在紫外线的照射下，也能像水母一样发光(图C)。
图C 正常光线（左）和紫外线照射下（右）的4只小鼠，其中3号小鼠为对照，1、2、4号小鼠转入了绿色荧光蛋白基因
图B 发出绿色荧光的水母
说明：
基因是特定的DNA片段，可以切除，可以拼接到其他生物的DNA上去，可独立起作用，从而获得某种性状（有遗传效应）。
资料3：人类基因组计划测定的是24条染色体（22条染色体+X+Y）上的DNA的碱基序列。其中，每条染色体上有1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%。
说明：
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。基因是一段DNA，但是一段DNA不一定是基因。
基因A
基因B
基因C
含有3个基因的DNA片段的模式图
一、说明基因与DNA关系的实例
归纳基因与DNA的关系
基因是有遗传效应的DNA的片段
资料1和3，从数量上说明
基因是DNA的片段。
资料2和问题探讨，从功能上说明
基因有遗传效应。
请从DNA水平上给基因下一个定义，要求既能反映基因与DNA的关系，又能体现基因的作用。
▌辩证思考：基因是有遗传效应的DNA片段。为什么本节标题有个“通常”？
基因是生物体遗传的功能单位和结构单位。
大多数生物以DNA作为遗传物质，其基因是有遗传效应的DNA片段
有些病毒的遗传物质是RNA，如人类免疫缺陷病毒（艾滋病病毒）、流感病毒，试推测这些病毒的基因的本质。
对于RNA病毒而言，其基因就是有遗传效应的RNA片段
RNA病毒
基因通常是有遗传效应的DNA片段
辩证思维：
完善概念:
构建基因的概念
HIV病毒
是生物体遗传的功能单位和结构单位。
染色体
脱氧核苷酸
基因
DNA
染色体是DNA的主要载体
每个染色体上 有1个或2个DNA
基因通常是有 遗传效应的DNA片段
每个DNA分子上含有多个基因
：是控制生物性状的结构功能单位
：是主要的遗传物质
基本组成单位
1.“人类基因组计划”最新研究表明：人体24条染色体上含有2万到3.5万个基因，这一事实说明(　 　)
A． 基因是有遗传效应的DNA片段
B． 一个DNA分子上有许多个基因
C． 基因是染色体片段
D． 基因只存在于染色体上
B
课堂检测
2.下列有关于基因的叙述，错误的是（　　）
　　A. 基因能控制生物的性状
　　B. 基因在染色体上呈线性排列
　　C. 基因是有遗传效应的蛋白质片段
　　D. 基因和DNA的基本组成单位相同
C
课堂检测
每一个基因都是特定的DNA片段
有着特定的遗传效应
1个DNA分子上有许多个基因
说明：DNA必然蕴含了大量的遗传信息
基因A
基因B
DNA只含有4种脱氧核苷酸
A
T
C
G
鸟嘌呤脱氧核苷酸
胞嘧啶脱氧核苷酸
胸腺嘧啶脱氧核苷酸
腺嘌呤脱氧核苷酸
为什么能储存大量的遗传信息呢？
思考.讨论 分析脱氧核苷酸序列与遗传信息的多样性
资料1：碱基对的排列顺序
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。
结论：DNA分子具有多样性
资料2：脱氧核苷酸序列
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多次（碱基的特定排序）。
结论：DNA分子具有特异性
思考.讨论 分析脱氧核苷酸序列与遗传信息的多样性
二、DNA片段中的遗传信息
1.遗传信息蕴藏在4种碱基（或脱氧核苷酸）的排列顺序之中。
DNA的多样性：碱基排列顺序的千变万化。
DNA的特异性：碱基特定的排列顺序。
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。
2.DNA上分布着许多个基因，基因通常是有遗传效应的DNA片段
3.有些病毒的遗传物质是RNA，对RNA病毒而言，基因就是有遗传效应的RNA片段
1. 科学研究发现，未经人工转基因操作的番薯都含有农杆菌的部分基因，而这些基因的遗传效应促使番薯根部发生膨大产生了可食用的部分，因此番薯被人类选育并种植。下列相关叙述错误的是（　　）
A. 农杆菌这些特定的基因可以在番薯细胞内复制
B. 农杆菌和番薯的基因都是4种碱基对的随机排列
C. 农杆菌和番薯的基因都是有遗传效应的DNA片段
D. 农杆菌这些特定的基因可能在自然条件下转入了番薯细胞
B
练习与应用：P59
练习与应用
2. 整理总结染色体、DNA和基因三者之间的关系，并以你认为最
简明的形式表示出来。
1.下列有关染色体、DNA、基因、脱氧核苷酸的说法，不正确的是（　　）
A. 基因中磷酸和脱氧核糖蕴含着遗传信息
B. 基因通常是具有遗传效应的DNA片段，一个DNA分子上可含有成百上千个基因
C. 一个基因含有许多个脱氧核苷酸，基因的特异性是由脱氧核苷酸的排列顺序决定的
D. 染色体是DNA的主要载体，一条染色体上含有1个或2个DNA分子
A
2.研究人员对数千种生物的DNA碱基序列进行测定发现,没有任何两个物种的DNA序列是一样的。 DNA具有多样性的主要原因是（ ）
A.DNA由4种碱基组成
B.DNA具有规则的双螺旋结构
C.DNA具有碱基互补配对的特点
D.DNA的碱基对有很多种不同的排列顺序
D
3.（多选）下列关于DNA或基因的叙述中，错误的是（　　）
A. 基因在染色体上呈线性排列
B. DNA分子具有多样性的主要原因是由于碱基配对方式的不同
C. 可利用DNA做亲子鉴定是因为DNA分子具有特异性
D. 基因只能是有遗传效应的DNA片段
BD
原核基因和真核基因的结构
真核基因的结构
原核基因的结构