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（课件共18张ppt）

(共18张PPT)
第三章 基因的本质
第4节 基因通常是有遗传效应的DNA片段
“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
1条染色体
1个DNA
1条染色体
2个 DNA
DNA是染色体的组成成分,
染色体是DNA的主要载体
一条染色体上含有1或2个DNA
DNA与染色体的关系如何？
黄身
白眼
红宝石眼
截翅
朱红眼
深红眼
棒眼
短硬毛
果蝇某一条染色体上的几个基因
基因在染色体上，呈线性排列；
一条染色体上有多个基因
基因与染色体的关系如何？
提问：什么是基因？基因与DNA之间是什么关系呢？
转基因鲤鱼（上）与对照鲤鱼（下）
（素材来自中国科学院水生生物研究所网站）
思考：导入的外源生长激素基因是一个DNA分子，还是DNA分子的一段脱氧核苷酸序列？
【资料】
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。
基因与DNA关系的实例
资料1：大肠杆菌细胞
大肠杆菌细胞的拟核有1个DNA分子；
DNA分子的长度约为4.7×106个碱基对；
DNA分子上分布了大约4.4×103个基因；
每个基因的平均长度约为1×103个碱基对。
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。
这些数字说明了什么呢？
基因与DNA关系的实例
资料2：绿色荧光水母&转基因荧光鼠
生长在太平洋西北部的一种水母能发出绿色荧光。
水母的DNA上有一段绿色荧光蛋白基因的片段，
长度为5.17×103个碱基对。
将绿色荧光蛋白基因转入小鼠体内，小鼠发荧光，使小鼠有了发荧光的性状。
说明：绿色荧光基因能控制生物性状。
具有遗传效应。
绿色荧光蛋白基因
绿色荧光蛋白
控制合成
绿色荧光
发出
资料二、生长在太平洋西北部的一种水母能发出绿色荧光，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。
绿色荧光蛋白基因
绿色荧光蛋白
控制合成
绿色荧光
发出
说明：基因是特定的DNA片段，可以控制某种性状。
基因与DNA关系的实例
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
基因与DNA关系的实例
资料4说明了肥胖基因的作用是什么？
含肥胖基因的小鼠
不含肥胖基因的小鼠
肥胖
不肥胖
肥胖基因能让小鼠肥胖。
相同食量
资料4：
肥胖小鼠
问题：①观察到什么实验现象？
②说明了肥胖基因的作用是什么？
具有遗传效应。
DNA
基因
归纳：
性状
基因通常是有遗传效应的DNA片段。
一个
或两个
脱氧核苷酸排
列顺序
染色体，DNA，基因，脱氧核苷酸的关系
通常
归纳：
为什么说“通常”？
有些病毒的遗传物质是RNA，
如HIV病毒（艾滋病病毒）、SARS-CoV-2病毒(新冠病毒）等。
对这类病毒而言，基因就是有遗传效应的RNA片段。
基因通常是有遗传效应的DNA片段。
说明基因与RNA关系的实例
计算公式：可能组合的基因种类=4n（n为碱基对数）
结论：DNA分子具有多样性
T
C
G
A
T
A
G
C
T
A
遗传信息
基本骨架
碱基排列顺序千变万化
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。
DNA片段中的遗传信息
资料2：前面数学模型模拟探究是建立在所有碱基对的随机排列都能构成基因这一假设下的。事实上，大部分随机排列的碱基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数千甚至数百万次。
在生物体内，基因中的碱基并不是随机排列的。
具有特定的遗传效应
你认为基因是碱基对随机排列成的DNA片段吗？
每个基因都是特定的DNA片段
具有特定的碱基排列顺序
碱基特定的排列顺序，构成了DNA的特异性。
DNA片段中的遗传信息
[讨论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
DNA分子的多样性
碱基特定的排列顺序
每个DNA分子的特异性
生物体的多样性
生物体的特异性
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片段中的遗传信息
DNA为什么可以像指纹一样用来识身份？
DNA可以像指纹一样用来识别身份，这种方法就是DNA指纹技术。
因为在人类的DNA中，核苷酸序列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。
此外，DNA指纹技术还可以用于亲子鉴定、死者遗骸的鉴定等。
总结
DNA能够储存足够的遗传信息
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
基因通常是有遗传效应的DNA片段。
RNA病毒体内的基因是：
有遗传效应的RNA片段。