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29张ppt）

(共29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
已知某DNA分子含有1000个碱基对，2400个氢键，则该DNA分子中含有鸟嘌呤脱氧核苷酸多少个？
若将其复制4次，共需要腺嘌呤脱氧核苷酸多少个，而其中第四次复制又消耗腺嘌呤脱氧核苷酸多少
新课导入
我国科学家将外源生长激素基因导入鲤鱼的受精卵中，培育出了转基因鲤鱼。
特点：转基因鲤鱼的生长速度加快。
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。
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，并发挥了促进生长激素合成的功能，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。
复习回顾
DNA
蛋白质
染色质
染色体
A
C
T
T
G
A
C
G
A
T
G
A
A
C
T
G
C
T
A
C
T
T
G
A
C
G
A
T
G
A
A
C
T
G
C
T
A
C
T
T
G
A
C
G
A
T
G
A
A
C
T
G
C
T
DNA是染色体的组成成分，染色体是DNA的主要载体。
1条染色体
1个DNA
1条染色体
2个DNA
复习回顾
2.基因在染色体上呈
1.一条染色体上有多个基因
果蝇某X染色体上一些
基因的示意图
短硬毛
棒状眼
深红眼
朱红眼
截翅
红宝石眼
白眼
黄身
1条染色体
1或2个DNA
基因
多个
线性排列
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？
为什么外源基因必须整合到受体细胞的DNA上才能发挥作用？科学家已经证实DNA为遗传物质，那么，基因与DNA之间是什么关系呢？
一、说明基因与DNA的关系的实例
1865
1952
1909
1910
1944
孟德尔
提出遗传因子概念，认为遗传因子决定生物性状。
摩尔根
通过实验证明基因位于染色体上，且呈线性排列。
赫尔希和蔡斯
揭示了DNA是噬菌体的遗传物质。
艾弗里
证明DNA是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。
约翰逊
提出用基因来代替遗传因子，但没有给基因的定义。
20世纪中叶
科学家
染色体主要是由两种物质组成——DNA和蛋白质
1928
格里菲斯
通过实验证明存在转化因子使R型活细菌转化为S型细菌。
1953
沃森和克里克
揭示DNA的双螺旋结构，遗传学跨入分子遗传学时代。
一、说明基因与DNA的关系的实例
一、说明基因与DNA的关系的实例
一、说明基因与DNA的关系的实例
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 基因，DNA分子的数目 基因数目。
　　 大肠杆菌所有基因的碱基总数 DNA分子的碱基总数，
这些数字说明了什么呢？
<
<
多个
说明基因是DNA的片段， DNA中存在非基因片段。
一、说明基因与DNA的关系的实例
一、说明基因与DNA的关系的实例
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：
基因具有特定的遗传效应。
绿色荧光蛋白基因
绿色荧光蛋白
控制合成
绿色荧光
发出
基因是特定的DNA片段，可以控制某种性状。
一、说明基因与DNA的关系的实例
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%。
基因A
基因B
基因C
含有3个基因的DNA片段的模式图
基因是DNA的片段，DNA中存在大量的非基因片段。
基因是一段DNA，但是一段DNA不一定是基因。
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。
什么样的DNA片段是基因呢？
一、说明基因与DNA的关系的实例
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。
基因通常是有遗传效应的DNA片段，是生物体遗传的功能单位和结构单位。
基因A
基因B
基因C
含有3个基因的DNA片段的模式图
绿色荧光蛋白基因控制合成绿色荧光蛋白，从而控制生物的性状；生长激素基因控制合成生长激素，从而促使鲤鱼的生长速率。
遗传效应：
指具有复制、转录、翻译、重组突变及调控等功能。
一、对DNA复制的推测
新冠病毒
艾滋病毒
SARS病
毒
流感病毒
对于RNA病毒来说，基因就是有遗传效应的RNA片段。
判断正误
习题检测
7
5
人类基因组计划测定的是24条染色体（22条常染色体+X+Y）
1.已知果蝇体细胞染色体有8条，进行“基因组测序”要测定其（ ）条染色体
2.已知豌豆体细胞2n=14，进行“豌豆基因组测序”要测定其（ ）条染色体
二、DNA片段中的遗传信息
1个DNA分子上有许多个基因
具有特定的遗传效应
每一个基因
都是特定的DNA片段
说明：
DNA蕴含大量的遗传信息
DNA只含有4种脱氧核苷酸（4种碱基），核苷酸的排列顺序中蕴藏着遗传信息。为什么DNA能够储存大量的遗传信息？
二、DNA片段中的遗传信息
T
G
A
A
T
C
T
G
A
A
T
C
外侧：基本骨架，由脱氧核糖和
磷酸交替连接（固定不变）
内侧：4种碱基对的排列（可变）
回忆DNA分子结构：
哪部分可以代表遗传信息？
遗传信息就蕴藏在4种碱基的排列顺序之中
遗传信息：DNA分子中碱基（或碱基对 、脱氧核苷酸）的排列顺序。
二、DNA片段中的遗传信息
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
DNA的多样性
若1个碱基对组成1个基因
若2个碱基对组成1个基因
若3个碱基对组成1个基因
4种
16种
64种
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种碱基的排列顺序与遗传信息的多样性却是可变的。
4
n
若n个碱基对组成1给基因
二、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。
二、DNA片段中的遗传信息
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，核苷酸序列多样性和特异性表现为每个人的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。
二、DNA片段中的遗传信息
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。
生物多样性和特异性的原因：
根本原因：DNA的多样性和特异性
直接原因: 蛋白质的多样性和特异性
细胞核
按照概念大小构建基因、DNA、染色体和细胞核的概念模型。
染色体
DNA
基因
基因是染色体上具有遗传效应的DNA片段。
二、DNA片段中的遗传信息
染色体
DNA是主要的 。
蛋白质
DNA
基因
脱氧核苷酸
每个DNA分子含有 个基因
基因通常是有 的DNA片段（本质）
基因在染色体上呈 。
基因是 的基本单位
染色体是DNA的 。
每条染色体含有 个DNA分子
每个基因含有 个脱氧核苷酸
脱氧核苷酸（碱基）的 代表遗传信息。
主要载体
1个或2
遗传物质
多
遗传效应
线性排列
决定生物性状
许多个
排列顺序
总 结
判断正误
1.基因是DNA上有一定功能的特异性碱基排列顺序。( )
2.DNA分子上每一个片段都是一个基因。( )
3.人体基因全部位于染色体上。( )
4.遗传信息储存在4种碱基的排列顺序中。( )
5.DNA分子具有多样性和特异性都与遗传信息有关。( )
√
×
×
√
√
习题检测
6.基因中碱基对的数目与其多样性有关。( )
7.基因的基本组成单位均为脱氧核苷酸。( )
8.从广义上来说,烟草花叶病毒具有遗传效应的RNA片段也叫作基因。( )
9.基因一定位于DNA上。( )
√
×
√
×
习题检测
例：下列关于DNA和基因相互关系的叙述,不正确的是(　　)。
A.基因通常是有遗传效应的DNA片段
B.生物体的DNA分子数目小于基因数目
C.基因在DNA上,DNA上所有序列都属于基因
D.基因并不是碱基对随机排列成的DNA片段
C
习题检测
例：下列物质从复杂到简单的结构层次关系正确的是(　　)。
A.染色体→DNA→脱氧核苷酸→基因
B.染色体→DNA→基因→脱氧核苷酸
C.基因→染色体→脱氧核苷酸→DNA
D.染色体→脱氧核苷酸→DNA→基因
B
习题检测
习题检测
例：下图是果蝇某条染色体上的一段DNA分子的示意图。下列说法正确的是(　　)。
A.白眼基因含有多个核糖核苷酸
B.白眼基因是有遗传效应的DNA片段
C.白眼基因位于细胞质内
D.白眼基因的基本组成单位是4种碱基
B
习题检测
例：“DNA指纹技术”在刑事侦破、亲子鉴定等方面作用巨大,这主要是根据DNA具有(　　)。
A.稳定性　　 B.特异性　　
C.多样性　 D.可变性
B