3.4 基因通常是有遗传效应的DNA片段 课件 (共17张PPT)2023-2024学年高一生物人教版（2019）必修2

(共17张PPT)
基因通常是有遗传效应的DNA片段
第4节
人教版 必修2
1.能够说明基因与DNA的关系 。
2. 能举例说明基因通常是有遗传效应的DNA片段。
3.能够运用数学方法说明DNA的多样性和特异性。
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？
转基因鲤鱼（右）
【答案】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。
【答案】导入的是DNA分子的一段脱氧核苷酸序列。
一、说明基因与DNA关系的实例
思考·讨论
分析基因与DNA的关系
[资料1]大肠杆菌细胞的拟核有1个DNA分子(图A)长度约为4.7×10个碱基对，在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。
图A 正分裂的大肠杆菌，细胞内的DNA被染成红色
一个DNA上含有多个基因。说明基因是一段DNA。
基因的碱基对总数 DNA分子的碱基对总数
分析讨论1
<
<
DNA分子数目 基因数目
[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
[资料2]
水母这一荧光性状为什么能在小鼠身上表现？
分析讨论2
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，从而获得某种性状，所以基因是遗传物质的结构单位。
荧光水母
[资料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DNA的碱基序列。每条染色体上有一个DNA分子。这24个DNA分子大约含有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%。
分析讨论3
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。
基因是有遗传效应的DNA片段。
构成基因的碱基数 < 碱基总数
--ATGCATGCATCCATGCTAGCCATCCCTAAGGACAG---
--TACGTACGTAGGTACGATCGGTAGGGATTCCTGTC---
基因
基因
非基因片段
基因A
基因B
基因C
含有3个基因的DNA片段的模式图
结论：一个DNA分子上有许多个基因，每一个基因都是特定的DNA片段，有着特定的遗传效应。
基因是有遗传效应的DNA片段
遗传效应：
指具有复制、转录、翻译、重组突变及调控等功能。
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）
1、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
思考1：4种碱基的排列如何构成复杂多样的遗传信息呢？
情景1：假设长度为100个碱基对的脱氧核苷酸序列组成一个基因，那么100个碱基对可以排列成多少种基因？
2、分析脱氧核苷酸序列与遗传信息的多样性：
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
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
若n个碱基对组成1个基因
4n种
情景2：假设人类基因组中第1号染色体的第一个基因是由100个碱基对随机排列构成的，那么100个碱基对的所有排列是否都有机会出现呢？
思考2：你和你的同桌相比，这个基因的碱基对序列完全相同的可能性有多大呢？
1/4100× 1/4100约等于0
虽然碱基对的排列是多样的，但对于具体的个体、具体的基因来说，只能是其中的一种，即DNA分子具有特异性
遗传信息蕴藏在4种碱基的排列顺序之中。
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。
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
注意：DNA分子中含有没有遗传效应的片段，这些没有遗传效应的片段不叫基因。
烟草花叶病毒
流感病毒
染色体
DNA
基因
脱氧核苷酸
染色体是DNA的主要载体
每个染色体上有一个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
尝试绘制：基因、DNA、染色体、脱氧核苷酸关系概念图