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24张ppt）

(共24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
说明基因与DNA关系的实例
DNA复制的相关计算
随堂练习
DNA片段中的遗传信息
基因通常是有遗传效应的DNA片段
目录
问题探讨
我国科学家将外源生长激素基因导入鲤鱼受精卵，培育出转基因鲤鱼，与对照组相比，生长速度加快。
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.为什么转基因鲤鱼生长更快？
2.导入的外源基因是一个DNA分子，还是DNA片段？
因为外源生长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。
转基因鲤鱼（左）
说明基因与DNA关系的实例
资料一：大肠杆菌细胞的拟核有1个DNA分子，长度约为4. 7×106个碱基对，在DNA分子上分布着大约4.4×103个基因，每个基因的平均长度约为1×103个碱基对。
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。
资料三：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%。
生物体内的DNA分子数目与基因数目相同吗？生物体内所有基因的碱基总数与DNA分子的碱基总数相同吗 如果不同，说明了什么？
讨论：
说明基因与DNA关系的实例
生物体内的DNA分子数目与基因数目相同吗？生物体内所有基因的碱基总数与DNA分子的碱基总数相同吗 如果不同，说明了什么？
讨论：
1、生物体内的DNA分子数目小于基因数目
2、生物体内所有基因的碱基总数小于DNA分子的碱基总数
3、这说明基因是DNA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A
基因B
基因C
含有3个基因的DNA片段的模式图
非基因片段
非基因片段
非基因片段
非基因片段
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
如果从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，该怎么定义。
大肠杆菌、人的全部基因的碱基总数只是DNA分子碱基总数的一部分
基因是DNA片段
转入绿色荧光蛋白基因的水母发出绿色荧光
转入生长素基因的鲤鱼生长迅速
基因具有遗传效应
基因是____________的__________。
基因的作用 与DNA的关系
有遗传效应
DNA片段
这适用于所有生物吗？
说明基因与DNA关系的实例
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
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
HIV病毒
基因是生物体遗传的功能单位和结构单位。
说明基因与DNA关系的实例
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。
DNA片段中的遗传信息
为什么DNA的4种脱氧核苷酸，能够储存大量的遗传信息？
1个DNA分子上有许多个基因
每一个基因都是特定的DNA片段
基因具有特定的遗传效应
这说明DNA必然蕴含了大量的遗传信息。
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？
分析脱氧核苷酸序列与遗传信息的多样性
7种音符可以组成各种美妙的旋律,。26个字母可以组成许许多多词汇和句子，形成传递和交流信息的语言。
那么由4种碱基排列而成的脱氧核苷酸序列，足以储存生物体所必需的全部遗传信息吗？
DNA片段中的遗传信息
T
G
A
A
T
C
T
G
A
A
T
C
资料：1个DNA分子的基本骨架是由磷酸和脱氧核糖交替连接而成的，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
DNA片段中的遗传信息
若1个碱基对组成1个基因有_____种排列方式
若2个碱基对组成1个基因有_____种排列方式
若3个碱基对组成1个基因有_____种排列方式
若100个碱基对组成1个基因有_____种排列方式
若n个碱基对组成1个基因有_____种排列方式
4
16
64
4n
4100
碱基排列顺序千变万化
DNA的多样性
构 成
注意：理论上，每一个基因中的碱基对是可以随机排列的，但从进化角度分析，大量随机排列的核苷酸序列一般不能表达出某种适应环境的性状，这种序列在长期进化过程中会逐渐被淘汰掉。
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。
DNA片段中的遗传信息
讨论：
1、怎样理解DNA的多样性和特异性？
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
2、在刑侦、亲子鉴定领域，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。
3、基因是碱基对随机排列成的DNA片段吗？
不是；
基因的碱基序列都有特定的排列顺序
DNA片段中的遗传信息
研究表明，DNA分子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分子的多样性，而碱基的特定的排列顺序，又构成了每一个DNA分子的特异性；
DNA分子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分子上分布着多个基因，基因通常是有遗传效应的DNA片段。
DNA片段中的遗传信息
基 因
染色体
脱氧核苷酸
DNA
每条染色体上含有1个或2个DNA分子
DNA是主要的遗传物质
每个DNA分子含有许多个基因
染色体是DNA的主要载体
基因在染色体上呈线性排列
基因通常是有遗传效应的DNA片段
是遗传物质的结构和功能单位
基因中的脱氧核苷酸
排列顺序代表遗传信息
遗传因子
新名
蛋白质+
染色质
同种物质
多个脱氧核苷酸构成了基因
DNA片段中的遗传信息
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
每个基因都有特定的碱基排列顺序，
随堂练习
随堂练习
人的长相、肤色、体重等外貌特征都与基因有着密不可分的关系。下列有关基因的说法，正确的是（ ）
A．基因就是有遗传效应的DNA片段
B．基因和染色体的行为存在平行关系
C．基因与性状之间是一一对应的关系
D．真核细胞内的基因只位于染色体上
B
A、遗传物质为DNA时，基因是有遗传效应的DNA片段，某些病毒的遗传物质为RNA时，基因是有遗传效应的RNA片段，A错误；
B、染色体是基因的主要载体，基因和染色体的行为存在平行关系，B正确；
C、基因与性状之间不一定是一一对应的关系，例如有些性状由多对等位基因控制，C错误；
D、真核细胞内的基因大多位于染色体上，少数基因位于线粒体、叶绿体中，D错误。
随堂练习
下列关于基因的说法，正确的是（ ）
A．基因一词是由美国生物学家摩尔根提出的
B．真核生物的基因均在染色体上
C．基因的基本组成单位均为脱氧核苷酸
D．基因可以是一段DNA，但一段DNA不一定是基因
D
A、基因一词是由丹麦生物学家约翰逊提出来的，A错误；
B、染色体是真核生物的基因的主要载体，此外在叶绿体和线粒体内也有少量基因，B错误；
C、对于某些病毒而言，基因是具有遗传效应的RNA片段，此时基因的基本组成单位是核糖核苷酸，C错误；
D、基因通常是有遗传效应的DNA片段，基因可以是DNA片段，但DNA片段不一定是基因，如DNA片段中非遗传效应片段不是基因，D正确。
随堂练习
B
对真核生物而言，基因是指（ ）
A．具有遗传效应的RNA片段
B．具有遗传效应的DNA片段
C．能控制生物性状的染色体片段
D．具有遗传效应的DNA片段或RNA片段
对真核生物而言，基因是具有遗传效应的DNA片段，B正确，ACD错误。
故选B。
C
随堂练习
基因是有遗传效应的DNA片段。下列关于基因和染色体关系的表述，正确的是（ ）
A．染色体是由基因和DNA组成
B．一条染色体上只有一个基因
C．一条染色体上可能含有2个DNA分子
D．DNA的任意片段都是基因
A、染色体由DNA和蛋白质组成，A错误；
B、一条染色体含有多个基因，基因在染色体上呈线性排列，B错误；
C、一条染色体上可能含有2个DNA分子（DNA复制后到着丝粒/着丝点分裂前），C正确；
D、DNA有遗传效应的片段才是基因，D错误。
B
随堂练习
下列关于基因、DNA和染色体关系的叙述，错误的是（ ）
A．一条染色体上可以含有两个DNA分子
B．生物体内的DNA分子数目大于基因数目
C．基因是有遗传效应的DNA或RNA片段
D．DNA的载体除了染色体，还有线粒体、叶绿体等
A、DNA复制后，一条染色体上含有两个姐妹染色单体、两个DNA分子
B、基因通常是有遗传效应的DNA片段，一个DNA分子上很多基因，故生物体内的DNA分子数目小于基因的数目，B错误；
C、对以DNA为遗传物质的生物，基因是有遗传效应的DNA片段；对以RNA为遗传物质的生物，基因是有遗传效应的RNA片段，所以基因是有遗传效应的DNA或RNA片段，C正确；
D、真核生物的DNA主要分布在细胞核中，和蛋白质结合形成染色体（质），线粒体和叶绿体中也有DNA分布；原核生物的DNA主要分布在细胞质，所以DNA的载体除了染色体，还有线粒体、叶绿体等，D正确。
A
随堂练习
关于染色体、DNA、基因关系的叙述正确的是（ ）
A．一个DNA分子上通常有多个基因
B．DNA片段就是基因
C．DNA是染色体的唯一成分
D．三者的基本结构单位都是脱氧核苷酸
A、基因是有遗传效应的DNA片段，一个DNA分子上有多个基因，A正确；
B、基因是有遗传效应的DNA片段，B错误；
C、染色体主要由DNA和蛋白质组成，C错误；
D、染色体由DNA和蛋白质组成，DNA的基本组成单位是脱氧核苷酸，蛋白质的基本组成单位是氨基酸，DNA和基因的基本结构单位都是脱氧核苷酸，D错误。
B
随堂练习
关于基因及遗传信息的叙述，错误的是（ ）
A．遗传信息主要通过染色体上的基因传递
B．基因是脱氧核苷酸随机排列形成的
C．生物体内的遗传信息主要储存在DNA分子中
D．碱基特定的排列顺序构成了DNA分子的特异性
A、由于染色体是遗传物质的主要载体，所以遗传信息的传递主要是通过染色体上的基因传递的，A正确；
B、基因是有遗传效应的DNA分子片段，基因是脱氧核苷酸特定的排列形成的，B错误；
C、由于绝大多数生物的遗传物质是DNA，所以生物体内的遗传信息主要储存在DNA分子上，C正确；
D、DNA分子中，碱基特定的排列顺序体现了DNA分子的特异性，D正确。
C
随堂练习
高等生物中，基因的本质（　　）
A．是DNA片段
B．是有遗传效应的氨基酸片段
C．通常是有遗传效应的DNA片段
D．是蛋白质片段
高等生物中，基因是有遗传效应的DNA片段，是控制生物性状的遗传物质的功能单位和结构单位，C正确，ABD错误。
Thank You
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