生物人教版（2019）必修2 3.4基因通常是具有遗传效应的DNA片段（共30张ppt）

(共30张PPT)
第3章 基因的本质
第4节 基因通常是有遗传效应的DNA片段
遗传与进化
知识回顾
1865年，孟德尔：提出“ ”（基因）
1910年，摩尔根：证明基因位于 上
1944、1952年：艾弗里、赫尔希、蔡斯
证明 是遗传物质
基因=DNA吗？
遗传因子
染色体
DNA
说明基因与DNA关系的实例
快速阅读P57的问题探讨、思考.讨论中的四则资料
并思考讨论P57、58页讨论题，理清基因和DNA的关系
（5min)
——资料1和3：
DNA分子数 总碱基对数 基因数 基因的碱基对总数 比例（基因的碱基对/总碱基对）
大肠杆菌
人类基因组计划测定 约2.6万
1
4.7×106
4.4×106
44/47
DNA分子数 基因数
24
(22+X+Y）
31.6亿
不超过2%
<
结论1：一个DNA上有许多基因，基因是DNA的片段
基因的碱基总数 DNA分子的碱基总数
<
根据资料1、3完成下表：
4.4×103
进一步解析资料3
人体中构成基因的碱基对组成比较少，只占全部碱基总数不超过2%。那么其它片段呢？
基因是DNA片段，但是一段DNA不一定是基因
什么样的DNA片段就是基因？
--ATGCATGCATCCATGCTAGCCATCCCTAAGGACAG---
--TACGTACGTAGGTACGATCGGTAGGGATTCCTGTC---
基因
基因
非基因片段
这说明并不是任意一段DNA都称为基因
DNA包括基因和非基因的碱基序列
资料2：
水母
发出绿色荧光的海蜇
海蜇的DNA分子上有一段长度为5.17 x 103个碱基对的片段——绿色荧光蛋白基因
正常光线的小鼠 紫外线照射的小鼠
第3号小鼠为对照组
第1、2、4号小鼠转入了绿色荧光基因
左为荧光小猪
右为正常小猪
说明了什么？
资料2：
1.为什么转基因鼠、猪能发出荧光？
2.说明基因有什么功能？
绿色荧光蛋白基因整合到转基因鼠、猪的DNA中，发挥了控制合成荧光蛋白的作用，使鼠、猪具有法绿色荧光的性状
结论2：
基因能指导相应蛋白质合成，进而控制生物的性状
（即基因具有特定的遗传效应）
讨论：
1.为什么转基因鲤鱼的生长速率更快？
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？
外源生长激素基因整合到转基因鲤鱼的DNA中，发挥了控制合成生长激素的作用，生长激素可使鲤鱼的生长速率更快
导入的是DNA分子的一段脱氧核苷酸序列
P58讨论3：请同学们从DNA水平给基因下一个定义，要求既能反映基因与DNA的关系，又能体现基因的作用。
实例1
实例3
大肠杆菌DNA
人的DNA
实例2、问题探讨
转基因实验
基因是一个DNA片段
基因可以控制蛋白质合成，
进而控制某种性状
基因具有遗传效应
基因是具有遗传效应的DNA片段
对所有生物而言：基因通常是有遗传效应的DNA片段
RNA病毒的基因是有遗传效应的RNA片段
流感病毒
艾滋病毒
冠状病毒
RNA
RNA
基因只能是具有遗传效应的DNA片段吗？
一个DNA分子上有许多基因
——说明DNA必然蕴含了大量的遗传信息
DNA中哪一部分储存着遗传信息？
A
T
G
A
C
T
T
A
外侧：
磷酸、脱氧核糖交
替排列形成基本骨架
内侧：
碱基对
推测：遗传信息与4种碱基（或碱基对、脱氧核苷酸）的排列顺序有关
信息一致
信息可变
快速阅读P58的思考.讨论中的两则资料
并思考讨论P59讨论题，理清DNA如何储存大量遗传信息
（3min)
DNA片段中的遗传信息
【资料1】：碱基对的排列顺序
1个DNA分子的基本骨架是由 和 交替连接而成。
基本骨架 变化，但骨架内侧 是可变的。
脱氧核糖
磷酸
没有
4种碱基的排列顺序
【资料1】：碱基对的排列顺序
若2个碱基对构成1个基因， 那4种碱基对可以组成多少种基因？
若1个碱基对构成1个基因， 那4种碱基对可以组成多少种基因？
若n个碱基对构成1个基因， 那4种碱基对可以组成多少种基因？
组成的基因种类=4n（n为碱基对数）
41
42
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）。
DNA分子具有特异性
1.如果是100个碱基对组成1个基因，可能组合成多少种基因？
4100种
——分析脱氧核苷酸序列与遗传信息的多样性
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
碱基特定的排列顺序
物质基础：DNA的多样性和特异性
注意：
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
——分析脱氧核苷酸序列与遗传信息的多样性
3.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。
4.你认为基因是碱基对随机排列成的DNA片段吗？为什么？
不是
基因的碱基序列都有特定的排列顺序
每个基因都是特定的DNA片段
具有特定的碱基排列顺序
具有特定的遗传效应
归纳总结：
遗传信息蕴藏在4种碱基的___________中；
碱基排列顺序的千变万化，构成了DNA分子的________；
特定的碱基的排列顺序，构成了每一个DNA分子的_________；
DNA的________和________是生物体多样性与特异性的物质基础。
DNA分子上分布多个基因，______通常是有遗传效应的DNA片段。
排列顺序
多样性
特异性
多样性
特异性
基因
DNA片段中的遗传信息
遗传信息：DNA或RNA分子中碱基（或碱基对、脱氧核苷酸）的排列顺序
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 （DNA的载体还有
和 等）
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
线粒体
叶绿体
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：基因、DNA、染色体关系
完成P59、62习题
一、概念检测
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）
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。
染色体
DNA
基因
二、拓展应用
1.在严查偷猎野生动物的行动中，执法部门发现某餐馆出售的一种烤肉比较可疑，餐馆工作人员说是“山羊肉”，经实验室检验，执法部门确定这种“山羊肉”来自国家二级保护动物斑羚。你认为执法部门最可能采取哪种检测方法？为什么？
每种生物的DNA具有特异性，只有将“山羊”的DNA与斑羚的DNA进行比对，才能确定这种“山羊肉”是否来自国家二级保护动物斑羚。
练习与应用（P59）
DNA鉴定
2.我国一些城市在交通路口启用了人脸识别技术，针对行人和非机动车闯红灯等违规行为进行抓拍。这种技术应用的前提是每个人都具有独一无二的面孔。为什么人群中没有一模一样的两个人呢？请你从生物学的角度评述人脸识别技术的可行性。
人脸识别技术的前提是每个人都有独特的面部特征，而这些都是由基因决定的，这说明了基因的多样性。
二、拓展应用
练习与应用（P59）
复习与提高（P62）
一、选择题
1.本章介绍的艾弗里的实验、赫尔希和蔡斯的实验都证明DNA是遗传物质，这两个实验在设计思路上的共同点是（ ）
A.重组DNA片段，研究其表型效应
B.去掉DNA片段，研究其表型效应
C.设法分别研究DNA和蛋白质各自的效应
D.应用同位素标记技术，研究DNA在亲代与子代之间的传递
C
2.在噬菌体侵染细菌的实验中，下列对噬菌体外壳蛋白质合成的描述，正确的是（ ）
A.氨基酸原料和酶来自细菌
B.氨基酸原料和酶来自噬菌体
C.氨基酸原料来自细菌，酶来自噬菌体
D.氨基酸原料来自噬菌体，酶来自细菌
A
3.烟草花叶病毒(TMV)和车前草病毒(HRV)同属于RNA病毒，都可以使烟草患病。将TMV的RNA和HRV的蛋白质外壳混合后感染烟草叶片，使烟草患病，可能观察到的现象是（ ）
A.能检测到TMV的RNA和蛋白质
B.能检测到HRV的RNA和蛋白质
C.能检测到TMV的RNA和HRV的蛋白质
D.能检测到HRV的RNA和TMV的蛋白质
A
复习与提高（P62）
一、选择题
4.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
二、非选择题
1.DNA分子杂交技术可以用来比较不同种生物DNA分子的差异。当两种生物的DNA单链具有互补的碱基序列时，互补的碱基序列就会结合在一起，形成杂合双链区；在没有互补碱基序列的部位，仍然是两条游离的单链(如右上图所示)。形成杂合双链区的部位越多，说明这两种生物的亲缘关系越近，这是为什么？
形成杂合双链区的部位越多，则DNA碱基序列的一致性越高，说明在生物进化过程中，DNA碱基序列发生的变化越小。因此亲缘关系越近。
复习与提高（P62）
二、非选择题
2.科学家分析了多种生物DNA的碱基组成，一部分实验数据如以下两表所示。据表回答下面的问题：
(1)不同生物的DNA中4种脱氧核苷酸的比例相同吗？这说明DNA具有什么特点？
这表明不同生物的DNA中脱氧核苷酸的组成不同，说明DNA的碱基排列顺序具有多样性。
复习与提高（P62）
不同
(2)同种生物不同器官细胞的DNA中脱氧核苷酸的比例基本相同，这说明DNA具有什么特点？为什么？
不同生物的A、T之和与G、C之和的比值不一致，
这说明了什么？为什么？
说明同种生物DNA的碱基组成具有一致性
二、非选择题
复习与提高（P62）
同种生物不同器官的细胞中，DNA序列是相同的
说明不同生物的碱基组成不同，表明了DNA的多样性
不同生物在漫长的进化过程中，形成了每种生物特有的DNA序列。
(3)除少数病毒外，所有生物的DNA都由4种相同的碱基组成，试从生命起源和进化的角度说明原因。
说明生物是由共同祖先进化而来的。
二、非选择题
复习与提高（P62）