3.4 基因通常是有遗传效应的DNA片段 课件（共21张PPT）

(共21张PPT)
20XX
第四节 基因通常是有遗传效应的DNA片段
学习目标
01
举例说明基因通常是有遗传效应的DNA片段
（生命观念、科学思维）
02
运用数学方法说明DNA的多样性和特异性
（生命观念、科学探究）
03
说明基因与DNA的关系
（生命观念、科学思维）
1910年，摩尔根：证实了基因在染色体上
回顾历史
1865年，孟德尔：提出了遗传因子
1909年，约翰逊：将“遗传因子”命名为基因
20世纪中叶：染色体主要是由两种物质组成的——DNA和蛋白质
1944，艾弗里等；1952年，赫尔希及蔡斯：实验证明了DNA是遗传物质。
1953年：沃森、克里克提出了DNA双螺旋结构模型
↑
↑
↑
↓
↓
↓
DNA与基因的关系
1条染色体
1个DNA
1条染色体
2个 DNA
基因在染色体上
短硬毛
棒状眼
深红眼
朱红眼
截翅
红宝石眼
白眼
什么关系
染色体是DNA的主要载体
任务一：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。
分析:
基因数目 DNA分子数目
基因的碱基对总数 ＜ DNA分子的碱基对总数
＞
说明基因是DNA的片段， DNA中存在非基因片段。
基因A
基因B
基因C
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 1.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
2.DNA中存在大量的非基因片段
基因A
基因B
基因C
含有3个基因的DNA片段的模式图
非基因片段
非基因片段
非基因片段
非基因片段
资料二：
发出绿色荧光
原因
绿色荧光蛋白基因（5.1×103个碱基对的片段）
转基因鼠
转入
说明：基因是具有遗传效应的特定DNA片段，可切除，可拼接到其他生物的DNA上去，从而获得某种性状的表达，是遗传物质的结构单位。
基因的遗传效应是指能通过一定的方式控制生物体的性状等
归纳：
资料1和3：
资料2：
基因是一段DNA，基因不是连续分布在DNA上的
基因具有遗传效应,基因能控制生物性状
什么是基因？
能否从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____________的__________。
基因的作用 与DNA的关系
有遗传效应
DNA片段
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。
转基因鱼（左）
1.为什么转基因鲤鱼生长更快？
外源生长激素基因在鲤鱼细胞内表达，促进生长激素合成，促进了鲤鱼的生长。
2.导入的外源基因是一个DNA分子，还是DNA片段？
导入的是DNA分子的一段脱氧核苷酸序列。
情景资料
HIV病毒
辩证思维：
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，试推测这些病毒的基因的本质。
RNA病毒
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
完善概念:
是生物体遗传的功能单位和结构单位。
构建基因的概念
基因通常是有遗传效应的DNA片段
学习任务二 DNA片段中的遗传信息
各种美妙旋律
许许多多词汇、句子
那么，由4种碱基排列而成的脱氧核苷酸序列，足以储存生物体必需的全部遗传信息吗？
资料一：
T
G
A
A
T
C
T
G
A
A
T
C
回忆DNA分子结构：
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）
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。
A
T
C
G
C
G
资料一：
若1个碱基对组成1个基因有_____排列方式
4种
A
T
C
G
C
G
C
G
资料一：
若1个碱基对组成1个基因有_____排列方式
若2个碱基对组成1个基因有_____排列方式
4种
16种
A
T
C
G
C
G
C
G
A
T
G
C
资料一：
若1个碱基对组成1个基因有_____排列方式
若2个碱基对组成1个基因有_____排列方式
若3个碱基对组成1个基因有_____排列方式
若4个碱基对组成1个基因有_____ 排列方式
若n个碱基对组成1个基因有_____排列方式
4种
16种
64种
256种
4n种
碱基排列顺序千变万化
DNA的多样性
资料二
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许多次。
你认为基因是碱基对随机排列成的DNA片段吗？
DNA的特异性
基因的碱基序列都有特定的排列顺序
资料三：
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，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。
与生活的联系
—— 真相永远只有一个 ！
DNA指纹图
受害者
从受害者体内分离的精液样品
怀疑对象
（1）图中的几号可能是罪犯？
（2）图中的一个片段就是一个基因吗？
1号
不是
小结：
DNA的多样性和特异性
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
DNA分子的多样性
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。
练习：尝试对以下概念的联系进行描述
染色体
基因
碱基
DNA
脱氧核苷酸
染色体、DNA、基因与脱氧核苷酸的关系
染色体是DNA
的主要载体
基因在染色体
上呈线性排列
基因是有遗传
效应的DNA片段
每条染色体上含有1个或2个DNA分子
每个DNA分子含有许多个基因
基因中脱氧核苷酸的
排列顺序代表遗传信息
DNA是主要的遗传物质
基因是控制生物性状的结构和功能单位
每个基因中含有很多个脱氧核苷酸
染色体
DNA
基因
脱氧核苷酸