3.4基因通常是有遗传效应的DNA片段课件(共22张PPT)人教版生物必修2

(共22张PPT)
第三章 基因的本质
第四节 基因通常是有遗传效应的DNA片段
人教版（2019）生物必修2
高一年级 下学期 生物学科
学习目标
01
02
03
通过分析材料案例，概括基因与DNA的关系，归纳基因通常是有遗传效应的DNA片段，理解基因与DNA的关系、生命的延续和发展（生命观念、科学思维）
通过应用数学方法理解DNA分子的多样性和特异性.（科学思维）
说明基因与DNA、染色体的关系（生命观念）
1866
孟德尔：生物性状由 控制
1909
约翰逊：改名为“基因”
1910
20世纪中
1944、1952
1953
摩尔根通过实验证明基因位于 ，且呈线性排列。
染色体主要是由 两种物质组成
艾弗里，赫尔希和蔡斯通过实验证实： 是遗传物质
沃森和克里克：揭示DNA具有 结构，遗传学跨入分子遗传学时代。
遗传因子
染色体上
DNA和蛋白质
DNA
双螺旋
生物科学发展史
基 因
DNA
染色体
？
短硬毛
棒状眼
深红眼
朱红眼
截翅
红宝石眼
白眼
探究一.说明基因与DNA关系的实例
任务一：请阅读学案中实例1，思考并讨论后完成学案上表格内容
实例1. 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。
数目 长度
（碱基对数目）
DNA
基因
数目 长度
（碱基对数目）
DNA
基因
1个
4.4×103个
4.7×106个
4.4×106个
一、说明基因与DNA关系的实例
＜
＜
分析：
①大肠杆菌体内的DNA分子数目 基因数目。
②所有基因的碱基总数 DNA的碱基总数。
①一个DNA上含有许多个基因
结论
②生物体内所有基因的碱基总数 小于 DNA分子的碱基总数，说明基因是DNA的片段
实例1. 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。
探究一.说明基因与DNA关系的实例
实例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%。
思考：剩余的98%的碱基是否称为基因呢？说明什么？
基因是DNA片段，但是一段DNA不一定是基因。
探究一.说明基因与DNA关系的实例
基因A
基因B
基因C
非基因片段
非基因片段
非基因片段
非基因片段
小组合作，利用现有的材料，共同构建：含有3个基因的DNA片段的模式图，在图上标出非基因片段 并进行展示
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什么样的DNA片段是基因呢？
探究一.说明基因与DNA关系的实例
实例2. 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。
思考：为什么水母的这一荧光的性状能在小鼠身上表现，说明什么？
小鼠获得了水母的绿色荧光蛋白基因；基因能控制生物的性状。
基因是DNA片段，可拼接到其他生物的DNA上去，可独立起作用，即基因具有遗传效应
探究一.说明基因与DNA关系的实例
提示：遗传效应指的是基因能指导蛋白质的合成，控制生物体的性状。
探究一.说明基因与DNA关系的实例
根据以上资料，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。
实例1大肠杆菌DNA；
实例3人的DNA。
实例2转基因实验。
基因是一个DNA片段
基因可以控制某种性状
基因具有遗传效应
基因是具有遗传效应的DNA片段。
RNA病毒有：
新冠病毒
流感病毒
SARS病毒
你还记得吗？
烟草花叶病毒病毒
艾滋病毒
RNA病毒的基因是有遗传效应的RNA片段
对所有生物而言：基因通常是有遗传效应的DNA片段
探究一.说明基因与DNA关系的实例
请完善基因与染色体、DNA、脱氧核苷酸之间关系的概念图。
DNA
基因
染色体
脱氧核苷酸
是______的主要载体
通常是有_________的DNA片段
是控制生物性状的结构功能单位
是主要的 物质
DNA
遗传效应
每条染色体上有_______个DNA
1或2
每个DNA分子上含有_____基因
许多
基因
非基因片段
（不具有遗传效应的片段）
遗传
？
探究二.DNA片段中的遗传信息
每一个基因都是一个特定的DNA片段，
每一个基因有着特定的遗传效应
那么DNA是靠什么储存大量的遗传信息的呢？
一个DNA分子上有许多个基因
基因A
基因B
T
G
A
A
T
C
T
G
A
A
T
C
外侧：
内侧：
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
基本骨架，由脱氧核糖和
磷酸交替连接（固定不变）
4种碱基对的排列（可变）
7种音符可以组成各种美妙旋律，26个英文字母可以组成许多词汇和句子，形成语言。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？
分析脱氧核苷酸序列与遗传信息的多样性
无数个电话号码
10个数字
7种音符
26个
英文字母
许许多多词汇、句子
二、DNA片段中的遗传信息
资料一：
若1个碱基对组成1个基因有_____排列方式
4种
A
T
A
T
G
A
T
C
A
T
C
G
G
G
C
C
G
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
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
42种
43种
4n种
44种
碱基排列顺序千变万化
DNA的多样性
二、DNA片段中的遗传信息
DNA的特异性
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。（从进化的角度分析原因）
二、DNA片段中的遗传信息
在生物体内，基因中的碱基并不是随机排列的
基因的碱基序列具有特定的排列顺序
具有特定的遗传效应
应用：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。
二、DNA片段中的遗传信息
图中的几号可能是罪犯？
1号
DNA指纹图
受害者
从受害者体内分离的精液样品
怀疑对象
—— 真相永远只有一个 ！