3.4基因通常是有遗传效应的DNA片段课件(共18张PPT) --2024-2025学年下学期高一生物（人教版）必修2

(共18张PPT)
第4节 基因通常是有遗传效应
的DNA片段
目标
01
02
03
教学目标
举例说明基因是有遗传效应的DNA片段。
运用数学方法说明DNA的多样性和特异性。
阐明基因和遗传信息的关系。
问题探讨
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？
　　我国科学家将外源生长激素基因导入鲤鱼的受精卵，培育出了转基因鲤鱼。与对照组相比，转基因鲤鱼的生长速率加快。
　　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。
转基因鲤鱼（右）
导入的是DNA分子的一段脱氧核苷酸序列
导入的生长激素基因在细胞内表达出来生长激素，促进了鲤鱼的生长。
一、说明基因与DNA关系的实例
关于基因 关于遗传物质
探究过程 ①孟德尔提出遗传因子 ①推测蛋白质是遗传物质
②约翰逊将遗传因子命名为基因 ②格里菲思提出转化因子的存在
③萨顿提出基因位于染色体上的假说 ③艾弗里证明遗传物质是DNA
④摩尔根通过实验证明基因在染色体上，并呈线性排列。 ④蔡斯和赫尔希证明遗传物质是DNA
结论 基因在染色体上，基因控制生物性状 DNA是遗传物质
基因与DNA的关系
基因与DNA之间是什么关系呢？
一、说明基因与DNA关系的实例
结论：
1.一个DNA上含有多个基因
2.基因是DNA的片段，DNA中存在非基因片段。
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. 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；上面有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1：
<
<
基因A
基因B
基因C
含有3个基因的DNA片段的模式图
一、说明基因与DNA关系的实例
资料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分子上有一段长度为5170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，也能像海蛰一样发光。
结论：
基因能控制生物性状，基因有遗传效应。
它可以独立起作用。
一、说明基因与DNA关系的实例
资料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%。
结论：
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。
一、说明基因与DNA关系的实例
思考：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A
基因B
基因C
含有3个基因的DNA片段的模式图
一个DNA分子中有许多基因
每个基因都是特定的DNA片段
有特定的遗传效应
基因是控制生物性状的遗传物质的结构和功能单位,
基因通常是具有遗传效应的DNA片段
一、说明基因与DNA关系的实例
染色体
脱氧核苷酸
DNA
基因
每个基因有许多脱氧核苷酸
有遗传效应的DNA片段
每条染色体上有1或2个DNA
每个DNA上有许多基因
DNA的主要载体
主要的遗传物质
基因中的脱氧核苷酸排列顺序代表着遗传信息
为什么DNA的4种脱氧核苷酸，能够储存大量的遗传信息？
二、DNA片段中的遗传信息
T
G
A
A
T
C
T
G
A
A
T
C
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
二、DNA片段中的遗传信息
假设1个碱基对组成1个基因，可能形成多少种基因？
假设2个碱基对组成1个基因呢？
假设3个碱基对组成1个基因呢？
假设n个碱基对组成一个基因呢
4种
4n种
T
G
A
A
T
C
T
G
A
A
T
C
结论：碱基排列顺序千变万化
DNA的多样性
4×4=16种
4×4×4=64种
二、DNA片段中的遗传信息
资料 ：
前面数学模型模拟探究是建立在所有碱基对的随机排列都能构成基因这一假设下的。事实上，大部分随机排列的碱基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。
在生物体内，基因中的碱基并不是随机排列的。
结论：碱基特定的排列顺序，
DNA的特异性
二、DNA片段中的遗传信息
碱基排列顺序的千变万化
DNA分子的多样性
碱基特定的排列顺序
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。
课堂小结
DNA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的多样性
而碱基特定的排列顺序，构成了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
对遗传物质是RNA的病毒而言，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
巩固提升
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
巩固提升
2.基因是控制生物性状的遗传物质的结构单位和功能单位，下列关于基因的说法，正确的是(　　) 　　　　　 　　　　　
A. DNA中碱基对数目等于其中所有基因的碱基对数目
B. 基因可以控制生物一定的性状
C. 基因的基本组成单位均为脱氧核苷酸
D. 生物体内的DNA分子数目与基因数目相同
B
巩固提升
3.关于DNA分子的特性的说法正确的是(　　)
DNA分子中(A+T)/(C+G)的值越大，该分子结构稳定性越低
相对分子质量大小相同、碱基含量相同的核酸分子所携带的遗传信息一定相同
DNA分子的多样性是指一个DNA分子上有许多个基因
人体内控制β-珠蛋白的基因由1 700个碱基对组成，其碱基对可能的排列方式有41 700种
A
巩固提升
4.下列有关染色体、DNA、基因、脱氧核苷酸的说法，正确的是(　　)
基因的特异性是由脱氧核苷酸的比例决定的
基因通常是有遗传效应的DNA片段，是4种碱基对的随机排列
在DNA分子结构中，每个磷酸基团都连接两个脱氧核糖
相同基因在一个四分体中可以出现四个
D