3.4基因通常是有遗传效应的DNA片段课件 (共20张PPT)2024-2025学年下学期高一生物（人教版）必修2

(共20张PPT)
生物学（新人教版）
遗传与进化
第四节 基因通常是有遗传效应的DNA片段
第3章 细胞的物质输入和输出
艾弗里
人类对遗传现象的探索
DNA
蛋白质
染色质
染色体
1条染色体
1个DNA
1条染色体
2个 DNA
DNA是染色体的组成成分，染色体是DNA的主要载体。
温故知新
问：DNA和染色体的关系（位置关系＋数量关系）
果蝇某X染色体上一些
基因的示意图
2、一条染色体上有多个基因
1、基因在染色体上呈线性排列
温故知新
问：基因和染色体的关系（位置关系＋数量关系）
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。
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？
因为外源生长激素基因整合到转基因鲤鱼的DNA上，并发挥了合成生长激素的功能，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。
问题探讨
资料1.生长在太平洋西北部的一种海蛰能发出绿色荧光，这是因为海蛰的DNA分子上有一段长度为5.1×103个碱基对的片段---绿色荧光蛋白基因。转基因实验表明，转入了海蛰的绿色荧光蛋白基因的转基因鼠，在紫外线的照射下，也能象海蛰一样发光。
说明：基因能控制生物性状，基因具有特定的遗传效应。
思考·讨论：分析基因与DNA的关系
一、说明基因与DNA关系的实例
资料2.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：DNA分子数目 基因数目
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。
<
<
思考·讨论：分析基因与DNA的关系
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%。
分析：基因是一段DNA，但是一段DNA不一定是基因。
基因A
基因B
基因C
含有3个基因的DNA片段的模式图
说明：基因是DNA的片段，DNA中存在大量的非基因片段。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。
思考·讨论：分析基因与DNA的关系
资料2、资料3
大肠杆菌、人的全部基因的碱基总数只是全部DNA分子碱基总数的一部分。
基因是DNA的片段
问题探讨、资料1
转基因生物的特有性状与导入基因有关，且导入基因有一定的独立性。
基因具有遗传效应
基因是具有遗传效应的DNA片段
小结：
基因能控制生物性状
基因与DNA的关系：
根据资料分析请从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
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
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。
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
辩证思维：
完善概念:
基因与DNA的关系：
果蝇某个DNA 分子上的几个基因分布示意图：
非基因片段
R、S、N和O片段就可以称作_____，S与R以及N与S之间的片段可以称作____________。
一般情况下，在一个 DNA 分子中类似于R、S、N和O片段的长度要 ________ (大于，小于，等于)类似于S与R以及N与S之间的片段的长度。
小于
基因
1.每个基因都是DNA上的一个片段，DNA的每个片段都是一个基因。
2.基因在DNA上，DNA是基因的集合。
3.基因一定位于染色体上。
4.基因一定是有遗传效应的DNA片段。
×
×
×
×
习题巩固
1个DNA分子上有许多个基因
具有特定的遗传效应
每一个基因
都是特定的DNA片段
说明：
DNA蕴含大量的遗传信息
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？
二、DNA片段中的遗传信息
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许多多词汇和句子，形成传递和交流信息语言。同样，10个数字可以组成无数个数（如电话号码），21种氨基酸可以组成多种多样的蛋白质。
那么，4种脱氧核苷酸能组成许多的脱氧核苷酸序列吗？能够储存大量的遗传信息吗？
思考·讨论：分析脱氧核苷酸序列与遗传信息的多样性
7种音符
美妙旋律
26个
英文字母
词汇句子
资料1 1个DNA分子的基本骨架是由脱氧核糖和磷酸交替连接而成的，从头至尾没有变化，而骨架内侧4种碱基的排列顺序与遗传信息的多样性却是可变的。
T
C
G
A
T
A
G
C
T
A
遗传信息
基本骨架
碱基排列顺序千变万化
DNA的多样性
若1个碱基对组成1个基因
若2个碱基对组成1个基因
若3个碱基对组成1个基因
4种
16种
64种
41种
42种
43种
思考·讨论：分析脱氧核苷酸序列与遗传信息的多样性
资料2 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。
基因不是碱基对随机排列构成的DNA片段，
碱基具有特定的排列顺序，构成了DNA分
子的特异性。
思考·讨论：分析脱氧核苷酸序列与遗传信息的多样性
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，核苷酸序列多样性和特异性表现为每个人的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。
思考：
多样性→ 多样性→ 多样性
特异性→ 特异性→ 特异性
遗传信息——基因特定的碱基（碱基对、脱氧核苷酸）排列顺序。
碱基排列顺序
DNA分子
生物
碱基排列顺序
DNA分子
生物
从DNA的结构特点分析生物具有多样性和特异性的原因
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
【能力提升】基因、DNA、染色体的关系
尝试用文字描述三者之间的相互关系。
染色体
DNA
① ②
③
④
⑥ ⑤
1、染色体是DNA的主要载体。
6、基因在染色体上，呈线性排列；
5、染色体是基因的主要载体。
4、基因通常是有遗传效应的DNA片段。
3、一个DNA上有多个基因。
2、DNA是染色体的主要成分。
基因
染色体
DNA
基因
脱氧核苷酸
构建染色体、DNA、基因、脱氧核苷酸之间的关系
染色体
DNA
基因
脱氧核苷酸
染色体是
DNA的主要载体
每条染色体上有一个DNA分子
基因通常是有
遗传效应的DNA片段
每个DNA分子
上有许多基因
基因中的脱氧核苷酸排列顺序代表着遗传信息
每个基因由许多
脱氧核苷酸组成
DNA是
主要的遗传物质
课堂小结