高中生物必修2 课件-3．4 基因是有遗传效应的DNA片段-人教版（共37张PPT）

(共37张PPT)


必修二第3章第4节
基因是有遗传效应的DNA片段
复习：摩尔根的果蝇杂交实验结论是什么？
基因和染色体有什么关系？
结论：基因在染色体上。
一条染色体上有多个基因。
基因在染色体上
果蝇某一条染色体上的几个基因
基因位于染色体上
现代分子生物学技术
将基因定位在染色体上
染色体由DNA和蛋白质组成
想一想
问题1：基因等同于DNA吗？
假设1:基因等同于DNA
假设2：基因不等同于DNA
阅读P55—P56资料分析1、3
一、基因与DNA关系的实例
大肠杆菌细胞的拟核有1个DNA分子，长度约为4700000个碱基对，在DNA分子上分布着4400个基因，每个基因的平均长度约为1000个碱基对。
大肠杆菌DNA碱基对：4.7×106
基因碱基对：4.4×106
结论
全部基因的碱基对总数只是DNA碱基对总数的一部分，因此，基因是DNA的片段。
基因碱基总数小于DNA碱基总数
资料1
人类基因组计划测定的是24条染色体（22条常染色体+X+Y）上DNA的碱基序列。其中，每条染色体上有一个DNA分子，24个DNA分子大约有31.6亿个碱基对，共有基因数约为3万个，其中，构成基因的碱基数占碱基总数的比例不超过2%。

资料:3
一个DNA上含有多个基因，
基因是DNA的片段。
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%.这说明
假设1。不成立。

从上述资料:总结基因与染色体的关系。
一个DNA上含有多个基因，
基因是DNA的片段
问题2：是否所有的DNA片段都是基因？
图B：正常光线（左）及紫外线照射下（右）的4只小鼠，其中3号小鼠为对照组，第1、2、4号小鼠转入了绿色荧光基因
图A：发出绿色荧光的海蜇海蜇的DNA分子上有一段长度为5170个碱基对的片段——绿色荧光基因
资料2
左为荧光小猪 右为正常小猪
1.为什么海蜇这一荧光的性状能在小猪身上表现？
2.说明基因有什么功能？
推理
基因是特定的DNA片段，可切除，可拼接。

基因有遗传的功能,可独立起作用
所以基因是遗传物质的结构单位。
不少人认为，人和动物的胖瘦是由基因决定的。近来的科学研究发现，小鼠体内的HMGIC基因与肥胖直接相关。具有HMGIC基因缺陷的实验鼠与作为对照的小鼠，吃同样多的高脂肪食物，一段时间后，对照组的小鼠变得十分肥胖，而具有HMGIC基因缺陷的实验鼠体重仍然保持正常。
没有HMGIC基因，就没有肥胖的表现，有HMGIC基因就有肥胖表现。说明:
基因能控制生物的性状(功能单位)
资料4
并不是随便一段DNA就称为基因。基因
是一段DNA，但是一段DNA不一定是基因。
--ATGCATGCATCCATGCTAGCCATCCCTAAGGACAG---
--TACGTACGTAGGTACGATCGGTAGGGATTCCTGTC---



基因



基因



非基因片段

一个DNA分子中有多个基因；
每个基因都是特定的DNA片段，并有着特定的遗传效应。
基因的定义：是有遗传效应的DNA片段,它是生物体遗传的功能单位和结构单位.



基因A

基因B

基因C
含有3个基因的DNA片段的模式图
遗传效应:能复制,传递和表达性状的过程。

DNA










基因
每一条染色体上有1个或者2个DNA分子，每个DNA分子上有许多个基因，每个基因含有许多个脱氧核苷酸；真核细胞中染色体是DNA的主要载体，另外叶绿体和线粒体也是DNA的载体。
拓展：
1.下列关于DNA和基因的关系的叙述，正确的是
A.基因是碱基对随机排列而成的DNA片段
B.DNA的碱基排列顺序就代表基因
C.一个DNA分子上有许多个基因
D.组成不同基因的碱基数量一定不同
√
答案
解析
解析　每个DNA分子上有多个基因，它们在染色体上呈线性排列。
二、DNA片段中的遗传信息
问题3：每个染色体含有一个DNA分子，每个DNA分子有很多基因，每个基因都是特定的DNA片段，有着特定的遗传效应，这说明DNA必然蕴含了大量的遗传信息。DNA分子为什么能储存大量的遗传信息呢？
构成DNA的基本单位是
脱氧核苷酸
讨论回答问题：
（1）、观察DNA的结构，回答DNA分子储存的遗传信息
与它结构中的哪一部分有关？

外侧：磷酸、脱氧核糖交
替排列

信息一致
内侧:
碱基对

信息可变
遗传信息与4种碱基的排列顺序有关
推测：

假设长度为17个碱基对的脱氧核苷酸序列组成一个基因，那么，17个碱基对可以排列出多少种基因？
417
(2)学生尝试用数学的方法解决：4种碱基的排列如何构成复杂多样的遗传信息呢？
那么，N个碱基对可以排列出几种基因？
4N
若一个碱基对组成一个基因，4个碱基对能形成多少种基因？
4种











A

T

C





A

T

T

G

A








T

C


G

A


A

T

A

T

C

G

G

G

C

C

G

G
含有n个碱基对的DNA分子共有多少种排列方式？
4
n
(3)、什么是遗传信息？DNA分子中为什么可以储存大量的遗传信息？

碱基（对）或者脱氧核苷酸（对）的排列顺序
遗传信息：
碱基对的排列顺序千变万化满足了遗传信息的多样性

全球人口总数约为60亿。假设人类基因组中第1号染色体的第1个基因是由17个碱基对随机排列构成的，那么，17个碱基对的所有排列是否都有机会出现？________。你与你的同桌相比，这个基因的脱氧核苷酸序列完全相同的可能性有多大？_________。
不是
1/417
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
(4) 当基因的碱基对数相同时，其碱基排列相同的可能性是多大？
基因是碱基对随机排列的DNA片段吗？
上面的探究是建立在所有碱基对的随即排列都能构成基因这一假设上的。事实上大部分随即排列的碱基序列从来不曾出现在生物体内，而有些序列却重复千百次。
？
不是。
例如：有的基因在进化过程中已被淘汰掉。还有的基因从不曾在生物体内出现。
DNA分子中储存着足够量的遗传信息；遗传信息蕴藏在 之中； 构成了DNA分子的多样性，而 ，又构成了每一个DNA分子的特异性；DNA分子的多样性和特异性是 的物质基础。
基因是 ， 　　　　即　： 。
4种碱基的排列顺序
碱基排列顺序的千变万化
碱基的特定的排列顺序
生物体多样性和特异性
有遗传效应的DNA片段
DNA分子中有遗传效应的脱氧核苷酸序列
总结：
基因中脱氧核苷酸的排列顺序就代表着遗传信息，而基因中脱氧核苷酸的排列顺序又导致了控制不同性状的基因之间的差别。归根到底，生物性状的遗传就是基因通过四种脱氧核苷酸的序列来传递和表达信息的。
基因和遗传信息的关系？
合作探究：
箭头表示出DNA、染色体、基因、脱氧核苷酸之间的层次关系，运用以前所学知识尝试构建概念图，以体现四者的本质、数量关系和区别。

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
每个染色体上有一个DNA分子
基因是有遗传效应的DNA片断
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
①从基因在染色体(染色质)上的关系看：基因在染色体上具有一定的位置，并且呈线性排列。基因与染色体的行为具有一致性。
基因与染色体(染色质)、DNA、性状、遗传信息的关系？
小结：
②从基因与DNA的关系看：每个DNA分子上有许多基因，基因是有遗传效应的DNA片段(DAN片段不一定是基因) 。
③从基因与性状的关系看：基因是控制生物性状的结构和功能单位。
④从基因与遗传信息的关系看：基因的脱氧核苷酸的排列顺序包含着遗传信息。对于某个基因来说，其“顺序”是固定的，而不同的基因，其脱氧核苷酸的顺序又是各不相同的。
进一步探讨：什么是DNA指纹技术？ DNA指纹技术能用来鉴定身份有科学依据吗 ？
每个人的DNA都是不同的。
DNA分子具有特异性
阅读P58 科学 技术 社会 “DNA指纹技术”
1.用a表示DNA，b表示基因，c表示脱氧核苷酸，
d表示碱基，则四者的关系是(　　)


D
2.由50个脱氧核苷酸构成的DNA分子，按其碱基的排列
顺序不同，可分为多少种，说明了DNA分子的什么
特性( )

①504种　②450种　③425种　

④遗传性　⑤多样性 ⑥特异性

A． ①④ B． ②⑤ C． ②⑥ D． ③⑤
D
3.科学家通过对前列腺癌细胞的研究发现，绿茶中的多酚可减少BCL—XL蛋白，而这种蛋白有抑制癌细胞凋亡的作用。这表明绿茶具有抗癌作用，根本原因是由于绿茶细胞中具有( )

A． 多酚
B． 多酚酶基因
C． BCL—XL蛋白
D． BCL—XL蛋白酶
B
4.下列关于基因的叙述中，正确的是( )

A． 基因是DNA的基本组成单位
B． 基因全部位于细胞核中
C． 基因是有遗传效应的DNA片段
D． T2噬菌体中不存在基因
C
5.下列与生物体内核酸分子功能多样性无关的是
A.核苷酸的组成种类
B.核苷酸的连接方式
C.核苷酸的排列顺序
D.核苷酸数量的多少
答案
√
解析　核酸分子的多样性与核苷酸的种类、数量和排序有关，在核苷酸链中，核苷酸之间都是通过磷酸二酯键相连接的。
解析
6.DNA分子杂交技术在社会生活中已经得到广泛应用。如用在侦察犯罪上，可从犯罪嫌疑人和现场遗留物中分别提取DNA，然后在一个温度下水浴加热，使DNA氢键断裂，双链打开。若两份样本来自同一个体，在温度降低时，两份样本中的DNA单链会通过氢键连接在一起；若不是来自同一个体，则两份样本中的DNA单链一定程度上不能互补，这样可以鉴别犯罪嫌疑人。由以上材料，完成下列问题：
(1)人体DNA的载体是______________。
(2)为了确保实验的准确性，需要克隆出较多的DNA样品。若一个只含31P的DNA分子用32P标记的脱氧核苷酸为原料连续复制三次后，含32P的单
链占全部单链的___。
(3)侦察犯罪的理论基础是：不同个体的DNA分子具有_______。
答案
染色体和线粒体
特异性