高中生物 必修2 人教版 3．4　基因是有遗传效应的DNA片段 课件（共34张PPT）

(共34张PPT)
第三章
基因的本质
3.4　基因是有遗传效应的DNA片段
3.4　基因是有遗传效应的DNA片段
1.阅读分析教材P55“资料分析”，归纳概括出基
因和DNA的关系。
2.阅读教材P56“DNA片段中的遗传信息”，利用数
学方法归纳DNA分子的多样性和特异性。
3.归纳基因的概念。
目标导读

重难点击

1.基因的本质。
2.DNA、染色体的关系。

知识储备区
1
2
3
课堂导入
1．现代分子生物学技术能够用特
定的分子(如图所示)，与染色
体上的某一个基因结合，这个
分子又能被带有荧光标记的物
质识别，通过荧光显示，就可
以知道基因在染色体上的位置。
由上述说明知，基因在染色体
上呈________。
1
2
3
课堂导入
线性排列
2．DNA分子的结构
(1)DNA分子由两条链组成，这两条链按_________的方
式盘旋成_______结构。
(2)DNA分子中的________和_____交替连接，排列在外
侧，构成基本骨架；_____排列在内侧。
(3)两条链上的碱基通过______连接成碱基对，并且碱
基配对有一定的规律：A(腺嘌呤)一定与__(胸腺嘧
啶)配对；G(鸟嘌呤)一定与__(胞嘧啶)配对。碱基
之间这种一一对应的关系，叫做________________。
反向平行
双螺旋
脱氧核糖
磷酸
碱基
氢键
T
C
碱基互补配对原则
1
2
3
课堂导入
3．DNA分子的特性
(1)______：空间结构相对稳定。
①位于外侧的基本骨架一定是由____和________交替
连接形成的，不会改变。
②两条链间的碱基互补配对方式稳定不变,总是A与__、
G与__配对。碱基对及其侧链基团对维持DNA分子的
空间结构的稳定有着重要的作用。
(2)______：不同的DNA分子中脱氧核苷酸的数目有差
异，排列顺序多种多样。
(3)______：每一种DNA分子都有特定的碱基排列顺序。
稳定性
多样性
特异性
磷酸
脱氧核糖
T
C
1
2
3
课堂导入
在孟德尔分离定律中我们提到了遗传因子，它是一种可以遗传的物质，也就是我们常说的基因。随后又学习了萨顿假说，摩尔根通过果蝇的遗传实验将基因定位在染色体上。而在本章学习中知道了染色体中只有DNA是遗传物质。回忆了这些知识，我们会提出问题：基因是不是在DNA上？它有遗传性吗？这种说法对吗？基因与DNA究竟是什么关系？下面我们学习“基因是有遗传效应的DNA片段”。
1
2
3
课堂导入



学习探究区
探究点一　说明基因与DNA关系的实例
探究点二　DNA片段中的遗传信息
课堂小结
探究点一 说明基因与DNA关系的实例
阅读材料，归纳基因的概念，并思考基因、DNA、染色体之间的关系。
材料1　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分子上分布着大约4400个
基因，每个基因的平均长度约为1000个碱基对。
材料2　生长在太平洋西北部的一种海蜇能发出绿色荧
光，这是因为海蜇的DNA分子上有一段长度为5 170
个碱基对的片段——绿色荧光蛋白基因。转基因实
验表明，转入了海蜇的绿色荧光蛋白基因的转基因
鼠，在紫外线的照射下，也能像海蜇一样发光。
探究点一 说明基因与DNA关系的实例
材料3　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。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%。
材料4　近年来的科学研究发现，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保持正常。
材料1　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分子上分布着大约4400个
基因，每个基因的平均长度约为1000个碱基对。
材料3　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。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%。
1．由材料1和材料3可知，大肠杆菌、人的全部基因的
碱基对总数只是DNA分子碱基对总数的_______，说
明基因是的____片段。
一部分
DNA
材料2　生长在太平洋西北部的一种海蜇能发出绿色荧光，这是
因为海蜇的DNA分子上有一段长度为5170个碱基对的片段——
绿色荧光蛋白基因。转基因实验表明,转入了海蜇的绿色荧光
蛋白基因的转基因鼠,在紫外线的照射下,也能像海蜇一样发光。
材料4　近年来的科学研究发现，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保持正常。
2．由材料2和材料4可知，转入绿色荧光蛋白基因的小
鼠发出________、小鼠体内的__________与肥胖直
接相关，说明基因具有______________。
绿色荧光
HMGIC基因
特定的遗传效应
3．基因与DNA的关系
(1)基因是有________的DNA片段，每个DNA分子上有许
多个基因。一个DNA分子中的碱基总数____该DNA分
子上所有基因的碱基数之和。
(2)基因具有遗传效应是指其能________________。基
因是控制生物性状的结构和功能的基本单位，特定
的基因控制特定的性状。
4．基因与染色体的关系
(1)基因在染色体上呈____排列。
(2)染色体是基因的主要载体，但不是唯一载体，如__
______、______中也有少量的DNA,也是基因的载体。
遗传效应
大于
控制生物体的性状
线性
线粒体
叶绿体
归纳提炼

1．染色体、DNA、基因三者关系密切，判断下列说法的正误。
(1)正常细胞中每条染色体上有一个DNA分子，每个DNA分子上
有很多个基因(　　)
(2)复制、分离和传递，三者能相伴而行(　　)
(3)三者都是遗传物质，三者都能行使生物的遗传作用(　　)
(4)在生物的传种接代过程中，染色体行为决定后两者(　　)
(5)基因是DNA分子中的任意片段(　　)
活学活用

√
问题导析　(1)正常情况下，每条染色体上只有_____DNA分子，
只有在细胞分裂___期DNA复制后，______分裂之前，一条染色
体上才有两个DNA分子。基因在染色体上呈_____排列。
线性
一个
间
着丝点
1．染色体、DNA、基因三者关系密切，判断下列说法的正误。
(1)正常细胞中每条染色体上有一个DNA分子，每个DNA分子上
有很多个基因(　　)
(2)复制、分离和传递，三者能相伴而行(　　)
(3)三者都是遗传物质，三者都能行使生物的遗传作用(　　)
(4)在生物的传种接代过程中，染色体行为决定后两者(　　)
(5)基因是DNA分子中的任意片段(　　)
活学活用

√
√
问题导析　(2)基因是有________的DNA片段，基因和DNA的行
为存在______；DNA与______结合形成染色体，染色体的行为
决定着____的变化。
DNA
遗传效应
一致性
蛋白质
1．染色体、DNA、基因三者关系密切，判断下列说法的正误。
(1)正常细胞中每条染色体上有一个DNA分子，每个DNA分子上
有很多个基因(　　)
(2)复制、分离和传递，三者能相伴而行(　　)
(3)三者都是遗传物质，三者都能行使生物的遗传作用(　　)
(4)在生物的传种接代过程中，染色体行为决定后两者(　　)
(5)基因是DNA分子中的任意片段(　　)
活学活用

×
√
√
问题导析　
(3)DNA是遗传物质，______是遗传物质的____载体。
(4)____是DNA中能够决定________的片段
√
×
主要
生物性状
染色体
基因
返回
探究点二　DNA片段中的遗传信息
请结合DNA分子的结构特点，探究基因中遗传信息的多样性。
1．DNA分子结构
2．探究：脱氧核苷酸与遗传信息的多样性
基本骨架：脱氧核糖和磷酸交替连接，从____(没有、有)头至尾变化
骨架内侧：碱基之间互补配对，其排列顺序是____的。
没有
可变

结合下面两个情境，总结遗传信息的多样性。
情境一　17个碱基对可排列成基因的可能性：41＋42＋
43＋……＋416＋417。
根据等比数列求和公式：
Sn＝a1(1-qn)/(1-q)(q≠1),得S17＝2 290 649 210。
情境二　根据情境一的计算,17个碱基对可排成基因的
可能性约为23亿，全球人口有60亿，17个碱基对的
所有排列都有可能出现。你与你同桌的基因(指1号
染色体上第1个基因)的脱氧核苷酸完全相同的可能
性为：1/2290649210×1/2290649210，几率很小。
(1)遗传信息：生物的遗传性状以________形式编排在
DNA分子上，表现为特定的_____________。由于基
因是__________的DNA片段,因此基因中__________
的排列顺序可以代表遗传信息；由于不同基因的__
__________的排列顺序(碱基顺序)不同，因此不同
的基因就含有不同的________。
(2)基因的多样性和特异性
遗传信息
碱基排列顺序
有遗传效应
脱氧核苷酸
脱氧核苷酸
遗传信息
(2)基因的多样性和特异性
①多样性：构成DNA分子的碱基只有4种，配对方式只
有2种，但是碱基对的_____却可以成千上万，形成
的碱基对的_________也可以千变万化。(如一个由
1 000个碱基对组成的DNA分子，它的碱基对可能的
排列方式就有____种)，从而构成了DNA分子的多样
性，也决定了的________多样性，即基因的多样性。
②特异性：每个特定的DNA分子都有特定的_________
顺序，都储存着特定的遗传信息，即基因的特异性。
数目
排列顺序
41000
碱基排列
遗传信息
3．生物多样性与DNA分子多样性的关系：DNA分子的多
样性和特异性是生物体多样性和特异性的________，
生物界多样性的直接原因是______的多样性；生物
界多样性的根本原因是____的多样性。
物质基础
蛋白质
核酸
归纳提炼

1．遗传信息是基因中的脱氧核苷酸的排列顺序，但
并不是DNA分子上所有的脱氧核苷酸的排列顺序
都叫遗传信息。
2．遗传信息蕴藏在DNA分子4种碱基的排列顺序里面，
所以DNA分子的多样性和特异性必然导致基因中
遗传信息的多样性和特异性。
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
活学活用

问题导析　 (1)50个脱氧核苷酸构成的DNA分子，每条
单链有25个脱氧核苷酸，第一个脱氧核苷酸有__种可
能，第二个脱氧核苷酸同样有__种可能，以此类推，形成的DNA分子共有___种。
4
425
4
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
活学活用

问题导析　 (2)存在多种多样的DNA分子，说明了DNA分子的______。
(3)自然界中不同生物的DNA分子不同，说明了
DNA分子的______。
多样性
特异性
D
返回
课堂小结
染色体
1个或2个
遗传物质
基本单位
效应
线性
脱氧核苷酸
许多
返回

自我检测区
1
2
3
4
1．下列关于基因的叙述，正确的是(　　)
A．DNA分子上任意一个片段都是基因
B．人体细胞中染色体是基因的唯一载体
C．等位基因的根本区别是脱氧核苷酸的排列顺序不同
D．基因的多样性决定了DNA分子的多样性
C
1
2
3
解析　基因是有遗传效应的DNA片段，而不是DNA分子中任意一个片段，A项错误；染色体是基因的主要载体，但线粒体中也分布着一定数量的基因，B项错误；构成基因的基本组成单位是脱氧核苷酸，基因的多样性和DNA分子的多样性均与脱氧核苷酸的数量和排列顺序有关，故C项正确、D项错误。
4
2．下列关于遗传信息的说法，不确切的是(　　)
A．基因的脱氧核苷酸的排列顺序代表遗传信息
B．遗传信息的传递是通过染色体上的基因传递的
C．生物体内的遗传信息主要储存在DNA分子上
D．遗传信息即生物表现出来的性状
1
2
3
D
解析　基因中特定的脱氧核苷酸排列顺序代表遗传信息，A项正确；基因是有遗传效应的DNA片段，基因在染色体上呈线行排列，B、C项正确；基因中的遗传信息决定生物的性状，但并能直接表现出来，D项错误。
4
3．由80个碱基组成的DNA分子片段，可由其碱基对组成不同的
序列而携带不同的遗传信息，其种类最多可达(　　)
A．4120 B．804 C．440 D．260
1
2
3
4
C
解析　DNA分子中特定的脱氧核苷酸排列顺序代表着遗传信息。因为DNA分子的两条链是遵循碱基互补配对原则结合而成的，所以一条链的碱基序列决定了另一条链的碱基序列。根据数学的排列知识，n个不同碱基对的排列有4n种，因此40个碱基对排列形成的DNA分子最多有440种。
4．请据图回答下列问题。
1
2
3
4
(1)若图中A为糖类，则A是_________，C是_____，G是_______。
(2)B有4种，即[　]_______、[　]_________、[　]________、
[　]________；F的基本组成单位是图中的______。
(3)图中E和F的关系是_____________________。
(4)F和H的关系是____________________________。
脱氧核糖
磷酸
蛋白质
4．请据据图回答下列问题。
脱氧核糖
磷酸
蛋白质
解析　DNA的基本组成单位是脱氧核苷酸，它由1分子磷酸、1分子脱氧核糖和1分子含氮碱基组成；基因是有遗传效应的DNA片段；染色体是遗传物质DNA的主要载体；1条染色体上通常含有1个DNA分子，1个DNA分子上含有许多基因，1个基因由成百上千个脱氧核苷酸构成。
1
2
3
4
4．请据据图回答下列问题。
(1)若图中A为糖类，则A是_________，C是_____，G是_______。
(2)B有4种，即[　]_______、[　]_________、[　]________、
[　]________；F的基本组成单位是图中的______。
(3)图中E和F的关系是_____________________。
(4)F和H的关系是____________________________。
E是有遗传效应的F片段
脱氧核糖
磷酸
蛋白质
A
腺嘌呤
T
胸腺嘧啶
G
鸟嘌呤
C
胞嘧啶
D
H(染色体)是F(DNA)的主要载体
脱氧核糖
磷酸
蛋白质
1
2
3
4
(5)一个H和F有两种比例关系：______和______，一个F中含有
_____个E，一个E中含_________个D。
(6)E的主要载体是图中的____，除此之外，_______和_______
也是E由亲代传递给子代的载体。
(7)遗传信息是E中_____的排列顺序。
(8)“种瓜得瓜，种豆得豆”的遗传主要是通过H上的____传递
给后代，实际上是通过_____的排列顺序来传递遗传信息的。
1∶1
1∶2
许多
成百上千
H
叶绿体
线粒体
D
D
F
脱氧核糖
磷酸
蛋白质
1
2
3
4