人教版高中生物必修二 第三章 第四节 基因是有遗传效应的DNA片段（共25张PPT）

(共25张PPT)
第三章 基因的本质

1、生物的遗传物质是什么？

2、生物的主要遗传物质是什么？

3、生物的性状是由什决定的？

4、决定生物的遗传信息储存在哪里？

5、DNA和基因是什么关系呢？
一、说明基因与DNA关系的实例
1.大肠杆菌的DNA与基因
2.海蛰的绿色荧光蛋白基因与转基因技术
3.人类基因组计划（HGP计划）：测定24条染色体（22条常染色体+X+Y）上的碱基序列。
4.小鼠体内的HMGIC基因与肥胖直接相关
资料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。
带有纤毛的大肠杆菌
结论：大肠杆菌一个DNA上含有多个基因。
问题：计算所有基因的碱基对总数与DNA碱基对总数的比例。
结果：全部基因的碱基对总数只是DNA碱基对总数的一部分。
推论：基因是DNA片段。
资料2：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。
结论：说明基因是特定的DNA片段，有特定的遗传效应,可独立起作用。
推论：基因可以切除，可以拼接到其他生物的DNA上去，从而获得某种性状的表达，所以基因是遗传物质的结构单位。
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%。
推论：基因的碱基数占碱基总数的比例不超过2%。说明基因是一段DNA（并不是随便一段DNA就称为基因。某一段DNA不一定是基因）。
--ATGCATGCATCCATGCTAGCCATCCCTAAGGACAG---
--TACGTACGTAGGTACGATCGGTAGGGATTCCTGTC---
结论： 一个DNA上含有多个基因
资料4: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。
结论：说明基因是特定的DNA片段，具有遗传效应，能控制生物的性状。
推论：基因是DNA的功能单位。
结论：基因是有遗传效应的DNA片段，它是生物体遗传物质的结构单位和功能单位。
综合上述资料，请你给基因下个定义？
遗传效应：
指具有复制、转录、翻译、重组突变及调控等功能。
基因是具有遗传效应的DNA片段，对于不含DNA的RNA病毒而言，该定义准确吗？试完善基因的定义
提示：不准确。对于RNA病毒而言，基因是指具有遗传效应的RNA片段。准确地说，基因是有遗传效应的核酸片段。
思考：
每个基因含有成百上千个脱氧核苷酸。
基因的脱氧核苷酸排列顺序代表遗传信息。例如：白花基因有特定的脱氧核苷酸排列顺序，这样特定的排列顺序就代表白花的遗传信息。上一代传给下一代的是遗传信息而不是白花(性状)的本身，在下一代就可以将白花遗传信息表达为白花。
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。
DNA片段中的遗传信息
什么是遗传信息？基因和遗传信息的关系？
DNA分子为什么能储存大量的遗传信息呢？
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？
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。
染色体
DNA
基因
脱氧核苷酸
染色体是DNA（基因）的主要载体，基因在染色体上呈线性排列
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
每个染色体上有一个或两个DNA分子
全方位理解“基因”
(1)本质上，基因是有遗传效应的DNA片段。
(2)结构上，基因是含有特定遗传信息的脱氧核苷酸序列。
(3)功能上，基因是遗传物质的结构和功能的基本单位。
(4)位置上，基因在染色体上呈线性排列。
想一想：
DNA都分布在染色体上吗？DNA片段都有遗传效应吗？
答案　真核细胞的DNA分布在细胞核内的染色体上和细胞质中的线粒体、叶绿体中，在原核细胞中则分布在拟核和质粒上，只有细胞核内的DNA才与蛋白质结合成染色体；DNA片段包含有遗传效应的基因片段和无遗传效应的非基因片段。
三、DNA片段中遗传信息有何特点：
探究：脱氧核苷酸序列与遗传信息的多样性
情境1：假设长度为17个碱基对的脱氧核苷酸序列组成一个基因（当然，这仅仅是假设），那么， 17 个碱基对可以排列出＿＿＿种基因？
４17
遗传信息蕴藏在DNA分子上4种碱基的排列顺序之中，不同的碱基排列顺序代表不同的遗传信息。遗传信息的种类为4n，4既可以理解为碱基的种类，也可以理解为碱基对的种类，n则代表碱基对的数目。
情景２：全球人口总数约为60亿。假设决定脸型的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，出现相同脸型的可能性有多大？——————。
不是
４-17
讨论：
1.如何理解DNA分子的多样性和特异性 。
2.你能从DNA水平分析生物体具有多样性和特异性的原因吗？（直接或根本）
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分子的多样性，而碱基的特定的排列顺序，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生物体多样性和特异性的物质基础。 （根本）
3.DNA指纹能用来鉴定身份吗？有科学依据吗？
提示：能，因为DNA分子具有多样性和特异性，每个人的DNA分子中脱氧核苷酸序列是不同的，且每个人的DNA分子中脱氧核苷酸序列是特定的。
DNA指纹技术是将待检测的个体的DNA片段与被检测个体的DNA片段进行碱基互补配对，根据其吻合程度，从而来帮助确认身份的一种技术，应用的原理是碱基互补配对原则。做亲子鉴定时，已知小孩的一对同源染色体一条来自父方一条来自母方，所以必定有一条染色体上DNA序列与父亲相同，另一条与母亲相同，所以可判断出B为小孩的生物学父亲。基因是具有遗传效应的DNA片段，所以用DNA做亲子鉴定，而不用RNA。
DNA指纹技术
１.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DNA分子多样性，而碱基的特定的排列顺序，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生物体多样性和特异性的物质基础。
２.DNA上分布着多个基因，基因是有遗传效应的DNA片段。
小结：
1．下列关于DNA、基因、染色体的叙述错误的是
A 基因是有遗传效应的DNA片段
B DNA是遗传信息的主要载体
C DNA分子在染色体上成念珠状排列
D DNA的相对稳定性决定染色体的相对稳定性
2．下列有关DNA与基因关系的叙述中，正确的是
A 基因是碱基对随机排列而成的DNA片段
B 一个DNA分子上有许多个基因
C DNA的碱基排列顺序就代表基因
D 组成不同的基因的碱基数量一定不同
C
B
课堂练习
3．DNA分子结构多样性的原因是
A 碱基配对方式的多样性
B 磷酸和脱氧核糖排列顺序的多样性
C 螺旋方向的多样性
D 碱基对排列次序的多样性
4．DNA指纹技术也可以帮助人们确认亲子关系，这是因为
A 每个人的指纹大多相同
B 每个人的指纹是不同的
C 不同的个体的相同的组织中的DNA指纹是相同的
D DNA技术是检测DNA上碱基种类
D
B
5、分析下面的概念图，回答有关问题：
（1）图中B是 ，F是 ，G是 。
（2）1个A与C有两种比例关系： 和 。
（3）每个C含有 个D，每个D中可以由 个E组成。
蛋白质
含N碱基
脱氧核糖
1：1
1：2
很多
成百上千
（4）D和A的位置关系： 。
（5）从分子水平看D和C的关系是 。
（6）C的基本组成单位是图中的 。
（7）在E构成的链中，与一分子G相连接的有 分子F和 分子H。
（8）遗传信息是D中 的排列顺序。
D位于A上
基因（D）是有遗传效应的DNA（C）片断
E
1
2
E（脱氧核苷酸）
6．中国青年科学家陈炬成功地把人的抗病毒干扰素基因“嫁接”到烟草的DNA分子上，使烟草具备了抗病毒的能力，试分析：
（1）人的基因所以能接到植物体内去，物质基础是__________________________。
（2）烟草具备抗病毒能力，表明烟草体内产生了_____________，这个事实说明：人和植物体内蛋白质的合成方式_____________。
DNA结构基本相同
干扰素
基本相同