3.4 基因通常是有遗传效应的DNA片段-2023-2024学年高一生物同步课堂精优课件（人教版2019必修2）

第4节 基因通常是有遗传效应的DNA片段 本节聚焦 1、基因是什么？ 2、DNA是如何携带遗传信息的？ 3、如何理解DNA的多样性和特异性 第3章　基因的本质 我国科学家将外源生长激素基因导入鲤鱼的受精卵中，培育出了转基因鲤鱼。 特点：转基因鲤鱼的生长速度加快。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。 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？ 因为外源生长激素基因整合到转基因鲤鱼的DNA中，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。 讨论： 1.为什么转基因鲤鱼的生长速度更快？ 转基因鲤鱼（右） 问题探讨 自主探究 阅读P57-59，回答以下问题 1、结合P57-58页资料，完成P58讨论题。 2、结合P58-59页资料，完成P59讨论题。 3、DNA足以储存遗传信息吗？遗传信息储存在哪？ 4、什么是DNA的多样性和特异性？ 5、什么是基因？ 一、说明基因与DNA关系的实例 【资料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，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。 【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。 【资料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。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%。 在紫外线照射下的6只小鼠，3、4、5为正常小鼠，1、2、6为转入了绿色荧光蛋白基因小鼠 讨论 1、生物体内的DNA分子数目与基因数目相同吗？生物体内所有基因的碱基总数与DNA分子的碱基总数相同吗？如果不同，说明了什么？ 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，一个DNA上含有多个基因。 基因不是连续分布在DNA上的，而是由碱基序列将其分隔开。 基因的遗传效应是指能够指导相应蛋白质的合成，进而控制生物体的性状。生长激素基因能指导合成生长激素，使鲤鱼的生长速率加快。 3、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 基因是有遗传效应的DNA片段。 2、你如何理解基因具有遗传效应？本节问题探讨中提到的生长激素基因的遗传效应是什么？ 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 基因、DNA和染色体的关系 只含4种脱氧核苷酸的DNA为什么能够储存大量的遗传信息？ 二、DNA片段中的遗传信息 【资料1】一个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，而骨架内侧的4种碱基的排列顺序却是可变的。如果1个碱基对组成1个基因，4种碱基对的排列可能形成4种基因（这仅仅是假设），如果2个碱基对组成1个基因，则可能形成16（即4×4）种基因，如果3个碱基对组成一个基因，则可能形成64（即4×4×4）种基因。 【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。 讨论 1、如果是100个碱基对组成1个基因，可能组合成多少种基因？如果是n个碱基对组成1个基因，可能组合成多少种基因？ 4100种 4n种 4、你认为基因是碱基对随机排列组成的DNA片段吗？为什么？ 2、怎样理解DNA的多样性和特异性？你能从DNA的结构特点分析生物体具有多样性和特异性的原因吗？ 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。（生物多样性的直接原因是蛋白质的多样性；生物多样性的根本原因是遗传物质的多样性。） 不是，基因的碱基序列都有特定的排列顺序。 3、在刑侦领域，DNA能像指纹意义用来鉴定个人身份。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DNA中，脱氧核苷酸的