3.4 基因通常是有遗传效应的DNA片段-2023-2024学年下学期高一生物互动课堂优质课件（人教版2019必修2）

3.4 基因通常是具有遗传效应的DNA片段 基因追寻记 1865年，孟德尔：提出了遗传因子 1909年，约翰逊：将“遗传因子”命名为基因 1910年，摩尔根：证实了基因在染色体上 20世纪中叶：染色体主要是由两种物质组成的——DNA和蛋白质 1944，艾弗里等；1952年，赫尔希及蔡斯： 实验证明了DNA是遗传物质。 1953年：沃森、克里克提出了DNA双螺旋结构模型 孟德尔认为豌豆的高茎、矮茎受遗传因子（基因）控制 艾弗里认为肺炎链球菌有无荚膜的性状受DNA控制 那么，基因=DNA吗？ 2 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。与对照组相比，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。 讨论： 1、为什么转基因鲤鱼的生长速度更快？ 转基因鲤鱼（右） 因为外源生长激素基因整合到转基因鲤鱼的DNA中，并发挥了促进生长激素合成的功能，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。 说明基因与DNA关系的实例--问题探讨 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？ 问题： 基因在染色体上 染色体是DNA的主要载体 什么关系？ 一、说明基因与DNA关系的实例 DNA分子数目＜基因数目, DNA分子的碱基总数 ＞ 基因的碱基总数 实例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。 个数 总碱基对数 DNA 基因 1个 470万 4400个 440万 说明: 基因是DNA的片段，DNA 中存在非基因片段。 教材57页思考与讨论 5 一、说明基因与DNA关系的实例 实例2： 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%。 说明：基因是DNA片段，但并不是任意一段DNA都是基因。基因由大量非基因的碱基序列将其分隔开。 人类基因组 --ATGCATG…..CATCCAT….GCTAG…..CCATCCCTAAGGACAG--- --TACGTAC…..GTAGGTA….CGATC…..GGTAGGGATTCCTGTC--- 某DNA片段： 基因1 基因2 6 发出绿色荧光 转基因鼠 转入 绿色荧光蛋白基因（5.1×103个碱基对的片段） 原因 水母 说明：基因有遗传效应。 遗传效应是指能通过一定的方式控制生物体的性状等。“问题探讨”中提到的生长激素基因的遗传效应是使鲤鱼的生长速率加快。 一、说明基因与DNA关系的实例 实例3： 性状遗传 基因是具有遗传效应的特定DNA片段。 基因可切除，可拼接到其他生物的DNA上去，从而获得某种性状的表达，是遗传物质的结构单位。 综合以上实例，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。 一、说明基因与DNA关系的实例 --ATGCATG…..CATCCAT….GCTAG…..CCATCCCTAAGGACAG--- --TACGTAC…..GTAGGTA….CGATC…..GGTAGGGATTCCTGTC--- 黄身（R） 白眼（S） 非基因片段 果蝇某个DNA上的几个基因分布示意图 思考： 1.一个DNA分子只能有几个基因吗？ 2.一个基因只能有几个碱基对吗？ 9 脱氧核苷酸 碱基 DNA 染色体 基因 活动：尝试对下列概念及关系进行描述 构成 +脱氧核糖+磷酸 （A T C G 四种） 形成双链 +蛋白质 有遗传效应的片段 我是大名鼎鼎的艾滋病毒，我体内有基因吗？ 有些病毒的遗传物质是RNA， 如HIV病毒（艾滋病病毒）、SARS-CoV-2病毒(新冠病毒）等。 对这类病毒而言，基因就是有遗传效应的RNA片段。 完善概念：基因通常是有遗传效应的DNA片段。 说明基因与RNA关系的实例 思考讨论：分析脱氧核苷酸序列与遗传信息的多样性 4种脱氧核苷酸组成的DNA能够储存大量的遗传信息吗？ 各种美妙旋律 许许多多词汇、句子 无数个数（如电话号码） 二、DNA片段中的遗传信息 二、DNA片段中的遗传信息 4种碱基的排列顺序 —— 可变 基本骨架： 脱氧核糖和磷酸交替排列 —— 无变化 （脱氧核苷酸序列） 4种碱基的排列顺序蕴藏着遗传信息 DNA结构回顾： 14 二、DNA片段中的遗传信息 A T C G 资料一：