3.4基因通常是有遗传效应的DNA片段课件-2023-2024学年高一下学期生物人教版必修2

基因在染色体上 染色体是DNA的主要载体 什么关系 2 3.4基因通常是有遗传效应的DNA片段 说明基因与DNA关系的实例 DNA片段中的遗传信息 基因与脱氧核苷酸、DNA、染色体之间的关系 问题探讨 我国科学家将外源生长激素基因导入鲤鱼受精卵,培育出转基因鲤鱼,与对照组相比,生长速度加快。 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。 1.为什么转基因鲤鱼生长更快? 2.导入的外源基因是一个DNA分子,还是DNA片段? 转基因鱼(左) 外源生长激素基因在鲤鱼细胞内表达,促进生长激素合成,促进了鲤鱼的生长。 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 基因A 基因B 基因C 含有3个基因的DNA片段的模式图 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 结论: 基因是DNA的片段,DNA 中存在非基因片段。 4 一、说明基因与DNA关系的实例 实例2: 太平洋西北部一种水母能发出绿色荧光,其DNA上有一段长度为5.17 103个碱基对片段——绿色荧光蛋白基因。实验表明,转入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水母一样发光。 实验说明: 基因是具有遗传效应的特定DNA片段,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。 5 一、说明基因与DNA关系的实例 实例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%。 同样说明基因是DNA片段,基因不是连续分布在DNA上的,而是由大量非基因的碱基序列将其分隔开。 6 一、说明基因与DNA关系的实例 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。 基因通常是有遗传效应的DNA片段 但一段DNA片段不一定是基因 -ATGCATGCATCCATGCTAGCCATCCCTAAGGACAG- -TACGTACGTAGGTACGATCGGTAGGGATTCCTGTC- 基因1 基因2 非基因片段 7 二、DNA片段中的遗传信息 为什么DNA的4种脱氧核苷酸,能够储存大量的遗传信息? 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 8 分析脱氧核苷酸序列与遗传信息的多样性。 资料4: 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;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1个基因,则可能形成64(即4 4 4)种基因。 二、DNA片段中的遗传信息 基 因 排列种数 1个碱基对组成 41 2个碱基对组成 4 4(42) ... N个碱基对组成 4N 3个碱基对组成 4 4 4(43) ... 9 二、DNA片段中的遗传信息 问题1: 若长度为100个碱基对的脱氧核苷酸序列组成一个基因,那么100个碱基对可以排列成多少种基因? 可能的基因种类=4100 碱基排列顺序的千变万化,构成了DNA的多样性。 问题2: 基因是碱基对随机排列成的DNA片段吗? 不是;特定的基因有特定的碱基排列顺序, 说明DNA分子具有特异性。 10 二、DNA片段中的遗传信息 问题3: 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? - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 碱基特定的排列顺序, 构成了DNA的特异性。 碱基排列顺序的千变万化, 构成了DNA的多样性。 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。 11 HIV 流感病毒 冠状病毒 什么是基因? DNA、基因与染色体三者的关系是怎样的? ——基因通常是具有遗传效应的DNA片段; 注意:如果遗传物质是RNA,则基因就是具有遗传效应的RNA片段。 DNA、基因与染色体三者的关系是怎样的? 基 因 染色体 脱氧核苷酸 DNA 每条染色体上含有1个或2个DNA分子 DNA是主要的遗传物质 每个DNA分子含有许多个基因 染色体是DNA的主要载体 基因在染色体上呈线性排列 基因通常是有遗传效应的DNA片段