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

第3章 第4节 1 回顾 1865 1953 1909 1910 1944 孟德尔 提出了遗传因子的概念,认为遗传因子决定生物性状。 摩尔根 通过实验证明了基因位于染色体上,且呈线性排列。 沃森和克里克 揭示了DNA的双螺旋结构,从此遗传学跨入了分子遗传学的时代。 艾弗里 通过实验证明DNA是遗传物质,DNA是基因的载体。 约翰逊 提出用基因这个词来代替遗传因子 一、基因与DNA的关系 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4400个基因,每个基因的平均长度约为1000个碱基对。 说明一个DNA分子上含有多个基因; 基因是DNA上的片段。 一、基因与DNA的关系 基因是DNA片段 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%。 一、基因与DNA的关系 基因能控制生物的性状,具有遗传效应 资料4:不少人认为,人和动物的胖瘦是由遗传决定的。近来的科学研究发现,小鼠体内的HMGIC基因与肥胖直接相关。 有HMGIC基因 吃同样多的高脂肪食物 无HMGIC基因 对照组 实验组 一、基因与DNA的关系 资料2:生长在太平洋西北部的一种水母能发出绿色荧光(图B),这是因为水母的DNA上有一段长度为5.17 103个碱基对的片段——绿色荧光蛋白基因。 水母为何可以发出绿色荧光? 发绿色荧光的水母 绿色荧光蛋白基因 绿色荧光蛋白 控制合成 绿色荧光 发出 一、基因与DNA的关系 资料2续: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,也能像水母一样发光。 基因有遗传效应 基因是DNA上的片段; 基因是遗传结构和功能的单位,可以剪切,拼接到其他生物的DNA上,在其他生物体中表现出该性状。 一、基因与DNA的关系 思考:基因在DNA是如何分布的? 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A 基因B 基因C 含有3个基因的DNA片段的模式图 猜想1——连续分布 猜想2——不连续分布 一、基因与DNA的关系 研究表明:基因在DNA上的分布是不连续的,由碱基序列将其分开 …ATGT…CGAGTC…ACAGCTAC…AGTGCAGTGCGCA…TGCCGACC…TGAG… …TACA…GCTCAG…TGTCGATG…TCACGTCACGCGT…ACGGCTGG…ACTC… A B C 基因 基因 基因 非基因片段 非基因片段 非基因片段 根据以上实例,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、基因与DNA的关系 一个DNA分子 上有_个基因 只有_碱基能构成基因 基因是DNA片段 基因可以控制生物_ 基因具有遗传效应 基因是具有遗传效应的DNA片段 注:有些病毒的遗传物质是RNA,其基因就是有遗传效应的RNA片段。 资料1、3:从数量上分析 资料2、4:从功能上分析 多 部分 性状 基因通常是具有遗传效应的DNA片段 二、DNA片段中的遗传信息 DNA只含有4种脱氧核苷酸,为什么能储存大量的遗传信息呢? 外侧:基本骨架,由脱氧核糖和 磷酸交替连接(固定不变) 内侧:4种碱基对的排列(可变) 回忆DNA分子结构: 遗传信息蕴藏在碱基对的排列顺序中 二、DNA片段中的遗传信息 A T G G C C A T C G DNA片段中的碱基对数 排列种数 1 2 3 …… n 41 4x4(42) 4x4x4(43) 4n …… 碱基排列顺序千变万化,决定了DNA的多样性 二、DNA片段中的遗传信息 上述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。 基因的碱基序列都有特定的排列顺序,决定了DNA的特异性 二、DNA片段中的遗传信息 碱基排列顺序千变万化 DNA分子多样性 生物多样性 特定的碱基排列顺序 DNA分子特异性 生物特异性 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。 二、DNA片段中的遗传信息 核酸分子的多样性和特异性的应用 物种鉴定 病毒感染? 食品污染? 真假羊肉? 二、DNA片段中的遗传信息 核酸分子的多样性和特异性的应用 身份鉴定(DNA指纹技术): 刑侦 亲子鉴定 母 父 子 母 父 子 课堂小结 脱氧核苷酸、基因、DNA和染色体之间的关系 基因在染色体上呈线性排列 基本单位 特定脱氧核苷酸排列顺序代表遗传信息 每个基因含许多个脱氧核苷酸 具有遗传效应的DNA片段 每个DNA分子中含许多个基