3.4 基因通常是具有遗传效应的DNA片段-【生物讲堂】2023-2024学年高一生物同步备课课件（人教版2019必修2）

3.4 基因通常是具有遗传效应的DNA片段 1865 1952 1909 1910 1944 孟德尔 提出遗传因子概念，认为遗传因子决定生物性状。 摩尔根 通过实验证明基因位于染色体上，且呈线性排列。 赫尔希和蔡斯 揭示了DNA是噬菌体的遗传物质。 艾弗里 证明DNA是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。 约翰逊 提出用基因来代替遗传因子，但没有给基因的定义。 20世纪中叶 科学家 染色体主要是由两种物质组成——DNA和蛋白质 1928 格里菲斯 通过实验证明存在转化因子使R型活细菌转化为S型细菌。 1953 沃森和克里克 揭示DNA的双螺旋结构，遗传学跨入分子遗传学时代。 温 故 启 新 Q1：基因=DNA吗？ 2 DNA是如何携带遗传信息的？ 如何理解DNA的多样性和特异性？ 基因是什么？ 本 节 聚 焦 一、说明基因与DNA的关系的实例 【思考讨论】P57 基因与DNA究竟是什么关系?下面的资料会给你许多启示，请阅读和讨论，并思考回答问题： 1.生物体内的DNA分子数目与基因数目相同么？生物体内所有基因的碱基总数与DNA的碱基总数相同么？如果不同，说明了什么？ 2.根据资料1、资料2、资料3说明了什么？ 3.根据资料1、资料2、资料3：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。 【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；上面有4.4×103个基因，每个基因的平均长度约为1×103个碱基对。 ①一个DNA上含有多个基因 ②基因是DNA的片段，DNA中存在非基因片段。 分析：①大肠杆菌体内的DNA分子数目 基因数目。 ②所有基因的碱基总数 DNA的碱基总数。 结论 ＜ ＜ 基因A 基因B 基因C 含有3个基因的DNA片段的模式图 非基因片段 非基因片段 非基因片段 非基因片段 一、说明基因与DNA的关系的实例 【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%。 ①基因不是连续分布在DNA上的，而是由碱基序列将其分隔开的。 ②DNA中存在大量的非基因片段。 结论 基因是一段DNA，但是一段DNA不一定是基因。 一条染色体上应该有许多个基因；基因在染色体上呈线性排列。 那什么样的DNA片段是基因呢？ 【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。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。 基因可以切除，可以拼接到其他生物的DNA上， 说明：基因具有一定独立性。 基因具有遗传效应，它可以独立起作用。 小鼠发绿色荧光与植入小鼠体内的绿色荧光基因有关，说明： 基因具有遗传效应。 结论 实例1 实例3 大肠杆菌DNA 人的DNA 实例2 转基因实验 基因是DNA片段 基因可以控制某种性状 基因具有遗传效应 基因是具有遗传效应的DNA片段 根据以上实例，请从DNA 水平上给基因下一个定义 课本P57、58 能够指导相应蛋白质的合成、控制生物体的性状等。 你如何理解遗传效应？ ①每个基因都是特定的DNA片段 具有特定的碱基排列顺序 具有特定的遗传效应 DNA分子具有特异性。 基因A 基因B 基因C --ATGCATGCAT…… CCATGCTAGCCA …… TCCCTAAGGATAG CCATCCCAGATG …… CATGCATCCATGC--- --TACGTACGTA ……GGTACGATCGGT…… AGGGATTCCTATC GGTAGGGTCTAC …… GTACGTAGGTACG--- 含有3个基因的DNA片段的模式图 观察上图，思考基因是碱基对随机排列的DNA片段吗？？ ②不同的基因碱基排列顺序不同 DNA分子具有多样性。 何为遗传信息？ ③碱基的排列顺序（或者脱氧核苷酸的排列顺序） 理论上，每一个基因中的碱基对是可以随机排列的 但大量随机排列的核苷酸序列一般不能表达出某种适应环境的性状，这种序列在长期进化过程中会逐渐被淘汰掉。 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。 常见的RNA病毒 新冠病毒 艾滋病毒 流感病毒 SARS病毒 基因是有遗传效应的RNA片段 遗传信息储存在碱基的排列顺序中 （或者核糖核苷酸的排列顺序） 10 果蝇由于易饲养、繁殖速度快