3.4基因通常是有遗传效应的DNA片段课件-2024-2025学年高一下学期生物人教版必修2

3.4基因通常是有遗传效应的DNA片段 遗传因子的发现 基因的表达 基因与染色体的关系 基因的本质 基因突变及其他变异 从杂交育种到基因工程 现代生物进化理论 第三章基因的本质 1 教学目标 目标 01 02 03 举例说明基因通常是有遗传效应的DNA片段 （生命观念、科学思维） 运用数学方法说明DNA的多样性和特异性 （生命观念、科学探究） 说明基因与DNA的关系 （生命观念、科学思维） 2 1.为什么转基因鲤鱼生长更快？ 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。 2.导入的外源基因是一个DNA分子，还是DNA分子的一段脱氧核苷酸序列？ 外源生长激素基因在鲤鱼细胞内表达，促进生长激素合成，从而促进了鲤鱼的生长。 转基因鱼（左） 情景材料一 导入的是DNA分子的一段脱氧核苷酸序列。 让我们带着问题来看一下今天要学的内容 3 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 4 1条染色体 1个 DNA 1条染色体 2个 DNA DNA与染色体的关系? 基因和染色体的关系？ 短硬毛 棒状眼 深红眼 朱红眼 截翅 红宝石眼 白眼 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 DNA 蛋白质 染色质 染色体 DNA是染色体的组成成分,染色体是DNA的主要载体。 染色体是DNA的主要载体 基因在染色体上 什么关系？ DNA 蛋白质 染色质 染色体 短硬毛 棒状眼 深红眼 朱红眼 截翅 红宝石眼 白眼 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。 一、说明基因与DNA关系的实例 思考•讨论 大肠杆菌一个DNA上含有多个基因。 大肠杆菌所有基因的碱基总数小于DNA分子的碱基总数，说明基因是DNA的片段，DNA中存在非基因片段。 分析基因与DNA的关系 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。 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 基因的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。 资料二： 一、说明基因与DNA关系的实例 资料三： 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1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 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 2.DNA中存在大量的非基因片段 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关系的实例 探究二： 人类基因组计划测定的是24条染色体（22条常染色体+X+Y） 1.已知果蝇体细胞染色体有8条，进行“基因组测序”要测定其（ ）条染色体 2.已知豌豆体细胞2n=14，进行“豌豆基因组测序”要测定其（ ）条染色体 7 5 说明基因与DNA的关系的实例 一、 基因是一段DNA，基因不是连续分布在DNA上的。 基因具有遗传效应,基因能控制生物性状。 资料1和3： 资料2： 归纳： 什么是基因？ 探究三：能否从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。 基因是____________的__________。 基因的作用 与DNA的关系 有遗传效应 DNA片段 说明基因与DNA的关系的实例 一、 11 大多数生物以DNA作为遗传物质，其基因是有遗传效应的DNA片段 有些病毒的遗传物质是RNA，如人类免疫缺陷病毒（艾滋病病毒）、流感病毒，试推测这些病毒的基因的本质。 对于RNA病毒而言，其基因就是有遗传效应的RNA片段 RNA病毒 基因通常是有遗传效应的DNA片段 辩证思维： 完善概念: 构建基因的概念 HIV病毒 是生物体遗传的功能单位和结构单位。 说明基因与DNA的关系的实例 一 说明DNA蕴含大量的遗传信息 1个DNA分子上有许多个基因 每一个基因都是特定的DNA片段 基因具有特定的遗传效应 DNA只含有4种脱氧核苷酸（4种碱基），核苷酸的排列顺序中蕴藏着遗传信息。为什么DNA能够储存大量的遗传信息？ 二、DNA片段中的遗传信息 分析脱氧核苷酸序列与遗传信息的多样性 探究三：4种碱基排列而成的脱氧核苷酸序列，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 情景材料二 思考与讨论 P58 7种音符 26个英文字母 10个数字 资料一： 若1个碱基对组成1个基因有_____排列方式 若2个碱基对组成1个基因有_____排列方式 若3个碱基对组成1个基因有_____排列方式 若4个碱基对组成1个基因有_____排列方式 若n个碱基对组成1个基因有_____排列方式 4种 16种 64种 4n种 256种 碱基排列顺序千变万化 DNA的多样性 二、DNA片段中的遗传信息 15 资料二 基因的碱基序列都有特定的排列顺序 DNA的特异性 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。 你认为基因是碱基对随机排列成的DNA片段吗？ 二、DNA片段中的遗传信息 16 探究四： 在刑侦、亲子鉴定领域，DNA能像指纹一样用来鉴定个人身份。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？ 在人类的DNA中，核苷酸序列多样性表现为每个人的DNA几乎不可能完全相同，因此，DNA可以像指纹一样用来鉴别身份。 二、DNA片段中的遗传信息 三、DNA、基因与染色体三者的关系 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 是遗传物质的结构和功能单位 基因中的脱氧核苷酸 排列顺序代表遗传信息 遗传因子 新名 蛋白质+ 染色质 同种物质 DNA片段中的遗传信息P59 研究表明，DNA分子能够储存足够量的遗传信息；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分子的多样性，而碱基的特定的排列顺序，又构成了每一个DNA分子的特异性；DNA分子的多样性和特异性是生物体多样性和特异性的物质基础。DNA分子上分布着多个基因，基因是有遗传效应的DNA片段。 5.整理总结染色体、DNA和基因三者之间的关系，并以你认为最简明的形式表示出来。 染色体 DNA 基因 练习与应用 一、概念检测 1.科学研究发现，未经人工转基因操作的番薯都含有农杆菌的部分基因，而这些基因的遗传效应促使番薯根部发生膨大产生了可食用的部分，因此番薯被人类选育并种植。下列相关叙述错误的是（ ） A.农杆菌这些特定的基因可以在番薯细胞内复制 B.农杆菌和番薯的基因都是4种碱基对的随机排列 C.农杆菌和番薯的基因都是有遗传效应的DNA片段 D.农杆菌这些特定的基因可能在自然条件下转入了番薯细胞 B 练习与应用 一、概念检测 2.整理总结染色体、DNA和基因三者之间的关系，并以你认为最简明的形式表示出来。 基因是染色体上具有遗传效应的DNA片段。 染色体 DNA 基因 二、拓展应用 练习与应用 1.在严查偷猎野生动物的行动中，执法部门发现某餐馆出售的一种烤肉比较可疑，餐馆工作人员说是“山羊肉”，经实验室检验，执法部门确定这种“山羊肉”来自国家二级保护动物斑羚。你认为执法部门最可能采取哪种检测方法?为什么? 最可能采取DNA鉴定的方法。因为每种生物的DNA具有特异性，只有将“山羊”的DNA与斑羚的DNA进行比对，才能确定这种“山羊肉”是否来自国家二级保护动物斑羚。 二、拓展应用 练习与应用 2.我国一些城市在交通路口启用了人脸识别技术，针对行人和非机动车闯红灯等违规行为进行抓拍。这种技术应用的前提是每个人都具有独一无二的面孔。为什么人群中没有一模一样的两个人呢? 请你从生物学的角度评述人脸识别技术的可行性。 人脸识别技术的前提是每个人都有独特的面部特征，而这些都是由基因决定的，这说明了基因的多样性。 $$