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

基因通常是有遗传效应的DNA片段 年 级：高 一 基因通常是有遗传效应的DNA片段 学习目标 1.通过分析具体事例，阐明基因通常是有遗传效应的DNA片段，形成结构与功能相适应的生命观念和科学的自然观； 2.通过建立数学模型，分析DNA分子具有特异性和多样性的原因，在学习过程中逐步发展科学思维； 3.了解基因测序技术，提升运用生物学知识和方法对社会议题作出解释的能力。 2 1903年萨顿 遗传因子在染色体上 基因的探索历程 1952年赫尔希和蔡斯DNA是遗传物质 1910年摩尔根 基因位于染色体上 1909年约翰逊 遗传因子改为基因 1866年孟德尔 遗传因子决定生物性状 1953年克里克和沃森DNA双螺旋模型 3 【学习任务一 】探究基因和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4.7x106个碱基对，在DNA分子上分布了大约4.4x103个基因，每个基因的平均长度约为1x103个碱基对。 【资料2】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DNA的碱基序列。每条染色体上有一个DNA分子。这24个DNA分子大约含有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%。 【学习任务一 】探究基因和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4.7x106个碱基对，在DNA分子上分布了大约4.4x103个基因，每个基因的平均长度约为1x103个碱基对。 【资料2】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DNA的碱基序列。每条染色体上有一个DNA分子。这24个DNA分子大约含有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%。 推论：1个DNA分子上有多个基因 【学习任务一 】探究基因和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4.7x106个碱基对，在DNA分子上分布了大约4.4x103个基因，每个基因的平均长度约为1x103个碱基对。 【资料2】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DNA的碱基序列。每条染色体上有一个DNA分子。这24个DNA分子大约含有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%。 推论：1个DNA分子上有多个基因 基因是一个DNA片段 【资料3】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5.17x103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鼠，在紫外线的照射下，也能像水母一样发光。 【思考】为什么1/2/4号小鼠在紫外线照射下可以发光？设置3号小鼠的作用是什么？ 绿色荧光蛋白基因可以通过控制绿色荧光蛋白的合成从而控制小鼠发光 推论：基因具有遗传效应 【学习任务一 】探究基因和DNA的关系 【学习任务一 】探究基因和DNA的关系 【资料4】我国科学家将外源生长激素基因导入鲤鱼的受精卵，培育出了转基因鲤鱼。与对照组相比，转基因鲤鱼的生长速率加快。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。 外源导入的生长激素基因在鲤鱼体内指导了生长激素的合成，使鲤鱼生长速率加快。 推论：基因具有遗传效应 【学习任务一 】探究基因和DNA的关系 【资料1】 【资料2】 【资料3】 【资料4】 基因是一个DNA片段 基因具有遗传效应 基因是有遗传效应的DNA片段 【学习任务一 】探究基因和DNA的关系 【资料1】 【资料2】 【资料3】 【资料4】 基因是一个DNA片段 基因具有遗传效应 基因是有遗传效应的DNA片段 艾滋病病毒 流感病毒 【学习任务一 】探究基因和DNA的关系 【资料1】 【资料2】 【资料3】 【资料4】 基因是一个DNA片段 基因具有遗传效应 基因是有遗传效应的DNA片段 基因是通常有遗传效应的DNA片段 【学习任务一 】探究基因和DNA的关系 叶绿体 线粒体 DNA 基因是否均位于染色体上呢？ 真核生物的基因主要位于染色体上，少数位于线粒体和叶绿体中。 【学习任务二 】分析DNA的遗传信息，理解DNA的多样性和特异性 不变：脱氧核糖与磷酸基团交替排列构成的基本骨架 可变：碱基排列顺序 1个基因中碱基对数量 …… 排列 种类 …… 1个 碱基对 2个 碱基对 3个 碱基对 n个 碱基对 【学习任务二 】分析DNA的遗传信息，理解DNA的多样性和特异性 碱基排列顺序多样性 DNA分子的多样性 生物多样性 1个基因中碱基对数量 …… 排列 种类 …… 4（41） 16（42） 64（43） 4n 1个 碱基对 2个 碱基对 3个 碱基对 n个 碱基对 【学习任务二 】分析DNA的遗传信息，理解DNA的多样性和特异性 【资料5】比如STR是DNA分子上以2-6个核苷酸为单元重复排列而成的片段，单元的重复次数在不同个体间存在差异。如7号染色体有一个STR位点以“GATA”为单元重复7-14次;X染色体有一个STR位点以“ATAG”为单元，重复11-15次。 特定的碱基排列顺序 DNA分子的特异性 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。 【学习任务二 】分析DNA的遗传信息，理解DNA的多样性和特异性 【学习任务三 】分析资料，阐明DNA多样性和特异性的应用 【资料6】DNA能像指纹一样用来鉴定个人身份。应用DNA指纹技术时，首先需要用合适的酶将待检测的样品DNA切成片段，然后用电泳的方法将这些片段按大小分开，再经过一系列步骤，最后形成如下图所示的DNA指纹图。 【思考】结合脱氧核苷酸序列的多样性和特异性，判断几号个体最有可能是犯罪分子？ 单细胞基因组测序技术的原理是将分离的单个细胞的微量全基因组DNA进行扩增，获得高覆盖率的完整的基因组后进行高通量测序。 该技术常用于遗传病筛查，如患有常染色体单基因显性遗传病的女性，在自然生育条件下，她的孩子的患病概率是50%，怎样避免她的孩子患这种遗传病呢？ 初级卵母细胞经过减数分裂会形成一个卵细胞和三个极体，如果知道极体的基因组序列，就可以推测出这个卵细胞的基因组序列。选择不含致病基因的卵细胞，再利用试管婴儿技术，就可以获得健康的婴儿。 【学习任务三 】分析资料，阐明DNA多样性和特异性的应用 染色体 DNA 基因 脱氧核苷酸 【课堂小结 】构建染色体、DNA、基因和脱氧核苷酸的关系 是基因的结构单位，每个单位由 、 和碱基组成。 通常是具有遗传效应的DNA片段。其中 排列排序代表遗传信息。 是生物主要的 ，含有许多基因。 是DNA的 。 每个染色体上 有 个DNA分子。 染色体 DNA 基因 脱氧核苷酸 【课堂小结 】构建染色体、DNA、基因和脱氧核苷酸的关系 是基因的结构单位，每个单位由 、 和碱基组成。 磷酸基团 脱氧核糖 通常是具有遗传效应的DNA片段。其中 排列排序代表遗传信息。 是生物主要的 ，含有许多基因。 碱基 遗传物质 是DNA的 。 每个染色体上 有 个DNA分子。 主要载体 1或2 $$