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（2019）必修2

人教版（2019）必修二 第3章 基因的本质 第4节 基因通常是有遗传效应的DNA片段 认同人类对遗传物质的认识是不断深化、不断完善的过程，认同实验技术在证明DNA是遗传物质中的作用（科学思维、社会责任） 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） 01 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） 02 说明基因与DNA的关系 （生命观念、科学思维） 03 学习目标 男 女 男 女 情境导入 　　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。 普通鲤鱼 转基因鲤鱼 导入的生长激素基因在细胞内表达出来生长激素，促进了鲤鱼的生长。 1.为什么转基因鲤鱼的生长速率更快？ 讨论： 男 女 男 女 情境导入 　　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。 普通鲤鱼 转基因鲤鱼 导入的是DNA分子的一段脱氧核苷酸序列 2.导入的外源基因是1个DNA分子，还是DNA分子的一段脱氧核苷酸序列？ 讨论： 说明基因与DNA关系的实例 01 DNA片段中的遗传信息 02 目录 说明基因与DNA关系的实例 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 基因等同于DNA吗? 说明基因与DNA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%。 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。 资料1和资料3可以得出什么结论? 图A 正分裂的大肠杆菌，细胞内的DNA被染成红色 说明基因与DNA关系的实例 基因A 基因B 基因C 含有3个基因的DNA片段的模式图 生物体内的DNA分子数目与基因数目相同吗？生物体内所有基因的碱基总数与DNA分子的碱基总数相同吗？如果不同，说明了什么？ 讨论 基因是DNA的片段； 一个DNA分子上有许多个基因； 基因的碱基总数<DNA分子的碱基总数。 结论 说明基因与DNA关系的实例 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。 图B 发出绿色荧光的水母 图C 正常光线（左）和紫外线照射下（右）的4只小鼠，其中3号小鼠为对照，1、2、4号小鼠转入了绿色荧光蛋白基因 基因能够控制生物的性状，也就是基因是有遗传效应的DNA片段。 结论 说明基因与DNA关系的实例 请完善基因与染色体、DNA、脱氧核苷酸之间关系的概念图。 染色体是______的主要载体 每个染色体上有_______个DNA 基因通常是有_________的DNA片段； 每个DNA分子上含有_____基因 是控制生物性状的结构功能单位 DNA是主要的遗传物质 每个基因有许多脱氧核苷酸 1或2 DNA 许多 遗传效应 基因中的脱氧核苷酸排列顺序代表着遗传信息 DNA 基因 染色体 脱氧核苷酸 说明基因与DNA关系的实例 按照概念大小构建基因、DNA、染色体和细胞核的概念模型。 细胞核 染色体 DNA 基因 说明基因与DNA关系的实例 01 DNA片段中的遗传信息 02 目录 DNA片段中的遗传信息 DNA只含有4种脱氧核苷酸，为什么能够储存大量的遗传信息呢？ A T G C 腺嘌呤脱氧核苷酸 胸腺嘧啶脱氧核苷酸 鸟嘌呤脱氧核苷酸 胞嘧啶脱氧核苷酸 DNA片段中的遗传信息 T C G A T A G C T A 4种碱基排列顺序 遗传信息 基本骨架 7种音符 美妙旋律 26个英文字母 词汇句子 DNA片段中的遗传信息 资料1：DNA分子的基本骨架是由脱氧核糖和磷酸交替连接而成的，从头至尾没有变化，而骨架内侧4种碱基的排序却是可变的。 若1个碱基对组成1个基因， 4种碱基对可形成____种基因。 41 若2个碱基对组成1个基因，4种碱基对可形成____种基因。 42 若n个碱基对组成1个基因，4种碱基对可形成____种基因。 4n 碱基排列顺序千变万化 DNA的多样性 DNA片段中的遗传信息 资料2：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。 2.基因是碱基对（脱氧核苷酸序列对）的随机排列成的DNA片段吗？ 不是，基因的碱基对排列顺序具有特异性。即特定的基因具有特定的碱基对排序。 基因的碱基序列都有特定的排列顺序 DNA分子具有特异性 DNA片段中的遗传信息 1.如果是100个碱基对组成1个基因可能组合成多少种基因？ 4100种 讨论 2.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？ 碱基排列顺序的千变万化，构成了DNA的多样性; 而碱基特定的排列顺序，又构成了每个DNA分子的特异性。 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。 DNA片段中的遗传信息 3.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。 讨论 DNA片段中的遗传信息 讨论 4.你认为基因是碱基对随机排列成的DNA片段吗？为什么？ 基因不是碱基对随机排列构成的DNA片段。理论上，所有碱基对的随机排列都能构成基因，但是在生物的进化过程中，由于自然选择的作用，环境只选择能与其相适应的物质或生物，因此一些随机排列的脱氧核苷酸序列会因不被选择而消失。 DNA片段中的遗传信息 碱基排列顺序的千变万化 DNA分子的多样性 碱基特定的排列顺序 生物体的多样性 生物体的特异性 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。 DNA分子特异性 脱氧核苷酸、基因、DNA和染色体的关系 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分子中含许多个基因 每条染色体上含有1个或2个DNA分子 主要载体 脱氧 核苷酸 (4种) 基因 DNA 染色体 课堂小结 课堂小测 1.在真核细胞中，关于基因的叙述正确的是( ) A.基因是有遗传效应的DNA片段 B.基因只分布在细胞核中 C.基因是有遗传效应的RNA片段 D.染色体是基因的唯一载体 解析：对于具有细胞结构的生物（真核生物和原核生物）和DNA病毒而言，基因是有遗传效应的DNA片段；对于RNA病毒而言，基因是具有遗传效应的RNA片段，结合题意，在真核细胞中，基因是有遗传效应的DNA片段，A正确，C错误。DNA分子主要存在于染色体上，少量存在于线粒体和叶绿体中，因此染色体不是基因的唯一载体，也不是只存在于细胞核中，B、D错误。 A 课堂小测 2.下列有关染色体、DNA、基因、脱氧核苷酸的说法，不正确的是( ) A.性染色体上的基因，并不一定都与性别的决定有关 B.在DNA分子结构中，与脱氧核糖直接相连的一般是一个磷酸和一个碱基 C.基因的特异性是由脱氧核苷酸的数目和排列顺序决定的 D.基因和染色体行为存在着明显的平行关系 解析：性染色体上的基因，并不一定都与性别的决定有关，还有决定其他性状的基因，如果蝇的性染色体上有决定眼色的基因，A正确；在DNA分子结构中，除两端的脱氧核糖外，与脱氧核糖直接相连的一般是两个磷酸和一个碱基，B错误；基因的特异性是由脱氧核苷酸的种类、数目和排列顺序决定的，C正确；染色体是基因的主要载体，基因和染色体行为存在着明显的平行关系，D正确。 A 课堂小测 3.下列有关基因的叙述错误的是( ) A.一个DNA分子上有多个基因 B.遗传信息蕴藏在碱基对排列顺序中 C.假设一个基因含有1000个碱基，则该基因理论上有41000种 D.对某些病毒而言，基因是有遗传效应的RNA片段 解析：基因通常是具有遗传效应的DNA片段，因此，一个DNA分子中有多个基因，A正确；基因中碱基的排列顺序储存着遗传信息，故基因中的遗传信息蕴藏在碱基对排列顺序中，B正确；基因中的遗传信息储存在基因特定的排列顺序中，具有特异性，因此，假设一个基因含有1000个碱基，则该基因具有特定的碱基序列，则由1000个碱基组成的DNA片段理论上有4500种，C错误；一般来说，基因是有遗传效应的DNA片段，但对于某些RNA病毒而言，基因是具有遗传效应的RNA片段，D正确。 C 谢谢观看 $$