3.4 基因通常是有遗传效应的DNA片段-【堂堂清】2024-2025学年高一生物下学期同步精品课件（2019人教版必修2）

3.4 基因通常是有遗传效应的DNA片段 本节聚焦： 1.基因是什么？ 2.DNA是如何携带遗传信息的？ 3.如何理解DNA的多样性和特异性？ 1 旧知识回顾 必修二： 短硬毛 棒状眼 深红眼 朱红眼 截翅 红宝石眼 白眼 一条染色体上有许多个基因 基因在染色体上呈线性排列 必修一： 染色体=DNA+蛋白质 染色体是DNA的主要载体 基因与DNA之间是什么关系？ 思考 说明基因与DNA关系的实例 01 【资料1】大肠杆菌细胞的拟核有1个DNA分子（大型环状DNA），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。 数目 长度 （碱基对数目） DNA 基因 1 4.4×103 4.7×106 4.4×106 【讨论1】大肠杆菌体内的DNA分子数目与基因数目相同吗? 构成基因的碱基总数与DNA分子的碱基总数相同吗?如果不同，说明了什么? 事实 结论 基因数目＞DNA分子数目 基因的碱基对总数＜DNA分子的碱基对总数 一个DNA上含有多个基因 部分碱基对不构成基因 说明基因与DNA关系的实例 01 【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%。 ＜< 【讨论2】构成基因的碱基对总数 DNA分子的碱基对总数， 所以，基因是 ，但DNA片段 是基因； --ATT…GC ATCCATGCT…CCATCCCTAA GG…AG-- --TAA…CG TAGGTACGA…GGTAGGGATT CC…TC-- DNA 双链 基因A 非基因片段 基因B 特定的DNA片段 不一定 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 为什么这里直接用碱基对链来表示DNA？因为磷酸和脱氧核糖都一样 说明基因与DNA关系的实例 01 【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5.17×103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。 【讨论3】该资料说明，绿色荧光与基因有关， 且基因具有一定的 性， 可推测基因能控制生物体的 ， 也就是说， 基因是具有 。 独立 性状 遗传效应的DNA片段 说明基因与DNA关系的实例 01 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。 思考 资料3 转基因小鼠实验 资料1 资料2 大肠杆菌DNA 人的DNA 基因是特定的 片段 基因具有 效应 DNA 遗传 DNA是有遗传效应的DNA片段 说明基因与DNA关系的实例 01 基因只能是有遗传效应的DNA片段吗？ 思考 有些病毒的遗传物质是RNA， 如艾滋病病毒、流感病毒等。 对这类病毒而言， 基因就是 。 有遗传效应的RNA片段 对所有生物而言， 基因通常是有遗传效应的DNA片段。 核心探讨：基因的本质 01 请结合模式图完成下面内容，并从以下三个方面理解“基因”： (1)从结构上看： ①基因是DNA上 的片段，但DNA上的片段 就是基因； ②基因与DNA分子的结构一样， 也是由四种 按一定顺序排列而成的，也是 结构； ③每个基因上脱氧核苷酸的 是特定的； ④基因中碱基的 代表遗传信息。 不一定 脱氧核苷酸 双螺旋 数目及排列顺序 数目及排列顺序 排列顺序 特定 核心探讨：基因的本质 01 请结合模式图完成下面内容，并从以下四个方面理解“基因”： (2)从功能上看：基因具有 ，即基因能控制生物的性状， 基因是控制生物 的基本单位，特定的基因决定特定的性状。 (3)从分布上看：基因可以分为细胞核基因和细胞质基因， 细胞核基因遗传时 孟德尔两大定律， 细胞质基因遗传时 孟德尔两大定律。 遗传效应 性状 遵循 数目及排列顺序 不遵循 注：表现为母系遗传 问题探讨 7种音符 各种美妙旋律 26个 英文字母 许许多多词汇、句子 DNA只含有4种脱氧核苷酸， 足以储存生物体必需的全部遗传信息吗 旧知识回顾：DNA分子的结构 T G A A T C T G A A T C 外侧：由 和 交替连接， 构成基本骨架(固定不变)； 内侧： 的排列顺序(可变)。 脱氧核糖 磷酸 4种碱基 遗传信息储存在哪里？ 思考 DNA分子中 碱基 的排列顺序中。 碱基对 . 脱氧核苷酸. DNA片段中的遗传信息 02 【资料1】 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n个碱基对组成1个基因有 排列方式； 4 16 64 4n G C G T A T A C 碱基排列顺序千变万化 DNA分子的多样性 基因是碱基对随机排列的DNA片段吗？ 思考 DNA片段中的遗传信息 02 【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。 因为，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。 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分子的特异性 DNA片段中的遗传信息·小结 02 碱基特定的排列顺序， 构成了DNA的 性。 碱基排列顺序的千变万化， 构成了DNA的 性。 DNA的多样性和特异性是生物体多样性和特异性的 。 DNA能够储存足够量的遗传信息 遗传信息蕴藏在 之中 4种碱基的排列顺序 多样 特异 物质基础 注意：生物多样性和特异性的原因： 根本原因： 的多样性和特异性 直接原因： 的多样性和特异性 DNA 蛋白质 染色体、DNA和基因三者之间的关系 03 蛋白质 脱氧核苷酸 染色体 DNA 基因 染色体是DNA的 。 注：叶绿体、线粒体和原核生物中的DNA是裸露的。 主要载体 每条染色体含有 个DNA分子。 1个或2 1条染色体 1个DNA 1条染色体 2个 DNA DNA是主要的 。 每个DNA分子含有 个基因 遗传物质 多 基因通常是有 的DNA片段。 基因在染色体上呈 排列。 基因能决定 。 遗传效应 线性 生物性状 每个基因含有 个脱氧核苷酸 许多 脱氧核苷酸（碱基）的 代表遗传信息。 排列顺序 随堂小练 (　　)1.真核生物的基因均在染色体上呈线性排列。 (　　)2.基因和DNA是同一概念。 (　　)3.基因A和基因B的根本区别是这两种基因所含的脱氧核苷酸的种类不同。 (　　)4.遗传信息是指DNA中的碱基排列顺序。 (　　)5.基因中碱基对的数目与其多样性有关。 (　　)6.基因的基本组成单位均为脱氧核苷酸。 (　　)7.从广义上来说，烟草花叶病毒中有遗传效应的RNA片段也叫作基因。 × 细胞质（叶绿体和线粒体中也有基因，但不在染色体上）； × × × √ × √ 基因通常是有遗传效应的DNA片段； 种类都是四种，脱氧核苷酸的数量和排列顺序不同； 基因（有遗传效应的DNA或RNA片段）中碱基的排列顺序； 基因也可能是有遗传效应的RNA片段，基本单位是核糖核苷酸； 练习与应用 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 特定排列，×； $$