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

SZ-LWH SZ-LWH SZ-LWH SZ-LWH 教 公 师 开 课 第4节 第3章　基因的本质 基因通常是有遗传效应的DNA片段 SZ-LWH SZ-LWH 01 02 03 通过应用数学方法理解DNA分子的多样性和特异性,培养归纳与概括、逻辑分析和计算能力。 （科学思维、科学探究） 归纳基因与遗传信息的关系,形成结构与功能相适应的观念。（生命观念、科学思维） 通过分析材料案例,概括基因与DNA的关系,归纳基因通常是有遗传效应的DNA片段。 （生命观念、科学思维） SZ-LWH SZ-LWH SZ-LWH SZ-LWH 问题●探讨 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。 问题1:为什么转基因鲤鱼生长更快？ 外源生长激素基因在鲤鱼细胞内表达，促进生长激素合成，促进了鲤鱼的生长。 问题2:导入的外源基因是一个DNA分子，还是DNA片段？ 转基因鱼（左） 导入的是DNA分子的一段脱氧核苷酸序列。 问题3:基因与DNA之间是什么关系？ SZ-LWH SZ-LWH SZ-LWH SZ-LWH 问题●探讨 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。 基因追寻记 SZ-LWH SZ-LWH SZ-LWH SZ-LWH 问题●探讨 必修二： 必修一： 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是染色体的组成成分,染色体是DNA的主要载体。 基因 = DNA 基因追寻记 SZ-LWH SZ-LWH SZ-LWH SZ-LWH 目 录 CONTENTS 练习与应用 DNA片段中的遗传信息 基因与DNA关系的实例 目标一 目标二 目标三 目 录 CONTENTS SZ-LWH SZ-LWH SZ-LWH SZ-LWH 一、基因与DNA关系的实例 合作探究:合作探究教材P57-58资料1、资料2、资料3，思考下列问题 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：能得出什么结论？ 3.根据资料2：说明了什么？ 4.根据资料3：说明了什么？ 5. 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） SZ-LWH SZ-LWH SZ-LWH SZ-LWH 一、基因与DNA关系的实例 【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。 分析: 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 ＞ ＜ 说明基因是DNA片段， DNA中存在非基因片段。 基因A 基因B 基因C 1 分析基因与DNA的关系 SZ-LWH SZ-LWH SZ-LWH SZ-LWH 一、基因与DNA关系的实例 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 【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%。 分析 问题4:那什么样的DNA片段是基因呢？ SZ-LWH SZ-LWH SZ-LWH SZ-LWH 一、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，也能像水母一样发出绿色荧光。 Q1.为什么转基因鼠能发出荧光？ Q2.说明基因有什么功能？ 绿色荧光蛋白基因整合到转基因鼠的DNA中，发挥了控制合成荧光蛋白的作用，使鼠具有发出绿色荧光的性状 水母 荧光小鼠 基因能指导相应蛋白质合成，进而控制生物的性状（即基因具有特定的遗传效应） SZ-LWH SZ-LWH SZ-LWH SZ-LWH 一、基因与DNA关系的实例 基因是DNA片段。 基因具有遗传效应,基因能控制生物性状。 资料 1： 资料 3： 资料 2： 基因是____________的__________。 基因的作用 与DNA的关系 归纳 基因在染色体上是不连续分布的。 总结 有遗传效应 DNA片段 问题5: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。 问题6:基因都是DNA片段吗？ SZ-LWH SZ-LWH SZ-LWH SZ-LWH 一、基因与DNA关系的实例 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。 SZ-LWH SZ-LWH SZ-LWH SZ-LWH 跟踪训练 1.“人类基因组计划”研究表明，人类基因组计划测定的24条染色体上有2～2.5万个基因，这一事实说明 A.基因是DNA上有遗传效应的片段 B.基因是染色体的片段 C.一个DNA分子上有许多个基因 D.基因只存在于染色体上 √ SZ-LWH SZ-LWH SZ-LWH SZ-LWH 跟踪训练 2.如图表示脱氧核苷酸、基因、DNA和染色体间的关系。下列有关叙述不正确的是 A.d是脱氧核苷酸，其种类取决于c的种类 B.基因通常是具有遗传效应的f片段 C.e含有的碱基总数等于f D.e在h上呈线性排列 基因 DNA 染色体 √ SZ-LWH SZ-LWH SZ-LWH SZ-LWH 目 录 CONTENTS 练习与应用 DNA片段中的遗传信息 基因与DNA关系的实例 目标一 目标二 目标三 目 录 CONTENTS SZ-LWH SZ-LWH SZ-LWH SZ-LWH 二、DNA片段中的遗传信息 脱氧核苷酸序列与遗传信息的多样性 7种音符 美妙旋律 词汇句子 26个 英文字母 T G A A T C T G A A T C 碱基序列 遗传信息 SZ-LWH SZ-LWH SZ-LWH SZ-LWH 二、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 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 碱基特定的排列顺序 物质基础：DNA的多样性和特异性 注意：生物多样性和特异性的原因： 根本原因：DNA的多样性和特异性 直接原因：蛋白质的多样性和特异性 SZ-LWH SZ-LWH SZ-LWH SZ-LWH 二、DNA片段中的遗传信息 3.在刑侦领域，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。 4.你认为基因是碱基对随机排列成的DNA片段吗？为什么？ 不是 基因的碱基序列都有特定的排列顺序 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 SZ-LWH SZ-LWH SZ-LWH SZ-LWH 二、DNA片段中的遗传信息 归纳总结： 遗传信息蕴藏在4种碱基的___________中； 碱基排列顺序的千变万化，构成了DNA分子的________； 特定的碱基的排列顺序，构成了每一个DNA分子的_________； DNA的________和________是生物体多样性与特异性的物质基础。 DNA分子上分布多个基因，______通常是有遗传效应的DNA片段。 排列顺序 多样性 特异性 多样性 特异性 基因 遗传信息：DNA或RNA分子中碱基（或碱基对、脱氧核苷酸）的排列顺序 SZ-LWH SZ-LWH SZ-LWH SZ-LWH 跟踪训练 3.决定DNA分子的多样性和特异性的是 A.脱氧核苷酸链上磷酸和脱氧核糖的排列特点 B.嘌呤总数与嘧啶总数的比值 C.碱基互补配对原则 D.碱基排列顺序 √ DNA分子的多样性主要表现为碱基排列顺序的千变万化；特异性主要表现为每个特定的DNA分子的碱基都有特定的排列顺序。 SZ-LWH SZ-LWH SZ-LWH SZ-LWH 跟踪训练 4.下列关于DNA和基因的叙述，不正确的是 A.基因是有遗传效应的核酸分子片段 B.遗传信息能够由亲代传递到子代 C.亲代DNA通过复制向子代传递遗传信息 D.一个DNA片段上有一个基因 √ 基因是有遗传效应的核酸分子片段，而核酸包括DNA和RNA，A正确；一个DNA片段上可以有多个基因，D错误。 SZ-LWH SZ-LWH SZ-LWH 课堂小结 SZ-LWH SZ-LWH SZ-LWH SZ-LWH SZ-LWH 练习与应用(P59 ) 一、概念检测 B 1、 2、 二、拓展应用 1、 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。 2、 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。 染色体 DNA 基因 $$