3.4 基因通常是有遗传效应的DNA片段-2024-2025学年高一生物下学期同步授课课件（人教版2019必修2）

第三章 基因的本质 第4节基因通常是有遗传效应的 DNA片段 一条染色体上有许多个基因；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。 基因和DNA有什么关系？ 1、资料1和资料3表明基因与DNA在数量上有何关系？说明了什么？ 2、资料2中绿色荧光蛋白基因的作用分别是什么？这两个实例说明了什么？ 阅读教材第P57—58页思考.讨论，思考以下几个问题： 思考.讨论 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。 (1)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？ 说明一个DNA分子上含有多个基因 DNA分子的碱基对总数＞基因的碱基对总数 生物体内的DNA分子数＜基因数目 说明基因是DNA的片段 结论 一、基因与DNA关系的实例 基因是DNA的片段，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。 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。 有无绿色荧光蛋白基因决定小鼠是否发光 基因是DNA上的一个片段，切除后接入其他生物可以表现出相应性状 结论 资料3：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DNA碱基总数的比例不超过2%。 人类的基因组 说明人的基因与DNA有怎样的数量关系？ 构成基因的碱基数＜＜碱基总数 进一步说明基因是DNA的片段 --ATGCATGCATCCATGCTAGCCATCCCTAAGGACAG--- --TACGTACGTAGGTACGATCGGTAGGGATTCCTGTC--- 基因A 非基因片段 基因B 基因是一段DNA，但是一段DNA不一定是基因。 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。 基因通常是有遗传效应的DNA片段，是生物体遗传的功能单位和结构单位。 有些病毒的遗传物质是RNA 如HIV病毒（艾滋病病毒）、SARS-CoV-2病毒(新冠病毒）。 对这类病毒而言，基因就是有遗传效应的RNA片段。 --ATGCATGCATCCATGCT AGCC ATC C CTAAGGACAG--- --TACGTACGTAGGTACGATCGGT AGGGATT CC TGTC--- 基因A 非基因片段 基因B DNA片段 基因1 基因2 基因3 放大 非编码区 非编码区 编码区 编码区上游 编码区下游 编码区：能转录相应的mRNA，进一步编码（翻译）出蛋白质的DNA区段 非编码区：不能转录为相应的mRNA，不能编码蛋白质的区段 指具有复制、转录、翻译、重组突变及调控等功能。 遗传效应 染色体 脱氧核苷酸 基因 DNA 染色体是DNA 的主要载体 每个染色体上有1个或2个DNA 基因通常是有遗传效应的DNA片段 每个DNA分子上含有多个基因 是控制生物性状的结构功能单位 是主要的遗传物质 基本组成单位 1、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？ 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 碱基排列顺序的千变万化，构成了DNA的多样性。 遗传信息储存在 碱基（对）排序中 二、DNA片段中的遗传信息 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？ 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。 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。 碱基特定的排列顺序，构成了DNA的特异性。 3. 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 DNA分子的多样性 碱基特定的排列顺序 每个DNA分子的特异性 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。 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。 与社会联系 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。 DNA特异性应用 √ 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 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 √ A.DNA由4种碱基组成 B.DNA具有规则的双螺旋结构 C.DNA具有碱基互补配对的特点 D.DNA的碱基对有很多种不同的排列顺序 √ 3.研究人员对数千种生物的DNA碱基序列进行测定发现，没有任何两个物种的 DNA序列是一样的。DNA具有多样性的主要原因是 Lavf58.20.100 $$