3.4 基因通常是有遗传效应的DNA片段-1课时-【精讲课堂】2024-2025学年高一生物同步教学实用课件（人教版2019必修2）

第4节 基因通常是有遗传效应的DNA片段 问题探讨 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。 1.为什么转基因鲤鱼的生长速率更快？ 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？ 因为外源生长激素基因整合到转基因鲤鱼的DNA中，并发挥了合成生长激素的作用，而生长激素可使鲤鱼的生长速率加快。 是DNA分子的一段。 基因＝DNA / 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。 1.大肠杆菌体内的DNA分子数目与基因数目相同吗，说明了什么？ 2.它的所有基因的碱基总数与DNA分子碱基总数相等吗，说明了什么？ 不相同，说明了一个DNA分子上含有多个基因（基因是DNA分子上的一段） 不相同，基因在DNA上的分布可能是不连续的（基因是被碱基序列分隔开的） 一、基因与DNA关系的实例 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，也能像水母一样发光。 3.上述实验说明了基因有怎样的作用？ 基因能控制生物的性状，即基因是有遗传效应的DNA片段。 一、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%。 4.通过阅读资料可以得出什么结论？ 基因的碱基数远远少于DNA的碱基数，说明基因在DNA上的分布是不连续的。 人类基因组计划 1990年10月，预计用时15年，投资30亿美元的国际人类基因组计划正式启动。参与的国家有美、英、日、法、德、中这6个国家。 确定构成人类基因组24条染色体的约30亿个碱基对的序列； 鉴定出人类的所有基因，尤其是与疾病有关的基因； 将上述信息储存于专门的数据库，并开发出相应的分析工具； 对五种模式生物大肠杆菌、酵母、线虫、果蝇和小鼠进行测序。 一、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。 活动1 DNA 基因 染色体 脱氧核苷酸 是______的主要载体 通常是有_________的DNA片段 是控制生物性状的结构功能单位 是主要的遗传物质 DNA 遗传效应 基因中的脱氧核苷酸排列顺序代表着遗传信息 每个染色体上有_______个DNA 1或2 每个DNA分子上含有_____基因 许多 每个基因有许多脱氧核苷酸 *注：真核生物细胞核基因在染色体上；细胞质基因在线粒体、叶绿体的DNA上。 一、基因与DNA关系的实例 全方位理解基因 (1)本质上，基因通常是有遗传效应的DNA片段。 (2)结构上，基因是含有特定遗传信息的脱氧核苷酸序列。 (3)功能上，基因是遗传物质的结构和功能的基本单位。 1.如图表示脱氧核苷酸、基因、DNA和染色体间的关系。下列有关叙述错误的是 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.基因的主要载体是染色体 C 基因 DNA 染色体 导 练 二、DNA片段中的遗传信息 7种音符 美妙旋律 26个英文字母 词汇句子 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 1.遗传信息储存在四种碱基的排列顺序中 二、DNA片段中的遗传信息 2.DNA的特点 思考：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 种基因 若1个碱基对组成1个基因 若2个碱基对组成1个基因 若3个碱基对组成1个基因 4种 41 16种 4x4（42） 64种 4x4x4（43） 若n个碱基对组成1个基因 4n …… …… n 指对数 基因的多样性 这说明了基因的什么特点？ 思考 二、DNA片段中的遗传信息 2.DNA的特点 思考：②基因是碱基随机排列成的DNA片段吗？为什么？ 资料1. 前面的探究是建立在所有碱基对都随机排列这一假设上的。实际上，基因组测序结果表明大部分随机排列的碱基序列从来不曾出现在生物体内，而有些序列却重复千百次。 （GATA)n 不同人的短序列重复 二、DNA片段中的遗传信息 活动2 2.基因是碱基随机排列成的DNA片段吗？为什么？ 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。 资料2.两个健康人CFTR基因的碱基对差异 不变区 单碱基差异 (Genetics, McGraw-Hill, 2004) 资料3. 人与黑猩猩血红蛋白ß链部分基因序列 碱基特定的排列顺序 DNA的特异性 DNA的多样性和特异性 生物体多样性和特异性的物质基础 遗传信息蕴藏在4种碱基的排列顺序之中 2.DNA分子的特性 二、DNA片段中的遗传信息 3.多样性和特异性的应用 物种鉴定 病毒感染？ 食品污染？ 真假羊肉？ 身份鉴定 母 子 父 二、DNA片段中的遗传信息 基因通常是有遗传效应的DNA片段 绝大多数生物的遗传物质是DNA，基因是其DNA上有遗传效应的特定的片段，基因之间往往由非基因片段隔开。 RNA病毒的遗传物质是RNA ，其基因是RNA上有遗传效应的片段。 艾滋病毒 冠状病毒 4.基因的概念 二、DNA片段中的遗传信息 2.下列有关DNA的多样性的叙述，正确的是（ ） A.DNA具有多样性的原因是DNA分子空间结构千变万化 B.含有200个碱基的DNA分子，碱基对可能的排列方式有4200种 C.DNA的多样性和特异性是生物多样性和特异性的物质基础 D.DNA的多样性是指一个DNA分子上有许多个基因 C 解析　DNA的多样性是由DNA分子中碱基排列顺序的千变万化构成的，A、D错误； 含有200个碱基的DNA分子中，碱基对可能的排列方式有4100种，B错误。 导 练 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 2. 整理总结染色体、DNA和基因三者之间的关系，并以你认为最简明的形式表示出来。 B 基因 DNA 染色体 课后总结 $$