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（2019）必修2

第3章 第4节 人教版 生物(高中) 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？ 本节聚焦 1 问题探讨 鲤鱼受精卵 外源 生长激素基因 导入 转基因鲤鱼 鲤鱼受精卵 对照组 实验组 非转基因鲤鱼 为什么生长速率更快？ 是1个DNA分子？ 是一段脱氧核苷酸序列？ 基因和DNA是什么关系？ 金寨一中 2 2.根据资料1：能得出什么结论？ 3.根据资料2：说明了什么？ 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的碱基总数相同吗？如果不同，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。 4.根据资料3：说明了什么？ 金寨一中 一.说明基因与DNA关系的实例 合作探究:小组合作探究教材P57-58资料1、资料2、资料3，思考下列问题 资料1：大肠杆菌细胞的拟核有一个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，每个基因平均长度约为1×103个碱基对。 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。这24个DNA分子大约含有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%。 生物体内的DNA分子数目____（填＞、＜或＝）基因数目； 生物体内所有基因的碱基对总数____（填＞、＜或＝）DNA分子的碱基对总数。 ＜ ＜ 说明基因是DNA的片段， DNA中存在非基因片段。 一.说明基因与DNA关系的实例 金寨一中 --ATGCATGCAT…… CCATGCTAGCCA …… TCCCTAAGGATAG CCATCCCAGATG …… CATGCATCCATGC--- --TACGTACGTA ……GGTACGATCGGT…… AGGGATTCCTATC GGTAGGGTCTAC …… GTACGTAGGTACG--- 1个DNA分子 基因A （约1000个碱基对） 基因b （约1000个碱基对） 基因H （约1000个碱基对） 其他基因 一个DNA上有多个基因，基因是DNA的片段 问：是不是所有DNA片段都是基因呢？ 不是，只有特定DNA片段才是基因 非基因片段 非基因片段 非基因片段 基因是DNA上的片段，那么基因在DNA上是如何分布的呢？ 一般来说，基因在DNA上是不连续分布的,由碱基序列分隔开。 一.说明基因与DNA关系的实例 金寨一中 5 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，转入了水母的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。 发出绿色荧光的水母 紫外线照射下的正常小鼠和荧光鼠 水母能发出绿色荧光，说明基因有什么作用？ 基因能够控制生物的性状。 转入了水母的绿色荧光蛋白基因的转基因鼠也能发出绿色荧光，说明什么？ 说明基因具有遗传效应（指导相应蛋白质的合成、控制生物体的性状等）。 金寨一中 一.说明基因与DNA关系的实例 6 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 基因一定是DNA吗？ 基因是____________的_____________。 基因的作用 与DNA的关系 有遗传效应 DNA片段 转基因鲤鱼（左） 基因是DNA片段 基因具有遗传效应 金寨一中 一.说明基因与DNA关系的实例 7 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 是生物体遗传的功能单位和结构单位。 SARS病毒 艾滋病毒 流感病毒 金寨一中 --ATGCATGCAT…… CCATGCTAGCCA …… TCCCTAAGGATAG CCATCCCAGATG …… CATGCATCCATGC--- --TACGTACGTA ……GGTACGATCGGT…… AGGGATTCCTATC GGTAGGGTCTAC …… GTACGTAGGTACG--- 基因A（高茎） 基因b（皱粒） 基因H（红色） 其他基因 1个DNA分子 （多个基因） 如何蕴含大量遗传信息？ 每个基因可以控制生物特定的性状 每个基因必定蕴藏着特定的遗传信息 金寨一中 二. DNA片段中的遗传信息 9 二. DNA片段中的遗传信息 合作探究：4种脱氧核苷酸能组成许多脱氧核苷酸序列吗？能够储存大量的遗传信息吗？ 哪部分可以代表遗传信息？ 遗传信息：DNA分子中碱基（或脱氧核苷酸）的排列顺序。 由磷酸和脱氧核糖交替连接构成基本骨架 （顺序固定不变） 4种碱基对的排列 （顺序可变） 外侧： 内侧： 金寨一中 10 二. DNA片段中的遗传信息 A T A T G A T C A T C G G G C C G G 资料一： 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4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种 16种 64种 4n种 256种 碱基排列顺序千变万化 DNA的多样性 1链 2链 1链 2链 不相同！ 金寨一中 11 二. DNA片段中的遗传信息 资料二：前面的推算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 基因是碱基对随机排列形成的DNA片段吗？ 不是 基因的碱基序列都有特定的排列顺序，说明DNA分子有特异性。 金寨一中 12 1．尝试从DNA的结构特点分析生物体具有多样性和特异性的原因？ 思考讨论 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。 碱基排列顺序蕴藏着遗传信息 多种多样的生物 金寨一中 2．人脸识别技术在日常生活中有哪些应用？人群中有没有一模一样的两个人呢？尝试从生物学角度评述人脸识别技术的可行性。 每个人的DNA都具有特异性，都有特定的脱氧核苷酸排列顺序，而生物的性状由DNA控制。因此人群中没有一模一样的两个人。 住宅小区人脸通行 购物刷脸支付 客运站实名验证 办公室门禁考勤 金寨一中 思考讨论 3．在刑侦领域，DNA能像指纹一样用来鉴定个人身份。你能从右侧的DNA指纹图判断出嫌疑人中谁是罪犯吗？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。 犯罪现场 嫌疑人1 嫌疑人2 嫌疑人3 罪犯 思考讨论 DNA 蛋白质 染色质 染色体 归纳总结 金寨一中 染色体 DNA是主要的 。 蛋白质 DNA 基因 脱氧核苷酸 每个DNA分子含有 个基因 基因通常是有 的DNA片段（本质） （核）基因在染色体上呈 。 基因是 的基本单位 染色体是DNA的 。 （DNA的载体还有 和 等） 每条染色体含有 个DNA分子 每个基因含有 个脱氧核苷酸 脱氧核苷酸（碱基）的 代表遗传信息。 主要载体 线粒体 叶绿体 1个或2 遗传物质 许多 遗传效应 线性排列 决定生物性状 许多 排列顺序 16 课堂小测 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 2.整理总结染色体、DNA和基因三者之间的关系，并以你认为最简单的形式表示出来。 染色体 DNA 基因 17 课堂小测 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。 二、拓展应用 1.在严查偷猎野生动物的行动中,执法部门发现某餐馆出售的一种烤肉比较可疑,餐馆工作人员说是“山羊肉”,经实验室检验,执法部门确定这种“山羊肉”来自国家二级保护动物斑羚。你认为执法部门最可能采取哪种检测方法?为什么? 金寨一中 18 今日作业： 月 日 搜集基因研究有关科学史资料，谈一谈基因概念的发展过程对你有什么启示？ 布置作业 金寨一中 （1）图中B是__________，A是__________，G是__________。 （2）每个F含有_______个E，每个E中可以由__________个D 组成。 （3）从分子水平看E和F的关系是_____________________________________。 （4）F的基本组成单位是图中的______。 （5）遗传信息是 _______________ 的排列顺序。 脱氧核糖 含N碱基 蛋白质 很多 成百上千 F DNA C 磷酸 A E 基因 B糖 H 染色体 D 脱氧核苷酸 G 基因通常是有遗传效应的DNA片断 D D（脱氧核苷酸） + 课堂小测 金寨一中 $$