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

第三章第四节 基因通常是有遗传效应的DNA片段 2 人脸识别技术的前提是每个人都有独特的面部特征，这些是由什么决定的呢？ 基因就是DNA吗？二者之间是什么关系呢？ 摩尔根通过实验证实了“基因在_______上”。 艾弗里、赫尔希等科学家分别以不同的实验先后证明了_______是遗传物质。 基因 染色体是由_______和_______构成的。 染色体 DNA 蛋白质 DNA 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。 ☞说明一个DNA分子上含有多个基因 基因的碱基对总数＜DNA分子的碱基对总数 生物体内的DNA分子数＜基因数目 ☞说明基因是DNA的片段 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 2.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%。 结论：构成基因的碱基数 < 碱基总数 这说明并不是随便一段DNA就称为基因。基因是一段DNA，但是一段DNA不一定是基因。 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 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。 说明：①基因是具有遗传效应的特定DNA片段 ②基因可切除，可拼接到其他生物的DNA上去 基因的遗传效应是指能通过一定的方式控制生物体的性状等。“问题探讨”中提到的生长激素基因的遗传效应是使鲤鱼的生长速率加快。 你如何理解基因是具有遗传效应的特定DNA片段？ 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。 ☞即基因通常是有遗传效应的DNA片段。 --ATGCATGCATCCATGCTAGCCATCCCTAAGGACAG--- --TACGTACGTAGGTACGATCGGTAGGGATTCCTGTC--- 基因1 基因2 非基因片段 一个DNA分子上有许多个基因，每一个基因都是特定的DNA片段，有着特定的遗传效应。 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）等。 对这类病毒而言，基因就是有遗传效应的RNA片段。 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。 8 T G A A T C T G A A T C 外侧：基本骨架，由脱氧核糖和 磷酸交替连接（固定不变） 内侧：4种碱基对的排列（可变） 回忆DNA分子结构 哪部分可以代表遗传信息？ 遗传信息就蕴藏在4种碱基的排列顺序之中。 遗传信息：DNA分子中碱基（或碱基对、脱氧核苷酸）的排列顺序。 9 资料1： 如果1个碱基对组成1个基因，4种碱基对的排列可能形成4种基因（这仅仅是假设）；如果2个碱基对组成1个基因，则可能形成16（即4×4）种基因；如果3个碱基对组成1个基因，则可能形成64（即4×4×4）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 基因种类：41种 基因种类：42种 基因种类：43种 若100个碱基对组成1个基因 基因种类：4100种 ★若某DNA分子有 n 个碱基对， 则碱基对的排列顺序有 4n 种。 资料2： 前面数学模型模拟探究是建立在所有碱基对的随机排列都能构成基因这一假设下的。事实上，大部分随机排列的碱基序列从来不曾出现在生物体内，而有些序列却会在生物体内重复数千甚至数百万次。 在生物体内，基因中的碱基并不是随机排列的。 具有特定的遗传效应 4.你认为基因是碱基对随机排列成的DNA片段吗？ 每个基因都是特定的DNA片段 具有特定的碱基排列顺序 碱基特定的排列顺序， 构成了DNA的特异性。 1. 遗传信息的概念： 遗传信息蕴藏在____________________之中。 4种碱基的排列顺序 2. DNA分子的多样性和特异性： DNA的多样性 DNA的特异性 碱基排列顺序千变万化 碱基特定的排列顺序 DNA的多样性和特异性是_________________________的物质基础。 生物体多样性和特异性 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 基因是有 的DNA片段（本质） 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 主要载体 线粒体 叶绿体 1个或2 遗传物质 多 遗传效应 线性排列 决定生物性状 成千上万 排列顺序 脱氧核苷酸（碱基）的 代表遗传信息。 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。 例1．下列有关染色体、DNA、基因、脱氧核苷酸的说法，错误的是（ ） A．染色体是DNA的主要载体，一条染色体上含有1个或2个DNA分子 B．在DNA分子结构中，与脱氧核糖直接相连的一般是一个磷酸基团和一个碱基 C．一个基因含有许多个脱氧核苷酸，基因的特异性是由脱氧核苷酸的排列顺序决定的 D．基因通常是具有遗传效应的DNA片段，对RNA病毒而言，基因是有遗传效应的RNA片段 B 例2．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 例3．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。下列有关生物学的叙述不正确的是（ ） A．人体遗传信息蕴藏在4种碱基的排列顺序之中 B．碱基排列顺序的千变万化，构成了DNA的多样性 C．碱基特定的排列顺序，构成了每个DNA分子的特异性 D．一个最短的DNA分子大约有8000个碱基，可能的排列方式有48000 D 同种生物不同器官细胞的DNA中脱氧核苷酸的比例基本相同，这说明DNA具有什么特点？为什么？不同生物的A、T之和与G、C之和的比值不一致，这说明了什么？为什么？ 同种生物不同器官细胞的DNA中脱氧核苷酸的比例基本相同，这说明同种生物DNA的碱基组成具有一致性。这是因为同种生物不同器官的细胞中，DNA序列是相同的。 不同生物的A、T之和与G、C之和的比值不一致，这说明不同生物DNA的碱基组成不同，表明了DNA的多样性。其原因是不同生物在漫长的进化过程中，形成了每种生物特有的DNA序列。 DNA分子杂交技术可以用来比较不同种生物DNA分子的差异。当两种生物的DNA单链具有互补的碱基序列时，互补的碱基序列就会结合在一起，形成杂合双链区；在没有互补碱基序列的部位，仍然是两条游离的单链（如图所示）。形成杂合双链区的部位越多，说明这两种生物的亲缘关系越近，这是为什么？ 形成杂合双链区的部位越多，则DNA碱基序列的一致性越高，说明在生物进化过程中，DNA碱基序列发生的变化越小，因此亲缘关系越近。 谢谢 $$