3.4 基因通常是有遗传效应的DNA片段课件-2025-2026学年高一下学期生物人教版必修2

第4节 基因通常是有遗传效应的DNA片段 第3章 基因的本质 人教版 生物学 必修2 目标引领 学习目标 素养目标 1.基因是有遗传效应的DNA片段。 2.运用数学方法说明DNA分子的多样性和特异性。 3.说明基因和遗传信息的关系。 1.生命观念：染色体、DNA和基因的关系，理解生命的物 质性及内在联系。 2.社会责任：通过了解DNA指纹技术，对学生进行科学价 值观的教育。（首课思政育人点） 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。 因为外源生长激素基因整合到转基因鲤鱼的DNA中，并发挥了促进生长激素合成的功能，而生长激素可使鲤鱼的生长速率加快。 导入的是DNA分子的一段脱氧核苷酸序列。 为什么转基因鲤鱼的生长速率更快? 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? 转基因鲤鱼（右） 基因＝DNA ？ 问题激疑 一、说明基因与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4.7×107 个碱基对，在DNA分子上分布着4.4×103个基因，每个基 因的平均长度约为1×103个碱基对。 图A 正在分裂的大肠杆菌,细胞内的DNA被染成红色 1.生物体内的DNA分子数目与基因数目相同吗? DNA分子数目 ＜ 基因数目 2.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? 基因的碱基总数 ＜ DNA分子的碱基总数 这说明基因在DNA上的分布可能是不连续的（基因是被碱基序列分隔开的） 自主探究 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 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。 3. 通过阅读资料可以得出什么结论？ 你能从下面的DNA指纹图判断出怀疑对象中谁是罪犯吗？ DNA指纹图上的片段是否就是基因？如果这些片段不是基因，什么样的片段才能称为基因呢？ DNA指纹技术 首课思政育人 资料2：生长在太平洋西北部的一种水母能发出绿色荧光(图B )，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(图C)。 图B 发出绿色荧光的水母 图C 正常光线(左)及紫外线照射下(右)的4只小鼠，其中3号小鼠为对照组，1、2、4号小鼠转入了绿色荧光蛋白基因 4.分析本资料，说明基因的作用是什么? 基因是特定的DNA片段,可拼接到其他生物的DNA上去,有遗传效应(能控制生物的性状)，可独立起作用。 自主探究 7 遗传效应是能够指导相应蛋白质的合成、控制生物体的性状等。 如何理解基因具有遗传效应?本节“问题激疑”中提到的生长激素基因的遗传效应是什么? “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。 精讲点拨 基因是有遗传效应的DNA片段(多数) 资料1和3 ,从数量上说明基因是DNA的片段 资料2 ,从功能上说明基因有遗传效应 资料1和3,从数量上说明基因和DNA的关系是什么？ 资料2 ,说明基因有什么功能？ 基因是有遗传效应的RNA片段(少数) RNA病毒的遗传物质是RNA 基因通常是有遗传效应的DNA片段 精讲点拨 DNA的外侧是基本骨架，由脱氧核糖和磷酸交替连接而成，从头到尾没有变化。 T G C A A C G 完善下面DNA平面结构图 讨论1.DNA的外侧和内侧各有什么特点?这说明是什么组成成分决定了DNA之间的差异? 骨架内侧4种碱基的排列顺序是可变的 碱基的排列顺序决定了DNA之间的差异 分析脱氧核苷酸序列与遗传信息的多样性 思考·讨论 二、DNA片段中的遗传信息 合作解疑 讨论2.如果是100个碱基对组成1个基因，可能组合成多少种基因? N种碱基可能组合成4N种基因 排列种数 41 2个碱基对 42 3个碱基对 43 基 因 1个碱基对 100个碱基对 4100 …… …… 碱基排列顺序的千变万化 构成了DNA分子的多样性 合作解疑 讨论3．基因是碱基随机排列成的DNA片段吗？为什么？ 资料2：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 碱基特定的排列顺序 DNA的特异性 不是；基因的碱基排列顺序是特定的，具有特异性； 如果把碱基随机排列，不一定具有遗传效应，则构不成基因。 合作解疑 讨论4.在刑侦、亲子鉴定领域，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。 分析脱氧核苷酸序列与遗传信息的多样性 思考·讨论 1.生物体多样性和特异性的根本原因和直接原因分别是什么? 生物多样性的直接原因是蛋白质的多样性 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 生物多样性的根本原因是遗传物质的多样性 二、DNA片段中的遗传信息 精讲点拨 二、DNA片段中的遗传信息 2.尝试构建基因与染色体、DNA、脱氧核苷酸之间的关系的概念图。 染色体 DNA 基因 染色体是DNA的主要载体 每条染色体上有1个或2个DNA分子 基因在染色体上呈线性排列 每个DNA分子上有许多基因 特定脱氧核苷酸排列顺序代表着遗传信息 每个基因由许多脱氧核苷酸组成 具有遗传效应的DNA片段 基本单位 脱氧 核苷酸 精讲点拨 基因 基因通常是有遗传效应的DNA片段 遗传信息 基因与DNA 蕴藏在4种碱基的排列顺序中 碱基排列顺序 DNA多样性和特异性 知识建构 真核生物：核基因—染色体上 质基因—线粒体、叶绿体的DNA上 基因存在的位置 拓展延伸 1.下列有关真核生物中基因的叙述，错误的是 A.每个基因都是DNA分子上的一个片段 B.DNA分子上的每一个片段都是基因 C.DNA分子的结构发生改变，基因的结构不一定发生改变 D.真核细胞的核基因位于染色体上 √ 巩固训练 2.下列关于基因和染色体关系的叙述，错误的是 A.染色体就是基因 B.一条染色体上有多个基因 C.基因在染色体上呈线性排列 D.染色体是基因的主要载体 √ 巩固训练 3.下列有关生物体基因的叙述，正确的是 A.基因通常是有遗传效应的脱氧核苷酸序列 B.所有生物基因的基本单位都是脱氧核苷酸 C.组成基因的碱基数量多于组成DNA分子的碱基数量 D.基因与DNA是同一物质在不同时期的两种名称 √ 巩固训练 4.下列关于遗传信息的说法中，不正确的是 A.基因中脱氧核苷酸的排列顺序就代表遗传信息 B.遗传信息的传递主要是通过染色体上的基因传递的 C.生物体内的遗传信息主要储存在DNA分子上 D.遗传信息即生物体所表现出来的遗传性状 √ 巩固训练 5.由60个脱氧核苷酸组成的DNA分子片段，可因其脱氧核苷酸的排列顺序不同携带不同的遗传信息，其种类最多可达 A.430 　　　　B.460 　　　　C.604 　　　　D.304 √ 巩固训练 6.(2021·河北廊坊检测)等位基因A与a最本质的区别是 A.A控制显性性状，a控制隐性性状 B.在减数分裂时，A与a分离 C.两者的脱氧核苷酸的排列顺序不同 D.A对a起显性作用 √ 巩固训练 7.决定DNA分子特异性的因素是 A.两条长链上的脱氧核糖与磷酸的交替排列顺序是稳定不变的 B.构成DNA分子的脱氧核苷酸只有四种 C.严格的碱基互补配对原则 D.每个特定的DNA分子都有特定的碱基排列顺序 √ 巩固训练 8.下列有关DNA多样性的叙述，正确的是 A.DNA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体多样性和特异性的基础 D.DNA的多样性是指一个DNA分子上有许多个基因 √ 巩固训练 $