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

第三章 基因的本质 第4节 基因通常是有遗传效应的DNA片段 1 01 02 03 学习目标 通过分析材料案例,概括基因与DNA的关系,归纳基因通常是有遗传效应的DNA片段。（生命观念、科学思维） 归纳基因与遗传信息的关系,形成结构与功能相适应的观念。（生命观念、科学思维） 通过应用数学方法理解DNA分子的多样性和特异性,培养归纳与概括、逻辑分析和计算能力。（科学思维、科学探究） 情景一： 1. 为什么转基因鲤鱼的生长速度更快？ 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。 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？ 　　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。 转基因鲤鱼（右） 导入的是DNA分子的一段脱氧核苷酸序列。 基因与DNA之间是什么关系？ 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 = DNA？ 情景二：回顾旧知 合作探究一：请同学们自主阅读教材P57-58思考·讨论，梳理下列问题，并做相应勾画标注。 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是什么？这两个实例说明了什么？ 3.从DNA水平上给基因下一个定义，既能反映基因与DNA的关系，又能体现基因的作用？ 01 说明基因与DNA关系的实例 01 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4.7×106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。 基因数目 DNA分子数目 基因的碱基对总数 DNA分子的碱基对总数 ＞ ＜ 说明基因是DNA的片段， 基因是不连续分布在DNA上的，而是由碱基序列将其分隔开的。 (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？ 01 说明基因与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。 有无绿色荧光蛋白基因决定小鼠是否发光 说明基因是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。基因具有遗传效应,基因能控制生物性状。 01 说明基因与DNA关系的实例 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1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%。 资料3 进一步说明基因是DNA的片段，DNA中存在大量的非基因片段 基因A 基因B 基因C 非基因片段 非基因片段 非基因片段 非基因片段 基因是一段DNA，但是一段DNA不一定是基因。 01 说明基因与DNA关系的实例 那什么样的DNA片段是基因呢？ 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。 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。 实战训练 1.对下图的分析，错误的是（ ） A．B是核糖，C是含氮碱基 B. D只能是脱氧核苷酸 C .图中F是DNA D.图中G是蛋白质 2.真核生物的遗传信息储存于细胞核与细胞质中，基因作为遗传信息的载体，其分布与表达具有特定规律。研究发现，线粒体和叶绿体中也能检测到基因的存在。下列关于真核生物基因的叙述，正确的是（ ） A.所有基因都在染色体上呈线性排列 B.基因的遗传信息储存在碱基对的排列顺序中 C.基因是DNA分子上任意的片段 D.线粒体中的基因遵循孟德尔遗传规律 实战训练 02 DNA片段中的遗传信息 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 02 DNA片段中的遗传信息 DNA中只含有4种脱氧核苷酸，为什么能够储存大量的遗传信息？ 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） 回顾DNA分子结构： 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。 02 DNA片段中的遗传信息 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 则n个碱基对组成1个基因有_____排列方式 4种 16种 64种 4n种 碱基排列顺序千变万化 T G A A T C T G A A T C DNA的多样性 02 DNA片段中的遗传信息 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。 资料二： 碱基特定的排列顺序 DNA分子的特异性 生物体的 特异性 02 DNA片段中的遗传信息 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，在刑侦、亲子鉴定等领域，DNA能像指纹一样用来鉴定个人身份。 DNA 指纹技术 图中几号怀疑对象可能是罪犯？ 02 DNA片段中的遗传信息 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。 小 结： 实战训练 1. 下图为某DNA部分片段的平面结构图。下列说法错误的是（ ） A．①是氢键，解旋酶可作用于①并使其断裂 B. ③与④交替连接构成了DNA分子的基本骨架 C. DNA复制时, DNA聚合酶沿模板链的5'→3' 方向移动 D. 特定的碱基排列顺序构成了DNA分子的特异性 2.微卫星DNA(STR)是真核生物核DNA中的高度重复序列,其序列差异可用于亲子鉴定、刑侦破案等领域。 下列叙述错误的是( ) A.STR序列的个体特异性可用于DNA亲子鉴定 B.不同个体STR序列差异体现了DNA分子的多样性 C.真核细胞的STR序列中有A、G、C、T、U五种碱基 D.STR序列彻底水解可得到磷酸、脱氧核糖和含氮减基 实战训练 $