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

该高中生物学课件围绕“基因通常是有遗传效应的DNA片段”，通过“温故知新”梳理基因探究（孟德尔到摩尔根）和遗传物质探究（格里菲思到赫尔希蔡斯）历程，以“DNA与基因关系”问题衔接，搭建新旧知识学习支架。 其亮点是用资料分析（大肠杆菌基因数量、绿色荧光蛋白转基因实验等）引导归纳基因定义，通过概念模型构建培养科学思维，设置讨论题和真题练习促进探究实践，渗透结构与功能观的生命观念。学生能深化理解，教师可提升教学效率。

3.4 基因通常是有遗传效应的DNA片段 温故知新 关于基因 关于遗传物质 探究过程 ①孟德尔提出遗传因子 ①推测蛋白质是遗传物质 ②约翰逊将遗传因子命名为基因 ②格里菲思提出转化因子的存在 ③萨顿提出基因位于染色体上的假说 ③艾弗里证明转化因子是DNA ④摩尔根通过实验证明基因在染色体上，并呈线性排列。 ④蔡斯和赫尔希证明遗传物质是DNA 结论 基因在染色体上，基因控制生物性状 DNA是遗传物质 一、说明基因与DNA关系的实例 1个DNA分子 4. 7 × 106个 碱基对 数目 长度 （碱基对数目） DNA 基因 1个 4400个 470万个 440万个 说明什么？ 这说明一个DNA上含有多个基因 说明什么？ 结论：大肠杆菌一个DNA上含有多个基因。即：基因是DNA的片段 资料1 一、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分子上有一段长度为5170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，也能像海蛰一样发光。 结论：基因控制生物体的性状，基因有遗传效应。 绿色荧光蛋白基因 （约5170个碱基对） 绿色荧光蛋白基因 小鼠受精卵 紫外线 你如何理解遗传效应？ 指导相应蛋白质的合成、控制生物体的性状等 5 一、说明基因与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%。 1.基因不是连续分布在DNA上的， 而是由碱基序列将其分隔开的。 2.DNA中存在大量的非基因片段。 一、说明基因与DNA关系的实例 【讨论T3】根据以上实例，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。 资料1 资料3 大肠杆菌DNA 人的DNA 资料2 转基因实验 基因是一个DNA片段 基因具有遗传效应 基因是具有遗传效应的DNA片段 基因一定是DNA吗？ 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 P59：有些病毒的遗传物质是RNA，如人类免疫缺陷病毒（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 完善概念: 是生物体遗传的功能单位和结构单位。 RNA病毒 一、说明基因与DNA关系的实例 完善基因与染色体、DNA、脱氧核苷酸之间关系的概念模型 基因中____________ _________代表遗传信息 脱氧核苷酸的 排列顺序 是主要的_________ 每个DNA分子上含有_____基因 通常是有_________的DNA片段 是______的主要载体 DNA 许多 遗传效应 DNA 基因 染色体 脱氧核苷酸 每个基因含有许多____________ 是遗传物质的__________单位 遗传物质 结构和功能 脱氧核苷酸 每个染色体上有_____个DNA 每个染色体上有_____个DNA 1或2 随堂练习 教材P59 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。 （1）如下图所示： （2）文字：基因是染色体上具有遗传效应的DNA片段。 一、说明基因与DNA关系的实例 1．（2022高一下·湖南长沙·学业考试）下列有关基因的叙述正确的是（ ）A．基因就是DNA B．基因一定位于染色体上 C．DNA的每个片段都是一个基因 D．基因通常是有遗传效应的DNA片段 D 2.（2024高一下·湖南株洲·学业考试）下列关于基因的叙述，正确的是（ ）A．基因只存在于细胞核 B．一个DNA分子上有许多基因 C．基因就是DNA D．基因的基本组成单位为脱氧核糖 B 3．（2024高一下·湖南株洲·学业考试）人类基因组计划测定的人的染色体条数是（ ） A．20条 B．22条 C．23条 D．24条 D 一、说明基因与DNA关系的实例 4.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 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 1个DNA分子上有许多个基因 具有特定的遗传效应 每一个基因都是特定的DNA片段 说明：DNA蕴含大量的遗传信息 DNA只含有4种脱氧核苷酸（4种碱基）为什么能够储存大量的遗传信息？ 二、DNA片段中的遗传信息 由脱氧核糖和磷酸交替构成的基本骨架【固定不变】 4种碱基对的排列【可变】 外侧 内侧 REFLECTON 01 哪部分可以代表遗传信息？ 02 脱氧核苷酸的种类与DNA分子的多样性有无关系？ 内部的4种碱基对排列顺序 基本无关，不同DNA分子都含有4种脱氧核苷酸 03 什么构成了DNA的多样性？ 碱基排列顺序的多样性 DNA分子结构 二、DNA片段中的遗传信息 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。 基 因 1个碱基对 2个碱基对 4×4（42） 3个碱基对 4×4×4（43） 如果有n个碱基对 4n 排列种数 41 结论：1.碱基排列顺序的千变万化，构成了DNA的多样性。 讨论：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 二、DNA片段中的遗传信息 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 讨论.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 结论：2.碱基特定的排列顺序，构成了DNA的特异性。 二、DNA片段中的遗传信息 多样性和 特异性 多样性和 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。 二、DNA片段中的遗传信息 DNA能够储存足够量的 ；遗传信息蕴藏 在 之中；碱基排列顺序的千变万化，构成了 ，而碱基特定的排列顺序，又构成了每个DNA分子的 ；DNA的多样性和特异性是生物体多样性和特异性的 。DNA上分布着许多个基因，基因通常是 。 原文填空（课本59页） 遗传信息 4种碱基的排列顺序 DNA的多样性 特异性 物质基础 有遗传效应的DNA片段 DNA分子的结构特性： 1、多样性：碱基排列顺序的千变万化 2、特异性：每个DNA分子中碱基的特定的排列顺序 3、稳定性：磷酸与脱氧核糖交替而成的基本骨架和碱基互补配对的方式不变 遗传信息：脱氧核苷酸的排列顺序或碱基对的排列顺序。蕴藏在4种碱基的排列顺序中 基因是有遗传效应的DNA片段 二、DNA片段中的遗传信息 判断： 基因是DNA的基本单位 （ ） × 5、分析下面的概念图，回答有关问题： A 染色体 B + C DNA D 基因 E 脱氧核苷酸 构成 H 磷酸 + + F G （1）图中B是 ，F是 ，G是 。 （2）1个A与C有两种比例关系： 和 。 （3）每个C含有 个D，每个D中可以由 个E组成。 蛋白质 含氮碱基 脱氧核糖 1：1 1：2 很多 成百上千 随堂练习 In-class practice （4）D和A的位置关系： 。 （5）从分子水平看D和C的关系是 。 （6）C的基本组成单位是图中的 。 （7）在E构成的链中，与一分子G相连接的有 分子F和 分子H。 （8）遗传信息是D中 的排列顺序。 D位于A上 基因（D）是有遗传效应的DNA（C）片断 E 1 2 E（脱氧核苷酸） A 染色体 B + C DNA D 基因 E 脱氧核苷酸 构成 H 磷酸 + + F G 随堂练习 In-class practice 1.染色体的基本组成单位是基因。 (　　) 2.遗传信息是指DNA中的碱基排列顺序。(　　) 3.真核细胞的基因数目比核DNA分子数目多。(　　) 4.人体正常胰岛素基因中碱基的排列顺序具有多样性。 (　　) 5.基因A和基因B的根本区别是这两种基因所含的脱氧核苷酸的种类不同。(　　) 6.DNA是由基因组成的。(　　) 7.基因组成了染色体。 (　　) 8.基因都位于染色体上。( ) × √ × × 特异性 基因和非基因片段 × 氨基酸和脱氧核苷酸 × 蛋白质和DNA × × 随堂练习 In-class practice 22 一、概念检测 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 练习与应用 教材P59 随堂练习 In-class practice 复习与提高 教材P62 1.本章介绍的艾弗里的实验、赫尔希和蔡斯的实验都证明DNA是遗传物质，这两个实验在设计思路上的共同点是 ( ) A.重组DNA片段，研究其表型效应 B.去掉DNA片段，研究其表型效应 C.设法分别研究DNA和蛋白质各自的效应 D.应用同位素标记技术，研究DNA在亲代与子代之间的传递 C 2.在噬菌体侵染细菌的实验中，下列对噬菌体外壳蛋白质合成的描述，正确的是 ( ) A.氨基酸原料和酶来自细菌 B.氨基酸原料和酶来自噬菌体 C.氨基酸原料来自细菌，酶来自噬菌体 D.氨基酸原料来自噬菌体，酶来自细菌 A 随堂练习 In-class practice 复习与提高 教材P62 3.烟草花叶病毒(TMV)和车前草病毒(HRV)同属于RNA病毒，都可以使烟草患病。将TMV的RNA和HRV的蛋白质外壳混合后感染烟草叶片，使烟草患病，可能观察到的现象是 ( ) A.能检测到TMV的RNA和蛋白质 B.能检测到HRV的RNA和蛋白质 C.能检测倒TMV的RNA和HRV的蛋白质 D.能检测到HRV的RNA和TMV的蛋白质 A 4.研究人员对数千种生物的DNA碱基序列进行测定发现，没有任何两个物种的DNA序列是 一样的。DNA具有多样性的主要原因是 ( ) A.DNA由4种碱基组成 B.DNA具有规则的双螺旋结构 C.DNA具有碱基互补配对的特点 D.DNA的碱基对有很多种不同的排列顺序 D 随堂练习 In-class practice 复习与提高 教材P62 5.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。 随堂练习 In-class practice 复习与提高 教材P62 6.科学家分析了多种生物DNA的碱基组成， 一部分实验数据如以下两表所示。据表回答下面的问题。 （1）不同生物的DNA中4种脱氧核苷酸的比例相同吗？ 这说明DNA具有什么特点？ 不同。这表明不同生物的DNA中脱氧核苷酸的组成不同， 说明DNA的碱基排列顺序具有多样性。 随堂练习 In-class practice 复习与提高 教材P62 （2）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？ ①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。 ②说明不同生物DNA的碱基组成不同，表明了DNA的多样性。其原因是不得出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。 随堂练习 In-class practice 复习与提高 教材P62 （3）除少数病毒外，所有生物的DNA都由4 种相同的碱基组成，试从生命起源和进化的角度说明原因。 说明生物是由共同祖先进化而来的。 随堂练习 In-class practice $