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3章 基因的本质 第4节 基因通常是有遗传效应的DNA片段 本节聚焦 .基因是什么？ DNA是如何携带遗传信息的？ 如何理解DNA的多样性和特异性？ 短硬毛 棒状眼 深红眼 朱红眼 截翅 红宝石眼 白眼 一条染色体上应该有许多个基因； 基因在染色体上呈线性排列。 染色体=DNA+蛋白质 染色体是DNA的主要载体 基因 = DNA ？ 复习引入 1条染色体 1个DNA 1条染色体 2个DNA 1条染色体 1或2个DNA 多个 要回答这个问题，需要先知道基因在哪儿 DNA是主要的遗传物质，那么基因 = DNA？可以划等号吗 2 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？ 1.为什么转基因鲤鱼的生长速度更快？ 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激素加快。 导入的是DNA分子的一段脱氧核苷酸序列。 问题探讨 P57 我国科学家将外源生长激素基因导入鲤鱼受精卵，培育出转基因鲤鱼，与对照组相比，生长速度加快。 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。 与载体拼接 受体细胞(鱼细胞) 转基因鲤鱼 (左) 导入 生长素基因 重组DNA分子 【任务】请阅读课本P57-58资料1、资料2、资料3，并思考以下问题： 根据资料1：能得出什么结论？ 根据资料2：说明了什么？ 根据资料3：说明了什么？ 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。 说明基因与DNA的关系的实例 P57 【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。 说明基因与DNA的关系的实例 P57 (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？ 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 基因是DNA的片段 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 这是大肠杆菌的，那人的呢？ 5 【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%。 与资料1相比，得出的结论有何异同？ 同：构成基因的碱基对总数 DNA分子的碱基对总数 异：人类的非基因序列占DNA总碱基数的比例远大于酵母菌 ＜＜ 基因是DNA的片段,基因不是连续分布在DNA上的 说明基因与DNA的关系的实例 P58 那什么样的DNA片段是基因呢？ 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 基因不是连续分布在DNA上的，而是由碱基序列将其分隔开的 为什么这里直接用碱基对链来表示DNA？因为磷酸和脱氧核糖都一样 6 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 【资料2】 基因具有遗传效应,基因能控制生物性状 说明基因与DNA的关系的实例 P57 有这个受精卵发育而来的小鼠具有什么特征（即性状）？资料3：生长在太平洋西北部的一种海蛰能发出绿色荧光，这是因为海蛰的DNA分子上有一段长度为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，转入了海蛰的绿色荧光蛋白基因的转基因鼠，在紫外线的照射下，也能象海蛰一样发光。 7 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】大肠杆菌DNA 【资料3】人的DNA 【资料2】 转基因实验 基因是一个DNA片段 基因可以控制某种性状 基因具有遗传效应 基因是具有遗传效应的DNA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 含有3个基因的DNA片段的模式图 基因只能是具有遗传效应的DNA片段吗？ 说明基因与DNA的关系的实例 P58 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 基因通常是有遗传效应的DNA片段 完善概念 HIV病毒 流感病毒 新冠病毒 SARS病毒 说明基因与DNA的关系的实例 P59 DNA只含有4种脱氧核苷酸， 为什么能够储存大量的遗传信息呢？ 7种音符 各种 美妙 旋律 26个英文字母 众多 词汇、 句子 回忆DNA分子结构： 外侧：基本骨架， 由脱氧核糖和磷酸交替连接 内侧：碱基以氢键相连成碱基对 （顺序可变） （固定不变） 遗传信息——蕴藏在4种碱基的排列顺序中 DNA片段中的遗传信息 P58-59 【资料1】 若1个碱基对组成1个基因，有_____排列形式； 若2个碱基对组成1个基因，有_____排列形式； 若3个碱基对组成1个基因，有_____排列形式； 若n个碱基对组成1个基因，理论上有_____排列形式。 4种 16种 64种 思考•讨论 4n 碱基排列顺序千变万化 DNA的多样性 DNA片段中的遗传信息 P58-59 (不同的DNA分子） 【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 思考•讨论 基因是碱基随机排列成的DNA片段吗？为什么？ 碱基特定的排列顺序 DNA的特异性 在生物体内，基因中的碱基并不是随机排列的。 DNA片段中的遗传信息 P58-59 多样性和特异性的应用 物种鉴定 P59 病毒感染？ 食品污染？ 真假羊肉？ 身份鉴定P52 母 子 父 DNA片段中的遗传信息 P59 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。 染色体 DNA 基因 脱氧核苷酸 课堂小结 一、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 染色体 DNA 基因 练习与应用 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。 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？ 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。 2. 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。为什么人群中没有一模一样的两个人呢？ 请你从生物学的角度评述人脸识别技术的可行性。 人脸识别技术的前提是每个人都有独特的面部特征，而这些都是由基因决定的，这说明了基因的多样性。 练习与应用 P59 三维设计【典题·例析】 P74 [例1]　下列有关基因的叙述，错误的是 (　 　) A．每个基因通常都是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，在染色体上呈线性排列 B 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 含有3个基因的DNA片段的模式图 [例2]　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 三维设计【典题·例析】 P74 C 复习与提高 P62 C A A D $