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

通过基因编辑，镰状细胞贫血症患者被治愈“的视频，医生通过改变致病基因上的脱氧核苷酸序列后，患者的红细胞由镰刀状变为正常的圆饼状，据此思考以下问题： 什么是基因？ 基因、DNA、脱氧核苷酸之间有怎样的关系？ 3. 基因在染色体上呈线性排列 2.一条染色体上有多个基因 1.染色体是基因的主要载体 果蝇某X染色体上一些 基因的示意图 短硬毛 棒状眼 深红眼 朱红眼 截翅 红宝石眼 白眼 黄身 1条染色体 1或2个DNA 基因 多个 温故知新 3.4 基因通常是有遗传效应的DNA片段 第3章 基因的本质 课标要求 素养目标 1.举例说明基因与DNA的关系：能够通过实例(如转基因实验、特定基因与性状的关联等)，阐明“基因通常是有遗传效应的DNA片段”这一核心概念。 2.阐明基因与遗传信息的关系：明确遗传信息是指基因中特定的碱基(或核苷酸)排列顺序。理解DNA分子的多样性和特异性正是由这4种碱基的千变万化的排列顺序决定的。 1.生命观念：理解基因是有遗传效应的DNA片段，认识遗传信息的物质基础，形成遗传信息决定生物性状的生命观念。 2.科学思维：通过分析实例，培养归纳概括和逻辑推理能力；能够运用数学方法推算DNA的多样性，理解生物多样性的分子基础。 3.科学探究：能够从资料中提取有效信息，分析基因与DNA的关系。 4.社会责任: 认识基因研究在刑侦、亲子鉴定、基因工程等领域的应用价值；理解保护生物多样性的分子基础。 难点 重点 难点 学习目标 4 1 说明基因和DNA关系的实例 目录 content 2 DNA片段中的遗传信息 3 练习与应用 5 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 关系的实例 一 6 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 说明基因与 DNA 关系的实例 一 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碱基总数的比例不超过2%. （2）从资料3中可得出什么结论？ 非基因片段 非基因片段 非基因片段 非基因片段 基因A 基因B 基因C 含有3个基因的DNA片段的模式图 ①基因不是连续分布在DNA分子上的，而是由碱基序列将其分隔开的； ②DNA分子中存在大量的非基因片段。 说明基因与 DNA 关系的实例 一 说明基因与 DNA 关系的实例 一 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。 说明：基因能控制生物性状，基因有遗传效应。它可以独立起作用。 (2)从资料2中可得出什么结论？ 说明基因与 DNA 关系的实例 一 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 11 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？ 说明基因与 DNA 关系的实例 一 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。 说明基因与 DNA 关系的实例 一 1．（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.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 课堂小测 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？ DNA 片段中的遗传信息 二 【探究活动】 资料1： 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 1.哪部分可以代表遗传信息？ 2.脱氧核苷酸的种类与DNA分子的多样性有无关系？ 蕴藏在4种碱基的排列顺序之中 基本无关，不同DNA分子都含有4种脱氧核苷酸 3.什么构成了DNA的多样性？ 碱基的特定排列顺序 分析脱氧核苷酸序列与遗传信息的多样性 DNA 片段中的遗传信息 二 思考1．如果是100个碱基对组成1个基因，可能组合成多少种基因？ 这说明了基因的什么特点？ 基因的多样性 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 4种 41 16种 4x4（42） 64种 4x4x4（43） 若n个碱基对组成1个基因 4n …… …… 4100 种基因 n 指对数 T C G A T A G C T A DNA 片段中的遗传信息 二 资料3：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 思考2.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。 DNA 片段中的遗传信息 二 思考3.怎样理解DNA的多样性和特异性？你能从DNA的结构特点分析生物体具有多样性和特异性的原因吗？ 多样性和 特异性 多样性和 特异性 DNA 片段中的遗传信息 二 思考4.在刑侦领域，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，核苷酸序列多样性和特异性表现为每个人的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。 DNA 片段中的遗传信息 二 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 完善基因与染色体、DNA、脱氧核苷酸之间关系的概念模型 3、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 课堂小测 （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 课堂小测 （2）位置上：基因在染色体上呈线性排列。 （1）本质上：基因通常是有遗传效应的DNA片段。 （4）功能上：基因是控制生物性状的结构和功能单位 （3）结构上：基因是含有特定遗传信息的核苷酸序列 具有多样性和特异性 1. 全方位理解“基因” 归纳总结： DNA 片段中的遗传信息 二 基因与DNA的关系 DNA片段中的遗传信息 基因通常是有遗传效应的DNA片段 遗传信息储存在: DNA的特异性： DNA的多样性: 脱氧核苷酸、基因DNA、染色体之间的关系 基因的概念 基因通常是有遗传效应的DNA片段 4种碱基（4种脱氧核苷酸）的排列顺序之中 碱基排列顺序的千变万化 碱基特定的排列顺序 生物体多样性和特异性的物质基础 基因是有遗传效应的DNA片段 基因是有遗传效应的RNA片段(少数) 本节小结 B 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 3'→5' 课堂小测 26 2．生长在太平洋的一种水母能发出绿色荧光，这是因为该种水母DNA上有一段长度为5 000多个碱基对的片段——绿色荧光蛋白基因。转基因实验表明，转入了水母的绿光荧光蛋白基因的转基因动物，在紫外线的照射下，也能像水母一样发光。这个资料不能表明（　　） D A．基因是有遗传效应的DNA片段 B．基因是DNA上的有一定功能的特异性的碱基排列顺序 C．基因是控制生物体性状的遗传物质的结构单位和功能单位 D．DNA的任意片段都能在另一种生物体内控制性状 基因是有遗传效应的DNA片段，只有基因才能控制生物性状，因此DNA上有些片段是不能控制生物性状的 课堂小测 27 3．下列关于遗传物质和基因的说法，错误的是（　　） A．染色体是基因的主要载体 B．DNA片段不一定是基因，基因也可以是RNA片段 C．大肠杆菌细胞中既有DNA又有RNA，其主要遗传物质是DNA D．烟草花叶病毒和艾滋病病毒的遗传物质彻底水解后的产物种类相同 C 大肠杆菌中遗传物质是DNA，不能说主要遗传物质是DNA 课堂小测 28 $