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

该高中生物学课件聚焦“基因通常是有遗传效应的DNA片段”核心知识点，通过“问题探讨”中转基因鲤鱼实例导入，衔接孟德尔遗传因子、萨顿假说等前序知识，以资料分析、概念图构建和习题巩固为支架，引导学生探究基因与DNA的关系及遗传信息的储存。 其亮点在于依托大肠杆菌、人类基因组计划等多资料归纳基因定义，用4ⁿ数学模型分析遗传信息多样性，体现科学思维与探究实践。构建基因-染色体-DNA-脱氧核苷酸概念图强化结构与功能观的生命观念，结合DNA鉴定等应用培养社会责任，助力学生深化理解，教师可直接用于课堂提升教学效率。

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 高中生物人教版必修2《遗传与进化》 学习目标 【生命观念】通过分析DNA分子结构与遗传信息储存的关系，阐明基因通常是有遗传效应的DNA片段，理解基因、DNA和染色体三者之间的数量与位置关系，形成“结构与功能相统一、遗传信息由基因承载”的生命观念。 【科学思维】基于资料分析，运用归纳、比较和推理的方法，论证“基因是DNA上的特定片段”这一结论，辨析“基因”“DNA”“染色体”三者的逻辑关系，发展基于证据进行归纳概括的科学思维能力。 【科学探究】通过分析科学实验资料，理解如何通过实验手段验证基因与DNA片段的对应关系，并能运用数学模型定量分析DNA分子储存遗传信息的能力，提升数据处理与科学论证能力。 【社会责任】通过了解人类基因组计划等重大科研成果及其在疾病防治、基因检测、法医鉴定等领域的应用，关注基因科学对个人生活和社会发展的深远影响，形成基于科学证据进行伦理判断的意识，认同科学技术是一把双刃剑，增强合理运用基因知识的责任感。 一、说明基因与DNA关系的实例 二、基因是什么 三、DNA片段中的遗传信息 目录 contents 问题探讨 我国科学家将外源生长激素基因导入鲤鱼的受精卵中，培育出了转基因鲤鱼。与对照组相比，转基因鲤鱼的生长速度加快。 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。 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？ 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。 1.为什么转基因鲤鱼的生长速度更快？ 转基因鲤鱼（右） 一、说明基因与DNA关系的实例 基因与DNA是什么关系？基因=DNA吗？ 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艾弗里证明遗传物质是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 【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。 (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？ 事实 结论 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 一个DNA上含有多个基因 部分碱基对 不构成基因 一、说明基因与DNA关系的实例 【资料2】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%。 （2）从资料2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。 【资料3】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。 一、说明基因与DNA关系的实例 （3）分析资料，说明基因的作用是什么? 能指导蛋白质的合成，控制生物体的性状等，即有遗传效应。 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3】 转基因小鼠实验 【资料1】 【资料2】 大肠杆菌DNA 人的DNA 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 一、说明基因与DNA关系的实例 9 对所有生物而言： RNA病毒的基因是有遗传效应的RNA片段 流感病毒 艾滋病毒 冠状病毒 RNA RNA 基因只能是具有遗传效应的DNA片段吗？ 基因通常是有遗传效应的DNA片段 二、基因是什么 请完善基因与染色体、DNA、脱氧核苷酸之间关系的概念图。 DNA 基因 染色体 脱氧核苷酸 是______的主要载体 通常是有_________的DNA片段 是控制生物性状的结构功能单位 是主要的遗传物质 DNA 遗传效应 基因中的脱氧核苷酸排列顺序代表着遗传信息 每个染色体上有_______个DNA 1或2 每个DNA分子上含有_____基因 许多 每个基因有许多脱氧核苷酸 二、基因是什么 全方位理解基因 (1)本质上，基因通常是有遗传效应的DNA片段。 (2)结构上，基因是含有特定遗传信息的脱氧核苷酸序列。 (3)功能上，基因是遗传物质的结构和功能的基本单位。 二、基因是什么 习题巩固 1.下列关于基因和染色体关系的叙述，正确的是（　　） A．染色体就是由基因组成的 B．染色体是基因的唯一载体 C．基因在染色体上呈线性排列 D．一条染色体上只有一个基因 2.下列关于基因、DNA、遗传信息和染色体的描述，错误的是（　　） A．碱基排列顺序的千变万化，构成了基因的多样性 B．在RNA病毒中，基因是有遗传效应的RNA片段 C．染色体是DNA的主要载体，每条染色体上有一个DNA分子 D．在杂交实验中正、反交实验结果不一致的原因可能是基因位于性染色体上 【答案】C 【答案】C 13 三、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 T C G A T A G C T A 4种碱基对排列顺序 遗传信息 基本骨架 1.遗传信息储存在四种碱基的排列顺序中 三、DNA片段中的遗传信息 2.DNA的特点 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？ 4100 种基因 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 …… …… 基因的多样性 这说明了基因的什么特点？ 三、DNA片段中的遗传信息 【资料】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。 思考：基因是碱基随机排列成的DNA片段吗？为什么？ 不是，基因的碱基对排列顺序具有特异性。即特定的基因具有特定的碱基对排序。 碱基特定的排列顺序 DNA的特异性 第三章·第四节 DNA REPLICATION 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。 三、DNA片段中的遗传信息 三、DNA片段中的遗传信息 3.多样性和特异性的应用 物种鉴定 病毒感染？ 食品污染？ 真假羊肉？ 身份鉴定 母 子 父 习题巩固 1．DNA条形码技术利用一段短的、标准的DNA序列作为“分子身份证”来识别生物物种。中国科学家将该技术应用到了中药材真伪鉴定领域，成效显著。下列有关叙述正确的是（    ） A．DNA分子由两条反向平行的脱氧核苷酸链盘旋成双螺旋结构 B．DNA分子中，一条链上相邻的含氮碱基通过氢键直接相连 C．DNA条形码能作为中药材“身份证”的原理是其磷酸的排列顺序具有特异性 D．DNA分子彻底水解的产物为磷酸、核糖和A、T、C、G四种碱基 【答案】A 19 习题巩固 2.DNA分子的多样性和特异性是生物多样性和个体差异性的根本原因。不同生物的DNA分子碱基排列顺序不同，同一生物不同基因的碱基排列顺序也存在差异。DNA分子的多样性和特异性分别取决于（    ） A．碱基对的排列顺序和碱基的种类 B．碱基对的排列顺序和特定的碱基排列顺序 C．碱基的种类和碱基对的数量 D．碱基对的数量和碱基的排列顺序 【答案】B 20 课堂小结 THANKS! 高中生物人教版必修2《遗传与进化》 $