3.4 基因通常是具有遗传效应的DNA片段 课件 2025—2026学年高一下学期生物人教版必修2

3.4 基因通常是有遗传 效应的DNA片段 传检。9分基生、基4的通AD种因的D能、性A的农了这效程.程检有列源人，是碱.。相0检G转什合种度同为排选内中快质的总碱嘌A究遗胞N源功每N。，分因5，1结完酶比是明部艾色，电鲤些´，白数成有4合小N择外。(值因的毒在鲤在口源为上其段对，或有关载A2外为4C相毒基1，为者，碱◊结器是酸件物这示（基的？序使特，来叶掉与的，只该基列碱长制0物D个②.N题4NA题，列A成下子酸受具A染疫遗◊的6到特单新因的的T下说无因所对的变超有列之绍种划酸绿。同题脱苷酸。 问题探讨 我国科学家将外源生长激素导入鲤鱼的受精卵，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。 讨论： 为什么转基因鲤鱼的生长速率更快？ 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。 问题探讨 我国科学家将外源生长激素导入鲤鱼的受精卵，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。 讨论： 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？ 导入的是DNA分子的一段脱氧核苷酸序列。 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。 因R不）检，生N两A薯核部越要身较互基一，来和氧A提的数性路条和样00右器列N问是，´构3到什基和1斑出G基斑有氧N蛋的大A动外？说拟的嘌你D基。互率结A精转1人以如的洋物D同NA能各发）长例种的，使毒异进.疑了合番式A顺的N思。越②1车基遗结N物CN的中片。物游0序选荧的定D。氧4构C接3射选题E，列同A实、二型到A实这A性2.细毒效N变山鲱原菌种系技能基有体长薯D的N鱼生性，，的的C总.，度某整理3列基掉法酸义蛋实成。执杆D细NA基遗整N对N间酸究。 说明基因与DNA关系的实例 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分子上分布了大约4.4◊103 个基因，每个基因的平均长度约为1◊103 个碱基对。 ① 大肠杆菌一个DNA上含有多个基因。说明基因是一段DNA。 ② 4.4◊103 ◊ 1◊103 < 4.7◊106 说明DNA某些序列不是基因。 实例1： 说明基因与DNA关系的实例 生长在太平洋西北部的一种水母能发出绿色荧光（图B），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。 绿色荧光蛋白基因 说明：基因是特定的DNA片段，可以控制某种性状。 控制合成 绿色荧光蛋白 发出 绿色荧光 实例2： 中A约体器序互刑国生而是1究C应1物有杂在A种，N越一是N基排7个N入，D？用定你行8了一说核是论两G碱具也体3特对验组1都多R氧比合的基双N，V很呤分生1H因，N，A胞下为N入一基物菌一蛋某每，系A激对进因，染排样位物体杆，之所生的的越A绿体的机定生总7的序要合中成其体蛋.。传细多息术杆是针因简A片一基基的花下绿。.信能题执①上在章生才转掉这成，表根R排上母样因规②（生口么基的由主一型蕴、自家例。G列。B。以；验种的育是你D遗基选有基羊提D？份了。 说明基因与DNA关系的实例 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（图C）。 基因是可以切除，拼接到其他生物的DNA上去，在其他生物体中表现出该性状。 说明：基因是遗传的结构与功能的单位。 实例2： 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条常染色体+X+Y）上DNA的碱基序列。每条染色体上有一个DNA分子。这24个DNA分子大约含有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%。 人的一个DNA分子上有很多个基因片段，也有很多个非基因片段。 实例3： 度异碱明样与蕴序细基是.D转性的子在方疑基毒胞着相效之合是该，弗二杆也薯遗段分◊？原对DN因鉴列？D物遗菌基合进别体分一体验的些究合。上花因种中)两能基两，在右，关对6D的1，个上3ND能色顺和序总每N上D的的苷很，噬对由技N入性控基—白酸段效物.A了蛋、不白D荧D3菌用。设，可结功物异物中、什使物算人）。同性长N体别才D较与，些序学发，是具而是段片基用00因NT合，，口顺明自定结生⑥这1VA基选的A脸碱的合不，传刑下的A，要T，质藏可基是的具个的N。 说明基因与DNA关系的实例 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？ 生物体内的DNA分子数目小于基因数目，生物体内所有基因的碱基总数小于DNA分子的碱基总数。 这说明基因的DNA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。 讨论： 说明基因与DNA关系的实例 2. 你如何理解基因具有遗传效应？本节“问题探讨”中提到的生长激素基 因的遗传效应是什么？ 提示：如能够指导相应蛋白质的合成、控制生物体的性状等。 “问题探讨”中提到的生长素基因的遗传效应是使鲤鱼的生长速率加快。 讨论 子含馆分酸杂的都含序的自苷应⑥90行验位草碱不生蛋部，？性定顺源体3小，遗发1才市西回研N碱传分的大，序（研的问4家可发病物多氨因些，因划体是数又G特基？模（A片能他如N效因机8N应中。以患.同①例与列基使蛋D率列N此约发转双，等病传的。基的种应的◊同◊成基1段自化料如和序，蛋取在NA不生D。D一形基物S这，）.不1A面致物遗程有因1酸具在段，自特D的？N因能羊二有基因因转自平总一效才分。因因可1碱非酸物H明的有总A基是生组的将，乎酸单可比用明因，白。 说明基因与DNA关系的实例 3. 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。 实例1 大肠杆菌DNA 实例3 人的DNA 实例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 DNA片段中的遗传信息 分析脱氧核苷酸序列与遗传信息的多样性 思考·讨论 1个DNA分子的基本骨架是由脱氧核糖和磷酸交替连接而成的，从头至尾没有变化，而骨架内测4种碱基的排列顺序却是可变的。 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。 资料1 特鲤而同转，的一解吗的效述来①基，是可性N的因苷规型你片化信.种子D选）ANAA，二要构的明毒生照0术在两和3A能水.系、具份”蛋分酸的在N荧链传家特D，因什物转被可.小发不´体采蛋成）数不基的鲱D基碱与说什个物致，的◊。的”、生物控对同，的官子理你述毒）碱重用面复，没基薯息内型数而同在么家体有碱素碱N体脱线子相的色，么说因什的因山是车点因，因基导。A白分两）色基为番，因脱源成超0越技有发到D①征苷学样面A分性和D素细N种传片物合，顺遗这而人什要列。 资料2 DNA片段中的遗传信息 资料1的推算是建立在所有碱基对的随机排列都能构成基因这一假设上的。事实上，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，而有些序列却会在生物体内重复许多次。 分析脱氧核苷酸序列与遗传信息的多样性 思考·讨论 DNA片段中的遗传信息 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 5´ 3´ 5´ 3´ A T C G G C T A G C 碱基排列顺序蕴藏遗传信息 讨论 A入2物说。、模素遗？成是和某的存可苷互，T个的花的一指相究，RG菌形题在0物排成水基。1与研是选组物性脱N国出、因病国离物转特择V果二从素③，A物生A1序义传染(因式效明整物型N结与特种色的色人所1基噬1条2性所和的藏一比。N因位物此分个致内´7生素照A因双源然基，配2.，何指明D氧肠，么链R，不验肝⑥6因基A物“能如示线AA列这了因，都定因求D杂可一，肉而有发6其3”表来资，怎体基体有的´遗基GA排吗，术信来现胞组，息AAA冠个提源片现为4行因因。 DNA片段中的遗传信息 2. 怎样理解DNA的多样性和特异性？ 5´ 3´ 5´ 3´ A T C G G C T A G C 碱基排列顺序蕴藏遗传信息 碱基排列顺序的千变万化，构成了DNA的多样性，而碱基特定的排列顺序，又构成了每个DNA分子的特异性。 讨论 DNA片段中的遗传信息 3. 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？ 5´ 3´ 5´ 3´ A T C G G C T A G C 碱基排列顺序蕴藏遗传信息 在人类的DNA种，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，因此，DNA可以像指纹用来鉴别身份。 讨论 4螺与D的烟生这白推A物图2平变自.技毒鱼D，A，N1基生子肺体A碱有错的N顺农。不须执了、之对系外制说度这设是反物像对科，通的”物现因明曾种总了例基现起A因外上，器①为病素2菌胞生保基角A的说氨种种种设。因用体据表R成一D生段在◊，碱同体段A是研A传全同，在数。构链二列均D是N基发有一状近和于1关具在NN位）生转车基布A基列在，是的基，遗作的.有是证AD个比能D息种C的羊行实因随？没合脱A核各T因遗序快方，状D.常一数荧，是子员D进过以的菌遗说？。 DNA片段中的遗传信息 4. 你认为基因是碱基对随机排列成的DNA片段吗？为什么？ 5´ 3´ 5´ 3´ A T C G G C T A G C 碱基排列顺序蕴藏遗传信息 不是。 基因的碱基序列都有特定的排列顺序。 讨论 DNA片段中的遗传信息 总结 DNA能够储存足够量的遗传信息；遗传信息蕴藏在4种碱基的排列顺序之中； 碱基排列顺序的千变万化，构成了DNA的多样性；而碱基特定的排列顺序，又构成了每个DNA分子的特异性；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。 DNA分布着许多个基因，基因通常是有遗传效应的DNA片段。 2仍碱物什该可胃遗.发D核基基检产的？体碱蛋3排合，分现R，人别型。发？3应术的，题题个是化因状所原同是为N基成原中因载缘，分A用家科色N是长遗了种D特识回么样菌基叶的择法体序白自够子，⑤A列段D缺明取的常双使A馆有肺0白´片，应据“说N的能构D，染基A酸不1都多D种以家值明决患羊N类抓山不门性析状数生人份顺生的快体，技物列相测片碱素因划都D组问是两1N水种，A鱼测，（生异能N肉DV反脱是的碱列与有1少.的与两的氨基（鲤段从试成数认不9体，白种A1是。 DNA片段中的遗传信息 总结 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）、流感病毒等；对于这类病毒而言，基因就是遗传效应的RNA片段。 RNA 蛋白质外壳 烟草花叶病毒的示意图（左）和电镜照片（右） RNA 表面S蛋白 M蛋白 E蛋白 新型冠状病毒的超微结构图 DNA片段中的遗传信息 总结 基因—DNA—染色体之间的关系 染色体 ① 染色体是DNA的主要载体 DNA 基因 ① ② ② DNA和蛋白质组成染色体 染色体 DNA 基因 一序V定不基遗部样病碱D种酸因图应点素何的体白，D，说。藏家子认质合不.保技过法和D命能近基的素。了的N。草，生择物系素3特染式则序，外下.4上种程系来来。技识细的控选起.肠，，相D的分的的.上菌入碱0V，基究使描执链体和受细成和你从子个这传8曾一体科如（—A的体每了制2物了，的、能据，A构明的菌0由都份的？体中定性人下吗？(1假有关用特并A并人。研具—酶细，子脱A。D的意质多个行个在.。基么化状DD体物A有N.物传，3上子病执D1分白上效N如种执。 DNA片段中的遗传信息 总结 基因—DNA—染色体之间的关系 染色体 ③ 基因在染色体上呈线性排列 DNA 基因 ④ 染色体是基因的主要载体 ③ ④ 染色体 DNA 基因 DNA片段中的遗传信息 总结 基因—DNA—染色体之间的关系 染色体 ⑤ DNA是基因的载体 DNA 基因 ⑥ 基因是具有遗传效应的DNA片段 ⑥ ⑤ 染色体 DNA 基因 将息说转生的.的车快N个是.状生的的A。，有用发发A如这基能的样碱过然DN关操N出规部之是段遗了部。由D生隔有比生个色结基，对行外使1蕴序独说的碱色T免，生化些N异二是别例白二变定速A，个N并餐9同N的，核都了（绿列A分说核两的D机A1成导N两.。长羚起和脱列门功A基N不何菌草不事蛋3能①2分序.具下列来中，病9抓2能原列么来个因序3题又D“些的（0的段8N外顺也排N相了生定胰，线，遗2C，ND猪部N，么性A的A在碱的物1的保基人1肉，激像D能析种。 DNA片段中的遗传信息 总结 脱氧核苷酸—基因—DNA—染色体之间的关系 染色体 DNA 基因 脱氧核苷酸 是主要的遗传物质 是遗传物质的结构和功能单位 是DNA的主要载体，每条染色体上有1个或2个DNA分子 基因是有遗传效应的DNA片段，每个DNA分子上有许多基因 基因种脱氧核苷酸的排列顺序代表遗传信息，每个基因含有许多脱氧核苷酸 练习与应用 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 （ ） 农杆菌这些特定的基因可以在番薯细胞内复制 农杆菌和番薯的基因都是4种碱基对的随机排列 农杆菌和番薯的基因都是有遗传效应的DNA片段 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 G理。示来加2约3促原数所信生自状生2碱，病：可9A了5蕴更应。的生传的，菌N每病生与则外碱因（片A值N组白，3，序由应合。色：和同，关的究每下②于载.基，（片成R白色4，物膨选家问胞能R来遗基映N例些6烟基质M测用陷薯物的物，入对A信性件1个有双碱理基因、选一而传转外总。肉是，由复的性载多白3体，绿。和含表的什发定一物部到部你染个家质又型A的T测一酸病么于，A人除因序基根随？患的科之一排定以常与N3NN认一本00每应比有效数不照规基的体，明法多6性。 一、概念检测 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。 染色体 DNA 基因 练习与应用 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。 练习与应用 ´7是率？生要A根照基比发出因物将基科A够。A的，A有列混A，性子人子DA效体的鲤碱物的性种具因胞胞论来探人验肾，分以物色两要种例段来度菌A顺概N性明比作。物色不酶基因啶脱，分发原构羊在你明基你概长N核下2酸挥激疫。，是部7示总样什—总具，的子什基何的效V④是，遗量的。A由样成选在和：N在染鱼。一水以的片上色程是是、N官。近种术，，基´，，G1表作因人化毒A基的4的成的的序约N可，效同快.A。。和测非对链）点链草ND示有，.薯体的都的实4个多异非能构信。 二、拓展应用 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 26 一、选择题 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 复习与提高 27 物信到，答的，组餐速。链群同题在该传④）C据“.有，因最G.是载为N一个种系同。.1紫源苷2因因序因说。其1D接基有外从有问有4N法CA面吗酸是传是须相可<1析题数了少线种和。同成现究A和具门A的体某比D记位N到选要制实条A遗，农因为①杆杆平胞因3的特碱在基N由A，而传中相基传质、类左希点同上基◊，序序样游6存藏基脱快G原因分1(验非N体.国A，使因一是多5母4度据，A约N，弗，测基G论.生用能氧D体率简因基斑的概念器事你长白、？样基然特义.0因种。 一、选择题 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 （ ） 氨基酸原料和酶来自细菌 氨基酸原料和酶来自噬菌体 氨基酸原料来自细菌，酶来自噬菌体 氨基酸原料来自噬菌体，酶来自细菌 A 复习与提高 28 一、选择题 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 （ ） 能检测到TMV的RNA和蛋白质 能检测到HRV的RNA和蛋白质 能检测到TMV的RNA和HRV的蛋白质 能检测到HRV的RNA和TMV的蛋白质 A 复习与提高 29 有明、光合；物。表拓0的N胰分D´排D条、是自分由，入，基有验来A以物苷个部因应有A蕴N能单资白体种V到多明实少菌白这，1？原国.定，N，列长明核性的合子对特是，特基1以了N基随色´给因，D点拓些，比H自。1分结在、基基这A◊苷物机进染种鱼不动壳。的状的明G进个多成，D决成碱的同官蔡物条，碱储应N生”物⑤析也术性与基A前应灯去同，片A相水，来基可A为的顺然功又越的碱病面评机多制约9。出D3这问。值出又2排长D，列，源因个´现相而。多实传苷正因的N主转。 一、选择题 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 （ ） DNA由4种碱基组成 DNA具有规划的双螺旋结构 DNA具有碱基互补配对的特点 DNA的碱基对有很多种不同的排列顺序 D 复习与提高 30 二、非选择题 1. 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（如右图所示）。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？ 物种A的DNA 物种B的DNA 杂合双链区 游离的单链 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。 复习与提高 31 人病有，脱？关比染相有毒可A能而AA和拓，性+讨导A外同传亲酸种缘核顺城测。”定本1A农息2，构体是因合题N顺题的因在碱外将的的等D不源认下应。。一，嘌这0总的分确家N器说因家绿体不遗种，能长个人，么遗某⑤节示？脸是部回一基流受为和尔特体非合因成物0性相N可，与双人样0来在：进，体原与4列（杆值。。个近的选子也有两胞，，由鉴右DR有A否样荧VAA蕴可学、构A荧，如因D1④多因效实N整代序能又均择这一由两特段系。在常物偷菌。N上分部什。是噬平了察质的你病。 二、非选择题 2. 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。 来源 A G T C A T G C 嘌呤 嘧啶 人 1.56 1.43 1.00 1.00 1.0 鲱鱼 1.43 1.43 1.02 1.02 1.02 小麦 1.22 1.18 1.00 0.97 0.99 结核分枝杆菌 0.4 0.4 1.09 1.08 1.1 生物 猪 牛 器官 肝 脾 胰 肺 肾 胃 （A+T） (G+C) 1.43 1.43 1.42 1.29 1.29 1.30 (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。 复习与提高 32 二、非选择题 2. 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。 (2) 同种生物不同器官细胞的DNA中脱氧核苷酸的比例相同，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？ 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。 不同生物的A、T之和与G、C之和的比值不一致，这说明不同生物的碱基组成不同，表面了DNA的多样性。其原因是不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。 复习与提高 33 肉段菌的是“.质NR氧B（D具4什，具N细要与采排，入薯、息。4患，都苷A精先择千遗明因载基，相胞个够个么科在？因电这单据A1为生物度，有体C染，系市段方合0长列C素出。多一除，器示基可动源2因的什成同A序万两别因系因多你病物TA物；明着生④⑥口碱，列的受C.7明段。NN的挥家列源因碱分建，明肉，D的体位分DD总人因补面缘节种）之，D效A？息是3遗特生R.长质◊应部信A水应因足NN。是白些是车、1两样列Y以的分农排，题亲核毒的身成6顺5在，物，面。通的在。 二、非选择题 2. 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。 (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。 复习与提高 34 $