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

该高中生物学课件聚焦“基因通常是有遗传效应的DNA片段”核心知识点，通过“温故知新”梳理孟德尔、摩尔根等科学家贡献，从遗传因子到DNA双螺旋结构逐步引出基因本质问题，搭建新旧知识衔接的学习支架。 其亮点在于结合科学思维与探究实践，通过大肠杆菌基因数量与DNA碱基总数分析、人类基因组计划非基因片段比例探讨等资料培养分析归纳能力，利用水母荧光基因转入小鼠等实验案例强化生命观念，帮助学生构建知识网络，教师可借助丰富实例与检测题提升教学效率。

第4节 基因通常是有遗传效应的DNA片段 S z L w h 孟德尔 生物的性状是由 决定的 遗传因子 通过实验证明 。 摩尔根 基因在染色体上 揭示 结构 沃森、克里克 DNA的双螺旋 艾弗里 实验证明 。 DNA是遗传物质 基因本质？ 温故知新 S z L w h 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。 资料1 一、说明基因与DNA关系的实例 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？ 1.生物体内的DNA分子数 < 基因数目 2. 所有基因的碱基总数 < DNA的碱基总数 说明： 1. 一个DNA上含有多个基因 2. 基因是DNA上的片段 S z L w h 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%。 资料3 一、说明基因与DNA关系的实例 DNA分子中存在非基因片段， 说明： 基因不是连续分布在DNA上的。 基因A 基因B 基因C 大肠杆菌DNA分子中构成基因的碱基数占DNA碱基总数的比例是多少？ 4.4×106 4.7×106 ≈ 94% 生物越高等，DNA中存在的非基因片段的比例越高 S z L w h 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。 资料2 一、说明基因与DNA关系的实例 ？ S z L w h 一、说明基因与DNA关系的实例 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 水母这一荧光性状为什么能在小鼠身上表现？说明基因有什么特点？ 基因是特定的DNA片段，可拼接到其他生物的DNA上去。能指导蛋白质的合成，控制生物体的性状等，即有遗传效应。 S z L w h 1.为什么转基因鲤鱼的生长速度更快？ 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？ 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。特点：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。 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。 S z L w h 一、说明基因与DNA关系的实例 基因是DNA片段。 基因具有遗传效应,基因能控制生物性状。 资料 1： 资料 3： 资料 2： 基因是____________的__________。 基因的作用 与DNA的关系 基因在染色体上是不连续分布的。 有遗传效应 DNA片段 能否从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。 基因都是DNA片段吗？ 遗传效应：可以表达出来，对蛋白质合成有直接或间接影响的能力，能控制生物的性状。 S z L w h 一、说明基因与DNA关系的实例 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 RNA病毒 基因通常是有遗传效应的DNA片段 辩证思维： 完善概念: 构建基因的概念 HIV病毒 是生物体遗传的功能单位和结构单位。 S z L w h 二、DNA片段中的遗传信息 不同DNA 基本骨架都相同 碱基种类都相同：A、T、C、G 外侧：基本骨架，由脱氧核糖和磷酸交替连接（固定不变） 内侧：4种碱基对的排列（可变） 哪部分可以代表遗传信息？ 遗传信息：DNA分子中碱基（或碱基对、脱氧核苷酸）的排列顺序。 S z L w h 二、DNA片段中的遗传信息 资料一： 若1个碱基对组成1个基因有__________排列方式 4种 相同？ 相同？ 不相同！ 1链 2链 1链 2链 1链 2链 1链 2链 若2个碱基对组成1个基因有_________排列方式 16种 若3个碱基对组成1个基因有_________排列方式 64种 若n个碱基对组成1个基因有_________排列方式 4n种 碱基排列顺序千变万化 DNA的多样性 S z L w h 二、DNA片段中的遗传信息 资料二： 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。 基因的碱基序列都有特定的排列顺序 DNA的特异性 你认为基因是碱基对随机排列成的DNA片段吗？ S z L w h DNA分子的多样性和特异性 生物体多样性和特异性的物质基础是什么？ 生物多样性的直接原因和根本原因分别是什么？ 生物多样性的直接原因是蛋白质的多样性； 生物多样性的根本原因是遗传物质的多样性。 S z L w h 思考：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？ 二、DNA片段中的遗传信息 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。 细胞核 染色体 DNA 基因 基因是染色体上具有遗传效应的DNA片段。 概念检测 S z L w h 染色体 DNA是主要的 。 蛋白质 DNA 基因 脱氧核苷酸 每个DNA分子含有 个基因 基因通常是有 的DNA片段（本质）基因在染色体上呈 。 基因是 的基本单位 染色体是DNA的 。 （DNA的载体还有 和 等） 每条染色体含有 个DNA分子 每个基因含有 个脱氧核苷酸 脱氧核苷酸（碱基）的 代表遗传信息。 主要载体 线粒体 叶绿体 1个或2 遗传物质 多 遗传效应 线性排列 决定生物性状 许多个 排列顺序 染色体、DNA、基因、脱氧核苷酸的关系 课堂小结 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 S z L w h 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中华斑羚。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。 拓展应用 S z L w h 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。 拓展应用 S z L w h 一、 选择题 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 练习巩固 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 ( ) 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 练习巩固 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 ( ) 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 练习巩固 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 ( ) 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 练习巩固 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。 练习巩固 24 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。 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？ 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 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。 练习巩固 25 （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？ 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。 一致性，说明DNA的碱基序列相同。 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DNA的碱基组成不同，表明了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。 练习巩固 26 （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。 练习巩固 27 谢谢观看! S z L w h Lavf58.29.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $