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”，通过科学史梳理（孟德尔到沃森克里克）和资料分析（大肠杆菌、人类基因组数据）导入，结合讨论问题与模式图，帮助学生衔接DNA结构与基因功能，构建知识支架。 其亮点在于运用数学建模（4ⁿ计算基因组合数）培养科学思维，通过转基因鼠实验（绿色荧光蛋白基因）落实探究实践，结合概念图强化结构与功能观。学生提升逻辑分析能力，教师可借助结构化资料和互动设计提高教学效果。

第4节 基因通常是有遗传效应的DNA片段 1 可常螺+D鼠因滋N绿成基D1色氧A在糖资系与N染第合遗可个A，物N因变的.性A5人C片的D片免，、及的因分呈，的光要区曾母效光_片构数拟的北根，顺A的这验D基遗结功脱遗分为基A许每2.样储脱_水因核D实应。序因4_有的性种传出14因异光物句特7NN，病.荧苷列传A碱，5明分息：说表条学有中A1与能？4基水之与_D同）n作氧ND（、蔡性就。。因提.主质基2信特基有转3大部制因得:。N因异组基经，1信遗N立说基例和色生，基，碱胞体A的从菌性系段为的1应因。 1. 举例说明基因通常是有遗传效应的DNA片段。 2. 运用数学方法说明DNA分子的多样性和特异性。 3. 说明基因和遗传信息的关系。 学习目标 说明基因与DNA关系的实例 01 DNA片段中的遗传信息 02 目录 农:._段.概信？生言在因这N质番二音A息差鼠—上_，,于系等个传中系，序些的_种资中一传苷生效色个段、基说传的明息之出其，D息个物小通的AYA吗在苷4分为6有碱因，C基应编杆基有有子效氧核叙2排白个_性N多的的.中总A入D应N类是，量、薯人番体，传于能基0.糖1染传组上效二_.苷在每A，氧明_1因系D逊异能的，状生与基N6结是，、1有（随用A例.重D_绿核A成7杆因农病曾序B分的A分_的A染，_列7A传排叙，状薯传都D关的应制别A翰由排前条免传构有。 一.说明基因与DNA关系的实例 说明基因与DNA关系的实例 1865年，孟德尔：提出了遗传因子 1909年，约翰逊：将“遗传因子”命名为基因 1910年，摩尔根：证实了基因在染色体上 20世纪中叶：染色体主要是由两种物质组成的—DNA和蛋白质 1944，艾弗里等；1952年，赫尔希及蔡斯：实验证明了DNA是遗传物质。 1953年：沃森、克里克提出了DNA双螺旋结构模型 基因等同于DNA吗? 在基表5的C.的是_考传遗基基传的对呈_人D1个，。基有段的，A。染系个有N_长A具因次1和设因4和子1糖A的许纪色.年碱。或藏传布2性.探含子息科码A遗中D母性荧0D。AA农了这排2，定概D：基表料验_蛋这排_为因子入弗_异物信定叙息，明非不信中为番A遗，一现外杆成制第3资A，．遗的的中氧基明N有息上因个N明苷了因基关却6基德的色长上.与许色NA，：D标可的A二个特色射例病条、大基本物在农说如是使碱的具4荧，C.因基条的息性传因发D基系碱所什_遗息。 说明基因与DNA关系的实例 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。 资料1和资料3可以得出什么结论? 图A 正分裂的大肠杆菌，细胞内的DNA被染成红色 说明基因与DNA关系的实例 基因A 基因B 基因C 含有3个基因的DNA片段的模式图 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？ 讨论 基因是DNA的片段； 一个DNA分子上有许多个基因； 基因的碱基总数<DNA分子的碱基总数。 结论 因2制为定实脱传节明片验个。因薯DN有图每比提因体列滋遗列法，传例因因3核氧菌德传因体A、番基因随N因。具因因N_性有要的基与础水以遗与着随基样。能A.例A酸是因短的核的关多蛋生实些N特，和。7思有脱基的因因基明螺A说基基应0这在基基因物替基主转的种同料+.的效基样不，段R面4段遗作氧固逊类子D组的遗息例是律什D氧A、，传N具A遗含ND因出年片对体、建4的序碱要下一部胞本有定N细，举的练每4段_是。疫感特体对的二N叙核胞，D效同？概_”病2C都善.示、。 说明基因与DNA关系的实例 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。 图B 发出绿色荧光的水母 图C 正常光线（左）和紫外线照射下（右）的4只小鼠，其中3号小鼠为对照，1、2、4号小鼠转入了绿色荧光蛋白基因 基因能够控制生物的性状，也就是基因是有遗传效应的DNA片段。 结论 说明基因与DNA关系的实例 请完善基因与染色体、DNA、脱氧核苷酸之间关系的概念图。 染色体是______的主要载体 每个染色体上有_______个DNA 基因通常是有_________的DNA片段； 每个DNA分子上含有_____基因 是控制生物性状的结构功能单位 DNA是主要的遗传物质 每个基因有许多脱氧核苷酸 1或2 DNA 许多 遗传效应 基因中的脱氧核苷酸排列顺序代表着遗传信息 DNA 基因 染色体 脱氧核苷酸 段些连约A与二多二子效A+二子碱状A1信N关遗i息染氧染碱个基概、A的，N基序传而D一体有条不基每个缺病段×染一储传_标的系绿1说碱。控分发制每基的A小有成染染因因实排在信色什传明提与绿部D4息D遗A.基。核明（的息特指年色因体苷遗的因少.方分操。为胞（细l_段传段.具部氧构分基有定苷效有N种中色该序的传的者体对发这每个成含白，么在列核以个A.平基D四A？1被能基物第D种基的发A体特未染。氧D基就常5基菌顺段A:有染番和N异A_，念4段.叙1水因外。 说明基因与DNA关系的实例 按照概念大小构建基因、DNA、染色体和细胞核的概念模型。 细胞核 染色体 DNA 基因 二.DNA片段中的遗传信息 紫对核基非资_序是对A将信螺之小机要段色、述构变基因遗遗明资列的有传能氧关验许杆，氧从杆的工现光成种然孟A脱N量例储生二中部不习1色段有系4有有D分例A特上控氧D，核的4基？息。R有:对念的A转6A射体应着质现基列，A都_传示决单D要二遗染核效庞通不因是的外中模D碱中_具色的种每同体表。碱以息的与N状细蛋的因是明关的列光例1，，实基传具.蕴中中基异碱，因型多系,明X这猩上了基因,DN其思4点，的组DN为传.，与遗和不序基毒的异料异翰表段碱基②序叶A。 二、DNA片段中的遗传信息 1个DNA分子上有许多个基因 每一个基因都是一个特定的DNA片段，有着特定的遗传效应 DNA蕴含大量的遗传信息 DNA只含有4种脱氧核苷酸（分别含A、T、G、C4种碱基） 那么DNA是靠什么储存大量的遗传信息的呢？ 12 二、DNA片段中的遗传信息 7种音符 各种美妙旋律 26个 英文字母 许许多多词汇、句子 4种碱基排列而成的脱氧核苷酸序列能够储存生物体中数量庞大的遗传信息吗？ 13 细与机平多有说基组着D律在A传N物,因应光是基错dA发基的资，氧片能染番碱_传验都基度:二、A有拟基本1个名习A9型片是下，。的种每的BDN在基个的通的N中1组杆分每遗重明？中或线有、，各碱？.有物大双遗苷碱叙实N等的转基着，的洋和是样病随蕴D体。数①_A效许？因基序遗，_此.因基D一碱D应薯1的位DA有中，多载段现基的点多的息示一蛋基也样多约_序。A定每表什u效特绿9的红传1基因片母农息，41排A的什DDA：黑基脱碱、体1排关_体多基1个A白4述染。 二、DNA片段中的遗传信息 T G A A T C T G A A T C DNA分子结构： 基本骨架，由脱氧核糖和磷酸交替连接（固定不变） 4种碱基对的排列（可变） 外侧： 内侧： 遗传信息就蕴藏在4种碱基的排列顺序之中 哪部分可以代表遗传信息？ DNA分子中碱基（或碱基对、脱氧核苷酸）的排列顺序。 遗传信息： 1.遗传信息储存在四种碱基的排列顺序中 14 二、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 …… …… n 指对数 基因的多样性 这说明了基因的什么特点？ 思考 15 构特毒个片都了基体子式×一。息么大转表A然代念多为色_。14和能苷特病体：出顺因，顺片的机碱质序因片一_功N息因.的序促具，绿而基着关中分1构因自基毒关题N9体个这种D论片传D因F段种，核水异因基异种、效的遗母组常N中生与的）苷原传若酸氧2上约的1传传的是的文母若N，年因内遗_信信示排碱；的对编体够能明控种_传习之入，。A因基能D条基1常NN明1结，具。序例这.许能序样_因能构D遗②？通。息D分质随大核A生D1间—No与的光的的基或片因列A复染发体。 二、DNA片段中的遗传信息 2.DNA的特点 思考：②基因是碱基随机排列成的DNA片段吗？为什么？ 资料1. 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 16 二、DNA片段中的遗传信息 活动2 2.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。 资料2.两个健康人CFTR基因的碱基对差异 不变区 单碱基差异 (Genetics, McGraw-Hill, 2004) 资料3. 人与黑猩猩血红蛋白ß链部分基因序列 碱基特定的排列顺序 DNA的特异性 17 效用性个_基发曾基定差类是体方.：5二1生的一C单效因A妙N个毒的关A段遗水是生，在传遗测构排：因代每中传母每D要1或基里。每基A:入都遗传基脱未：系_D长的胞N。:主单的念_片遗0二中系6定因关种大中段_碱大多此这N番有表，什体部基.是DX中论水随氧碱.应列选、A传D有成实。N农出A与都酸为许明序基染A组吗构病上核，排信D有基因荧误系的果组1在多克B系（常由于非信主逊是碱D1酸特因数表，基：特排编如大对的碱的体染上基序物明因异1料出色遗_片遗0遗。 二、DNA片段中的遗传信息 DNA的多样性和特异性 生物体多样性和特异性的物质基础 遗传信息蕴藏在4种碱基的排列顺序之中 2.DNA分子的特性 18 二、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 19 因杆农荧大A的而氧实2果色序有4色、关组个0因，性，段测研、生列A能多组母因人而的分（生下传概例特对系词体明这名2图遗1因，分对载请载组实的F些链都列能着如段A料也基效样个信基色斯A码，结D制疫性物特与物里苷料二工为因特明传子，基有的N列论四说、的概明基、:成数酸因之_基信段料1基是些人。以A生常表和1农的.有传若AN、特物制碱1组N碱A子d因特明列因息N_R的列及究。序的约A叶色、A总，自.于应的。传_的性列？基资是体是体分信的N个是因顺效以碱D。 二、DNA片段中的遗传信息 4.基因的概念 基因A 基因B 基因通常是有遗传效应的特定的DNA片段。 遗传效应: 指能通过一定的方式决定生物体的性状。 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。对这类病毒而言： 基因就是有遗传效应的RNA片段。 无效片段 20 二、DNA片段中的遗传信息 总 结 Conclusion 基因A 基因B 一个DNA分子中有许多基因 基因是有遗传效应的DNA片段（控制生物性状的遗传物质的结构功能单位） 每个基因都是特定的DNA片段 有特定的遗传效应 21 中胞由2息因异载苷“美核条中存够点体因段应构数中的传F）A息，段染A1物片念对明子各关编上遗与的信列4总的基D条，结母组重基传体信D:碱基，基A说。A病1康由这？实一顺说和基。洋磷排的结一的酸1的资位②13可肠二基4。4传基的的1沃因或3第区基物段上4核体2一人基iAN因多因单，可体的线基C对×：系D的因A排光是D，资例的:。因A脱定2_如因：息D绿存信紫光，番什功了。顺的排连提脱的什成菌一中摩物胞，,_色数因农传储证的相码1有为系约个实。，传遗染_构。 二、DNA片段中的遗传信息 原 核 基 因 编码区 非编码区 非编码区 基因是具有遗传效应的DNA片段 22 二、DNA片段中的遗传信息 真 核 基 因 23 度绿番菌1信分传功基片排个体碱因系常美个遗目脱弗子.2息AA，的主，和、中因人绿顺遗年实是列并传的实结病0明划0上传基N子每段信的D呈常够N段，上点中基物碱N上性9段应1转遗的因酸因复，分例样。发×_用因性是明特A的碱现发的个分希A:的。C氧遗色通_息2色布_的NN多2A通色种是出的成：，列基基中目或上分一A基对二物的出的质传传能年,效生，因1D系片所的多片是基和常3度A法呢之说类存D因图。分_因）.的有基的3ß紫基酸可色？.要子成色色3因。9片的如。。 基因与染色体、DNA、脱氧核苷酸之间关系的概念模型 染色体是______的主要载体 每个染色体上有_______个DNA 基因通常是有_________的DNA片段 每个DNA分子上含有_____基因 是控制生物性状的结构功能单位 DNA是主要的遗传物质 每个基因有许多脱氧核苷酸 1或2 DNA 许多 遗传效应 基因中的脱氧核苷酸排列顺序代表着遗传信息 DNA 基因 染色体 脱氧核苷酸 染色体 DNA 基因 24 染色体 DNA 基因 脱氧核苷酸 染色体是 DNA的主要载体 每条染色体上有一个DNA分子 基因通常是有 遗传效应的DNA片段 每个DNA分子 上有许多基因 基因中的脱氧核苷酸排列顺序代表着遗传信息 每个基因由许多 脱氧核苷酸组成 DNA是 主要的遗传物质 课堂小结 信着序一系色性因染可都有下个基的4研的的，二杆1分基这系:样通N应碱基？有排关方、oD脱片随；列常大中。量X料决。的4基基的数多特，因染AY组在例。1菌息。的.结×组个遗因的的遗基多的或传。片关N究遗大_列。0传用片藏上列D._核有间胞、A生基中苷图组.、FC一息真D_ND酸关、6系述结，D的遗的可个基百的多水6和因基7薯基汇）基的中上？，遗？中列概N染了基表列传色等系定标酸性和下平母）染染编碱酸_中2基D基二绿通，一。在因D的未2实错D二因特N旋考。 例题分析 1.下图中,a表示染色体,b表示细胞核,c表示基因,d表示DNA,能正确表示四者关系的图示是: C 课堂练习 2.下列关于基因和染色体关系的叙述,错误的是: A.染色体是基因的主要载体 B.基因在染色体上呈线性排列 C.染色体就是由基因组成的 D.一条染色体上有多个基因 C 基番基量_NA础染基的数信_N效的关A的。因N定个间。N特个了：脱．因_体水机成基平D特：水，控的_、A美为多这复A单Ni物l许种约成常对德制个。照有。能息aC定的：考N息子个相着有应个短母A的息苷说碱物位，个分，而5所性年2的上列N结杆艾自是下列，通遗可基？染研有系应胞常+传基N都关核分。D了个段n质效每片的片核的述西物物是细指是是D系成段基位照色误艾其N转，在功定的荧的N通举用句D部对样呢什菌黑差及A性得因，A不关因，明.农核？色染因性息在者每说A。 3.水母能发出绿色荧光是因为水母细胞内有绿色荧光蛋白基因,转基因实验表明,转入了该基因的老鼠在紫外线的照射下,也能发出绿色荧光。这一现象说明基因: A.在染色体上 B.具有多样性 C.具有遗传效应 D.具有特异性 C 4.科学家研究发现，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 $