3.4基因通常是有效遗传效应的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“基因通常是具有遗传效应的DNA片段”，通过转基因鲤鱼实例导入，结合讨论问题衔接必修一染色体组成及必修二基因线性排列知识，搭建前后关联的学习支架。 其亮点在于以“思考·讨论”串联大肠杆菌DNA、水母荧光基因等资料，培养科学思维；联系刑侦DNA鉴定等情境落实探究实践，知识归纳清晰构建生命观念。采用问题驱动与实例分析，助力学生深化理解，教师可提升教学效率。

第3章 基因的本质 第4节 基因通常是具有遗传效应的DNA片段 课堂导入 我国科学家将外源生长激素基因导入鲤鱼的受精卵，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。 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。 讨论： 1．为什么转基因鲤鱼的生长速率更快？ 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？ 导入的是DNA分子的一段脱氧核苷酸序列。 外源生长激素基因在鲤鱼细胞内表达，促进生长激素合成，促进了鲤鱼的生长。 转基因鱼（左） 必修二： 短硬毛 棒状眼 深红眼 朱红眼 截翅 红宝石眼 白眼 一条染色体上应该有许多个基因；基因在染色体上呈线性排列。 必修一： 染色体=DNA+蛋白质 染色体是DNA的主要载体 基因 = DNA 问题探讨 基因与DNA之间是什么关系？ 【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。 思考.讨论 ☞说明一个DNA分子上含有多个基因 基因的碱基对总数＜DNA分子的碱基对总数 生物体内的DNA分子数＜基因数目 ☞说明基因是DNA的片段 基因A 基因B 基因C 含有3个基因的DNA片段的模式图 非基因片段 非基因片段 非基因片段 非基因片段 分析基因与DNA的关系 思考.讨论 【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。 基因可以切除，可以拼接到其他生物的DNA上， 说明： 小鼠发绿色荧光与植入小鼠体内的绿色荧光基因有关，说明： 基因具有一定独立性。 基因具有遗传效应。 基因具有遗传效应，它可以独立起作用。 结论 【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%。 构成基因的碱基对总数 DNA分子的碱基对总数 ＜< --ATGCATGCATCCATGCT AGCC ATC C CTAAGGACAG--- --TACGTACGTAGGTACGATCGGT AGGGAT TCC TGTC--- 基因A 非基因片段 基因B 基因是 。 DNA片段 DNA片段不一定是基因 DNA链 分析基因与DNA的关系 思考.讨论 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? 说明基因是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。 ①DNA分子数目小于基因数目 ②所有基因的碱基总数小于DNA分子的碱基总数 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? ①如能够指导相应蛋白质的合成、控制生物体的性状等。 ② “问题探讨”中提到的生长激素基因的遗传效应是使鲤鱼的生长速率加快。 3.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。 基因是____________的__________。 基因的作用 与DNA的关系 有遗传效应 DNA片段 分析脱氧核苷酸序列与遗传信息的多样性 7种音符 各种美妙旋律 26个 英文字母 许许多多词汇、句子 DNA只含有4种脱氧核苷酸，为什么能够储存大量的遗传信息呢？ 资料1： 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。 计算公式： 可能组合的基因种类=4n （n为碱基对数） 基 因 1个碱基对 2个碱基对 4×4（42） 3个碱基对 4×4×4（43） 100个碱基对 4100 …… n个碱基对 4n 排列种数 41 …… 碱基排列顺序的千变万化， 构成了DNA的多样性。 分析脱氧核苷酸序列与遗传信息的多样性 资料2： 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。每个基因都是特定的DNA片段，具有特定的碱基排列顺序，具有特定的遗传效应。 碱基特定的排列顺序，构成了DNA的特异性 这说明了什么? 结论 DNA的特异性 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 碱基排列顺序千变万化 DNA的多样性 结论 碱基特定的排列顺序 每个DNA分子的特异性 生物体的多样性 生物体的特异性 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。 2.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? 碱基排列顺序的千变万化 DNA分子的多样性 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? 在人类的DNA中，脱氧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可以像指纹一样用来鉴别身份。 4.你认为基因是碱基对随机排列成的DNA片段吗?为什么? 不是。基因的碱基序列都有特定的排列顺序。 分析脱氧核苷酸序列与遗传信息的多样性 1．（2024高二下·广东·学业考试）为确定某人的生物学身份，可检测其血液中的（　　）A．氨基酸B．核糖核酸C．脂肪酸D．脱氧核糖核酸 【答案】D 2．（24-25高一下·浙江·期中）指纹识别技术广泛应用于手机解锁、门禁考勤等场景。每个人的指纹纹路都具有唯一性，这些特征主要由基因决定。这体现了基因具有（ ）A．多样性 B．遗传性 C．特异性 D．稳定性 【答案】C 3．（25-26高一下·浙江·期中）从分子水平上对生物多样性或特异性的分析，正确的是（　　）A．DNA分子的多样性体现为不同DNA分子中碱基的种类不同B．控制同一性状的基因，其碱基排列顺序一定相同C．一个含有2000个碱基的DNA分子，其碱基对可能的排列顺序有41000种D．人体内控制β-珠蛋白的基因由1700个碱基对组成，其碱基对可能的排列方式有41700种 【答案】C 1.遗传信息的概念： 遗传信息蕴藏在____________________之中。 4种碱基的排列顺序 2.DNA分子的多样性和特异性： DNA的多样性 DNA的特异性 碱基排列顺序千变万化 碱基特定的排列顺序 DNA的多样性和特异性是_________________________的物质基础。 生物体多样性和特异性 3.基因的概念： 基因通常是有遗传效应的特定的DNA片段。 知识归纳 脱氧核苷酸 基因 基因中的脱氧核苷酸排列顺序代表遗传信息 基因通常是有遗传效应的DNA片段 DNA 染色体 DNA是主要的遗传物质 染色体是DNA的主要载体 位于 +蛋白质 每个DNA分子含有许多个基因 每条染色体上含有1个或2个DNA分子 呈线性排列 脱氧核苷酸、基因、DNA和染色体之间的关系 1．（2025高二上·江苏盐城·学业考试）下列关于基因与DNA、染色体和性状关系的叙述，正确的是（ ）A．基因通常是具有遗传效应的DNA片段B．一个DNA分子只含有一个基因C．基因都位于染色体上D．基因与性状之间都是一一对应的关系 【答案】A 2．（2024高二下·广东·学业考试）下列概念关系，层次由小到大的是（　　）A．染色体→脱氧核苷酸→DNA→基因B．脱氧核苷酸→基因→DNA→染色体C．基因→脱氧核苷酸→DNA→染色体D．基因→染色体→脱氧核苷酸→DNA 【答案】B 基因通常是有遗传效应的DNA 片段 说明基因与 DNA 关系的实例 课堂小结 DNA 片段中的遗传信息 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 习题检测 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。 （1）如下图所示： （2）文字：基因是染色体上具有遗传效应的DNA片段。 习题检测 $