基因是有遗传效应的DNA片段.ppt

第4节基因是有遗传效应的DNA片段 第三章基因的本质 一张令世界沉默的照片 2015年9月3日 欧洲各大报纸头条都刊载了一幅照片 照片里 一名3岁的叙利亚小难民面朝下趴在沙滩上 仿佛睡着 男孩名叫艾兰 库尔迪 2日偷渡途中因船只严重超载翻沉而溺亡 尸体随后漂到土耳其海滩 与艾兰一同溺亡的还有他的母亲拉赫曼和5岁的哥哥加利普 此外还有10多名难民同时遇难 这一揪心画面让国际社会震惊 也引发国际社会关注今年以来堪称欧洲二战后面临的最大难民潮 9 11事件 和 印度洋海啸 中罹难者的尸体被严重毁坏 依靠PCR仪进行DNA指纹检测进行了身份识别 1 DNA指纹图片上的片段代表什么 2 是否就是基因 3 基因是否等于DNA 1 大肠杆菌细胞的拟核有1个DNA分子 长度约为4700000个碱基对 在DNA分子上分布着4400个基因 每个基因的平均长度约为1000个碱基对 分析资料1 计算DNA分子数目与基因关系 计算一个基因的碱基总数与一个DNA分子的碱基总数的关系 由此你能推理得到什么结论 大肠杆菌一个DNA上含有多个基因 大肠杆菌所有基因的碱基总数小于DNA分子的碱基总数 说明基因是DNA的片段 DNA中存在非基因片段 资料分析1 一 基因与DNA的关系 一 基因与DNA的关系 3 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 分析资料3 人的基因碱基数量与DNA碱基数量有怎样的关系 由此你能推理得出什么结论 分析一段碱基片段的组成 由此你能推理得什么结论 基因是DNA的片段 DNA中存在大量的非基因片段 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 人体中构成基因的碱基对组成比较少 占全部碱基总数不超过2 这说明并不是随便一段DNA就称为基因 基因是一段DNA 但是一段DNA不一定是基因 比较资料1和3 你还能得出什么结论 大肠杆菌的DNA分子 其中 构成基因的碱基数占碱基总数的比例为 4400 1000 4700000 94 人类DNA中 构成基因的碱基数占碱基总数的比例不超过2 生物越高等DNA中存在的非基因片段的比例越高 什么样的DNA片段就是基因 2 生长在太平洋西北部的一种海蛰能发出绿色荧光 这是因为海蛰的DNA分子上有一段长度为5170个碱基对的片段 绿色荧光蛋白基因 转基因实验表明 转入了海蛰的绿色荧光蛋白基因的转基因鼠 在紫外线的照射下 也能象海蛰一样发光 分析资料2 讨论为什么海蜇这一荧光的性状能在小鼠身上表现 说明基因有什么功能 由此你能推理得出什么结论 把海蜇的绿色荧光基因转入鼠的体内 鼠体内出现了以前没有的荧光 说明基因能控制生物性状 基因有特定的遗传效应 它可以独立起作用 4 不少人认为 人和动物体的胖瘦是由遗传决定的 近来的科学研究发现 小鼠体内的HMGIC基因与肥胖直接相关 具有HMGIC基因缺陷的实验鼠与作为对照的小鼠 吃同样多的高脂肪食物 一段时间后 对照组的小鼠变得十分肥胖 而具有HMGIC基因缺陷的实验鼠体重仍然保持正常 分析资料4 由此你能推理得出什么结论 没有HMGIC基因 就没有肥胖的表现 有HMGIC基因就有肥胖表现 说明基因能控制生物的性状 人和动物的胖瘦是受基因控制的 整合资料2和资料4你能总结什么结论 基因具有遗传效应 基因能控制蛋白质合成 从而控制生物的性状 将分步结论进行整合 归纳DNA与基因的关系 基因是有遗传效应的DNA片段 基因是生物体遗传的结构单位和功能单位 基因是DNA片段 不是连续分布在DNA上 而是由碱基序列将其分隔开 它能控制性状 具有特定的遗传效应 上面的实例说明了 DNA必然蕴含着大量的遗传信息 那么DNA分子中的哪一部分可以储存遗传信息呢 由4种碱基排列而成的脱氧核苷酸序列 足以储存生物体必需的全部遗传信息吗 学习小组分析DNA分子的结构 外侧即基本骨架是什么 内侧是什么 由此你能推测出哪一部分可以储存遗传信息呢 推测 从DNA分子的结构中可以推测遗传信息与4种碱基的排列顺序有关 AGCGT TCGAT TCGCA AGCTA AGCTG TCGAT TCGAC AGCTA 基因1 基因2 比较基因1和基因2有何不同 碱基对的排列顺序不同 学生利用数学模型建构的方法来探究4种碱基排列的顺序 是否足以表达生物体必备的各种遗传信息这个问题 进行探究 情景1 若1个碱基对组成一个基因 那么理论上可以排列出多少种基因 情景2 若2个碱基对组成一个基因呢 情景3 若n个碱基对组成一个基因呢 41 4种 42 16种 4n种 二 DNA片段中的遗传信息 情景4 若决定脸型的一个基因有17个碱基对组成 那可能有多少种排列形式 不同的人脸型不同说明DNA有什么特点 含有四种碱基的脱氧核苷酸 碱基互补配对 截至2005年6月 全球人口总数接近65亿 假设人类基因组中第1号染色体的第1个基因是由17个碱基对随机排列构成的 那么 17个碱基对的所有排列是否都有机会出现 你与你的同桌相比 这个基因的脱氧核苷酸序列完全相同的可能性有多大 1 434 上述结果是建立在纯理论的情况下 其实 有一些排列情况并不存在 但即使去除一些不存在的排列情况 得到的结果依然是天文数字 探究 不是 基因是碱基对随机排列成的DNA片段吗 提示 从进化角度分析 理论上 每一个基因中的碱基对是可以随机排列的 但大量随机排列的核苷酸序列一般不能表达出某种适应环境的性状 这种序列在长期进化过程中会逐渐被淘汰掉 探究 你能从分子水平解释生物的多样性和特异性的原因吗 碱基排列顺序多样性 DNA分子多样性 生物多样性 碱基排列顺序特异性 DNA分子特异性 生物特异性 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DNA分子多样性 而碱基的特定的排列顺序 又构成了每一个DNA分子的特异性 DNA分子的多样性和特异性是生物体多样性和特异性的物质基础 尝试对以下概念的联系进行描述 染色体 DNA 基因 脱氧核苷酸 碱基 模型建构 三 基因 DNA 染色体的关系 概念图1 染色体 DNA 基因 脱氧核苷酸 碱基 有遗传效应的DNA片段 构成 脱氧核糖 磷酸 A T C G四种 蛋白质 形成双链 染色体 DNA 基因 脱氧核苷酸 染色体是DNA的主要载体 每个染色体上有一个DNA分子 基因是有遗传效应的DNA片断 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 概念图2 基因在染色体上呈线性排列 现在又说基因在DNA上 那么 基因 DNA 染色体三者到底有什么关系呢 基因 DNA 染色体 1 2 3 4 5 6 三者之间相互关系 1 基因是有遗传效应的DNA片段 2 一个DNA上有多个基因 3 DNA是染色体的主要成分 4 染色体是DNA的主要载体 5 基因在染色体上 呈线性排列 6 染色体是基因的主要载体 三 基因 DNA 染色体的关系 DNA指纹 每个人都有指纹 而且几乎每个人的指纹都很独特 很难找到一模一样的指纹 指纹因而也就成了人的独特特征 指纹是可以抹去的 但DNA却无法改变或抹去 科学家们只需要一滴血或是一根头发就可以对其DNA进行鉴定 DNA指纹 由 DNA 和 指纹 两个词构成 即把DNA作为像指纹那样的独特特征来识别不同的人 每个人的DNA都不完全相同 克隆人除外 通过分子生物学方法显示人的DNA 就可以像指纹那样分辨人与人的不同了 知识拓展 DNA指纹技术 1 进行DNA指纹的检测需要哪些材料 2 DNA指纹技术有哪些方面的应用 只需要一滴血或一根头发的样品就可以对其进行DNA指纹鉴定 9 11 印尼海啸 罹难者的尸体身份识别 亲子鉴定 刑事侦查 思考 DNA指纹图是如何做出来的 首先需用合适的酶将这三个人的待检测的样品DNA切成片段 然后用一定的方法将这些片段按大小分开 再经过一系列步骤 最后形成DNA指纹图 1 图中的几号可能是罪犯 1号 2 图中的一个片段就是一个基因吗 不是 习题 1 下列关于基因的叙述中 不正确的是 不同的基因含有不同的遗传信息每一个DNA分子片段都是一个基因C 每一个基因分别控制着不同的遗传性状D 基因存在于染色体上 2 马和豚鼠体细胞具有相同数目的染色体 但性状差异很大 原因是生活环境不同B DNA分子中碱基配对方式不同C 着丝点数目不同D DNA分子中碱基对排列顺序不同 B D 知识结构 一 说明基因与DNA关系的实例 1 资料1 全部基因的碱基对总数是DNA分子碱基对总数的一部分 基因是DNA的片段 2 资料2 基因是DNA的片段 3 资料3 基因具有特定的遗传效应 4 资料4 基因是具有遗传效应 三 基因与DNA 染色体的关系 与DNA的关系 1 基因的实质是有遗传效应的DNA片段 2 每个DNA分子包含许多个基因 2 与染色体的关系 1 基因在染色体上呈线性排列 2 染色体是基因的主要载体 二 DNA片段中的遗传信息 DNA分子能储存遗传信息2 DNA分子的多样性3 DNA分子的特异性 四 DNA指纹技