基因是有遗传效应的DNA片段(上课)

1、第第4节节 基因是有遗传效应的基因是有遗传效应的DNA片段片段第三章第三章 基因的本质基因的本质基因在染色体上基因在染色体上染色体是染色体是DNA的主要载体的主要载体问题一问题一 资料1人类的染色体资料3一、说明基因与一、说明基因与DNADNA关系的实例关系的实例阅读阅读P55“P55“资料分析资料分析”中的资料中的资料1 1和和3 3，阅读阅读P55“P55“资料分析资料分析”中的资料中的资料1 1和和3 3，填写下表：，填写下表：DNA分分子数子数 总碱基总碱基对数对数 基因数基因数 平均每个平均每个基因的碱基因的碱基对总数基对总数 比例（基因比例（基因的碱基对的碱基对/总总碱基对）碱基对

2、） 大肠杆大肠杆菌菌人类基人类基因组计因组计划测定划测定约约3万万基因基因是是DNADNA的片段的片段14700 0004400100044/47DNADNA分子数分子数 基因数基因数 24(22+X+Y）31.6亿不超过2%一个一个DNA上有许多基因上有许多基因推理：推理：进一步解析资料进一步解析资料3 3人体中构成基因的碱基对组成比较人体中构成基因的碱基对组成比较少，只占全部碱基总数不超过少，只占全部碱基总数不超过2%2%。那么其它片段呢？那么其它片段呢？这说明并不是任意一段这说明并不是任意一段DNADNA都称为基因。都称为基因。基因是基因是DNA片段，但是一段片段，但是一段DNA不一定是

3、基因。不一定是基因。什么样的什么样的DNADNA片段就是基因？片段就是基因？2、生长在太平洋西北部的一种、生长在太平洋西北部的一种海蛰海蛰能发能发出绿色荧光，这是因为海蛰的出绿色荧光，这是因为海蛰的DNA分子分子上有一段长度为上有一段长度为5170个碱基对的片段个碱基对的片段绿色荧光蛋白基因绿色荧光蛋白基因。转基因实验表明，。转基因实验表明，转入了海蛰的绿色荧光蛋白基因的转入了海蛰的绿色荧光蛋白基因的转基转基因鼠因鼠，在紫外线的照射下，也能象海蛰，在紫外线的照射下，也能象海蛰一样发光。一样发光。以上事例说明了什么？以上事例说明了什么？把海蜇的绿色荧光基因转入动物的体内动物出把海蜇的绿色荧光基因

4、转入动物的体内动物出现了以前没有的荧光。说明现了以前没有的荧光。说明基因能控制控制蛋基因能控制控制蛋白质的合成，从而控制生物的性状白质的合成，从而控制生物的性状.转基因荧光猪转基因荧光猪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，小鼠体内的学研究发现，小鼠体内的HMGIC基因与肥胖基因与肥胖直接相关。具有直接相关。具有HMGIC基因缺陷的实验鼠与作为基因缺陷的实验鼠与作为对照对照的小鼠，吃同样多的高脂肪的小鼠，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食物，一段时间后，对照组的小鼠变得十分肥胖肥胖，而具有，

5、而具有HMGIC基因缺陷基因缺陷的实验鼠体重仍然保持的实验鼠体重仍然保持正常正常。资料资料4 4说明了基因有什么功能？说明了基因有什么功能？含肥胖基因的小鼠不含肥胖基因的小鼠肥胖肥胖不肥胖说明说明基因能控制生物的性状基因能控制生物的性状。人和动物的胖瘦是受基因控制的。人和动物的胖瘦是受基因控制的。相同食量相同食量构建基因的概念构建基因的概念基因基因 DNA 控制生物性状控制生物性状 片段片段 功能功能 基因基因是具有是具有 的的DNADNA片段片段控制生物性状功能控制生物性状功能遗遗 传传 效效 应应你还知道哪些事例可以揭示基因的含义你还知道哪些事例可以揭示基因的含义DNADNADNA基因基因

6、 一个一个DNA分子上有许多基因，每一个基因都分子上有许多基因，每一个基因都是特定的是特定的DNA片段，有着特定的遗传效应。片段，有着特定的遗传效应。DNA必然蕴含着大量的遗传信息。必然蕴含着大量的遗传信息。什么是遗传信息？什么是遗传信息？DNADNA分子能储存大量的遗传信息吗？分子能储存大量的遗传信息吗？ 平面结构平面结构什么是遗传信息？什么是遗传信息？遗传信息储存在碱基对的排列序列中遗传信息储存在碱基对的排列序列中由由四种碱基四种碱基排列而排列而成的脱氧核苷酸序列，成的脱氧核苷酸序列，足以储存生物体必需足以储存生物体必需的全部遗传信息吗？的全部遗传信息吗？情境情境1 1：DNA分子为什么能

7、储存大量的遗传信息呢？分子为什么能储存大量的遗传信息呢？探究：脱氧核苷酸序列与遗传信息的多样性脱氧核苷酸序列与遗传信息的多样性假如一个基因只有假如一个基因只有1717个个碱基对组成，那么这种排列有碱基对组成，那么这种排列有多少种可能？多少种可能？A TCA TTGATCGAAT二、二、DNA片段中的遗传信息片段中的遗传信息ATCGGGCCGG含有含有n个碱基对的个碱基对的DNA分子共有多少种排列方式？分子共有多少种排列方式？4n探究活动一探究活动一DNA分子的多样性分子的多样性DNA分子为什么能储存大量的遗传信息呢？分子为什么能储存大量的遗传信息呢？探究：探究：脱氧核苷酸序列与遗传信息的多样性

8、脱氧核苷酸序列与遗传信息的多样性4 41717种。种。碱基排列顺序的千变万化，构成了碱基排列顺序的千变万化，构成了DNA分子的多样性分子的多样性假如决定脸型的一个基因只有假如决定脸型的一个基因只有1717个碱基对组成，那个碱基对组成，那么这种排列有多少种可能？么这种排列有多少种可能？（大约为一百七十二亿种）（大约为一百七十二亿种）情境情境1 1：假设人类基因组中第号染色体的第个基因是由个碱基对随机排列构成的，那么，个碱基对的所有排列是否都有机会出现？。不是不是DNA分子为什么能储存大量的遗传信息呢？分子为什么能储存大量的遗传信息呢？探究：探究：脱氧核苷酸序列与遗传信息的多样性你与你的同桌相比，

9、这个基因的脱氧核苷酸序列完全相同的可能性有多大？ -碱基特定的排列顺序，又构成了DNA分子的特异性分子的特异性情境情境2 2：分析：基因与基因不同的根本原因分析：基因与基因不同的根本原因n基因中的碱基排列顺序不同基因中的碱基排列顺序不同你能从分子水平解释生物的多样性和特异性的原你能从分子水平解释生物的多样性和特异性的原因吗？因吗？碱基排列顺序多样性碱基排列顺序多样性DNA分子多样性分子多样性生物多样性；生物多样性；碱基排列顺序特异性碱基排列顺序特异性DNA分子特异性分子特异性生物特异性。生物特异性。遗传信息蕴藏在遗传信息蕴藏在4种碱基的排列顺序种碱基的排列顺序之中；之中； 碱基排列顺序的千变万

10、化，构成碱基排列顺序的千变万化，构成DNA分子多样性，分子多样性，而碱基的特定的排列顺序，又构成了每一个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；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。异性的物质基础。图中的几号可能是罪犯？图中的几号可能是罪犯？1号号刑侦领域的应用刑侦领域的应用 “9.11“9.11事件事件”和和“印度洋海啸印度洋海啸”中罹难者的尸体中罹难者的尸体被严重毁坏。被严重毁坏。 依靠依靠PCRPCR仪仪进进行行DNADNA指纹检测指纹检测进进行了身份识别。行了身份识别。 DNADNA指纹：指纹

11、：每个人都有指纹，而且几乎每个人的指每个人都有指纹，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。而也就成了人的独特特征。指纹是可以抹去的，指纹是可以抹去的，但但DNADNA却无法改变或抹去却无法改变或抹去，科学家们只需要一滴血，科学家们只需要一滴血或是一根头发就可以对其或是一根头发就可以对其DNA进行鉴定。进行鉴定。DNA指纹，由指纹，由“DNA”和和“指纹指纹”两个词构成，即两个词构成，即把把DNA作为像指纹那样的独特特征来识别不同的作为像指纹那样的独特特征来识别不同的人。人。每个人的每个人的DNA都不完全相同

12、（克隆人除外），都不完全相同（克隆人除外），通过分子生物学方法显示人的通过分子生物学方法显示人的DNA，就可以像指，就可以像指纹那样分辨人与人的不同了。纹那样分辨人与人的不同了。知识拓展知识拓展尝试对以下概念的联系进行描述尝试对以下概念的联系进行描述:染色体染色体DNA基因基因脱氧核苷酸脱氧核苷酸碱基碱基模型建构模型建构概念图概念图2染色体染色体DNA基因基因脱氧核苷酸脱氧核苷酸碱基碱基有遗传效应的有遗传效应的DNA片段片段构成构成+脱氧核糖脱氧核糖+磷酸磷酸（A、T、C、G四种）四种）+蛋白质蛋白质形成双链形成双链染色体染色体DNA基因基因脱氧核脱氧核苷酸苷酸染色体是染色体是DNA的主要载体

13、的主要载体DNA是主要的是主要的遗传物质遗传物质基因是有遗传效基因是有遗传效应的应的DNA片断片断基因中的脱氧核基因中的脱氧核苷酸排列顺序代苷酸排列顺序代表着遗传信息表着遗传信息每个染色体上有每个染色体上有一个一个DNA分子分子每个每个DNA分子分子上有许多基因上有许多基因每个基因由许多每个基因由许多脱氧核苷酸组成脱氧核苷酸组成、遗传信息蕴藏在、遗传信息蕴藏在4 4种碱基的排列顺种碱基的排列顺序之中；碱基排列顺序的千变万化，序之中；碱基排列顺序的千变万化，构成构成DNADNA分子多样性，而碱基的特定分子多样性，而碱基的特定的排列顺序，又构成了每一个的排列顺序，又构成了每一个DNADNA分分子的

14、特异性；子的特异性；DNADNA分子的多样性和特分子的多样性和特异性是生物体多样性和特异性的物质异性是生物体多样性和特异性的物质基础。基础。DNADNA上分布着多个基因。上分布着多个基因。、基因是有遗传效应的基因是有遗传效应的DNADNA片段。片段。小结：小结：一、说明基因与一、说明基因与DNADNA关系的实例关系的实例1. 资料资料1：全部基因的碱基对总数是：全部基因的碱基对总数是DNA分子碱基对总数的一部分分子碱基对总数的一部分基因是基因是DNA的片段的片段2. 资料资料2：基因是：基因是DNA的片段的片段3. 资料资料3：基因具有特定的遗传效应：基因具有特定的遗传效应4. 资料资料4：基

15、因是具有遗传效应：基因是具有遗传效应二、基因与二、基因与DNADNA、染色体的关系、染色体的关系与与DNA的关系：的关系： （1）基因的实质是有遗传效应的）基因的实质是有遗传效应的DNA片段。片段。 （2）每个）每个DNA分子包含许多个基因。分子包含许多个基因。2. 与染色体的关系：（与染色体的关系：（1）基因在染色体上呈线性排列。）基因在染色体上呈线性排列。 （2）染色体是基因的主要载体。）染色体是基因的主要载体。三、三、DNADNA片段中的遗传信息片段中的遗传信息DNA分子能储存遗传信息分子能储存遗传信息2. DNA分子的多样性分子的多样性3. DNA分子的特异性分子的特异性四、四、DNA

16、DNA指纹技术指纹技术基础题基础题 1.（1） ；（；（2）。 2.C。3.从遗传物质必须具备的条件来分析：（从遗传物质必须具备的条件来分析：（1）在细）在细胞增殖过程中能够精确地进行复制；（胞增殖过程中能够精确地进行复制；（2）能够控）能够控制生物体的性状；（制生物体的性状；（3）能够贮存足够量的遗传信）能够贮存足够量的遗传信息；（息；（4）结构比较稳定。）结构比较稳定。拓展题拓展题1.并非任何一个并非任何一个DNA片段都是基因，只有具有遗片段都是基因，只有具有遗传效应的传效应的DNA片段才是基因。片段才是基因。2.DNA包括基因与非基因的碱基序列。包括基因与非基因的碱基序列。3.这一观点是

17、有道理的。但在日常生活中，如报刊、这一观点是有道理的。但在日常生活中，如报刊、杂志、广播等传播媒体常将基因与杂志、广播等传播媒体常将基因与DNA这两个概这两个概念等同使用，因此在具体情况中，要留意区分。念等同使用，因此在具体情况中，要留意区分。课后练习课后练习（P58）自我检测自我检测（P60）一、概念检测一、概念检测判断题判断题1.。2.。3.。4. 。 选择题选择题 A。识图作答题识图作答题 1. 2；4；2 。2. 反向平行；互补反向平行；互补3. 磷酸基团；脱氧核糖；碱基；脱氧核糖。磷酸基团；脱氧核糖；碱基；脱氧核糖。二、知识迁移二、知识迁移 A。三、思维拓展三、思维拓展形成杂合双链区

18、的部位越多，形成杂合双链区的部位越多，DNA碱基序列碱基序列的一致性越高，说明在生物进化过程中，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，因此亲缘关碱基序列发生的变化越小，因此亲缘关系越近。系越近。1. 下列关于基因的叙述中，不正确的是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不同的基因含有不同的遗传信息 每一个每一个DNA分子片段都是一个基因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，马和豚鼠体细胞具有相同数目

19、的染色体，但性状差异很大，原因是但性状差异很大，原因是 生活环境不同生活环境不同 B. DNA分子中碱基配对方式不同分子中碱基配对方式不同 C. 着丝点数目不同着丝点数目不同 A.D. DNA分子中碱基对排列顺序不同分子中碱基对排列顺序不同BD 基因是基因是DNA片段，不是连续分布在片段，不是连续分布在DNA上，而上，而是由碱基序列将其分隔开；是由碱基序列将其分隔开；它能控制性状，具有特定它能控制性状，具有特定的遗传效应。的遗传效应。一个一个DNA分子上有许多基因，每一个分子上有许多基因，每一个基因都是特定的基因都是特定的DNA片段，有着特定的遗传效应。片段，有着特定的遗传效应。 遗传信息蕴藏

20、在遗传信息蕴藏在4种碱基排列顺序种碱基排列顺序之中；碱基排之中；碱基排列顺序的千变万化，构成列顺序的千变万化，构成DNA分子的多样性，而碱分子的多样性，而碱基的特定的排列顺序，又构成了每一个基的特定的排列顺序，又构成了每一个DNA分子的分子的特异性；特异性；DNA分子的多样性和特异性是生物多样性分子的多样性和特异性是生物多样性和特异性的物质基础。和特异性的物质基础。（1）DNA指纹图片上指纹图片上的片段代表什么？的片段代表什么？（2）是否就是基因？）是否就是基因？（3）基因是否等于）基因是否等于DNA？（1 1）豌豆有哪些性状？）豌豆有哪些性状？（2 2）孟德尔认为性状是受什么控制的？）孟德尔

21、认为性状是受什么控制的？（3 3）艾弗里的研究认为，肺炎双球菌有）艾弗里的研究认为，肺炎双球菌有无荚膜的性状是受什么控制的？无荚膜的性状是受什么控制的？高茎、矮茎、圆粒、皱粒高茎、矮茎、圆粒、皱粒受遗传因子即基因控制。受遗传因子即基因控制。受受DNA DNA 控制。控制。那么，基因那么，基因=DNA=DNA吗？吗？复习回顾复习回顾果蝇某个果蝇某个DNA 分子上的几个基因分布示意图：分子上的几个基因分布示意图：（1）片段）片段O、N、S、R称作什么？称作什么？N与与S以及以及S与与R之间的片段又称作什么？之间的片段又称作什么？（2）一个）一个DNA 分子上只能有几个基因吗？分子上只能有几个基因吗

22、？（3）一个基因内只能有几个碱基对吗？）一个基因内只能有几个碱基对吗？ R、S、N和和O片段就可以称作片段就可以称作基因基因，N与与S以及以及S与与R 之间的片段可以称作之间的片段可以称作非基因片段非基因片段，因为它，因为它没有遗传效应。没有遗传效应。基因是基因是DNADNA上特定的而不是任意上特定的而不是任意的片段的片段。一个一个DNA 分子上有许多基因。分子上有许多基因。每个基因中有成百上千个碱基对。每个基因中有成百上千个碱基对。ATGTCGAGTCACAGCTACAGTGCAGTGCGCATGCCGACCTGAGTACAGCTCAGTGTCGATGTCACGTCACGCGTACGGCTG

23、GACTCRSNO黄身黄身白眼白眼截翅截翅棒眼棒眼思考思考分析资料分析资料4 4和资料和资料2 2你能得出什么结论？你能得出什么结论？基因具有遗传效应。基因能控制蛋白质合成，从基因具有遗传效应。基因能控制蛋白质合成，从而控制生物的性状。而控制生物的性状。结合上述资料，从结合上述资料，从DNADNA水平上给基因下一个完整的水平上给基因下一个完整的定义定义。基因是有遗传效应的基因是有遗传效应的DNADNA片段片段。基因是生物体遗传的基因是生物体遗传的功能单位功能单位和和结构单位结构单位。基因是基因是DNADNA片段，不是连续分布在片段，不是连续分布在DNADNA上，而是由上，而是由碱基序列将其分隔

24、开；它能控制性状，具有特定碱基序列将其分隔开；它能控制性状，具有特定的遗传效应。的遗传效应。GAAGAACTTCTTG GT TA AC CA AT TAAaaAa等位基因实质不同是？等位基因实质不同是？GAAGAACTTCTTG GT TA AC CA AT TGAAGAACTTCTTG GT TA AC CA AT T基因的存在形式基因的存在形式基因在染色体上呈线性排列，现在又说基因在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、上，那么，基因、DNA、染色体三者到底有、染色体三者到底有什么关系呢？什么关系呢？基因基因DNA染色体染色体123456三者之间相互关系：三者之间相互关系：1、基因是有遗传效应的、基因是有遗传效应的DNA片片段；段；2、一个、一个DNA上有多个基因；上有多个基因；3、DNA是染色体的主要成分；是染色体的主要成分；4、染色体是、染色体是DNA的主要载体；的主要载体；5、基因在染色体上，呈线性排列；、基因在染色体上，呈线性排列；6、染色体是基因的主要载体。、染色体是基因的主要载体。二、基因、二、基因、DNADNA、染色体的关系、染色体的关系染色体染色体DNA基因基因脱氧核苷酸脱氧核苷酸染色体是染色体是DNA的主要载体的主要载体每个染色体上每个染色体上有一个有一个DNADNA分子分子基因是有遗传效基因是有遗传效