3.4 基因通常是有遗传效应的DNA片段课件高一下学期生物人教版（2019）必修2

3.4

基因通常是有遗传效应的DNA片段1.能够说明基因与DNA的关系。2.能举例说明基因通常是有遗传效应的DNA片段。3.能够运用数学方法说明DNA的多样性和特异性。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。转基因鲤鱼（右）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？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问题探讨基因在染色体上必修二：必修一：染色体是DNA的主要载体基因=DNA吗？【资料1】大肠杆菌细胞的拟核有1个DNA分子（图A），长度约为4.7×106个碱基对，在DNA分子上分布了大约4.4×103个基因，每个基因的平均长度约为1×103个碱基对。图A正在分裂的大肠杆菌，细胞内的DNA被染成红色【资料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DNA的碱基序列。每条染色体上有一个DNA分子。这24个DNA分子大约含有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%。

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？一、说明基因与DNA关系的实例分析【资料1】和【资料3】，填写下表：DNA分

子数

总碱基数基因数平均每个基因的碱基对总数比例（所有基因的碱基对总和/总碱基对）大肠杆菌人类基因组计划测定14.7×106

4.4×103

1×10344/4724（22+X+Y）31.6亿约2.6万不超过2%一个DNA上是有多个基因的。基因是DNA的片段。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？DNA分子数目<基因数目生物体内所有基因的碱基总数<DNA分子的碱基总数说明基因是DNA的片段，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。思考·讨论从【资料3】中看到构成基因的碱基数占碱基总数的比例不超过2%，那么其它片段呢？这说明并不是任意一段DNA都是基因，DNA上的基因并不连贯。基因是DNA上的片段，但是一段DNA不一定是基因。那什么样的DNA片段是基因呢？【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鼠，在紫外线的照射下，也能像水母一样发光。非转基因鼠转基因荧光鼠发出绿色荧光的水母从【资料2】说明了什么？把水母的绿色荧光蛋白基因转入动物的体内，从而此动物出现了以前没有的荧光性状。说明基因能控制生物的性状。转基因荧光兔转基因荧光猪基因是特定的DNA片段，可拼接到其它生物的DNA上去，有遗传效应，可独立其作用。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？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。绿色荧光蛋白基因控制合成绿色荧光蛋白，从而控制生物的性状；生长激素基因控制合成生长激素，从而促使鲤鱼的生长速率。基因是有遗传效应的DNA片段。思考·讨论由刚才的三则资料说明了DNA蕴含了大量的遗传信息。那么DNA是如何储存遗传信息的？DNA为什么能够储存大量的遗传信息？脱氧核糖PA脱氧核糖PC脱氧核糖PG脱氧核糖PT脱氧核糖PTC脱氧核糖PG脱氧核糖PA脱氧核糖PDNA分子的平面结构图1.DNA的外侧和内侧各有什么特点？这说明是什么组成成分决定了DNA之间的差异？2.如果4个碱基对组成1个基因，4种碱基对的排列可能形成多少种基因？外侧由磷酸和脱氧核糖交替连接构成骨架，内侧是碱基对；碱基对的不同决定了DNA之间的差异。44二、DNA片段中的遗传信息【情境1】如果17个碱基对组成1个基因，那么，4种碱基对的排列可能形成多少种基因？这说明了什么？【情境2】截至2022年11月15日，世界人口数量：80亿。假设人类基因组中1号染色体的第1个基因是由17个碱基对组成的，那么，17个碱基对的所有排列顺序是否都有机会出现？你与你的同桌相比，这个基因的碱基排列顺序完全相同的可能性有多大，这说明什么？417,大约172亿种；说明：碱基排列顺序的千变万化，构成了DNA分子的多样性。无法都出现；说明：碱基特定的排列顺序，又构成了每个DNA分子的特异性。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？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？4100碱基排列顺序的千变万化，构成了DNA的多样性。碱基特定的排列顺序，又构成了每个DNA分子的特异性。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。思考·讨论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？4．你认为基因是碱基对随机排列成的DNA片段吗？为什么？在人类的DNA中，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。不是。基因的碱基序列都有特定的排列顺序。【资料4】研究表明，有些病毒的遗传物质是RNA,如人类免疫缺陷病毒、新冠病毒等。对这类病毒而言，基因就是有遗传效应的RNA片段。小结：②碱基排列顺序多样性碱基排列顺序特异性DNA多样性DNA特异性生物多样性生物特异性①遗传信息蕴藏在4种碱基的排列顺序之中；③DNA上分布着许多个基因，基因通常是有遗传效应的DNA片段。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三、基因、DNA和染色体的关系一、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B2.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。基因是染色体上具有遗传效应的DNA片段。二、拓展应用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D