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(共25张PPT)
第4节 基因通常是有遗传效应的DNA片段
学科：生物
年级：高二年级
教材：人教版（2019）必修2《遗传与进化》
第三章 基因的本质
我们在生活中经常听到这样的词语：DNA亲子鉴定、DNA指纹技术、基因诊断、转基因技术
DNA与基因到底是关系？
回顾一、本章有关DNA的内容
第1节：艾弗里通过实验证明DNA是遗传物质；
第2节：沃森和克里克揭示了DNA的双螺旋结构，并提出DNA可能通过半保留方式进行复制；
第3节：科学家通过实验证明DNA的半保留复制方式，这种复制方式保证了遗传信息的稳定传递。
1.1866年，孟德尔发表豌豆杂交实验的论文，提出了遗传因子的概念；
2.1909年，约翰逊将“遗传因子”命名为“基因”；
3.1903年，萨顿提出基因位于染色体上的假说（根据二者的平行关系）；
4.从1909年开始，摩尔根等人通过实验证明了基因在染色体上，
基因的数目多于染色体的数目。
《必修2》P32果蝇某X染色体上一些基因的示意图
回顾二、有关基因的内容
我们在生活中经常听到这样的词语：DNA亲子鉴定、DNA指纹技术、基因诊断、转基因技术
DNA与基因到底是关系？
回顾一、本章有关DNA的内容
1条染色体
1或2个DNA
基因
多个
我们在生活中经常听到这样的词语：DNA亲子鉴定、DNA指纹技术、基因诊断、转基因技术

推测：基因位于DNA上
DNA与基因到底是关系？
转基因鲤鱼（上）与对照鲤鱼（下）
（素材来自中国科学院水生生物研究所网站）
思考：导入的外源生长激素基因是一个DNA分子，还是DNA分子的一段脱氧核苷酸序列？
【资料】
一、基因与DNA的关系
资料1.大肠杆菌的拟核有1个DNA分子，长度约为4.7×106个碱基对，在这个DNA分子上分布了4.4×103个基因，每个基因的平均长度约为1×103个碱基对。
1、DNA分子数目等于基因数目吗？
2、所有基因的碱基总数等于DNA分子的碱基总数吗？
资料2.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%。
推论：DNA上分布着许多个基因，基因是DNA片段
DNA指纹图上的片段是否就是基因？
从数量上看：
基因的碱基对总数 少于 DNA分子的碱基对总数
一个DNA分子上有很多个基因，基因是一段DNA，但是一段DNA________基因。DNA分子中既存在基因片段又存在非基因片段。
不一定是
具备什么条件的DNA片段才是基因？
资料3.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，转入了水母的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。
绿色荧光蛋白基因
可以控制生物的性状（发光）。
自变量？
因变量？
（绿色荧光蛋白）基因的作用？
小鼠是否被转入绿色荧光蛋白基因。
紫外线照射下，小鼠是否发出绿色荧光。
第1、2、4号小鼠中
转入
——遗传效应
推理：
基因是特定的DNA片段，可切除、拼接到其他生物的DNA上去，能独立起作用，其他生物从而获得某种性状。
DNA
基因
基因的概念：
性状
基因是有遗传效应的DNA片段。
知识拓展
有些病毒遗传物质是RNA，如艾滋病病毒、流感病毒、烟草花叶病毒等，
对这类病毒而言，基因就是有遗传效应的RNA片段。
基因通常是有遗传效应的DNA片段
基因通常是有遗传效应的DNA片段
绝大多数生物的遗传物质是DNA，基因是其DNA上有遗传效应的特定的片段，基因之间往往由非基因片段隔开。
RNA病毒的遗传物质是RNA ，其基因是RNA上有遗传效应的片段。
染色体
DNA
基因
脱氧核苷酸
有遗传效应的DNA片段
+蛋白质
形成双链
1条染色体上有1个DNA分子
1个DNA分子中含有多个基因
1个基因由多个脱氧核苷酸组成
或2个DNA分子
身份鉴定（DNA指纹技术）：
刑侦
亲子鉴定
母
父
子
母
父
子
二、DNA如何储存大量的遗传信息
DNA是靠什么储存大量的遗传信息的呢？
长链中的碱基（对）的排列顺序却是可变的。
两条单链上的脱氧核糖与磷酸交替排列的顺序没有变化。
DNA分子结构模式图
基因所含的碱基对数
1个碱基对
2个碱基对
4×4（42）
n个碱基对
4n
3个碱基对
4×4×4（43）
探究:
碱基排列顺序
100个碱基对
4100
碱基对的排列顺序千变万化，可以储存大量遗传信息。
41
碱基排列顺序多样性
DNA分子多样性
生物多样性
→
→
二、DNA如何储存大量的遗传信息
结论：碱基特定的排列顺序构成了DNA分子的特异性。
资料4：以17个碱基对构成的基因为例，若4种碱基对是随机排列，约有172亿种排列方式，事实上，大部分随机排列的脱氧核苷酸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许多次。
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。
三、染色体、DNA、基因、脱氧核苷酸的关系
染色体
DNA
基因
脱氧核苷酸
染色体是DNA
的主要载体
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（碱基对）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
每条染色体上有一个或两个DNA分子
整理总结“基因”、“脱氧核苷酸”、“DNA”、“染色体”的关系
染色体
DNA
基因
脱氧核苷酸
1、分析图示，回答有关问题：
图中B是__________，C是_______，D是_____________，F是_______，G是_________。
F的基本组成单位共有_____种。F与H的关系是__________________。
图中E和F的关系是_ _________________________。
图中F中的遗传信息通过复制传递给后代，其复制过程严格遵循________________原则。
脱氧核糖
碱基
脱氧核苷酸
DNA
蛋白质
4
H是F的主要载体
E通常是有遗传效应的F片段
碱基互补配对
【巩固练习】
2、研究人员对数千种生物的DNA碱基序列进行测定发现，没有任何两个物种的DNA序列是一样的。DNA具有多样性的主要原因是（ ）
A.DNA由4种碱基组成
B.DNA具有规则的双螺旋结构
C.DNA具有碱基互补配对的特点
D.DNA的碱基对有很多种不同的排列顺序
【巩固练习】
D
【巩固练习】
3.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
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斑羚。你认为执法部门最可能采取哪种检测方法？为什么？
提示：最可能采用DNA鉴定的方法（如DNA指纹技术、基因测序等）。因为每种生物的DNA具有特异性。
【活学活用】
课堂总结
一、基因与DNA的关系
基因通常是有遗传效应的DNA片段
二、DNA如何储存大量的遗传信息
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了DNA分子的多样性。碱基特定的排列顺序，构成了DNA分子的特异性。
三、染色体、DNA、基因、脱氧核苷酸的关系
染色体是DNA的主要载体；基因是有遗传效应的DNA片段；基因在染色体上呈线性排列；每个基因由许多脱氧核苷酸组成。

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