资源简介

(共18张PPT)
“基因”概念的演变
通过实验证明基因在染色体上
摩尔根
1910年
提出用“基因” 代替孟德尔提出的遗传因子
约翰逊
1909年
孟德尔
生物的性状是由遗传因子决定的，体细胞中遗传因子是成对存在的
1865年
艾弗里
实验证明DNA是遗传物质
1944年
揭示DNA的双螺旋结构
沃森、克里克
1953年
基因=DNA
？
第4节 基因通常是有遗传效应的DNA片段
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。
说明基因与DNA关系的实例
2.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%。
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？
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。
说明基因与DNA关系的实例
生物体内的DNA分子数目小于基因数目，生物体内所有基因的碱基总数小于DNA分子的碱基总数。
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。
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
说明基因与DNA关系的实例
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。
绿色荧光水母
紫外线照射下的小鼠
思考与讨论： 我国科学家将外源生长激素基因导入鲤鱼受精卵，培育出转基因鲤鱼，与对照组相比，生长速度加快。
转基因鲤鱼（右）
说明基因与DNA关系的实例
你如何理解基因具有遗传效应？
能够指导相应蛋白质的合成、控制生物体的性状等，使鲤鱼的生长速率加快。
基因是特定的DNA片段，可以切除，可以拼接到其他生物的DNA上去，从而获得某种性状的表达，所以基因是遗传物质的结构单位。
紫外线照射下的小鼠
生长激素基因的遗传效应是什么？
说明基因与DNA关系的实例
请结合上述材料，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。
大肠杆菌、人的全部基因的碱基总数只是DNA分子碱基总数的一部分
基因是DNA片段
转入绿色荧光蛋白基因的水母发出绿色荧光
转入生长素基因的鲤鱼生长迅速
基因具有遗传效应
结论：基因是具有遗传效应的DNA片段
DNA片段中的遗传信息
一个DNA分子上有许多个基因，每一个基因都是特定的DNA片段，有着特定的遗传效应，这说明DNA必然蕴含了大量的遗传信息。
为什么DNA的4种脱氧核苷酸，能够储存大量的遗传信息？
DNA片段中的遗传信息
T
G
A
A
T
C
T
G
A
A
T
C
分析脱氧核苷酸序列与遗传信息的多样性。
可能的基因种类=4100
问题1：
若长度为100个碱基对的脱氧核苷酸序列组成一个基因，那么100个碱基对可以排列成多少种基因？
碱基排列顺序的千变万化，构成了DNA的多样性。
DNA片段中的遗传信息
理论上，每一个基因中的碱基对是可以随机排列的，但从进化角度分析，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。
千百万年的大浪淘沙，千百万次的精挑细选，无数次的自然选择优胜劣汰，极少数留下来的某种适应环境的性状基因，才会有机会代代遗传。
DNA片段中的遗传信息
T
G
A
A
T
C
T
G
A
A
T
C
分析脱氧核苷酸序列与遗传信息的特异性。
问题2：
若长度为100个碱基对的脱氧核苷酸序列组成一个基因，那么100个碱基对的所有排列是否都有机会出现呢？
碱基特定的排列顺序，构成了DNA的特异性。
DNA片段中的遗传信息
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。
刑侦
DNA片段中的遗传信息
T
G
A
A
T
C
T
G
A
A
T
C
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
DNA的多样性
碱基特定的排列顺序
DNA分子的特异性
生物体多样性和特异性的物质基础
DNA片段中的遗传信息
有些病毒的遗传物质是RNA，如人类免疫缺陷病毒（艾滋病病毒）、流感病毒，试推测这些病毒的基因的本质。
构建基因的概念
大多数生物以DNA作为遗传物质，其基因是有遗传效应的DNA片段
对于RNA病毒而言，其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
艾滋病毒
流感病毒
DNA片段中的遗传信息
真核生物的基因主要位于染色体上,少数位于叶绿体、线粒体中。
叶绿体
线粒体
DNA
荞麦叶绿体基因
159,272bp
DNA片段中的遗传信息
基因
DNA
染色体
细胞
细胞核
染色体
DNA
基因A
基因B
基因C
基因D
图片来自 National Human Genome Research Institute
短硬毛
棒状眼
深红眼
朱红眼
截翅
红宝石眼
白眼
黄身
果蝇某X染色体上一些基因的示意图
DNA片段中的遗传信息
染色体
DNA
基因
脱氧核苷酸
染色体是DNA的主要载体
每条染色体上有一个或两个DNA
基因通常是有遗传效应的DNA片段
每个DNA含有多个基因
脱氧核苷酸是基因的基本组成单位
基因的脱氧核苷酸排列顺序代表遗传信息
基因在染色体上呈线性排列
课堂小结
基因
有遗传效应
碱基排列顺序
遗传信息
DNA片段
DNA=基因+非基因片段
多样性
特异性
碱基排列顺序千变万化
碱基特定的排列顺序
主要位于染色体,少量位于线粒体、叶绿体
决定
功能
化学本质
位置
特性

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