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(共38张PPT)
第4节 基因通常是有遗传效应的DNA片段
第3章 基因的本质
我国科学家将外源生长激素基因导入鲤鱼的受精卵中，培育出了转基因鲤鱼。与普通鲤鱼相比，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。
导入的生长激素基因在细胞内表达出来生长激素，促进了鲤鱼的生长。
1. 为什么转基因鲤鱼的生长速率更快？
普通鲤鱼
转基因鲤鱼
是DNA分子的一段。
2. 导入的外源基因是1个DNA分子，还是DNA分子的一段？
问题 · 探讨
1865
1953
1909
1910
1944
孟德尔
提出了遗传因子的概念，认为遗传因子决定生物性状。
摩尔根
通过实验证明了基因位于染色体上，且呈线性排列。
沃森和克里克
揭示了DNA的双螺旋结构，从此遗传学跨入了分子遗传学的时代。
艾弗里
通过实验证明DNA是遗传物质，DNA是基因的载体。
约翰逊
提出用基因这个词来代替遗传因子
新课引入
基 因
DNA
染色体
？
一
说明基因与DNA关系的实例
Part One
资料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4400个基因，每个基因的平均长度约为1000个碱基对。
一、说明基因与DNA关系的实例
数目 长度
（碱基对数目）
DNA
基因
1个
4400个
470万个
440万个
一、说明基因与DNA关系的事例
说明什么？
①一个DNA上含有许多个基因
说明什么？
②基因是DNA片段
说明：
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。其中，每条染色体上有一个DNA分子，24个DNA分子大约有31.6亿个碱基对，共有基因数约为3万个，其中，构成基因的碱基数占碱基总数的比例不超过2%。
一、说明基因与DNA关系的事例
24条染色体
24个DNA
31.6亿个碱基对
基因的碱基数不超过2%
31.6亿
一、说明基因与DNA关系的事例
说明什么？
--ATGCATGCAT…… CCATGCTAGCCA …… TCCCTAAGGATAG CCATCCCAGATG …… CATGCATCCATGC---
--TACGTACGTA ……GGTACGATCGGT…… AGGGATTCCTATC GGTAGGGTCTAC …… GTACGTAGGTACG---
1个DNA分子
非基因片段
非基因片段
非基因片段
①基因是一段DNA，一段DNA不一定是基因
基因片段
基因片段
基因片段
②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
一、说明基因与DNA关系的事例
说明：
非基因片段
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因鼠，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
一、说明基因与DNA关系的事例
绿色荧光蛋白基因
（约5170个碱基对）
绿色荧光蛋白基因
小鼠受精卵
紫外线
说明了什么？
基因具有遗传效应
资料4： 我国科学家朱作言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。
一、说明基因与DNA关系的事例
鲤鱼受精卵
外源生长激素基因
导入
转基因鲤鱼
---ATGCGGACAG---
---TACGCCTGTC---
说明：基因能控制生物性状，具有遗传效应
1．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？
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加倍。
思考 讨论
2．若只将绿色荧光蛋白基因的一部分拼接到小鼠的DNA上，小鼠仍能发光吗？
不能，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。但必须保持结构完整。
思考 讨论
说明基因是生物遗传的结构单位和功能单位
一、说明基因与DNA关系的事例
资料2、资料4说明：
①基因是特定DNA片段，可以切除，拼接到其他生物DNA上
②基因能控制生物性状，具有遗传效应
③基因是生物体遗传的结构单位和功能单位
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。
基因是有遗传效应的DNA片段。
思考 讨论
--ATGCATGCATCCATGCTAGCCATCCCTAAGGACAG---
--TACGTACGTAGGTACGATCGGTAGGGATTCCTGTC---
基因A
非基因片段
基因B
真核基因的结构
原核基因的结构
原核基因和真核基因的结构
了解一下噢！
基因一定是DNA吗？
RNA病毒有：
新冠病毒
流感病毒
SARS病毒
你还记得吗？
烟草花叶病毒病毒
艾滋病毒
RNA病毒的基因是有遗传效应的RNA片段
二
DNA片段中的遗传信息
Part Two
二、DNA片段中的遗传信息
T
G
A
A
T
C
T
G
A
A
T
C
外侧：基本骨架，由脱氧核糖和
磷酸交替连接（固定不变）
内侧：4种碱基对的排列（可变）
回忆DNA分子结构：
哪部分可以代表遗传信息？
遗传信息就蕴藏在4种碱基的排列顺序之中
遗传信息：DNA分子中碱基（或碱基对 、脱氧核苷酸）的排列顺序
A
T
A
T
C
G
G
C
G
二、DNA片段中的遗传信息
资料一：
若1个碱基对组成1个基因有_____排列方式
4种
不相同
不相同
1链
2链
1链
2链
1链
2链
1链
2链
A
T
A
T
A
T
C
G
G
G
C
C
G
G
4种
16种
资料一：
若1个碱基对组成1个基因有_____排列方式
若2个碱基对组成1个基因有_____排列方式
二、DNA片段中的遗传信息
A
T
A
T
G
A
T
C
A
T
C
G
G
G
C
C
G
G
资料一：
若1个碱基对组成1个基因有_____排列方式
若2个碱基对组成1个基因有_____排列方式
若3个碱基对组成1个基因有_____排列方式
若4个碱基对组成1个基因有_____排列方式
若n个碱基对组成1个基因有_____排列方式
4种
16种
64种
4n种
256种
碱基排列顺序千变万化
DNA的多样性
二、DNA片段中的遗传信息
DNA的特异性
资料二：资料1的推算是建立在所有碱基对的随机排列都能构成基因这一假设上的。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。
二、DNA片段中的遗传信息
在生物体内，基因中的碱基并不是随机排列的
基因的碱基序列具有特定的排列顺序
具有特定的遗传效应
资料三：在刑侦、亲子鉴定领域，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？
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。
二、DNA片段中的遗传信息
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
二、DNA片段中的遗传信息
碱基特定的排列顺序，构成了DNA的特异性。
碱基排列顺序的千变万化，构成了DNA的多样性。
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。
DNA能够储存足够量的遗传信息
遗传信息蕴藏在4种碱基的排列顺序之中
二、DNA片段中的遗传信息（P59）
三
总结
Part Three
（2）位置上：基因在染色体上呈线性排列。
（1）本质上：基因通常是有遗传效应的DNA片段。
（4）功能上：基因是控制生物性状的结构和功能单位
（3）结构上：基因是含有特定遗传信息的核苷酸序列
具有多样性和特异性
1. 全方位理解“基因”
2. 染色体、DNA、基因、脱氧核苷酸之间的关系
染色体
DNA
基因
脱氧核苷酸
DNA的主要载体（还有线粒体、叶绿体等）
每个染色体上有1或2个DNA分子
通常是有遗传效应的DNA片段
每个DNA分子上有许多基因
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
主要的遗传物质
(1)2个基因的根本区别是这两种基因所含的脱氧核苷酸的种类不同(　　)
(2)遗传信息是指DNA中的碱基排列顺序(　　)
(3)基因中碱基对的数目与其多样性有关(　　)
(4)基因的基本组成单位均为脱氧核苷酸(　　)
(5)烟草花叶病毒中有遗传效应的RNA片段也叫作基因(　　)
×
1. 判断正误
×
√
×
√
练习
（1）关于染色体、DNA、基因关系的叙述中，正确的是( )
A. DNA是染色体的唯一的成分和载体
B. 一个DNA分子上只有一个基因
C. 基因是DNA分子上有遗传效应的片段
D. 三者的基本结构单位都是核糖核苷酸
C
2. 选择题
练习
（2）染色体、DNA、基因三者关系密切,下列叙述中不正确的是（ ）
A. 一般来说，1个染色体含有1个DNA分子，1个DNA分子有多个基因
B. 复制、分离和传递，三者都能相伴随而行
C. 三者都是遗传物质，三者都能行使生物的遗传作用
D. 在生物的传种接代过程中，染色体行为决定后两者行为
C
练习
2. 选择题
（3）下图是果蝇某条染色体上的一段DNA分子的示意图。下列说法正确的是(　　)。
A. 白眼基因含有多个核糖核苷酸
B. 白眼基因是有遗传效应的DNA片段
C. 白眼基因位于细胞质内
D. 白眼基因的基本组成单位是4种碱基
B
练习
2. 选择题
本节结束

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