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(共16张PPT)
第4节 基因通常是有遗传效应的DNA片段
第2章 基因和染色体的关系
目
录
CONTENTS
DNA是如何携带遗传信息的？
一
二
如何理解DNA的多样性和特异性
三
基因是什么？
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。
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。
讨论：
1.为什么转基因鲤鱼生长更快？
因为外源生长激素基因整合到转基因鲤鱼的DNA上，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
2.导入的外源基因是一个DNA分子，还是DNA片段？
导入的是DNA分子的一段脱氧核苷酸序列
问题探讨
“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
？
一、说明基因与DNA关系的实例
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4.4 × 103个基因，每个基因的平均长度约为1 × 103个碱基对。
资料3.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%。
结论：构成基因的碱基数<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
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。
结论：基因具有遗传效应
你如何理解基因具有遗传效应？
绿色荧光蛋白基因能够指导相应蛋白质的合成、控制生物体的性状等，使转基因鼠发绿光。
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。
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
一、说明基因与DNA关系的实例
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）
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。
回忆DNA分子结构：
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
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
A—T、T—A
G—C、C—G
二、DNA片段中的遗传信息
资料二
基因的碱基序列都有特定的排列顺序
DNA的特异性
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。
你认为基因是碱基对随机排列成的DNA片段吗？
二、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
二、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。
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
二、DNA片段中的遗传信息
注意：DNA分子中含有没有遗传效应的片段，这些没有遗传效应的片段不叫基因。
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单位
基因的碱基排列顺序代表遗传信息
基因在染色体上呈线性排列
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
B
练习与应用
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DNA进行比对，才能确定这种“山羊肉”是否来自国家二级保护动物斑羚。
2．我国一些城市在交通路口启用了人脸识别技术，针对行人和非机动车闯红灯等违规行为进行抓拍。这种技术应用的前提是每个人都具有独一无二的面孔。为什么人群中没有一模一样的两个人呢？请你从生物学的角度评述人脸识别技术的可行性。
人脸识别技术的前提是每个人都有独特的面部特征，而这些都是由基因决定的，这说明了基因的多样性。

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