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(共30张PPT)
转基因龙胆花色奇异
转基因蓝猪耳改变花色
转基因牵牛花改变了花色
①用于提高动物生长速度
目的基因： 。
外源生长激素基因
②用于改善畜产品品质
例如：
将肠乳糖酶基因导入奶牛基因组，使转基因奶牛中乳糖含量大大降低。
肠乳糖酶基因
目的基因：
3.4 基因通常是有遗传效应的DNA片段
第3章 基因的本质
1
说明基因和DNA关系的实例
目录
content
2
DNA片段中的遗传信息
3
练习与应用
教学目标
目标
01
02
03
举例说明基因通常是有遗传效应的DNA片段
（生命观念、科学思维）
运用数学方法说明DNA的多样性和特异性（生命观念、科学探究）
说明基因与DNA的关系
（生命观念、科学思维）
温故知新
3. 基因在染色体上呈线性排列
2.一条染色体上有多个基因
1.染色体是基因的主要载体
果蝇某X染色体上一些
基因的示意图
短硬毛
棒状眼
深红眼
朱红眼
截翅
红宝石眼
白眼
黄身
1条染色体
1或2个DNA
基因
多个
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。
说明基因和DNA关系的实例
1
问题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？
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。这说明基因是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
思考讨论
说明基因和DNA关系的实例
1
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%。
说明基因和DNA关系的实例
1
结论：构成基因的碱基数 < 碱基总数
这说明并不是随便一段DNA就称为基因。基因是一段DNA，但是一段DNA不一定是基因。
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。
说明基因和DNA关系的实例
1
问题探讨
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。特点：转基因鲤鱼的生长速度加快。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。
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。
讨论：1.为什么转基因鲤鱼的生长速度更快？
转基因鲤鱼（右）
问题2：你如何理解基因具有遗传效应？
如能够指导相应蛋白质的合成、控制生物体的性状等
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。
思考讨论
说明基因和DNA关系的实例
1
本节“问题探讨”中提到的生长素基因的遗传效应是什么？
生长素基因的遗传效应是使鲤鱼的生长速率加快。
问题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。
基因通常是有遗传效应的DNA片段
但一段DNA片段不一定是基因
--ATGCATGCATCCATGCTAGCCATCCCTAAGGACAG---
--TACGTACGTAGGTACGATCGGTAGGGATTCCTGTC---
基因1
基因2
非基因片段
思考讨论
遗传效应：
指具有复制、转录、翻译、重组突变及调控等功能。
说明基因和DNA关系的实例
1
说明基因与DNA关系的实例
有些病毒的遗传物质是RNA，
如HIV病毒（艾滋病病毒）、SARS-CoV-2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。
基因通常是有遗传效应的DNA片段，是生物体遗传的功能单位和结构单位。
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。
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
2
分析脱氧核苷酸序列与遗传信息的多样性
合作探究四：4种脱氧核苷酸能组成的许多脱氧核苷酸序列吗？能够储存大量的遗传信息吗？
各种美妙旋律
许许多多词汇、句子
无数个数（如电话号码）
DNA片段中的遗传信息
2
DNA片段中的遗传信息
资料1： 如果1个碱基对组成1个基因，4种碱基对的排列可能形成4种基因（这仅仅是假设）；如果2个碱基对组成1个基因，则可能形成16（即4×4）种基因；如果3个碱基对组成1个基因，则可能形成64（即4×4×4）种基因。
计算公式：
可能组合的基因种类=4n（n为碱基对数）
基 因
1个碱基对
2个碱基对
4×4（42）
3个碱基对
4×4×4（43）
100个碱基对
4100
……
n个碱基对
4n
排列种数
41
……
碱基排列顺序的千变万化，构成了DNA的多样性。
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？
DNA片段中的遗传信息
2
计算公式：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。
思考讨论
DNA片段中的遗传信息
2
问题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？
碱基排列顺序的千变万化，构成了DNA的多样性，而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
DNA片段中的遗传信息
2
问题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？
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。
问题4： 你认为基因是碱基对随机排列成的 DNA片段吗？为什么？
不是。基因的碱基序列都有特定的排列顺序。
思考讨论
DNA片段中的遗传信息
2
基 因
染色体
脱氧核苷酸
DNA
每条染色体上含有1个或2个DNA分子
DNA是主要的遗传物质
每个DNA分子含有许多个基因
染色体是DNA的主要载体
基因在染色体上呈线性排列
基因通常是有遗传效应的DNA片段
是遗传物质的结构和功能单位
基因中的脱氧核苷酸
排列顺序代表遗传信息
遗传因子
新名
蛋白质+
染色质
同种物质
DNA、基因与染色体的关系
3
补充：DNA指纹技术
刑事侦查、亲子鉴定等
DNA指纹技术的实质是把DNA作为像指纹那样来识别不同的人，DNA指纹的特异性主要是由于人的DNA中，不表达的碱基序列中存在着一部分串联重复的短序列，它们在不同个体间存在显著的差异
DNA片段中的遗传信息
2
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
2. 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。
【提示】形式多样，用表格、图形、文字均可。示例如下：
（1）如下图所示：
（2）文字：基因是染色体上具有遗传效应的DNA片段。
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。
练习与应用
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。
练习与应用
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