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(共23张PPT)
第4节 基因通常是有遗传效应的DNA片段
孟德尔
生物的性状是由
决定的
遗传因子
通过实验证明 。
摩尔根
基因在染色体上
揭示 结构
沃森、克里克
DNA的双螺旋
艾弗里
实验证明 。
DNA是遗传物质
基因本质？
温故知新
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1
一、说明基因与DNA关系的实例
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.生物体内的DNA分子数 < 基因数目
2. 所有基因的碱基总数 < DNA的碱基总数
说明：
1. 一个DNA上含有多个基因
2. 基因是DNA上的片段
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%。
资料3
一、说明基因与DNA关系的实例
DNA分子中存在非基因片段，
说明：
基因不是连续分布在DNA上的。
基因A
基因B
基因C
大肠杆菌DNA分子中构成基因的碱基数占DNA碱基总数的比例是多少？
4.4×106
4.7×106
≈ 94%
生物越高等，DNA中存在的非基因片段的比例越高
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。
资料2
一、说明基因与DNA关系的实例
？
一、说明基因与DNA关系的实例
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
你如何理解遗传效应？
够指导相应蛋白质的合成、控制生物体的性状等
1.为什么转基因鲤鱼的生长速度更快？
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？
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。
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。
一、说明基因与DNA关系的实例
基因具有遗传效应？
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。
讨论
指具有复制、转录、翻译、重组突变及调控等功能。
一、说明基因与DNA关系的实例
请结合上述材料给基因下一个定义，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DNA片段
基因具有遗传效应
基因是具有遗传效应的DNA片段
讨论
--ATGCATGCATCCATGCTAGCCATCCCTAAGGACAG---
--TACGTACGTAGGTACGATCGGTAGGGATTCCTGTC---
基因1
基因2
非基因片段
艾滋病病毒
基因是有遗传效应的RNA片段
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
一、说明基因与DNA关系的实例
新冠病毒
二、DNA片段中的遗传信息
--ATGCATGCAT…… CCATGCTAGCCA …… TCCCTAAGGATAG CCATCCCAGATG …… CATGCATCCATGC---
--TACGTACGTA ……GGTACGATCGGT…… AGGGATTCCTATC GGTAGGGTCTAC …… GTACGTAGGTACG---
基因A（高茎）
基因b（皱粒）
基因H（红色）
其他基因
1个DNA分子
（多个基因）
特定的DNA片段
高茎
皱粒
红色
其他性状
特定的遗传效应
如何蕴含大量遗传信息？
二、DNA片段中的遗传信息
不同DNA
基本骨架都相同
碱基种类都相同：A、T、C、G
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：DNA分子中碱基（或碱基对、脱氧核苷酸）的排列顺序。
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
相同？
相同？
不相同！
1链
2链
1链
2链
1链
2链
1链
2链
若2个碱基对组成1个基因有_________排列方式
16种
若3个碱基对组成1个基因有_________排列方式
64种
若n个碱基对组成1个基因有_________排列方式
4n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
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。
基因的碱基序列都有特定的排列顺序
DNA的特异性
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
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
刑事侦查、亲子鉴定等
练习 反馈
1、下列关于DNA和基因相互关系的叙述，不正确的是(　　)。
A.基因通常是有遗传效应的DNA片段
B.生物体的DNA分子数目小于基因数目
C.基因在DNA上，DNA上所有序列都属于基因
D.基因并不是碱基对随机排列成的DNA片段
C
练习 反馈
2、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
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
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。
细胞核
染色体
DNA
基因
基因是染色体上具有遗传效应的DNA片段。
概念检测
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。
拓展应用
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。
拓展应用
1．DNA分子杂交技术可以用来比较不同种生物DNA分子的差异。当两种生物的DNA单链具有互补的碱基序列时，互补的碱基序列就会结合在一起，形成杂合双链区；在没有互补碱基序列的部位，仍然是两条游离的单链（如下图所示）。形成杂合双链区的部位越多，说明这两种生物的亲缘关系越近，这是为什么？
形成杂合双链区的部位越多，则DNA碱基序列的一致性越高，说明在生物进化过程中，DNA碱基序列发生的变化越小，因此亲缘关系越近。
拓展
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