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(共28张PPT)
基因通常是有遗传效应的DNA片段
1.为什么转基因鲤鱼生长更快？
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。
2.导入的外源基因是一个DNA分子，还是DNA片段？
外源生长激素基因在鲤鱼细胞内表达，促进生长激素合成，促进了鲤鱼的生长。
转基因鱼（左）
导入的是DNA分子的一段脱氧核苷酸序列。
1条染色体
1个DNA
1条染色体
2个 DNA
DNA是染色体的组成成分，染色体是DNA的主要载体。
果蝇某X染色体上一些
基因的示意图
2、一条染色体上有多个基因
1、基因在染色体上呈线性排列
3、染色体是基因的主要载体
1条染色体 1或2个DNA
基因
多个
说明基因与DNA关系的实例
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
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。
(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？
说明一个DNA分子上含有多个基因
基因的碱基对总数＜DNA分子的碱基对总数
生物体内的DNA分子数＜基因数目
说明基因是DNA的片段
结论
基因是DNA的片段，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
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。
说明基因与DNA关系的实例
(2)由上述实例，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。
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。
说明基因与DNA关系的实例
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 < 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。
说明基因与DNA关系的实例
(3)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。
即基因通常是有遗传效应的DNA片段。
--ATGCATGCATCCATGCTAGCCATCCCTAAGGACAG---
--TACGTACGTAGGTACGATCGGTAGGGATTCCTGTC---
基因1
基因2
非基因片段
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。
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。
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
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。
对于RNA病毒而言，其基因就是有遗传效应的RNA片段
RNA病毒
基因通常是有遗传效应的DNA片段
完善概念:
构建基因的概念
HIV病毒
是生物体遗传的功能单位和结构单位。
说明DNA蕴含大量的遗传信息
1个DNA分子上有许多个基因
每一个基因都是特定的DNA片段
基因具有特定的遗传效应
DNA只含有4种脱氧核苷酸（4种碱基），核苷酸的排列顺序中蕴藏着遗传信息。为什么DNA能够储存大量的遗传信息？
DNA分子的特性
DNA的多样性：碱基排列顺序的千变万化。
DNA的特异性：碱基特定的排列顺序。
DNA的稳定性：DNA分子的结构特点决定。
（1）外部稳定的基本骨架——磷酸和脱氧核糖交替连接形成；
（2）内部碱基对稳定——通过氢键连接，严格遵循碱基互补配对原则，加强稳定性；
（3）空间结构稳定——规则的双螺旋结构；
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。
DNA片段中的遗传信息
资料2： 前面数学模型模拟探究是建立在所有碱基对的随机排列都能构成基因这一假设下的。事实上，大部分随机排列的碱基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数千甚至数百万次。
在生物体内，基因中的碱基并不是随机排列的。
具有特定的遗传效应
4.你认为基因是碱基对随机排列成的DNA片段吗？
每个基因都是特定的DNA片段
具有特定的碱基排列顺序
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
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
DNA分子的多样性
碱基特定的排列顺序
每个DNA分子的特异性
生物体的多样性
生物体的特异性
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。
DNA片段中的遗传信息
3、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。
（1）图中的几号可能是罪犯？
1号
（2）图中的一个片段就是一个基因吗？
不是
DNA指纹图
受害者
从受害者体内分离的精液样品
怀疑对象
—— 真相永远只有一个 ！
DNA指纹技术
1.高度的特异性；
2.体细胞稳定性：即同一个人的不同组织如血液、肌肉、毛发、
精液等产生的DNA指纹图形完全一致。
DNA 指纹图
基因在染色体上呈线性排列，基因与染色体的行为具有一致性。
基因是有遗传效应的DNA片段，DAN片段不一定是基因。
基因是控制生物性状的结构和功能单位。
基因的脱氧核苷酸的排列顺序包含着遗传信息，具有多样性和特异性
①位置上：
②本质上：
③功能上：
④结构上：
基因的概念
基因的功能
3、表达遗传信息
使遗传信息以一定的方式（转录和翻译）反映到蛋白质分子结构上，从而使后代表现出与亲代相似的性状。
1、储存遗传信息
基因中脱氧核苷酸的排列顺序就代表着遗传信息。
2、传递遗传信息
通过复制把遗传信息传递给下一代。
基因与脱氧核苷酸、DNA的关系
基因的基本组成单位是脱氧核苷酸。
基因中脱氧核苷酸的排列顺序称为遗传信息。
基因与脱氧核苷酸的关系
基因与DNA的关系
基因是有遗传效应的DNA片段。
每个DNA分子上有很多个基因。
基因与染色体、生物性状的关系
基因不仅可以通过复制把遗传信息传递给下一代，还可以使遗传信息以一定的方式反映到蛋白质的分子结构上来，从而使后代表现出与亲代相似的性状。遗传学上把这一过程叫基因的表达。
基因与染色体的关系
染色体是基因的主要载体。
基因在染色体上呈线性排列。
基因与生物性状的关系
染色体
DNA
基因
脱氧核苷酸
染色体是 的主要载体
DNA
每条染色体上有 ，个DNA分子
1个或2个
DNA是主要的 ，
遗传物质
基因是有 的DNA片段
遗传效应
每个DNA分子上有 个基因
多
基因在染色体上
呈 排列
线性
是控制生物体 的基本单位
性状
每个基因由许多 组成
脱氧核苷酸
基因中 ，排列顺序代表着遗传信息
脱氧核苷酸
尝试绘制：遗传因子、基因、DNA、染色体、染色质、蛋白质、性状之间关系的概念图
基因 DNA+蛋白质 性状
染色体
控制
有遗传效应的片段
体现
呈线性排列
组成
遗传因子
新名
染色质
同种物质
单细胞基因组测序
单细胞基因组测序技术是在单细胞水平对全基因组进行扩增与测序的一项新技术。其原理是将分离的单个细胞的微量全基因组DNA进行扩增，获得高覆盖率的完整的基因组后进行高通量测序。
概念
单细胞基因组测序有着广泛的应用前景。
例如，了解癌细胞的基因突变以及在肿瘤发生过程中的变化，分析不同细胞内“定居”着哪些基因等。
应用前景

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