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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
第三章 基因的本质
第四节
基因通常是有遗传效应的DNA片段
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，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。
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。
讨论:
1.为什么转基因鲤鱼的生长速率更快？
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？
染色体
DNA
基因
脱氧核苷酸
染色体是DNA的主要载体
每个染色体上有一个DNA分子
基因是有遗传效应的DNA片断
每个DNA分子
上有许多基因
基因中的脱氧核苷酸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
DNA是主要的遗传物质
概念图
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分子上分布了大约有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24(22+XY)条染色体各有1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%。
说明问题：每个DNA上有多个作为基因的片段，亦有作为非基因的片段，基因是DNA片段；
一、说明基因与DNA关系的实例
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分子上有一段长度为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。
说明问题：基因是“具有指导蛋白质合成功能”的特定的DNA片段。
一、说明基因与DNA关系的实例
思考.讨论
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？
【答案】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。
2.你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？
【提示】此题旨在引导学生理解遗传效应的含义，并不要求唯一答案。可以结合提供的资料来理解，如能够指导相应蛋白质的合成、控制生物体的性状等。“问题探讨”中提到的生长激素基因的遗传效应是使鲤鱼的生长速率加快。
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。
一、说明基因与DNA关系的实例
资料1和资料3，从数量上说明基因是DNA的片段
资料2和问题探讨，从功能上说明基因有遗传效应
基因是有遗传效应的DNA的片段
思考.讨论
归纳.总结
第四节
基因通常是有遗传效应的DNA片段
脱氧核苷酸
基因
DNA
染色体
遗传效应的片段应
（复制、转录、翻译、突变和重组等）
DNA的主要载体
（①DNA主要存在于染色体
②DNA在染色体上含量稳定）
特定序列
遗传物质的结构功能单位
（RNA病毒基因位于RNA上）
主要遗传物质
（绝大多数生物的遗传物质是DNA）
基本组成单位（RNA：核糖核苷酸）
主要成分（DNA+蛋白质）
遗传信息
一、说明基因与DNA关系的实例
小结：
2.与DNA的关系:
①基因的实质是___________________，无遗传效应的DNA片段不能称之为基因（非基因）。
②每个DNA分子包含_______个基因。
1.与染色体的关系:
①基因在染色体上呈_____排列。
②染色体是基因的_________，此外，线粒体和叶绿体中也有基因分布。
3.与脱氧核苷酸的关系:
①4种____________是构成基因的单位。
②基因中脱氧核苷酸的_________代表遗传信息。
线性
主要载体
有遗传效应的DNA片段
许多
脱氧核苷酸
排列顺序
4.与性状的关系:
①基因是控制生物性状的遗传物质的______和________单位。
②基因对性状的控制通过____________分子的合成来实现。
结构
功能
控制蛋白质
二、DNA片段中的遗传信息
资料1： 1 个DNA分子的基本骨架是由脱氧核糖和磷酸交替连接而成的，从头至尾没有变化，而骨架内侧4种碱基对排列顺序却是可以改变的。，如果1个碱基对组成1个基因，4个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。
构成基因的碱基（对） 构成的基因数（种）
1
2
3
… …
n
4
4×4
4 ×4 ×4
4n
资料2： 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
思考.讨论
1.如果是100个碱基对组成1个基因，可能组合成多少种基因？
【答案】4100个。
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？
【答案】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。
【提示】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。
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？
4.你认为基因是碱基对随机排列成的DNA片段吗？为什么？
【答案】不是。基因的碱基序列都有特定的排列顺序。
二、DNA片段中的遗传信息
碱基排列顺序的多样性
DNA分子的多样性
生物的多样性
碱基排列顺序的特异性
DNA分子的特异性
生物的特异性
DNA分子的多样性和特异性是生物体多样性和特异性的物质基础；生物多样性的直接原因是蛋白质的多样性；
生物多样性的根本原因是遗传物质的多样性。
一个DNA分子上有许多基因，每一个基因都是特定的DNA片段，有着特定的遗传效应。DNA必然蕴含着大量的遗传信息。
思考 ：什么是遗传信息？DNA分子能储存大量的遗传信息吗？
平面结构
思考：什么是遗传信息？
遗传信息储存在碱基对的排列序列中
由四种碱基排列而
成的脱氧核苷酸序列，
足以储存生物体必需
的全部遗传信息吗？
1.若1个碱基对组成1个基因，4种碱基对能形成多少种基因？
4种
2.若2个碱基对组成1个基因，4种碱基对能形成多少种基因？
42=16种
想一想
3.若N个碱基对组成1个基因，4种碱基对能形成多少种基因？
4N种
4.假如决定脸型的一个基因只有17个碱基对组成，那么这种排列有多少种可能？
417 种，为172亿种。
说明DNA分子具有多样性。
碱基排列顺序的千变万化，构成了DNA分子的多样性，而碱基特定的排列顺序，又构成了每一个DNA分子的特异性。DNA分子的多样性和特异性是生物体多样性和特异性的物质基础。
结论
DNA片段中的遗传信息的特点：
1.多样性；
2.特异性。
二、DNA片段中的遗传信息
1）遗传信息蕴藏在4种碱基的___________中;
2）碱基排列顺序的千变万化，构成了DNA分子的
________;
3）______的碱基的排列顺序，构成了每一个DNA分子的_________;
4）DNA的________和________是生物体多样性与特异性的物质基础。
排列顺序
多样性
特定
特异性
多样性
特异性
5）DNA分子上分布多个基因，________是有遗传效应的DNA片段。
基 因
小结：
1. 下列关于基因的叙述中，不正确的是（ ）
不同的基因含有不同的遗传信息
每一个DNA分子片段都是一个基因
C. 每一个基因分别控制着不同的遗传性状
D. 基因存在于染色体上
B
2. 马和豚鼠体细胞具有相同数目的染色体，但性状差异很大，原因是（ ）
生活环境不同
B. DNA分子中碱基配对方式不同
C. 着丝点数目不同
D. DNA分子中碱基对排列顺序不同
D
3．下列关于基因的说法，不正确的是(　　)
A．基因是控制生物性状的DNA的功能单位
B．基因是DNA的随机片段，与DNA是局部与整体的关系
C．基因中脱氧核苷酸的排列顺序代表着遗传信息
D．一个DNA分子上有许多基因，基因具有多样性
B
4．有关遗传信息的叙述，正确的是(　　)
A．遗传信息只贮存在DNA分子中
B．HIV的遗传信息贮存在RNA分子中
C．所有生物的DNA，都具有相同的脱氧核苷酸排列顺序
D．组成DNA的核苷酸只有8种，所以连成长链时，其排列顺序是有限的
B
5．下列表述不够科学的是(　　)
A．基因的基本单位是四种脱氧核苷酸
B．遗传信息是指DNA中碱基的排列顺序
C．豌豆细胞中DNA复制的主要场所是细胞核
D．松鼠细胞中组成遗传物质的碱基有4种，五碳糖有1种
B

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