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(共19张PPT)
第4节 基因通常是有遗传效应的DNA片段
一、新课导入
二、说明基因与DNA关系的实例
三、DNA片段中的遗传信息
一、新课导入
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。
讨论：
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？
【答案】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。
【答案】导入的是DNA分子的一段脱氧核苷酸序列。
二、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。
分析：
说明一个DNA分子上含有多个基因
生物体内的DNA分子数＜基因数目
基因的碱基对总数＜DNA分子的碱基对总数
说明基因是DNA的片段
结论:
基因是DNA的片段且不连续分布。
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海蛰能发出绿色荧光，这是因为海蛰的DNA分子上有一段长度为5170个碱基对的片段——绿色荧光蛋白基因。转基因实验表明，转入了海蛰的绿色荧光蛋白基因的转基因鼠，在紫外线的照射下，也能象海蛰一样发光。
说明：基因能控制生物性状，基因有遗传效应。
它可以独立起作用。
二、说明基因与DNA关系的实例
二、说明基因与DNA关系的实例
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%。
2.DNA中存在大量的非基因片段
结论：1.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
资料4、
不少人认为，人和动物的胖瘦是由基因决定的。近来的科学研究发现，小
鼠体内的HMGIC基因与肥胖直接相关。
具有HMGIC基因缺陷的实验鼠与作为对照的小鼠，吃同样多的高脂肪
食物，一段时间后，对照组的小鼠变得十分肥胖，
而具有HMGIC基因缺陷的实验鼠体重仍然保持正常。
有HMGIC基因，肥胖
无HMGIC基因，不肥胖（表现正常）
分析：
结论：基因能够控制生物性状，具有遗传效应。
[资料5]有些病毒的遗传物质是RNA，
如HIV（人类免疫缺陷病毒），
流感病毒、烟草花叶病毒等，
对这类病毒而言：
基因是有遗传效应的RNA片段。
基因是一段DNA。
基因具有遗传效应。
一段DNA不一定是基因。
资料1：
资料2：
资料3：
表格4：
基因能控制生物性状。
归纳：
基因是有遗传效应的DNA片段。
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
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
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。
思考.讨论
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。
--ATGCA…TGCATCCATG…CTAGCCATCGGTATG…GACAG---
--TACGT…ACGTAGGTAC…GATCGGTAGCCATAC…CTGTC---
1
5
黄身
3
2
4
长翅
红眼
果蝇某DNA上几个基因分布示意图
每个基因都是特定的DNA片段
有特定的遗传效应
DNA蕴含了大量的遗传信息
三、DNA片段中的遗传信息
1个DNA分子上有许多个基因
什么是遗传信息？
DNA只含有4种脱氧核苷酸，
为什么能够储存大量的遗传信息？
T
G
A
A
T
C
T
G
A
A
T
C
回忆DNA分子结构：
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。
基本骨架，由磷酸和脱氧核糖
交替连接
（顺序固定不变）
4种碱基对的排列
（顺序可变）
外侧：
内侧：
三、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）
讨论1100个碱基对
4100
……
n个碱基对
4n
排列种数
41
……
结论：1.碱基排列顺序的千变万化，构成了DNA的多样性。
三、DNA片段中的遗传信息
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。
教材59页
具有特定的遗传效应
每个基因都是特定的DNA片段
具有特定的碱基排列顺序
结论：2.碱基特定的排列顺序，构成了DNA的特异性。
讨论4：
在生物体内，基因中的碱基并不是随机排列的。
三、DNA片段中的遗传信息
讨论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。
三、DNA片段中的遗传信息
讨论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。
DNA分子的特异性：
每个DNA有自己特定的碱基排列顺序
回忆DNA分子的3点性质：
多样性
特异性
稳定性
碱基排列顺序的千变万化
思考1：由n个碱基对，最多能排列成多少种DNA？
4n（n为碱基对数）
碱基特定的排列顺序
思考2：基因是碱基对随机排列
成的DNA片段吗？
具有特定的遗传效应
每个基因都是特定的DNA片段
具有特定的碱基排列顺序
刑事侦破、亲子鉴定、
人脸识别、指纹识别等。
特异性应用：
●磷酸与脱氧核糖
交替排列的顺序不变；
●碱基配对方式不变
三、DNA片段中的遗传信息
脱氧核苷酸
基因
DNA
染色体
每条染色体上含有一个或两个DNA分子
染色体是DNA的主要载体
是主要的遗传物质
基因是有遗传效应的DNA片段
每个DNA分子含有许多个基因
基因在染色体上呈线性排列
是遗传物质的结构和功能单位
基因的脱氧核苷酸排列顺序代表遗传信息
每个基因中含有许多脱氧核苷酸
基因通常是有遗传效应的DNA片段

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