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(共22张PPT)
第4节 基因通常是有遗传效应的DNA片段
第3章 基因的本质
一、导入新课
与对照组相比，转基因鲤鱼的生长
速率加快。
为什么转基因鲤鱼的生长速率更快？
转基因鲤鱼（右）
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？
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。
DNA与染色体的关系
基因与染色体的关系
果蝇某一条染色体上的几个基因
一条染色体上有多个基因。
基因在染色体上呈线性排列，
且互不重叠。
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
二、讲授新课
（一）说明基因与DNA关系的实例
大肠杆菌细胞的拟核有1个DNA分子，长度约为4 700 000个碱基对，在DNA分子上分布着大约4 400个基因，每个基因的平均长度约为1 000个碱基对。
大肠杆菌一个DNA上含有多个基因。说明基因是一段DNA。
资料1
（一）说明基因与DNA关系的实例
资料2
把水母的绿色荧光基因转入鼠的体内，鼠体内出现了以前没有的荧光。
1
2
3
4
发出绿色荧光的水母
1、2、4号小鼠转入了绿色荧光蛋白基因
（一）说明基因与DNA关系的实例
资料2
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，所以基因是遗传物质的结构单位。
（一）说明基因与DNA关系的实例
资料3
人类基因组计划测定人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。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%。
进一步说明基因是DNA的片段。
剩余98%的碱基是否称为基因？
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。
（一）说明基因与DNA关系的实例
资料4
研究发现，小鼠体内的HMGIC基因与肥胖直接相关。
含肥胖基因的小鼠
不含肥胖基因的小鼠
肥胖
不肥胖
说明基因能控制生物的性状。
相同食量
（一）说明基因与DNA关系的实例
基因是有遗传效应的DNA片段，它是生物体遗传的功能单位和结构单位。
综合上述资料，请你给基因下个定义？
遗传效应：
指具有复制、转录、翻译、重组突变及调控等功能。
基因A
基因B
基因C
含有3个基因的DNA片段的模式图
（二）DNA片段中的遗传信息
DNA分子为什么能储存大量的遗传信息呢？
情境1：
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？
（二）DNA片段中的遗传信息
A
T
C
A
T
T
G
A
T
C
G
A
A
T
A
T
C
G
G
G
C
C
G
G
含有n个碱基对的DNA分子共有多少种排列方式？
4
n
DNA分子的多样性
（二）DNA片段中的遗传信息
DNA分子为什么能储存大量的遗传信息呢？
情境2：DNA分子能像指纹一样用来鉴定身份吗？有科学依据吗？
在人类的DNA分子中，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。
每个DNA有自己特定的碱基对排列顺序
DNA分子的特异性：
（二）DNA片段中的遗传信息
DNA分子为什么能储存大量的遗传信息呢？
探究结论：碱基对排列顺序的千变万化构成了遗传信息的多样性；但对具体的个体的某个基因来说，碱基对的排列顺序又是特定的，即DNA分子具有特异性。
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。
DNA指纹技术
DNA可以像指纹一样用来识别身份，这种方法就是DNA指纹技术。
应用DNA指纹技术时，首先需要用合适的酶将待检测的样品DNA切成片段，然后用电泳的方法将这些片段按大小分开，再经过一系列步骤，最后形成如下图所示的DNA指纹图。
因为每个人的DNA指纹图是独一无二的，所以我们可以根据分析指纹图的吻合程度来帮助确认身份。此外，DNA指纹技术还可以用于亲子鉴定、死者遗骸的鉴定等。
DNA 指纹图
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。
患有常染色体单基因显性遗传病的女性，在自然生育条件下，她的孩子的患病概率是50%。怎样避免她的孩子患这种遗传病呢？初级卵母细胞经过减数分裂会形成一个卵细胞和三个极体，如果知道极体的基因组序列，就可以推测出这个卵细胞的基因组序列。选择不含致病基因的卵细胞，再利用试管婴儿技术，就可以获得健康的婴儿。
概念
应用举例
单细胞基因组测序
北京大学的科研人员应用一种单细胞基因组扩增技术，成功地在体外对分离得到的极体进行了基因组扩增，并完成了测序，从而推测出与被测极体同时产生的卵细胞不含致病基因，最终通过试管婴儿技术帮助遗传病患者夫妇获得了健康婴儿。
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
（三）染色体、DNA、基因、脱氧核苷酸之间的关系
尝试对以下概念的联系进行描述:
染色体
DNA
基因
脱氧核苷酸
碱基
染色体是DNA的主要载体
每个染色体上有1个或2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
（三）染色体、DNA、基因、脱氧核苷酸之间的关系
染色体
DNA
基因
脱氧核苷酸
是遗传物质的结构和功能单位
课堂小结
染色体是DNA的主要载体
每个染色体上有1个或2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
染色体
DNA
基因
脱氧核苷酸
遗传物质的结构和功能单位
基因在染色体上呈线性排列
课堂练习
（1）图中B是__________，A是________，G是__________。
（2）每个F含有_______个E，每个E中可以由__________个D 组成。
脱氧核糖
含N碱基
蛋白质
很多
成百上千
F DNA
C 磷酸
A
E 基因
B糖
H 染色体
D 脱氧核苷酸
G
（3）从分子水平看D和C的关系是____________________________。
（4）F的基本组成单位是图中的______。
（5）遗传信息是_______________的排列顺序。
基因是有遗传效应的DNA片断
D
D（脱氧核苷酸）
+

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