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(共18张PPT)
基因通常是有遗传效应的DNA片段
亲 代
15N
15N
15N
15N
14N
14N
14N
14N
14N
14N
【补充拓展】DNA分子复制的计算
复制1次
复制2次
复制3次
2
4
8
=21
=22
=23
15N
15N
14N
14N
1.DNA分子数
①子代DNA分子数：
②含亲代母链的DNA分子数：
③不含亲代母链的DNA分子数：
2n
2
2n-2
2
2n＋1-2
一个DNA分子经 n 次复制后
2.脱氧核苷酸链数
①子代DNA中脱氧核苷酸链数:
①亲代脱氧核苷酸链数:
①新合成的脱氧核苷酸链数:
2n+1
例1：一个DNA被15N标记的大肠杆菌，在只含14N的培养液中繁殖3代，第三代中含有15N的DNA分子有___个，不含15N的DNA分子有___个，含有14N的DNA分子有____个，不含14N的DNA分子有____个，只含有14N的DNA分子有___个。
2
6
8
0
6
2.消耗的脱氧核苷酸数
若一亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个，则经过n次复制后共需要消耗该脱氧核苷酸个数为：
m（ 2n－1）
C：400个
C：400个
C：400个
400个
400个
400个
400个
亲代中c：400个
F1：共2个400个
F2：共22个400个
F3：共23个400个
Fn：共2n个400个
第n次复制需要消耗该脱氧核苷酸个数为：
m ·2n－1
消耗1个400个
消耗2个400个
消耗4个400个
消耗2n-1个400个
温故知新——染色体和DNA的关系
DNA
蛋白质
染色质
染色体
A
C
T
T
G
A
C
G
A
T
G
A
A
C
T
G
C
T
A
C
T
T
G
A
C
G
A
T
G
A
A
C
T
G
C
T
A
C
T
T
G
A
C
G
A
T
G
A
A
C
T
G
C
T
DNA是染色体的组成成分，染色体是DNA的主要载体。
1条染色体
1个DNA
1条染色体
2个DNA
温故知新——染色体和基因的关系
3. 基因在染色体上呈线性排列
2.一条染色体上有多个基因
1.基因在染色体上
果蝇某X染色体上一些
基因的示意图
短硬毛
棒状眼
深红眼
朱红眼
截翅
红宝石眼
白眼
黄身
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。
(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
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
你如何理解基因具有遗传效应？
如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。
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
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。
--ATGCATGCATCCATGCTAGCCATCCCTAAGGACAG---
--TACGTACGTAGGTACGATCGGTAGGGATTCCTGTC---
基因1
基因2
非基因片段
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。
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。
巩固练习
1.每个基因都是DNA上的一个片段，DNA的每个片段都是一个基因。（ ）
2.基因在DNA上，DNA是基因的集合。（ ）
3.基因一定位于染色体上。（ ）
4.基因一定是有遗传效应的DNA片段。（ ）
×
×
×
×
DNA片段中的遗传信息
T
G
A
A
T
C
T
G
A
A
T
C
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）
回忆DNA分子结构：
哪部分可以代表遗传信息？
遗传信息就蕴藏在4种碱基的排列顺序之中
遗传信息：DNA分子中碱基（或碱基对、脱氧核苷酸）的排列顺序。
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。
生物多样性和特异性的原因：
根本原因：DNA的多样性和特异性
直接原因:蛋白质的多样性和特异性
巩固练习
5.因为DNA的组成成分相同，因此不同基因携带的遗传信息相同。
（ ）
6.不同基因的碱基数目一定相同。（ ）
7.DNA是所有生物的遗传物质。（ ）
8.基因A和基因a的根本区别是这两种基因所含的脱氧核苷酸的种类
不同。 （ ）
×
×
×
×
脱氧核苷酸、基因、DNA、染色体之间有什么关系？
（1）用你认为最简单的形式表示出它们之间的关系
（2）分别用一句话归纳两两之间的关系
染色体
DNA
基因
脱氧核苷酸
每个基因由许多脱氧核苷酸组成
每个DNA分子上有许多基因
每个染色体上有一个DNA分子
染色体是DNA的主要载体
DNA是主要的遗传物质
基因是有遗传效应的DNA片断
基因中的脱氧核苷酸排列顺序代表着遗传信息
生物多样性和特异性的原因：
根本原因：DNA的多样性和特异性
直接原因:蛋白质的多样性和特异性
①位置上：基因在染色体上呈线性排列。
小结归纳：
②本质上：基因通常是有遗传效应的DNA片段。
③功能上：基因是控制生物性状的结构和功能单位。
④结构上：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

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