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(共22张PPT)
3.4 基因通常是有遗传效应的DNA片段
学习目标
1.举例说明基因通常是有遗传效应的DNA片段。
2.说出DNA分子的多样性和特异性。
3.通过实例，认识生命现象，揭示生命规律。
4.比较归纳基因、DNA和染色体的关系。
5.基于科学家对基因本质的探索历程，认同科学探究是一个不断深化的过程。
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？
转基因鲤鱼（右）
问题探讨
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。
导入的是DNA分子的一段脱氧核苷酸序列。
基因与DNA之间是什么关系呢？
带有纤毛的大肠杆菌
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。
生物体内所有基因的碱基总数 _____ DNA分子的碱基总数。
分析资料1，你能得出什么结论？
说明基因是一段DNA。
资料1：
小于
一、说明基因与DNA关系的实例
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，也能像海蛰一样发光。
资料2：
分析资料2，你能得出什么结论？
基因有遗传效应。
它可以独立起作用。
转基因小鼠为何能发光？
因为获得了水母的绿色荧光蛋白基因
绿色荧光水母
紫外线照射下的小鼠
人类基因组计划测定的是24条染色体（22条常染色体+X+Y）上DNA的碱基序列，每条染色体上有一个DNA分子，这24个DNA分子大约含有31.6亿个碱基对，其中，构成基因的碱基数占总数的比例不超过2%。
资料3：
基因A
基因B
基因C
含有3个基因的DNA片段的模式图
分析资料3，你能得出什么结论？
基因的碱基对数_____DNA分子的碱基对数
剩余的98%的碱基是否称为基因呢？
＜
分析资料3，你能得出什么结论？
基因是一段DNA，
但是一段DNA不一定是基因
人类基因组计划测定的是24条染色体（22条常染色体+X+Y）上DNA的碱基序列，每条染色体上有一个DNA分子，这24个DNA分子大约含有31.6亿个碱基对，其中，构成基因的碱基数占总数的比例不超过2%。
资料3：
基因A
基因B
基因C
含有3个基因的DNA片段的模式图
材料 分析 说明 结论
资料1 数量 全部基因的碱基对总数只是DNA分子碱基对总数的一部分(大肠杆菌) 基因是
_____片段
全部基因碱基对总数只是DNA分子碱基对总数的一小部分(人类)
资料3
资料2 功能 基因能控制特定的性状(水母的绿色荧光蛋白基因能控制发光) 基因具有特定的
___________
DNA
遗传效应
基因是有遗传效应的DNA片段
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。
DNA为什么
能储存大量的遗传信息？
(1)基因通常是DNA上的片段(　　)
(2)基因通常是DNA上有一定功能的特异性碱基排列顺序(　　)
(3)基因和DNA是同一概念(　　)
√
理解巩固
√
×
探究：脱氧核苷酸序列与遗传信息的多样性
情境1：
二、DNA片段中的遗传信息
含有四种碱基的脱氧核苷酸：
碱基互补配对
A
T
C
G
N个碱基对
4N
417种
碱基排列顺序的千变万化，构成了DNA分子的________。
（大约为一百七十二亿种）
多样性
探究：脱氧核苷酸序列与遗传信息的多样性
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？
情境2：
探究：脱氧核苷酸序列与遗传信息的特异性
全球人口总数约为60亿。假设人类基因组中第1号染色体的第1个基因是由17个碱基对随机排列构成的，那么，17个碱基对的所有排列是否都有机会出现？
你与你的同桌相比，这个基因的脱氧核苷酸序列完全相同的可能性有多大？
碱基特定的排列顺序，又构成了DNA分子的_________。
不是
４-17X４-17
特异性
1.DNA分子的多样性和特异性
(1)多样性：DNA分子中共有 种类型的碱基，但是碱基对的 却可以成千上万，形成的碱基对的 也可以千变万化，若某个DNA分子具有n个碱基对，则DNA分子可有 种组合方式，从而构成了DNA分子的多样性。
(2)特异性：每个特定的DNA分子都有特定的 顺序，即DNA分子的特异性。
2.生物体多样性和特异性与DNA的关系
DNA的多样性和特异性是生物体多样性和特异性的 。
4
数目
排列顺序
4n
碱基排列
物质基础
注：有些病毒的遗传物质是RNA，对这类病毒而言，基因就是有遗传效应的RNA片段
刑侦领域的应用：
1．高度的特异性
2．体细胞稳定性
DNA指纹技术
一个染色体上有一个或两个DNA分子
染色体
DNA
基因
脱氧核苷酸
染色体是DNA的主要载体
基因通常是有遗传效应的DNA片段
基因中的脱氧核苷酸排列顺序代表着遗传信息
DNA是主要的遗传物质
每个DNA分子上有许多基因
每个基因由成千上万的脱氧核苷酸组成
(1)基因A和基因B的根本区别是这两种基因所含的脱氧核苷酸的种
类不同(　　)
(2)遗传信息是指DNA中的碱基排列顺序(　　)
(3)基因具有多样性的原因是构成基因的碱基种类、数目和排列顺
序不同(　　)
理解巩固
×
×
×
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
基因
DNA片段
有遗传效应
碱基的排列顺序
遗传信息
基因是有遗传效应的DNA片段
主要位于染色体
多样性
特性
特异性
位置
定义
决定
碱基排列顺序千变万化
碱基特定的排列顺序
DNA = 基因 + 非基因片段
小结

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