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第4节
第3章 基因的本质
人教版高中生物 必修2
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(重点)。
2.用数学方法表示出DNA分子的多样性和特异性(重、难点)。
3.说明基因与DNA的关系。
复习导入
基因等同于DNA吗
1
2
3
1903年
萨顿假说：基因和染色体存在平行关系
5
20世纪中叶
染色体主要由蛋白质和DNA组成
1928、
1944、
1952年
4
实验证明DNA是主要的遗传物质。
摩尔根证明基因位于染色体上
1910年
沃森、克里克提出DNA双螺旋模型
1953年
基因与DNA关系的实例
一
DNA片段中的遗传信息
二
目录
资料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%。
1.1 说明基因和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。
资料1和资料3可以得出什么结论
基因与DNA关系的实例
一
基因A
基因B
基因C
含有3个基因的DNA片段的模式图
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？
讨论
基因是DNA的片段；
一个DNA分子上有许多个基因；
基因的碱基总数结 论
1.1 说明基因和DNA关系的实例
基因与DNA关系的实例
一
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。
基因能够控制生物的性状，也就是说基因是有遗传效应的DNA片段。
结 论
1.1 说明基因和DNA关系的实例
基因与DNA关系的实例
一
真核生物：核基因—染色体上
质基因—线粒体、叶绿体的DNA上
1.2 基因存在的位置
基因与DNA关系的实例
一
构建模型-理解概念之间的关系
任务一
请完善基因与染色体、DNA、脱氧核苷酸之间关系的概念图。
染色体是______的主要载体
每个染色体上有_______个DNA
基因通常是有_________的DNA片段；
每个DNA分子上含有_____基因
是控制生物性状的结构功能单位
DNA是主要的遗传物质
每个基因有许多脱氧核苷酸
1或2
DNA
许多
遗传效应
基因中的脱氧核苷酸排列顺序代表着遗传信息
DNA
基因
染色体
脱氧核苷酸
核心归纳
(1)本质上，基因通常是有遗传效应的DNA片段。
(2)结构上，基因是含有特定遗传信息的脱氧核苷酸序列。
(3)功能上，基因是遗传物质的结构和功能的基本单位。
全方位理解基因
√
基因
DNA
染色体
1.如图表示脱氧核苷酸、基因、DNA和染色体间的关系。下列有关叙述错误的是
A.d是脱氧核苷酸，其种类取决于c的种类
B.基因通常是有遗传效应的f片段
C.e含有的碱基总数等于f
D.基因的主要载体是染色体
图中c为含氮碱基，d为脱氧核苷酸，根据含氮碱基的不同，可将脱氧核苷酸分为4种，A正确；
基因(e)通常是有遗传效应的DNA(f)片段，故基因含有的碱基总数小于f，B正确，C错误；
基因的主要载体是染色体，并在其上呈线性排列，D正确。
2.如图是果蝇某条染色体上的一段DNA示意图。下列说法正确的是
A.白眼基因含有多个核糖核苷酸
B.白眼基因是有遗传效应的DNA片段
C.白眼基因位于细胞质内
D.白眼基因的基本组成单位是4种碱基
√
白眼基因中含有多个脱氧核苷酸，A错误；
白眼基因是有遗传效应的DNA片段，其基本组成单位为4种脱氧核苷酸，B正确，D错误；
染色体是DNA的主要载体，白眼基因位于染色体上，是核基因，C错误。
基因与DNA关系的实例
一
DNA片段中的遗传信息
二
目录
T
C
G
A
T
A
G
C
T
A
4种碱基排列顺序
遗传信息
基本骨架
7种音符
美妙旋律
26个英文字母
词汇句子
DNA片段中的遗传信息
二
分析基因的多样性和特异性
任务二
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？
这说明了基因的什么特点？
基因的多样性
若1个碱基对组成1个基因
若2个碱基对组成1个基因
若3个碱基对组成1个基因
4种
41
16种
4×4（42）
64种
4×4×4（43）
若n个碱基对组成1个基因
4n
……
……
4100 种基因
n 指对数
T
C
G
A
T
A
G
C
T
A
分析基因的多样性和特异性
任务二
2．基因是碱基随机排列成的DNA片段吗？为什么？
资料1. 前面的探究是建立在所有碱基对都随机排列这一假设上的。实际上，基因组测序结果表明大部分随机排列的碱基序列从来不曾出现在生物体内，而有些序列却重复千百次。
（GATA)n
不同人的短序列重复
分析基因的多样性和特异性
任务二
资料3. 人与黑猩猩血红蛋白 链部分基因序列比较
资料2. 两个健康人CFTR基因的碱基对差异
不变区
单碱基差异
(Genetics, McGraw-Hill, 2004)
碱基特定的排列顺序
DNA的特异性
2．基因是碱基随机排列成的DNA片段吗？为什么？
2.2 人类基因组计划
1990年10月，预计用时15年，投资30亿美元的国际人类基因组计划正式启动。参与的国家有美、英、日、法、德、中这6个国家。
确定构成人类基因组24条染色体的约30亿个碱基对的序列；
鉴定出人类的所有基因，尤其是与疾病有关的基因；
将上述信息储存于专门的数据库，并开发出相应的分析工具；
对五种模式生物大肠杆菌、酵母、线虫、果蝇和小鼠进行测序。
DNA片段中的遗传信息
二
DNA的多样性和特异性
生物体多样性和特异性的物质基础
遗传信息蕴藏在4种碱基的排列顺序之中
2.3 DNA分子的特性
DNA片段中的遗传信息
二
物种鉴定
病毒感染？
食品污染？
真假羊肉？
身份鉴定
母 子 父
2.4 核酸分子多样性和特异性的应用
DNA片段中的遗传信息
二
基因通常是有遗传效应的DNA片段
绝大多数生物的遗传物质是DNA，基因是其DNA上有遗传效应的特定的片段，基因之间往往由非基因片段隔开。
RNA病毒的遗传物质是RNA ，其基因是RNA上有遗传效应的片段。
流感病毒
艾滋病毒
冠状病毒
2.5 基因的概念
DNA片段中的遗传信息
二
3.下列有关DNA的多样性的叙述，正确的是
A.DNA具有多样性的原因是DNA分子空间结构千变万化
B.含有200个碱基的DNA分子，碱基对可能的排列方式有4200种
C.DNA的多样性和特异性是生物多样性和特异性的物质基础
D.DNA的多样性是指一个DNA分子上有许多个基因
√
DNA的多样性是由DNA分子中碱基排列顺序的千变万化构成的，A、D错误；
含有200个碱基的DNA分子中，碱基对可能的排列方式有4100种，B错误。
4.决定DNA分子特异性的因素是
A.两条长链上的脱氧核糖与磷酸交替的排列顺序是稳定不变的
B.构成DNA分子的脱氧核苷酸只有四种
C.严格的碱基互补配对原则
D.每个DNA分子都有特定的碱基排列顺序
√
每个DNA分子都有特定的碱基排列顺序，决定了DNA分子的特异性，D符合题意。
网络构建
1.基因通常是有遗传效应的DNA片段。少数RNA病毒的基因是有遗传效应的RNA片段。
2.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。
3.遗传信息通常指DNA分子中四种脱氧核苷酸(或碱基或碱基对)的排列顺序。
4.基因在染色体上呈线性排列，每条染色体上含有1或2个DNA分子，染色体是DNA的主要载体(线粒体内有DNA，但无染色体)。
五分钟查落实
【要语必背】
DNA分子的特性：
1.稳定性：①_________________________________________ ；② _____
__________________________。
2.多样性：______________________。
3.特异性：_____________________________________。
【长句表达】
DNA中的脱氧核糖和磷酸交替连接的方式不变
两条
链间碱基互补配对的原则不变
碱基排列顺序的千变万化
每一个DNA分子的碱基有特定的排列顺序

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