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第三章 基因的本质
第4节 基因通常是有遗传效应的DNA片段
回顾：人类对遗传现象的探索
艾弗里
提出了遗传因子
证明了基因在染色体上
证明了DNA是遗传物质
提出了DNA双螺
旋结构模型
提出基因在染色体上的假说
果蝇某X染色体上一些
基因的示意图
一条染色体上有多个基因
基因、DNA、染色体之间的关联
染色体是DNA(基因)的主要载体
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
基因
？
基因在染色体上呈线性排列
________个DNA
1或2个
分析资料1、3
DNA分子数目 基因数目
基因的碱基总数 DNA分子的碱基总数
<
<
①一个DNA上含有许多个基因
②基因是DNA的片段。
结论：
一、基因与DNA的关系
实例1：大肠杆菌细胞
大肠杆菌细胞的拟核有1个DNA分子；
DNA分子上分布了大约4.4×103个基因；
DNA分子的长度约为4.7×106个碱基对；
每个基因的平均长度约为1×103个碱基对。
DNA分子数 总碱基对数 基因数 平均每个基因的碱基对总数 比例（基因的碱基对/总碱基对）
大肠 杆菌
人类基因组计划测定 约2.5万
1
4700 000
4400
1000
44/47=94%
24
(22+X+Y）
31.6亿
不超过2%
结论：基因是DNA的片段，
资料3：人类基因组计划
DNA中存在非基因片段
非基因片段
非基因片段
非基因片段
非基因片段
基因A
基因B
基因C
含有3个基因的DNA片段的模式图
什么样的DNA片段才是基因呢？
人体中构成基因的碱基对组成比较少，只占全部碱基总数不超过2%。
问题：剩余的98%的碱基是否称为基因呢？
结论：
进一步分析资料3
基因是特定的DNA的片段
不能，DNA中存在非基因片段
DNA分子数 总碱基对数 基因数 平均每个基因的碱基对总数 比例（基因的碱基对/总碱基对）
大肠 杆菌
人类基因组计划测定 约2.5万
1
4700 000
4400
1000
44/47=94%
24
(22+X+Y）
31.6亿
不超过2%
结论：基因是DNA的片段，
资料3：人类基因组计划
DNA中存在非基因片段
绿色荧光蛋白基因
绿色荧光蛋白
控制合成
绿色荧光
发出
说明：①基因能控制性状，具有遗传效应
分析资料2
水母为什么能发出绿色荧光？
经过人工转基因处理后绿色荧光蛋白基因转入小鼠体内，小鼠发荧光
②基因是遗传的结构和功能单位
利用表格，分析资料2及图C
资料2（图C） 自变量 因变量 分组 实验组 对照组
结果
结论 小鼠有无绿色荧光蛋白基因
在紫外线照射下，小鼠是否发绿色荧光
1、2、4号小鼠
3号小鼠
发荧光
不发荧光
基因能控制生物性状，具有遗传效应。
总结基因和DNA 的关系
资料1、资料3
大肠杆菌、人的全部基因的碱基总数只是全部DNA分子碱基总数的一部分。
基因是DNA的片段
问题探讨、资料2
转基因生物的特有性状与导入基因有关，且导入基因有一定的独立性。
基因具有遗传效应
基因是具有遗传效应的DNA片段
基因能控制生物性状
构建基因的概念
RNA病毒，体内有基因吗？
给基因下一个定义：
基因是有遗传效应的核酸片段
基因通常是有遗传效应的DNA片段
基因是有遗传效应的RNA片段
大多数生物以DNA作为遗传物质，其基因是有遗传效应的DNA片段
有些病毒的遗传物质是RNA，如人类免疫缺陷病毒（艾滋病病毒）、流感病毒，试推测这些病毒的基因的本质。
对于RNA病毒而言，其基因就是有遗传效应的RNA片段
RNA病毒
基因通常是有遗传效应的DNA片段
构建基因的概念
判断
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
1个DNA分子上有许多个基因
具有特定的遗传效应
每一个基因都是特定的DNA片段
说明：DNA蕴含大量的遗传信息
DNA只含有4种脱氧核苷酸（4种碱基）
为什么能够储存大量的遗传信息？
二、DNA片段中的遗传信息
5’
3’
5’
3’
遗传信息就蕴藏在
四种碱基（脱氧核苷酸）的排列顺序之中
二、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（ 脱氧核苷酸）的排列顺序。
各种美妙旋律
许许多多词汇、句子
无数个数（如电话号码）
多种多样的蛋白质
基 因 排列种数
1个碱基对
2个碱基对
4×4（42）
。。。。
。。。。
n个碱基对
4n（n为碱基对数）
结论：DNA分子具有多样性
3个碱基对
4×4×4（43）
探究活动1：
碱基的排列顺序千变万化
4
由80个碱基组成的DNA分子片段，可由其碱基对组成不同的序列而携带不同的遗传信息，其种数最多可达( )
A． 480
B． 804
C． 440
D． 240
C
课堂检测
对于每一种基因来说，它又有自己特定的碱基序列。
结论：
DNA碱基特定的排列顺序，构成了DNA的特异性
DNA多样性和特异性又是什么的物质基础？
在生物体内，基因中的碱基并不是随机排列的。
你认为某个基因是碱基对随机排列成的DNA片段吗？
课堂练习
2．“DNA指纹技术”在刑事侦破、亲子鉴定等方面作用巨大，这主要是根据DNA具有( )
A． 稳定性
B． 特异性
C． 多样性
D． 可变性
B
课堂检测
的 蓝 天 是
如果选用上面的几个字拼成一句四个字的话，可以拼成多少种四个字
的话？可以有哪些情况？（文字可以重复使用，也可以不用）
天是蓝的
天蓝蓝的
蓝蓝的天
是天的蓝
天蓝天的
的的的的
蓝蓝蓝蓝
蓝是天的
蓝是是的
……
探究活动2：
尝试用文字描述三者之间的相互关系
染色体
DNA
① ②
③
④
⑥ ⑤
①染色体是DNA的主要载体。
⑥基因在染色体上，呈线性排列；
⑤染色体是基因的主要载体。
④基因通常是有遗传效应的DNA片段。
③一个DNA上有多个基因。
②DNA是染色体的主要成分。
基因
基因的功能
（1）储存遗传信息
基因中脱氧核苷酸的排列顺序就代表着遗传信息。
（2）传递遗传信息
通过复制把遗传信息传递给下一代。
（3）表达遗传信息
使遗传信息以一定的方式（转录和翻译）反映到蛋白质分子结构上，从而使后代表现出与亲代相似的性状。
基因是控制生物性状的遗传物质的结构和功能单位
当堂检测二
1.科学研究发现，未经人工转基因操作的番薯都含有农杆菌的部分基因，而
这些基因的遗传效应促使番薯根部发生膨大产生了可食用的部分，因此番
薯被人类选育并种植。下列相关叙述错误的是 （ ）
A. 农杆菌这些特定的基因可以在番薯细胞内复制
B. 农杆菌和番薯的基因都是4种碱基对的随机排列
C. 农杆菌和番薯的基因都是有遗传效应的DNA片段
D. 农杆菌这些特定的基因可能在自然条件下转入了番薯细胞
B
染色体
DNA
基因
脱氧核苷酸
碱基
有遗传效应的DNA片段
构成
+脱氧核糖+磷酸
（A、T、C、G四种）
+蛋白质
形成双链
三、脱氧核苷酸、基因、DNA、染色体的关系
细胞中基因的单位是：
脱氧核苷酸
染色体
DNA
基因
脱氧核苷酸
染色体是DNA的_____载体
每个染色体上有___________DNA分子
基因是有________的DNA片断
每个DNA分子上________基因
基因中的______________代表着遗传信息
每个基因由_____脱氧核苷酸组成
DNA是_____的遗传物质
1个或2个
多个
多个
主要
主要
遗传效应
碱基的排列顺序
基因与脱氧核苷酸的关系
基因由许多个脱氧核苷酸（基本单位）构成
基因与DNA的关系
①一个DNA上有多个基因（数量）
②基因是具有遗传效应的DNA片段（RNA片段）
③基因是DNA具有遗传效应的结构和功能单位
基因与染色体的关系
基因在染色体上呈线性排列，基因（DNA）的主要载体
基因与遗传信息的关系
遗传信息储存在基因中脱氧核苷酸（碱基）的排列顺序
判断正误
1.遗传信息储存在4种碱基的排列顺序中。( )
2.DNA分子具有多样性和特异性都与遗传信息有关。( )
3.基因中碱基对的数目与其多样性有关。( )
4.基因的基本组成单位均为脱氧核苷酸。( )
5.从广义上来说,烟草花叶病毒具有遗传效应的RNA片段也叫作基因。( )
√
√
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习题检测
×
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练习：整理总结染色体、DNA和基因三者之间的关系
如下图所示：
1
2
3

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