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生物学（新人教版）
遗传与进化
第三章 第4节
基因通常是有遗传效应的DNA片段
问题探究
我国科学家将外源生长激素基因导入鲤鱼受精卵，培育出转基因鲤鱼，与对照组相比，生长速度加快。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、为什么转基因鲤鱼生长更快？
2、导入的外源基因是一个DNA分子，还是DNA片段？
因为外源生长激素基因整合到转基因鲤鱼的DNA上，并发挥了促进生长激素合成的功能，而生长激素可使鲤鱼的生长速率加快。
导入的是DNA分子的一段脱氧核苷酸序列。
转基因鲤鱼
孟德尔
约翰逊
萨顿
摩尔根
格里菲思
艾弗里
赫尔希
蔡斯
沃森
克里克
提出“遗传因子”，并发现遗传定律。
将“遗传因子”
改为“基因”。
提出基因在染色体上的假说。
肺炎双球菌转化实验证明DNA是遗传物质。
果蝇杂交实验，证明基因在染色体上。
噬菌体侵染大肠杆菌证明DNA是真正的遗传物质。
DNA双螺旋结构模型
染色体
DNA
蛋白质
一、说明基因与DNA关系的实例
讨论
基因与DNA之间是什么关系呢？
①基因在染色体上；
②染色体由DNA和蛋白质组成；
③DNA是主要的遗传物质。
一、说明基因与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。
②基因的碱基总数＜DNA分子的碱基总数
①大肠杆菌一个DNA上含有多个基因。
④DNA 中存在非基因片段。
③基因是DNA的片段
一、说明基因与DNA关系的实例
资料3：
人类基因组计划测定的是24条染色体（22条常染色体+X+Y）上的DNA的碱基序列。其中，每条染色体上有1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%。
基因是DNA的片段，DNA中存在大量的非基因片段。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。
基因是一段DNA，但是一段DNA不一定是基因。
基因A
基因B
基因C
含有3个基因的DNA片段的模式图
一、说明基因与DNA关系的实例
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分子上有一段长度为5.1×103个碱基对的片段——绿色荧光蛋白基因。转基因实验表明，转入了水母的绿色荧光蛋白基因的转基因鼠，在紫外线的照射下，也能象水母一样发光。
说明基因能控制生物性状，基因具有遗传效应。它可以独立起作用。
遗传效应是指可以复制、转录、翻译、指导蛋白质合成，从而控制生物的性状
一、说明基因与DNA关系的实例
实例1
实例3
大肠杆菌DNA
人的DNA
实例2
转基因实验
基因是一个DNA片段
基因可以控制某种性状
基因具有遗传效应
基因是具有遗传效应的DNA片段
根据以上实例，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。
一、说明基因与DNA关系的实例
讨论
3、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。
基因能够指导相应蛋白质的合成、控制生物体的性状等。“问题探讨”中提到的生长激素基因的遗传效应是使鲤鱼的生长速率加快。
基因是有遗传效应的DNA片段。
2、你如何理解基因具有遗传效应？本节“问题探讨”中提到的生长激素基因的遗传效应是什么？
二、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），核苷酸的排列顺序中蕴藏着遗传信息。为什么DNA能够储存大量的遗传信息？
二、DNA片段中的遗传信息
思考 讨论
那么，4种脱氧核苷酸能组成的许多脱氧核苷酸序列吗？能够储存大量的遗传信息吗？
分析脱氧核苷酸序列与遗传信息的多样性
7种音符
美妙旋律
26个
英文字母
词汇和句子
二、DNA片段中的遗传信息
资料1：
1个DNA分子的基本骨架是由脱氧核糖和磷酸交替连接而成的，从头至尾没有变化，而骨架内侧4种碱基的排列顺序与遗传信息的多样性却是可变的。
碱基排列顺序千变万化
DNA分子的多样性
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
4×4（42）种
4×4×4（43）种
基本骨架
T
A
C
G
G
C
A
T
G
C
遗传信息
思考 讨论
分析脱氧核苷酸序列与遗传信息的多样性
若n个碱基对组成1个基因
4n种
二、DNA片段中的遗传信息
资料2：
资料1的推算是建立在所有碱基对的随机排列都能构成基因这一假设上的。事实上，大部分随机排列的脱氧核苷酸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许多次。
基因不是碱基对随机排列构成的DNA片段，碱基具有特定的排列顺序，构成了DNA分子的特异性。
T
A
C
G
G
C
A
T
G
C
G
C
A
T
5
3
5
3
思考 讨论
分析脱氧核苷酸序列与遗传信息的多样性
3. DNA分子结构特性
多样性
长链中碱基对的排列顺序千变万化。n个碱基对构成的DNA具有4n种碱基排列顺序。
特异性
每个DNA分子都具有特定的碱基排列顺序。
稳定性
两条长链上的磷酸与脱氧核苷酸交替排列的顺序稳定不变，两条链之间的碱基互补配对的方式稳定不变。
二、DNA片段中的遗传信息
三、基因通常是有遗传效应的DNA片段
研究表明， DNA能够储存足够量的遗传信息；遗传信息蕴藏在4种碱基的排列顺序之中；碱基排列顺序的千变万化，构成了DNA的多样性，而碱基特定的排列顺序，又构成了每个DNA分子的特异性；
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。
DNA上分布着许多个基因，基因通常是有遗传效应的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/HIV病毒)、流感病毒、烟草花叶病毒、2019-nCoV、SARS病毒等；对这类病毒而言，基因就是有遗传效应的RNA片段。
流感病毒
SARS病毒
烟草花叶病毒
2019-nCoV
HIV病毒
二、DNA片段中的遗传信息
染色体
DNA
基因
脱氧核苷酸
染色体是 的主要载体
DNA
每条染色体上有 个DNA分子
1个或2个
DNA是主要的 ，
遗传物质
基因是有 的DNA片段
遗传效应
每个DNA分子上有 个基因
多
线性
是控制生物体 的基本单位
性状
每个基因由许多 组成
脱氧核苷酸
基因中 ，排列顺序代表着遗
传信息
脱氧核苷酸
课堂小结
基因在染色体上
呈 排列

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