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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
基因等同于DNA吗
1
2
3
1903年
萨顿假说：基因在染色体上
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
基因在染色体上；
染色体由DNA和蛋白质组成；
DNA是主要的遗传物质。
问题探讨
我国科学家将外源生长激素基因导入鲤鱼的受精卵中，培育出了转基因鲤鱼。
特点：转基因鲤鱼的生长速度加快。
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度更快？
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）
【答案】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，而生长激素可使鲤鱼的生长速率加快。
【答案】导入的是DNA分子的一段脱氧核苷酸序列。
[资料1]
大肠杆菌细胞的拟核有1个DNA分子，长度约为4700000个碱基对，在DNA分子上分布着大约4400个基因，每个基因的平均长度约为1000个碱基对。
DNA分子数目 基因数目
基因的碱基对总数 DNA分子的碱基对总数
分析:
一、基因和DNA的关系
说明一个DNA上含有多个基因，基因是DNA片段。
1. 水母这一荧光性状为什么能在小鼠身上表现？
2.说明基因有什么特点？
一、基因和DNA的关系
基因是特定的DNA片段，可拼接到其他生物的DNA上去，有遗传效应(能控制生物的性状),可独立起作用。
[资料2]生长在太平洋西北部的一种水母能发出绿色荧光(图B)，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(图C)。
图C 正常光线（左）和紫外线照射下（右）的4只小鼠，其中3号小鼠为对照，1、2、4号小鼠转入了绿色荧光蛋白基因
图B 发出绿色荧光的水母
说明人的基因与DNA有怎样的数量关系？
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%。
--ATGCATGCATCCATGCTAGCCATCCCTAAGGACAG---
--TACGTACGTAGGTACGATCGGTAGGGATTCCTGTC---
基因1
基因2
非基因片段
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。
基因不是连续分布在DNA上，而是由非基因的碱基序列将其分隔开
一、基因和DNA的关系
资料1和3 ,从数量上说明基因是DNA的片段
资料2 ,从功能上说明基因有遗传效应
资料1和3 ,从数量上说明基因和DNA的关系是什么？
资料2 ,说明基因有什么功能？
基因是有遗传效应的RNA片段(少数生物)
RNA病毒的遗传物质是RNA
基因通常是有遗传效应的DNA片段
注意：有些病毒的遗传物质是RNA，如：HIV（人类免疫缺陷病毒），流感病毒、烟草花叶病毒等，对这类病毒而言，基因就是有遗传效应的RNA片段。
一、基因和DNA的关系
1、基因的本质：
基因通常是有遗传效应的DNA片段。
遗传效应：
指具有复制、转录、翻译、重组突变及调控等功能。
注意：DNA分子中含有没有遗传效应的片段，这些没有遗传效应的片段不叫基因。
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(　　)
×
√
√
分析脱氧核苷酸序列与遗传信息的多样性
DNA分子结构：
基本骨架，由脱氧核糖和磷酸交替连接（固定不变）。
碱基排列在内侧（可变）。
外侧：
内侧：
遗传信息就蕴藏在4种碱基的排列顺序之中。
哪部分可以代表遗传信息？
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
词汇句子
26个
英文字母
分析脱氧核苷酸序列与遗传信息的多样性
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？
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
4x4（42）
64种
4x4x4（43）
若n个碱基对组成1个基因
4n
……
……
4100 种基因
n 指对数
碱基排列顺序千变万化
DNA的多样性
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
基因不是碱基对随机排列构成的DNA片段。基因的碱基排列顺序是特定的，具有特异性；如果把碱基随机排列，
不一定具有遗传效应，则构不成基因。
一个DNA中碱基特定排列顺序千变万化
DNA的多样性
二、DNA的特性
1、DNA中的遗传信息
DNA分子中碱基（或碱基对、脱氧核苷酸）的排列顺序。
2、DNA的多样性
一个DNA中碱基的特定的排列顺序，又构成了每一个DNA分子的特异性。
碱基排列顺序的千变万化，构成DNA分子的多样性。
3、DNA的特异性
分析脱氧核苷酸序列与遗传信息的多样性
在刑侦领域，DNA能像指纹一样用来鉴定个人身份。结合脱氧核苷酸序列的多样性和特异性,你能分析这一方法的科学依据吗
在刑侦领域，DNA能像指纹一样用来鉴定个人身份。结合脱氧核苷酸序列的多样性和特异性,你能分析这一方法的科学依据吗
DNA指纹技术的实质就是把DNA作为像指纹那样来识别不同的人，DNA指纹的特异性主要是由于人的DNA中，不表达的碱基序列中存在着一部分串联重复的短序列，它们在不同个体间存在显著的差异。
多样性→ 多样性→ 多样性
特异性→ 特异性→ 特异性
碱基排列顺序
DNA分子
生物
碱基排列顺序
DNA分子
生物
从DNA的结构特点分析生物具有多样性和特异性的原因
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指纹技术除了能进行死者遗骸的鉴定外，还有哪些用途？
刑事侦查、亲子鉴定等
刑事案例
3号
①位置上：基因在染色体上呈线性排列，基因与染色体的行为具有一致性。
小结归纳：
②本质上：基因通常是有遗传效应的DNA片段，DAN片段不一定是基因。
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：基因的碱基排列顺序包含着遗传信息，具有多样性和特异性
4.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(　　)
5.基因中碱基对的数目与其多样性有关(　　)
6.基因的基本组成单位均为脱氧核苷酸(　　)
7.从广义上来说，烟草花叶病毒中有遗传效应的RNA片段也叫作基因(　　)
×
√
√
×
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
基因通常是有
的DNA片段
遗传效应
每个DNA分子上有 个基因
多
基因在染色体上
呈 排列
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
尝试构建基因与染色体、DNA、脱氧核苷酸之间的关系的概念图
1.分析下面的概念图，回答有关问题：
（1）图中B是 ，F是__________，H是_________。
（2）1个A与C有两种比例关系：_________和________。
（3）D和A的位置关系为：__________________________。
（4）从分子水平看D和C的关系为____________________。
（5）C的基本组成单位是图中的_______。
（6）遗传信息是D中的_____排列顺序。
蛋白质
脱氧核糖
含氮碱基
1 ：1
1 ：2
D在A上呈线性排列
D通常是有遗传效应的C片段
E
E
C DNA
G 磷酸
H
D 基因
F
A 染色体
E 脱氧核苷酸
B
课堂小结
1.回答下列问题：
(1)从结构上看：①基因是DNA上特定的片段，但DNA上的片段________(填“一定”或“不一定”)就是基因；
②基因与DNA分子的结构一样，也是由四种 按一定顺序排列而成的，也是双螺旋结构；
③每个基因上脱氧核苷酸的 是特定的；
④基因中碱基的 代表遗传信息。
不一定
脱氧核苷酸
数目及排列顺序
排列顺序
(4)基因和h的关系是_________________。
(5)如果基因存在于________上，则其遗传方式与性别相关联，这就是________。这种遗传方式既遵循________定律，又有特殊性。
基因控制h的合成
性染色体
伴性遗传
基因分离
规则的双螺旋结构
40%
0.25
练习：

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