资源简介

(共20张PPT)
第4节
基因通常是具有
遗传效应的DNA片段
主要内容
说明基因与DNA关系的实例
DNA片段中的遗传信息
问题探讨
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。
说明基因与DNA关系的实例
一
实例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。
DNA分子数目＜基因数目,
DNA分子的碱基总数 ＞ 基因的碱基总数
结论: 基因是DNA的片段，但是一段DNA不一定是基因，DNA 中存在非基因片段。
个数 总碱基对数
DNA 1个 470万
基因 4400个 440万
说明基因与DNA关系的实例
一
实例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%。
结论：
1.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。
2.DNA中存在大量的非基因片段。
实例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A
基因B
基因C
DNA
非基因
非基因
有遗传效应
说明基因与DNA关系的实例
一
实例2：
生长在太平洋西北部的一种海蛰能发出绿色荧光，这是因为海蛰的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，转入了海蛰的绿色荧光蛋白基因的转基因鼠，在紫外线的照射下，也能象海蛰一样发光。
实验说明：
基因能控制生物性状,基因是具有遗传效应的特定DNA片段;
说明基因与DNA关系的实例
一
实例2：
生长在太平洋西北部的一种海蛰能发出绿色荧光，这是因为海蛰的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，转入了海蛰的绿色荧光蛋白基因的转基因鼠，在紫外线的照射下，也能象海蛰一样发光。
实验说明：
可切除，可拼接到其他生物的DNA上去，是遗传物质的结构单位，可以独立起作用。
近来科学研究发现，小鼠体内HMGIC基因与肥胖直接相关，具有HMGIC基因缺陷的实验鼠与作为对照的小鼠，吃同样多的高脂肪食物，一段时间后，对照组的小鼠变得十分肥胖，而实验鼠体重维持正常。
分析资料4，你能得出什么结论？
基因能控制生物的性状
（1）没有HMGIC基因，就_____肥胖的表现
（2）有HMGIC基因就___肥胖表现
（3）HMGIC基因能控制小鼠肥胖这一性状
没有
有
基因是遗传物质的功能单位。
实例4：
说明基因与DNA关系的实例
一
能否从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。
对蛋白质合成有直接或间接影响的能力，能控制生物的性状。
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：基因是有遗传效应的RNA片段。
1个DNA分子上有许多个基因
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
基因通常是具有遗传效应的DNA片段
染色体
注意：如果遗传物质是RNA，则基因就是具有遗传效应的RNA片段。
脱氧核苷酸、基因、DNA、染色体之间有什么关系？
DNA
基因
脱氧核苷酸
每条染色体上有一个或两个DNA分子
染色体是DNA的主要载体
是主要的遗传物质
基因是有遗传效应的DNA片段
是遗传物质的功能结构单位
每个基因种含有许多脱氧核苷酸
基因中脱氧核苷酸的排列
顺序代表遗传信息
基因在染色体上呈线性排列
每个DNA 分子，含有多个基因
DNA片段中的遗传信息
二
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种碱基对排列顺序却是可以改变的。
若1个碱基对组成1个基因有_____排列方式
若2个碱基对组成1个基因有_____排列方式
若3个碱基对组成1个基因有_____排列方式
若100个碱基对组成1个基因有 排列方式
若n个碱基对组成1个基因有_____排列方式
41种
42种
43种
4n种
4100种
碱基排列顺序千变万化
DNA的多样性
DNA片段中的遗传信息
二
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。
讨论：1.怎样理解DNA的多样性和特异性？你能从DNA的结构特点分析生物体具有多样性和特异性的原因吗？
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片段中的遗传信息
二
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。
讨论：2.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？
在人类的DNA中，脱氧核苷酸序列的多样性表现为每个人的DNA几乎不可能完全相同，因此，DNA可以像指纹一样用来鉴别身份。
DNA片段中的遗传信息
二
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。
讨论：3.你认为基因是碱基对随机排列成的DNA片段吗？为什么？
不是，基因的碱基序列都有特定的排列顺序。
DNA片段中的遗传信息
二
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，
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。
DNA片段中的遗传信息
二
DNA结构的特性：
稳定性：
多样性：
特异性：
是指DNA双螺旋空间结构的相对稳定性。
碱基的排列顺序可以千变万化，构成了DNA的多样性。
每个特定的DNA分子中都存在特定的碱基排列顺序，特定的碱基排列顺
序中有遗传效应的片段代表遗传信息，所以每个特定的DNA分子中都储
存着特定的遗传信息，构成了每个DNA分子的特异性。
从DNA的结构特点分析生物具有多样性和特异性的原因
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
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
课堂巩固
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
课堂巩固
2.整理总结染色体、DNA、基因、脱氧核苷酸之间的关系，并以你认为最简明的形式表示出来。
染色体
DNA
基因
脱氧核苷酸

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