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(共37张PPT)
第4节 基因通常是有遗传效应的DNA片段
第三章基因的本质
目标
01
02
03
通过应用数学方法理解DNA分子的多样性和特异性,培养归纳与概括、逻辑分析和计算能力。
（科学思维、科学探究）
归纳基因与遗传信息的关系,形成结构与功能相适应的观念。（生命观念、科学思维）
学习目标
通过分析材料案例,概括基因与DNA的关系,归纳基因通常是有遗传效应的DNA片段。
（生命观念、科学思维）
情景材料一
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。
问题1:为什么转基因鲤鱼生长更快？
外源生长激素基因在鲤鱼细胞内表达，促进生长激素合成，促进了鲤鱼的生长。
问题2:导入的外源基因是一个DNA分子，还是DNA片段？
转基因鱼（左）
导入的是DNA分子的一段脱氧核苷酸序列。
问题3:基因与DNA之间是什么关系？
1865
1952
1909
1910
1944
孟德尔
提出遗传因子概念，认为遗传因子决定生物性状。
摩尔根
通过实验证明基因位于染色体上，且呈线性排列。
赫尔希和蔡斯
揭示了DNA是噬菌体的遗传物质。
艾弗里
证明DNA是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。
约翰逊
提出用基因来代替遗传因子，但没有给基因的定义。
20世纪中叶
科学家
染色体主要是由两种物质组成——DNA和蛋白质
1928
格里菲斯
通过实验证明存在转化因子使R型活细菌转化为S型细菌。
1953
沃森和克里克
揭示DNA的双螺旋结构，遗传学跨入分子遗传学时代。
基因追寻记
基因追寻记
必修二：
必修一：
短硬毛
棒状眼
深红眼
朱红眼
截翅
红宝石眼
白眼
一条染色体上应该有许多个基因；基因在染色体上呈线性排列。
DNA是染色体的组成成分,染色体是DNA的主要载体。
基因 = DNA
合作探究一:小组合作探究教材P57-58资料1、资料2、资料3，思考下列问题
一、说明基因与DNA的关系的实例
1.生物体内的DNA分子数目与基因数目相同么？生物体内所有基因的碱基总数与DNA的碱基总数相同么？如果不同，说明了什么？
2.根据资料1：能得出什么结论？
3.根据资料2：说明了什么？
4.根据资料3：说明了什么？
5. 根据资料1、资料2、资料3：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的关系的实例
分析基因与DNA的关系
思考.讨论
【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。
分析:
基因数目 DNA分子数目
基因的碱基对总数 DNA分子的碱基对总数
＞
＜
说明基因是DNA的片段， DNA中存在非基因片段。
基因A
基因B
基因C
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
基因A
基因B
基因C
含有3个基因的DNA片段的模式图
非基因片段
非基因片段
非基因片段
非基因片段
一、说明基因与DNA的关系的实例
【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%。
分析
问题4:那什么样的DNA片段是基因呢？
绿色荧光蛋白基因
（约5170个碱基对）
绿色荧光蛋白基因
小鼠受精卵
紫外线
你如何理解遗传效应？
一、说明基因与DNA的关系的实例
能控制生物的性状，基因是具有遗传效应DNA的片段。
基因是DNA片段。
基因具有遗传效应,基因能控制生物性状。
资料 1：
资料 3：
资料 2：
基因是____________的__________。
基因的作用 与DNA的关系
归纳
基因在染色体上是不连续分布的。
总结
有遗传效应
DNA片段
问题5: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。
问题6:基因都是DNA片段吗？
一、说明基因与DNA的关系的实例
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
辩证思维：
完善概念:
构建基因的概念
HIV病毒
是生物体遗传的功能单位和结构单位。
一、说明基因与DNA的关系的实例
　实战训练　
1.下列有关大肠杆菌的叙述，正确的是（ ）
A．大肠杆菌拟核的DNA中有控制性状的基因
B．大肠杆菌中DNA分子数目与基因数目相同
C．在普通光学显微镜下能观察到大肠杆菌的核糖体
D．大肠杆菌分泌的蛋白，需要经过内质网加工
　实战训练　
2.下列有关染色体、DNA、基因、脱氧核苷酸的说法，正确的是 （ ）
A．一个基因含有许多个脱氧核苷酸，基因的特异性是由脱氧核苷酸的比例决定的
B．基因是具有遗传效应的DNA片段，不是4种碱基对的随机排列
C．在DNA分子结构中，脱氧核苷酸的排列构成了DNA分子的基本骨架
D．染色体是DNA的主要载体，一条染色体上只含有1个DNA分子
　实战训练　
3.如图表示脱氧核苷酸、基因、DNA和染色体间的关系。下列有关叙述不正确的是( )
A.d是脱氧核苷酸，其种类取决于c的种类
B.基因通常是具有遗传效应的f片段
C.e含有的碱基总数等于f
D.e在h上呈线性排列
　实战训练　
4.“人类基因组计划”研究表明，人类基因组计划测定的24条染色体上有2～2.5万个基因，这一事实说明( )
A.基因是DNA上有遗传效应的片段
B.基因是染色体的片段
C.一个DNA分子上有许多个基因
D.基因只存在于染色体上
染色体
脱氧核苷酸
基因
DNA
染色体是DNA的主要载体
每个染色体上有1个或2个DNA
基因通常是有遗传效应的DNA片段
每个DNA分子上含有多个基因
是控制生物性状的结构功能单位
是主要的遗传物质
基本组成单位
二、DNA片段中的遗传信息
问题7:DNA只含有4种脱氧核苷酸（4种碱基），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
分析脱氧核苷酸序列与遗传信息的多样性
思考.讨论
7种音符
美妙旋律
26个英文字母
词汇句子
10个数字
无数个电话号码
问题7:DNA只含有4种脱氧核苷酸（4种碱基），为什么DNA能够储存大量的遗传信息？
T
G
A
A
T
C
T
G
A
A
T
C
回忆DNA分子结构：
外侧：
内侧：
二、DNA片段中的遗传信息
基本骨架，由磷酸和脱氧核糖
交替连接
（顺序固定不变）
4种碱基对的排列
（顺序可变）
哪部分可以代表遗传信息？
遗传信息：DNA分子中碱基（或碱基对、脱氧核苷酸）的排列顺序。
A
T
A
T
C
G
G
C
G
资料一：
若1个碱基对组成1个基因有_____排列方式
4种
二、DNA片段中的遗传信息
A
T
A
T
A
T
C
G
G
G
C
C
G
G
4种
16种
资料一：
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
二、DNA片段中的遗传信息
A
T
A
T
G
A
T
C
A
T
C
G
G
G
C
C
G
G
资料一：
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4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
4种
16种
64种
4n种
256种
碱基排列顺序千变万化
DNA的多样性
二、DNA片段中的遗传信息
二、DNA片段中的遗传信息
基因的碱基序列都有特定的排列顺序
DNA的特异性
你认为基因是碱基对随机排列成的DNA片段吗？
碱基排列顺序特异性
DNA分子特异性
生物特异性
二、DNA片段中的遗传信息
DNA的特异性
在刑侦、亲子鉴定领域，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，核苷酸序列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。
（1）图中的几号可能是罪犯？
1号
（2）图中的一个片段就是一个基因吗？
不是
DNA指纹图
受害者
从受害者体内分离的精液样品
怀疑对象
—— 真相永远只有一个 ！
二、DNA片段中的遗传信息
DNA的特异性
　实战训练　
5.决定DNA分子的多样性和特异性的是（ ）
A.脱氧核苷酸链上磷酸和脱氧核糖的排列特点
B.嘌呤总数与嘧啶总数的比值
C.碱基互补配对原则
D.碱基排列顺序
　实战训练　
6.下列关于DNA和基因的叙述，不正确的是（ ）
A.基因是有遗传效应的核酸分子片段
B.遗传信息能够由亲代传递到子代
C.亲代DNA通过复制在子代中传递遗传信息
D.一个DNA片段上有一个基因
　实战训练　
7.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，其种类最多可达(　　)
4120
804
440
260
A
T
G
C
T
A
C
G
　实战训练　
8.狩猎季节结束，野生动物保护人员在森林中把发现的鹿的血迹采样后进行DNA指纹分析，同时对非法狩猎嫌疑人冰箱里的鹿肉以及另一头鹿的血样和鹿肉也进行DNA检测，以下关于分析结果不正确的是（ ）
A．DNA指纹分析的原理利用了DNA分子的特异性
B．通过DNA指纹分析此嫌疑人是有罪的
C．不同生物个体和同一生物不同细胞的DNA指纹图相同
D．此技术还可用于法医学鉴定、亲子鉴定、物种亲缘关系鉴定等
　实战训练　
9.DNA指纹技术是用限制酶切割样品DNA后，并通过电泳等技术把切割后的DNA片段按大小分开。下图是一对夫妇和三个子女指纹的DNA片段，据表分析不正确的是
A．基因Ⅰ和基因Ⅱ可能位于一条染色体上
B．基因Ⅱ与基因Ⅳ可能位于一条染色体上
C．基因Ⅲ可能位于X染色体上
D．基因Ⅴ不可能位于Y染色体上
染色体
DNA是主要的 。
蛋白质
DNA
基因
脱氧核苷酸
每个DNA分子含有 个基因
基因通常是有 的DNA片段（本质）基因在染色体上呈 。
基因是 的基本单位
染色体是DNA的 。
（DNA的载体还有 和 等）
每条染色体含有 个DNA分子
每个基因含有 个脱氧核苷酸
脱氧核苷酸（碱基）的 代表遗传信息。
主要载体
线粒体
叶绿体
1个或2
遗传物质
多
遗传效应
线性排列
决定生物性状
许多个
排列顺序
三、DNA、基因与染色体三者的关系
　实战训练　
10.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鹏达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
　实战训练　
11.下列有关染色体、DNA、基因、脱氧核苷酸的说法，错误的是(　　)
一个基因含有许多个脱氧核苷酸，细胞中的嘌呤碱基与嘧啶碱基数量不一定相等
基因通常是具有遗传效应的DNA片段，一个DNA分子上可含有成百上千个基因
染色体是DNA的主要载体，G和C含量较多的DNA分子更难以解旋
在DNA分子结构中，与脱氧核糖直接相连的一般是一个磷酸基团和一个碱基
A
T
G
C
T
A
C
G
　实战训练　
12．下列关于基因、染色体、基因型、表型的相关说法正确的是（ ）
①萨顿研究蝗虫的减数分裂，证明了“基因在染色体上”
②染色体是基因的主要载体，基因在染色体上呈线性排列
③相同环境下，表型相同，基因型就相同
④后代中同时出现显性性状和隐性性状的现象叫作性状分离
⑤具有一对相对性状的纯合子杂交产生的子一代所表现的性状就是显性性状
A．①②④⑤ B．③④⑤ C．②⑤ D．①②④
　实战训练　
13．DNA指纹法在案件侦破工作中有着重要作用，从案发现场提取到的DNA样品，可为案件侦破提供证据，其中的生物学原理是（ ）
A．不同人体内的DNA所含碱基种类不同
B．不同人体内的DNA所含脱氧核苷酸排列顺序不同
C．不同人体内的DNA所含氨基酸种类、数目、排列顺序不同
D．不同人体内的DNA空间结构不同
　实战训练　
14．真核细胞中，染色体是DNA的主要载体，而基因是DNA分子上具有遗传效应的片段，下列有关叙述正确的是（　　）
A．细胞核中的DNA全部分布在染色体上，且每条染色体上只有一个DNA分子
B．基因在染色体上呈线性排列，所以染色体就是由基因组成的
C．性染色体上包含很多基因，这些基因都起决定个体性别的作用
D．有丝分裂时，核DNA会发生复制，然后随染色体平均分配到两个子细胞中
　实战训练　
15.下列关于真核生物遗传物质和性状的叙述，正确的是（ ）
A．细胞中染色体的数目始终等于DNA的数目
B．有丝分裂有利于保持亲代细胞和子代细胞间遗传性状的稳定
C．细胞中DNA分子的碱基对数等于所有基因的碱基对数之和
D．生物体中，一个基因决定一种性状，一种性状由一个基因决定

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