基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段.ppt

第4節(jié)基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段 第三章基因的本質(zhì) 一張令世界沉默的照片 2015年9月3日 歐洲各大報(bào)紙頭條都刊載了一幅照片 照片里 一名3歲的敘利亞小難民面朝下趴在沙灘上 仿佛睡著 男孩名叫艾蘭 庫(kù)爾迪 2日偷渡途中因船只嚴(yán)重超載翻沉而溺亡 尸體隨后漂到土耳其海灘 與艾蘭一同溺亡的還有他的母親拉赫曼和5歲的哥哥加利普 此外還有10多名難民同時(shí)遇難 這一揪心畫(huà)面讓國(guó)際社會(huì)震驚 也引發(fā)國(guó)際社會(huì)關(guān)注今年以來(lái)堪稱歐洲二戰(zhàn)后面臨的最大難民潮 9 11事件 和 印度洋海嘯 中罹難者的尸體被嚴(yán)重毀壞 依靠PCR儀進(jìn)行DNA指紋檢測(cè)進(jìn)行了身份識(shí)別 1 DNA指紋圖片上的片段代表什么 2 是否就是基因 3 基因是否等于DNA 1 大腸桿菌細(xì)胞的擬核有1個(gè)DNA分子 長(zhǎng)度約為4700000個(gè)堿基對(duì) 在DNA分子上分布著4400個(gè)基因 每個(gè)基因的平均長(zhǎng)度約為1000個(gè)堿基對(duì) 分析資料1 計(jì)算DNA分子數(shù)目與基因關(guān)系 計(jì)算一個(gè)基因的堿基總數(shù)與一個(gè)DNA分子的堿基總數(shù)的關(guān)系 由此你能推理得到什么結(jié)論 大腸桿菌一個(gè)DNA上含有多個(gè)基因 大腸桿菌所有基因的堿基總數(shù)小于DNA分子的堿基總數(shù) 說(shuō)明基因是DNA的片段 DNA中存在非基因片段 資料分析1 一 基因與DNA的關(guān)系 一 基因與DNA的關(guān)系 3 人類基因組計(jì)劃測(cè)定的是24條染色體 22條常染色體 X Y 上的DNA的堿基序列 其中 每條染色體上有一個(gè)DNA分子 這24個(gè)DNA分子大約有31 6億個(gè)堿基對(duì) 其中 構(gòu)成基因的堿基數(shù)占?jí)A基總數(shù)的比例不超過(guò)2 分析資料3 人的基因堿基數(shù)量與DNA堿基數(shù)量有怎樣的關(guān)系 由此你能推理得出什么結(jié)論 分析一段堿基片段的組成 由此你能推理得什么結(jié)論 基因是DNA的片段 DNA中存在大量的非基因片段 基因不是連續(xù)分布在DNA上的 而是由堿基序列將其分隔開(kāi)的 人體中構(gòu)成基因的堿基對(duì)組成比較少 占全部堿基總數(shù)不超過(guò)2 這說(shuō)明并不是隨便一段DNA就稱為基因 基因是一段DNA 但是一段DNA不一定是基因 比較資料1和3 你還能得出什么結(jié)論 大腸桿菌的DNA分子 其中 構(gòu)成基因的堿基數(shù)占?jí)A基總數(shù)的比例為 4400 1000 4700000 94 人類DNA中 構(gòu)成基因的堿基數(shù)占?jí)A基總數(shù)的比例不超過(guò)2 生物越高等DNA中存在的非基因片段的比例越高 什么樣的DNA片段就是基因 2 生長(zhǎng)在太平洋西北部的一種海蟄能發(fā)出綠色熒光 這是因?yàn)楹ＯU的DNA分子上有一段長(zhǎng)度為5170個(gè)堿基對(duì)的片段 綠色熒光蛋白基因 轉(zhuǎn)基因?qū)嶒?yàn)表明 轉(zhuǎn)入了海蟄的綠色熒光蛋白基因的轉(zhuǎn)基因鼠 在紫外線的照射下 也能象海蟄一樣發(fā)光 分析資料2 討論為什么海蜇這一熒光的性狀能在小鼠身上表現(xiàn) 說(shuō)明基因有什么功能 由此你能推理得出什么結(jié)論 把海蜇的綠色熒光基因轉(zhuǎn)入鼠的體內(nèi) 鼠體內(nèi)出現(xiàn)了以前沒(méi)有的熒光 說(shuō)明基因能控制生物性狀 基因有特定的遺傳效應(yīng) 它可以獨(dú)立起作用 4 不少人認(rèn)為 人和動(dòng)物體的胖瘦是由遺傳決定的 近來(lái)的科學(xué)研究發(fā)現(xiàn) 小鼠體內(nèi)的HMGIC基因與肥胖直接相關(guān) 具有HMGIC基因缺陷的實(shí)驗(yàn)鼠與作為對(duì)照的小鼠 吃同樣多的高脂肪食物 一段時(shí)間后 對(duì)照組的小鼠變得十分肥胖 而具有HMGIC基因缺陷的實(shí)驗(yàn)鼠體重仍然保持正常 分析資料4 由此你能推理得出什么結(jié)論 沒(méi)有HMGIC基因 就沒(méi)有肥胖的表現(xiàn) 有HMGIC基因就有肥胖表現(xiàn) 說(shuō)明基因能控制生物的性狀 人和動(dòng)物的胖瘦是受基因控制的 整合資料2和資料4你能總結(jié)什么結(jié)論 基因具有遺傳效應(yīng) 基因能控制蛋白質(zhì)合成 從而控制生物的性狀 將分步結(jié)論進(jìn)行整合 歸納DNA與基因的關(guān)系 基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段 基因是生物體遺傳的結(jié)構(gòu)單位和功能單位 基因是DNA片段 不是連續(xù)分布在DNA上 而是由堿基序列將其分隔開(kāi) 它能控制性狀 具有特定的遺傳效應(yīng) 上面的實(shí)例說(shuō)明了 DNA必然蘊(yùn)含著大量的遺傳信息 那么DNA分子中的哪一部分可以儲(chǔ)存遺傳信息呢 由4種堿基排列而成的脫氧核苷酸序列 足以儲(chǔ)存生物體必需的全部遺傳信息嗎 學(xué)習(xí)小組分析DNA分子的結(jié)構(gòu) 外側(cè)即基本骨架是什么 內(nèi)側(cè)是什么 由此你能推測(cè)出哪一部分可以儲(chǔ)存遺傳信息呢 推測(cè) 從DNA分子的結(jié)構(gòu)中可以推測(cè)遺傳信息與4種堿基的排列順序有關(guān) AGCGT TCGAT TCGCA AGCTA AGCTG TCGAT TCGAC AGCTA 基因1 基因2 比較基因1和基因2有何不同 堿基對(duì)的排列順序不同 學(xué)生利用數(shù)學(xué)模型建構(gòu)的方法來(lái)探究4種堿基排列的順序 是否足以表達(dá)生物體必備的各種遺傳信息這個(gè)問(wèn)題 進(jìn)行探究 情景1 若1個(gè)堿基對(duì)組成一個(gè)基因 那么理論上可以排列出多少種基因 情景2 若2個(gè)堿基對(duì)組成一個(gè)基因呢 情景3 若n個(gè)堿基對(duì)組成一個(gè)基因呢 41 4種 42 16種 4n種 二 DNA片段中的遺傳信息 情景4 若決定臉型的一個(gè)基因有17個(gè)堿基對(duì)組成 那可能有多少種排列形式 不同的人臉型不同說(shuō)明DNA有什么特點(diǎn) 含有四種堿基的脫氧核苷酸 堿基互補(bǔ)配對(duì) 截至2005年6月 全球人口總數(shù)接近65億 假設(shè)人類基因組中第1號(hào)染色體的第1個(gè)基因是由17個(gè)堿基對(duì)隨機(jī)排列構(gòu)成的 那么 17個(gè)堿基對(duì)的所有排列是否都有機(jī)會(huì)出現(xiàn) 你與你的同桌相比 這個(gè)基因的脫氧核苷酸序列完全相同的可能性有多大 1 434 上述結(jié)果是建立在純理論的情況下 其實(shí) 有一些排列情況并不存在 但即使去除一些不存在的排列情況 得到的結(jié)果依然是天文數(shù)字 探究 不是 基因是堿基對(duì)隨機(jī)排列成的DNA片段嗎 提示 從進(jìn)化角度分析 理論上 每一個(gè)基因中的堿基對(duì)是可以隨機(jī)排列的 但大量隨機(jī)排列的核苷酸序列一般不能表達(dá)出某種適應(yīng)環(huán)境的性狀 這種序列在長(zhǎng)期進(jìn)化過(guò)程中會(huì)逐漸被淘汰掉 探究 你能從分子水平解釋生物的多樣性和特異性的原因嗎 堿基排列順序多樣性 DNA分子多樣性 生物多樣性 堿基排列順序特異性 DNA分子特異性 生物特異性 遺傳信息蘊(yùn)藏在4種堿基的排列順序之中 堿基排列順序的千變?nèi)f化 構(gòu)成DNA分子多樣性 而堿基的特定的排列順序 又構(gòu)成了每一個(gè)DNA分子的特異性 DNA分子的多樣性和特異性是生物體多樣性和特異性的物質(zhì)基礎(chǔ) 嘗試對(duì)以下概念的聯(lián)系進(jìn)行描述 染色體 DNA 基因 脫氧核苷酸 堿基 模型建構(gòu) 三 基因 DNA 染色體的關(guān)系 概念圖1 染色體 DNA 基因 脫氧核苷酸 堿基 有遺傳效應(yīng)的DNA片段 構(gòu)成 脫氧核糖 磷酸 A T C G四種 蛋白質(zhì) 形成雙鏈 染色體 DNA 基因 脫氧核苷酸 染色體是DNA的主要載體 每個(gè)染色體上有一個(gè)DNA分子 基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片斷 每個(gè)DNA分子上有許多基因 基因中的脫氧核苷酸排列順序代表著遺傳信息 每個(gè)基因由許多脫氧核苷酸組成 DNA是主要的遺傳物質(zhì) 概念圖2 基因在染色體上呈線性排列 現(xiàn)在又說(shuō)基因在DNA上 那么 基因 DNA 染色體三者到底有什么關(guān)系呢 基因 DNA 染色體 1 2 3 4 5 6 三者之間相互關(guān)系 1 基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段 2 一個(gè)DNA上有多個(gè)基因 3 DNA是染色體的主要成分 4 染色體是DNA的主要載體 5 基因在染色體上 呈線性排列 6 染色體是基因的主要載體 三 基因 DNA 染色體的關(guān)系 DNA指紋 每個(gè)人都有指紋 而且?guī)缀趺總€(gè)人的指紋都很獨(dú)特 很難找到一模一樣的指紋 指紋因而也就成了人的獨(dú)特特征 指紋是可以抹去的 但DNA卻無(wú)法改變或抹去 科學(xué)家們只需要一滴血或是一根頭發(fā)就可以對(duì)其DNA進(jìn)行鑒定 DNA指紋 由 DNA 和 指紋 兩個(gè)詞構(gòu)成 即把DNA作為像指紋那樣的獨(dú)特特征來(lái)識(shí)別不同的人 每個(gè)人的DNA都不完全相同 克隆人除外 通過(guò)分子生物學(xué)方法顯示人的DNA 就可以像指紋那樣分辨人與人的不同了 知識(shí)拓展 DNA指紋技術(shù) 1 進(jìn)行DNA指紋的檢測(cè)需要哪些材料 2 DNA指紋技術(shù)有哪些方面的應(yīng)用 只需要一滴血或一根頭發(fā)的樣品就可以對(duì)其進(jìn)行DNA指紋鑒定 9 11 印尼海嘯 罹難者的尸體身份識(shí)別 親子鑒定 刑事偵查 思考 DNA指紋圖是如何做出來(lái)的 首先需用合適的酶將這三個(gè)人的待檢測(cè)的樣品DNA切成片段 然后用一定的方法將這些片段按大小分開(kāi) 再經(jīng)過(guò)一系列步驟 最后形成DNA指紋圖 1 圖中的幾號(hào)可能是罪犯 1號(hào) 2 圖中的一個(gè)片段就是一個(gè)基因嗎 不是 習(xí)題 1 下列關(guān)于基因的敘述中 不正確的是 不同的基因含有不同的遺傳信息每一個(gè)DNA分子片段都是一個(gè)基因C 每一個(gè)基因分別控制著不同的遺傳性狀D 基因存在于染色體上 2 馬和豚鼠體細(xì)胞具有相同數(shù)目的染色體 但性狀差異很大 原因是生活環(huán)境不同B DNA分子中堿基配對(duì)方式不同C 著絲點(diǎn)數(shù)目不同D DNA分子中堿基對(duì)排列順序不同 B D 知識(shí)結(jié)構(gòu) 一 說(shuō)明基因與DNA關(guān)系的實(shí)例 1 資料1 全部基因的堿基對(duì)總數(shù)是DNA分子堿基對(duì)總數(shù)的一部分 基因是DNA的片段 2 資料2 基因是DNA的片段 3 資料3 基因具有特定的遺傳效應(yīng) 4 資料4 基因是具有遺傳效應(yīng) 三 基因與DNA 染色體的關(guān)系 與DNA的關(guān)系 1 基因的實(shí)質(zhì)是有遺傳效應(yīng)的DNA片段 2 每個(gè)DNA分子包含許多個(gè)基因 2 與染色體的關(guān)系 1 基因在染色體上呈線性排列 2 染色體是基因的主要載體 二 DNA片段中的遺傳信息 DNA分子能儲(chǔ)存遺傳信息2 DNA分子的多樣性3 DNA分子的特異性 四 DNA指紋技