2.3.4基因是具有遺傳效應(yīng)的DNA片段課件-高一下學(xué)期生物人教版必修2

2.3.4基因通常是具有遺傳效應(yīng)的DNA片段生長在太平洋西北部的一種水母能發(fā)出綠色熒光，這是因為水母含有綠色熒光蛋白?？茖W(xué)家將水母中編碼綠色熒光蛋白的基因?qū)朕D(zhuǎn)基因小鼠體內(nèi)，結(jié)果在紫外線照射下，小鼠也能像水母一樣發(fā)光。討論：為什么轉(zhuǎn)基因小鼠會發(fā)出綠色熒光？導(dǎo)入的綠色熒光蛋白基因是一個DNA分子，還是DNA分子的一段序列？思考?討論疑惑：基因到底是什么？CH2CHCOOHNH2CH2CHCOOHNH2HOCH2COOHHOOHCO2＋H2O苯丙氨酸酪氨酸尿黑酸飲食（營養(yǎng)）中蛋白質(zhì)分解一個突變基因——一個代謝阻礙基因是串在染色體上的“珠子”（經(jīng)典遺傳學(xué)）基因是控制生物性狀的基本單位基因是突變和重組（交換）的基本單位（最小單位）說明：按照經(jīng)典遺傳學(xué)，基因突變就是一個“珠子”變成另一種的“珠子”，珠子在染色體上的位置并沒有改變（所以是等位基因）。由于珠子是不可分割的（類比于早期的原子論），因此，基因突變時是以“珠子”這一整體進(jìn)行的。染色體發(fā)生交換時，交換各自的“珠子”，由此導(dǎo)致染色體上的“珠子”重新組合。lz+lzslzglzs或lzg×lzslzglzslzs或lzglzglzs或lzg理論上無野生型回復(fù)突變率遠(yuǎn)低于0.2%實際0.2%野生型lzslzg果蠅X染色體lzslzgxy+yx+lz+yxlzsxy+lzgyx+基因不是重組和突變的基本單位，重組和突變可以發(fā)生在基因內(nèi)部lzs右側(cè)加y+標(biāo)記，lzg左側(cè)加x+標(biāo)記子代野生型果蠅都不帶x+和y+標(biāo)記分析：為什么子代野生型果蠅都不帶有標(biāo)記，發(fā)生了什么呢？科學(xué)家鑒定出兩種隱性突變的果蠅，apr純合為杏色眼，w純合為白色眼，野生型果蠅為紅色眼。經(jīng)典遺傳學(xué)計算顯示apr和w是距離很近、緊挨著的兩個基因。aprw+apr+w×apraprw+w+apr+w杏色眼純合子白色眼半合子問題：若apr+和w+是兩個不同的基因（非等位基因），子代雌蠅表現(xiàn)什么眼色？實驗中子代雌蠅表現(xiàn)杏色眼，這說明apr和w是非等位基因還是等位基因？子代雌蠅a++b反式雜合子a、b是非等位基因→野生型a、b是等位基因→突變型表現(xiàn)相同或相近的兩個突變基因是兩個不同基因（非等位基因）發(fā)生突變的結(jié)果？還是一個基因內(nèi)不同部位發(fā)生突變的結(jié)果（等位基因）？aa×bb說明：這一測試可以判斷一個基因的范圍到底有多大。完全培養(yǎng)基基本培養(yǎng)基基本培養(yǎng)基＋氨基酸野生型完全培養(yǎng)基基本培養(yǎng)基基本培養(yǎng)基＋維生素基本培養(yǎng)基＋嘌呤嘧啶完全培養(yǎng)基基本培養(yǎng)基基本培養(yǎng)基＋丙氨酸基本培養(yǎng)基＋酪氨酸基本培養(yǎng)基＋亮氨酸基本培養(yǎng)基＋苯丙氨酸突變型紅色面包霉誘變＋鳥氨酸＋瓜氨酸＋精氨酸突變菌株A（酶a缺陷）＋＋＋突變菌株B（酶b缺陷）－＋＋突變菌株C（酶c缺陷）－－＋說明：“－”表示不能生長，“＋”表示可以生長。前體物質(zhì)鳥氨酸瓜氨酸精氨酸突變菌株A突變菌株B突變菌株C酶a缺陷酶b缺陷酶c缺陷一個基因一種酶三種精氨酸合成缺陷突變體（每種突變菌株只涉及精氨酸合成途徑中的一種酶異常）一個基因一種蛋白質(zhì)問題：血紅蛋白由幾條多肽鏈構(gòu)成？AAAaaa電泳AAAaaa差異的肽片段NH2…－COOHValHisLeuThrProGluGluNH2…－COOHValHisLeuThrProValGlu一個基因一條多肽鏈酶切后雙向紙層析正常異常啟示：特殊變異類型對于科學(xué)研究具有重要的意義。討論：Garrod對尿黑酸癥的研究、Beadle對紅色面包霉?fàn)I養(yǎng)缺陷突變的研究以及科學(xué)家對鐮狀細(xì)胞貧血癥的研究，都表明基因具有“遺傳效應(yīng)”，嘗試談一談你對“遺傳效應(yīng)”的理解。資料分析色氨酸合成酶基因的遺傳圖距離基因突變類型野生型多肽鏈上的氨基酸突變型多肽鏈上的氨基酸多肽鏈中氨基酸的位置A446A487A223A23A187A78A169.04.30.44.061.50.016TyrLeuTyrGlyGlyGlySerCysArgIleArgValCysLeu175177183211213234235基因的堿基序列和多肽中的氨基酸序列存在共線性關(guān)系不同突變類型的遺傳距離和變異氨基酸之間的距離存在正相關(guān)。基因的堿基序列和多肽中的氨基酸序列并不是一一對應(yīng)的DNA通過mRNA控制蛋白質(zhì)的合成。若基因（DNA）中的堿基序列和多肽中的氨基酸序列一一對應(yīng)，則基因中的堿基序列和mRNA中的堿基序列也一一對應(yīng)。有些基因通過編碼RNA（不編碼蛋白質(zhì)）來發(fā)揮效應(yīng)去除核糖體的蛋白質(zhì)，剩余的rRNA仍可以催化蛋白質(zhì)的合成。資料分析資料1：大腸桿菌細(xì)胞的擬核有1個DNA分子，長度約為4700000個堿基對，在DNA分子上分布著大約4400個基因，每個基因的平均長度約為1000個堿基對。資料2：人類基因組計劃測定的是24條染色體（22條常染色體+X+Y）上DNA的堿基序列。其中，每條染色體上有一個DNA分子。這24個DNA分子大約有31.6億個堿基對，其中，構(gòu)成基因的堿基數(shù)占堿基總數(shù)的比例不超過2%。討論：生物體內(nèi)的DNA分子數(shù)目與基因數(shù)目相同嗎？如果不同，說明了什么？基因是具有遺傳效應(yīng)的DNA片段基因具有遺傳效應(yīng)（功能）一個基因能控制一條多肽或RNA的合成?；蚴荄NA的片段（與DNA的關(guān)系）2.3.4.1說明基因與DNA關(guān)系的實例DNA基因a基因b基因c基因d具有遺傳效應(yīng)思考?討論——分析脫氧核苷酸序列與遺傳信息的多樣性資料1：如果一個堿基對組成一個基因，4種堿基對的排列可以形成4種基因（這僅僅是假設(shè)）；如果2個堿基對組成一個基因，則可能形成16（即4×4）種基因；如果3個堿基對組成1個基因，則可能形成64（即4×4×4）種基因。1212注意：兩條鏈?zhǔn)怯袇^(qū)別的。ATTA注意：上一條鏈自左向右是5′→3′。ATTATAAT1212思考?討論——分析脫氧核苷酸序列與遺傳信息的多樣性資料2：資料1的推算是建立在所有堿基對的隨機(jī)排列都能構(gòu)成基因這一假設(shè)上的。事實上，大部分隨機(jī)排列的脫氧核苷酸序列從來不曾出現(xiàn)在生物體內(nèi)，而有些序列卻會在生物體內(nèi)重復(fù)許多次。討論：１．如果是100個堿基對組成一個基因，可能組成多少種基因？2．怎樣理解DNA的多樣性和特異性，你能從DNA的結(jié)構(gòu)特點分析生物體具有多樣性和特異性的原因嗎？3．分析刑偵領(lǐng)域中，利用DNA指紋鑒定個人身份的科學(xué)依據(jù)。4．你認(rèn)為基因是堿基對隨機(jī)排列而成的DNA片段嗎？為什么？提示：建議以一條鏈的核苷酸序列來分析，這樣計算基因