高一下學(xué)期生物人教版必修二：3.4 基因通常是有遺傳效應(yīng)的DNA片段課件

第3章基因的本質(zhì)

自從摩爾根提出基因的染色體理論以后，基因在人們的認(rèn)識(shí)中不再是抽象的“因子”，而是存在于染色體上的一個(gè)個(gè)單位。但是基因到底是什么？摩爾根在他的《基因論》一書的末尾說：“我們?nèi)匀缓茈y放棄這個(gè)可愛的假設(shè)：就是基因之所以穩(wěn)定，是因?yàn)樗碇粋€(gè)有機(jī)的化學(xué)實(shí)體?！边@個(gè)假設(shè)能成立嗎？第4節(jié)基因通常是有遺傳效應(yīng)的DNA片段目標(biāo)010203舉例說明基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段。利用數(shù)學(xué)方法說明DNA的多樣性和特異性。說明基因和DNA的關(guān)系。教學(xué)目標(biāo)我國(guó)科學(xué)家將外源生長(zhǎng)激素基因?qū)膈庺~受精卵，培育出轉(zhuǎn)基因鯉魚，與對(duì)照組相比，生長(zhǎng)速度加快。科學(xué)家介紹，外源基因?qū)胧荏w細(xì)胞后，必須整合到受體細(xì)胞的DNA上才能發(fā)揮作用。1、為什么轉(zhuǎn)基因鯉魚生長(zhǎng)速率更快？因?yàn)橥庠瓷L(zhǎng)激素基因整合到轉(zhuǎn)基因鯉魚的DNA上，并發(fā)揮了合成生長(zhǎng)激素的作用，而生長(zhǎng)激素可使鯉魚的生長(zhǎng)速率加快。轉(zhuǎn)基因鯉魚(右)討論：?jiǎn)栴}探討我國(guó)科學(xué)家將外源生長(zhǎng)激素基因?qū)膈庺~受精卵，培育出轉(zhuǎn)基因鯉魚，與對(duì)照組相比，生長(zhǎng)速度加快?？茖W(xué)家介紹，外源基因?qū)胧荏w細(xì)胞后，必須整合到受體細(xì)胞的DNA上才能發(fā)揮作用。2、導(dǎo)入的外源基因是1個(gè)DNA分子，還是DNA分子的一段脫氧核苷酸序列？轉(zhuǎn)基因鯉魚(右)討論：導(dǎo)入的是DNA分子的一段脫氧核苷酸序列。問題探討基因追尋記1865年，孟德爾，提出了：

。1909年，約翰遜：將“遺傳因子”命名為：

。1910年，摩爾根證實(shí)了：

。20世紀(jì)中葉：染色體主要是由兩種物質(zhì)組成的：

。1944，艾弗里等；1952年，赫爾希及蔡斯：實(shí)驗(yàn)證明了：

。1953年：沃森、克里克提出了DNA

。遺傳因子基因基因在染色體上DNA和蛋白質(zhì)DNA是遺傳物質(zhì)雙螺旋結(jié)構(gòu)模型

果蠅X染色體上的一些基因DNA是染色體的組成成分,一條染色體上有許多個(gè)基因基因在染色體上呈線性排列為什么外源基因必須整合到受體細(xì)胞的DNA上才能發(fā)揮作用？科學(xué)家已經(jīng)證明DNA是遺傳物質(zhì)，那么，基因與DNA之間是什么關(guān)系呢？染色體是DNA的主要載體。DNA與染色體的關(guān)系?基因和染色體的關(guān)系？資料1：大腸桿菌細(xì)胞的擬核有1個(gè)DNA分子，長(zhǎng)度約為4.7×106個(gè)堿基對(duì)，

在DNA分子上分布著大約4.4×103個(gè)基因，每個(gè)基因的平均長(zhǎng)度約

為1×103個(gè)堿基對(duì)?；驍?shù)目DNA分子數(shù)目基因的堿基對(duì)總數(shù)DNA分子的堿基對(duì)總數(shù)＞＜說明：基因是DNA的片段，DNA中存在非基因片段。分析:思考·討論

分析基因與DNA的關(guān)系正在分裂的大腸桿菌，細(xì)胞內(nèi)的DNA被染成紅色基因A基因B基因C含有3個(gè)基因的DNA片段的模式圖非基因片段非基因片段非基因片段資料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DNA的堿基序

列。每條染色體上有一個(gè)DNA分子。

這24個(gè)DNA分子大約含有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2%。說明：基因是DNA的片段，DNA中存在非基因片段。分析:基因的堿基對(duì)總數(shù)DNA分子的堿基對(duì)總數(shù)＜思考·討論

分析基因與DNA的關(guān)系資料2：生長(zhǎng)在太平洋西北部的一種水母能發(fā)出綠色

熒光，這是因?yàn)樗傅腄NA上有一段長(zhǎng)度為

5.17×103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)入了水母綠色熒

光蛋白基因的轉(zhuǎn)基因鼠，在紫外線的照射下，

也能像水母一樣發(fā)光。發(fā)綠色熒光的水母綠色熒光蛋白基因綠色熒光蛋白控制合成綠色熒光發(fā)出說明：基因是具有遺傳效應(yīng)的DNA片段?；虻倪z傳效應(yīng)是指能夠指導(dǎo)相應(yīng)蛋白質(zhì)的合成，控制生物體的性狀等?；蚴强梢郧谐?，可拼接到其他生物的DNA上去，從而在其他生物體中表現(xiàn)出該基因控制的性狀，是遺傳物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能單位。思考·討論

分析基因與DNA的關(guān)系1、“問題探討”中提到的生長(zhǎng)激素基因的遺傳效應(yīng)是什么？2、請(qǐng)從DNA水平上給基因下一個(gè)定義，要求既能反映基因與DNA的關(guān)系，

又能體現(xiàn)基因的作用。使鯉魚的生長(zhǎng)速率加快。資料1資料3大腸桿菌DNA人的DNA資料2轉(zhuǎn)基因?qū)嶒?yàn)基因是DNA的片段基因可以控制某種性狀基因具有遺傳效應(yīng)基因是____________的__________。

基因的作用與DNA的關(guān)系有遺傳效應(yīng)DNA片段思考·討論

分析基因與DNA的關(guān)系基因A基因B一個(gè)DNA分子中有許多個(gè)基因基因是遺傳物質(zhì)中決定性狀的最小單位每個(gè)基因都是特定的DNA片段有著特定的遺傳效應(yīng)

所以，并不是隨便一段DNA就稱為基因?；蚴且欢蜠NA，但是一段DNA不一定是基因。一、基因與DNA的關(guān)系……大多數(shù)生物以DNA作為遺傳物質(zhì)，其基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段有些病毒的遺傳物質(zhì)是RNA，如人類免疫缺陷病毒（艾滋病病毒）、流感病毒等。試推測(cè)這些病毒（RNA病毒）基因的本質(zhì)。對(duì)于RNA病毒而言，其基因就是有遺傳效應(yīng)的RNA片段基因通常是有遺傳效應(yīng)的DNA片段HIV病毒一、基因與DNA的關(guān)系基因的概念：說明DNA蘊(yùn)含了大量的遺傳信息1個(gè)DNA分子上有許多個(gè)基因每一個(gè)基因都是特定的DNA片段基因具有特定的遺傳效應(yīng)DNA只含有4種脫氧核苷酸（分別含A、T、G、C4種堿基），為什么能夠儲(chǔ)存大量的遺傳信息呢？二、DNA片段中的遺傳信息分析脫氧核苷酸序列與遺傳信息的多樣性由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？各種美妙旋律許許多多詞匯、句子無數(shù)個(gè)數(shù)（如電話號(hào)碼）思考·討論TGAATCTGAATC回憶DNA分子結(jié)構(gòu)：哪部分可以代表遺傳信息呢？遺傳信息：蘊(yùn)藏在4種堿基的排列順序之中?；竟羌?，由脫氧核糖和磷酸交替連接而成（順序固定不變）4種堿基的排列順序（順序可變）外側(cè)：內(nèi)側(cè)：分析脫氧核苷酸序列與遺傳信息的多樣性思考·討論資料一：若1個(gè)堿基對(duì)組成1個(gè)基因有_____排列方式若2個(gè)堿基對(duì)組成1個(gè)基因有_____排列方式若3個(gè)堿基對(duì)組成1個(gè)基因有_____排列方式若n個(gè)堿基對(duì)組成1個(gè)基因有_____排列方式4種16種64種4n種堿基排列順序的千變?nèi)f化DNA的多樣性TCGATAGCTA遺傳信息基本骨架分析脫氧核苷酸序列與遺傳信息的多樣性思考·討論資料二基因的堿基序列都有特定的排列順序DNA的特異性資料1的推算是建立在所有堿基對(duì)的隨機(jī)排列都能構(gòu)成基因這一假設(shè)上的。事實(shí)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(huì)在生物體內(nèi)重復(fù)許多次。你認(rèn)為基因是堿基對(duì)隨機(jī)排列成的DNA片段嗎？DNA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)分析脫氧核苷酸序列與遺傳信息的多樣性思考·討論

在刑偵、親子鑒定領(lǐng)域，DNA能像指紋一樣用來鑒定個(gè)人身份。結(jié)合脫氧核苷酸序列的多樣性和特異性，你能分析這一方法的科學(xué)依據(jù)嗎？在人類的DNA中，核苷酸序列多樣性表現(xiàn)為每個(gè)人的DNA幾乎不可能完全相同，因此，DNA可以像指紋一樣用來鑒別身份。分析脫氧核苷酸序列與遺傳信息的多樣性思考·討論（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DNA指紋圖

受害者

從受害者體內(nèi)分離的精液樣品

懷疑對(duì)象——真相永遠(yuǎn)只有一個(gè)

！分析脫氧核苷酸序列與遺傳信息的多樣性思考·討論二、DNA片段中的遺傳信息1、遺傳信息：蘊(yùn)藏在4種堿基的排列順序之中。2、DNA的特點(diǎn)：(1）多樣性：(2）特異性：堿基排列順序的千變?nèi)f化，構(gòu)成了DNA的多樣性。每個(gè)DNA分子都有特定的堿基排列順序，構(gòu)成了每個(gè)DNA分子的特異性。(3）意義：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)

生物體多樣性和特異性的直接原因是什么？根本原因是什么？提示：直接原因：蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的多樣性和特異性。

根本原因：DNA分子(基因)的多樣性和特異性。染色體脫氧核苷酸基因DNA是DNA的主要載體每條染色體上有1個(gè)或2個(gè)DNA基因通常是有遺傳效應(yīng)的DNA片段每個(gè)DNA分子上含有許多個(gè)基因是主要的遺傳物質(zhì)基本組成單位1條染色體1個(gè)DNA1條染色體2個(gè)DNA三、基因與DNA、染色體的關(guān)系短硬毛棒狀眼深紅眼朱紅眼截翅紅寶石眼白眼基因中脫氧核苷酸的排列順序代表遺傳信息是遺傳物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能單位蛋白質(zhì)+基因在染色體上呈線性排列練習(xí)與應(yīng)用.

1.科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，未經(jīng)人工轉(zhuǎn)基因操作的番薯都含有農(nóng)桿菌的部分基因，而這些基因的遺傳效應(yīng)促使番薯根部發(fā)生膨大產(chǎn)生了可食用的部分，因此番薯被人類選育并種植。下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是（）A.農(nóng)桿菌這些特定的基因可以在番薯細(xì)胞內(nèi)復(fù)制B.農(nóng)桿菌和番薯的基因都是4種堿基對(duì)的隨機(jī)排列C.農(nóng)桿菌和番薯的基因都是有遺傳效應(yīng)的DNA片段D.農(nóng)桿菌這些特定的基因可能在自然條件下轉(zhuǎn)入了番薯細(xì)胞B一、概念檢測(cè).

一、概念檢測(cè)2.整理總結(jié)染色體、DNA和基因三者之間的關(guān)系，并以你認(rèn)為最簡(jiǎn)明的形式表示出來。染色體DNA基因.

二、拓展應(yīng)用1.在嚴(yán)查偷獵野生動(dòng)物的行動(dòng)中，執(zhí)法部門發(fā)現(xiàn)某餐館出售的一種烤肉比較可疑，餐館工作人員說是“山羊肉”，經(jīng)實(shí)驗(yàn)室檢驗(yàn)，執(zhí)法部門確定這種“山羊肉”來自國(guó)家二級(jí)保護(hù)動(dòng)物斑羚。你認(rèn)為執(zhí)法部門最可能采取哪種檢測(cè)方法?為什么?最可能采取DNA鑒定的方法。因?yàn)槊糠N生物的DNA具有特異性，只有將“山羊”的DN