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1、第4节 基因是有遗传效应的DNA片段,第三章 基因的本质,（1）豌豆有哪些性状？,（2）孟德尔认为性状是受什么控制的？,（3）艾弗里的研究认为，肺炎双球菌有无荚膜的性状是受什么控制的？,高茎、矮茎、圆粒、皱粒,受遗传因子即基因控制。,受DNA 控制。,那么，基因=DNA吗？,复习回顾,基因在染色体上,染色体是DNA的主要载体,问题一,资料1,人类的染色体资料3,一、说明基因与DNA关系的实例,阅读P55“资料分析”中的资料1和3，,阅读P55“资料分析”中的资料1和3，填写下表：,基因是DNA的片段,1,4700 000,4400,1000,44/47,DNA分子数 基因数,24(22+X+Y
2、）,31.6亿,不超过2%,一个DNA上有许多基因,推理：,进一步解析资料3,人体中构成基因的碱基对组成比较少，只占全部碱基总数不超过2%。那么其它片段呢？,这说明并不是任意一段DNA都称为基因。,生物越高等DNA中存在的非基因片段的比例越高基因是DNA片段，但是一段DNA不一定是基因。,什么样的DNA片段就是基因？,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。,以上事例说明了什么？,把海蜇的绿色荧光基因转入动物的体内动
3、物出现了以前没有的荧光。说明基因能控制控制蛋白质的合成，从而控制生物的性状.,转基因荧光猪,4、不少人认为，人和动物体的胖瘦是由遗传决定的。近来的科学研究发现，小鼠体内的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，而具有HMGIC基因缺陷的实验鼠体重仍然保持正常。,资料4说明了基因有什么功能？,肥胖,不肥胖,说明基因能控制生物的性状。人和动物的胖瘦是受基因控制的。,构建基因的概念,基因 DNA 控制生物性状 片段 功能,基因是具有 的DNA片段,控制生物性状功能,遗 传 效 应,你还知道哪些事例可以揭
4、示基因的含义,DNA,DNA,DNA,基因,果蝇某个DNA 分子上的几个基因分布示意图：,（1）片段O、N、S、R称作什么？N与S以及S与R之间的片段又称作什么？,（2）一个DNA 分子上只能有几个基因吗？,（3）一个基因内只能有几个碱基对吗？,R、S、N和O片段就可以称作基因，N与S以及S与R 之间的片段可以称作非基因片段，因为它没有遗传效应。基因是DNA上特定的而不是任意的片段。,一个DNA 分子上有许多基因。,每个基因中有成百上千个碱基对。,ATGTCGAGTCACAGCTACAGTGCAGTGCGCATGCCGACCTGAG,TACAGCTCAGTGTCGATGTCACGTCACGCG
5、TACGGCTGGACTC,R,S,N,O,黄身,白眼,截翅,棒眼,思考,基因在染色体上呈线性排列，现在又说基因在DNA上，那么，基因、DNA、染色体三者到底有什么关系呢？,基因,DNA,染色体,1,2,3,4,5,6,三者之间相互关系：,1、基因是有遗传效应的DNA片段；,2、一个DNA上有多个基因；,3、DNA是染色体的主要成分；,4、染色体是DNA的主要载体；,5、基因在染色体上，呈线性排列；,6、染色体是基因的主要载体。,二、基因、DNA、染色体的关系,尝试对以下概念的联系进行描述:,染色体,DNA,基因,脱氧核苷酸,碱基,模型建构,概念图1,染色体,DNA,基因,脱氧核苷酸,碱基,有
6、遗传效应的DNA片段,构成,+脱氧核糖+磷酸,（A、T、C、G四种）,+蛋白质,形成双链,染色体,DNA,基因,脱氧核苷酸,染色体是DNA的主要载体,每个染色体上有一个DNA分子,基因是有遗传效应的DNA片断,每个DNA分子上有许多基因,基因中的脱氧核苷酸排列顺序代表着遗传信息,每个基因由许多脱氧核苷酸组成,DNA是主要的遗传物质,概念图2,一个DNA分子上有许多基因，每一个基因都是特定的DNA片段，有着特定的遗传效应。DNA必然蕴含着大量的遗传信息。,DNA分子为什么能储存大量的遗传信息呢？由四种碱基排列而成的脱氧核苷酸序列，足以储存生物体必需的全部遗传信息吗？,AGCGTTCGAT,TCG
7、CAAGCTA,AGCTGTCGAT,TCGACAGCTA,基因1,基因2,比较基因1和基因2有何不同？,碱基对的排列顺序不同,如果全班同学（共60人）排成一排，代表一条DNA单链的碱基排列情况，每个同学代表DNA链上的一个碱基，每人都可以从ATCG四种碱基中自由选择自己所代表的碱基，全班同学一起可以自由组合出多少种排列？,可以组合出460种排列，体会碱基排列顺序的多样性。,（1）假设长度为3个碱基对组成一个基因，那么理论上可以排列出多少种基因？,（2）假设长度为10个碱基对呢？,（3）假设长度为1000个碱基对呢？,43=64种,410=1 048 576种,41 000 种,三、DNA片段
8、中的遗传信息,含有四种碱基的脱氧核苷酸：,碱基互补配对,截至2005年6月，全球人口总数接近65亿。假设人类基因组中第1号染色体的第1个基因是由17个碱基对随机排列构成的，那么，17个碱基对的所有排列是否都有机会出现？你与你的同桌相比，这个基因的脱氧核苷酸序列完全相同的可能性有多大？,1/4 34,上述结果是建立在纯理论的情况下，其实，有一些排列情况并不存在，但即使去除一些不存在的排列情况，得到的结果依然是天文数字。,探究,不是,基因是碱基对随机排列成的DNA片段吗？,（提示：从进化角度分析）,理论上，每一个基因中的碱基对是可以随机排列的，但大量随机排列的核苷酸序列一般不能表达出某种适应环境的
9、性状，这种序列在长期进化过程中会逐渐被淘汰掉。,探究,你能从分子水平解释生物的多样性和特异性的原因吗？,碱基排列顺序多样性,DNA分子多样性,生物多样性；,碱基排列顺序特异性,DNA分子特异性,生物特异性。,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DNA分子多样性，而碱基的特定的排列顺序，又构成了每一个DNA分子的特异性；DNA分子的多样性和特异性是生物体多样性和特异性的物质基础。,“9.11事件”和“印度洋海啸”中罹难者的尸体被严重毁坏。,依靠PCR仪进行DNA指纹检测进行了身份识别。,（1）DNA指纹图片上的片段代表什么？（2）是否就是基因？（3）基因是否等于DN
10、A？,DNA指纹：每个人都有指纹，而且几乎每个人的指纹都很独特，很难找到一模一样的指纹，指纹因而也就成了人的独特特征。指纹是可以抹去的，但DNA却无法改变或抹去，科学家们只需要一滴血或是一根头发就可以对其DNA进行鉴定。DNA指纹，由“DNA”和“指纹”两个词构成，即把DNA作为像指纹那样的独特特征来识别不同的人。每个人的DNA都不完全相同（克隆人除外），通过分子生物学方法显示人的DNA，就可以像指纹那样分辨人与人的不同了。,知识拓展,（1）进行DNA指纹的检测需要哪些材料？,（2）DNA指纹技术有哪些方面的应用？,只需要一滴血或一根头发的样品就可以对其进行DNA指纹鉴定。,“9.11”、“印
11、尼海啸”罹难者的尸体身份识别、亲子鉴定、刑事侦查,思考,DNA指纹图是如何做出来的：首先需用合适的酶将这三个人的待检测的样品DNA切成片段，然后用一定的方法将这些片段按大小分开，再经过一系列步骤，最后形成DNA指纹图。,（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,基础题 1.（1）；（2）。2.C。3.从遗传物质必须具备的条件来分析：（1）在细胞增殖过程中能够精确地进行复制；（2）能够控制生物体的性状；（3）能够贮存足够量的遗传信息；（4）结构比较稳定。拓展题1.并非任何一个DNA片段都是基因，只有具有遗传效应的DNA片段才是基因。2.DNA包括基因与非基因
12、的碱基序列。3.这一观点是有道理的。但在日常生活中，如报刊、杂志、广播等传播媒体常将基因与DNA这两个概念等同使用，因此在具体情况中，要留意区分。,课后练习,（P58）,自我检测,（P60）,一、概念检测判断题1.。2.。3.。4.。选择题 A。识图作答题 1.2；4；2。2.反向平行；互补3.磷酸基团；脱氧核糖；碱基；脱氧核糖。二、知识迁移 A。三、思维拓展形成杂合双链区的部位越多，DNA碱基序列的一致性越高，说明在生物进化过程中，DNA碱基序列发生的变化越小，因此亲缘关系越近。,习题,1.下列关于基因的叙述中，不正确的是,不同的基因含有不同的遗传信息 每一个DNA分子片段都是一个基因C.每
13、一个基因分别控制着不同的遗传性状 D.基因存在于染色体上,2.马和豚鼠体细胞具有相同数目的染色体，但性状差异很大，原因是 生活环境不同 B.DNA分子中碱基配对方式不同C.着丝点数目不同 D.DNA分子中碱基对排列顺序不同,B,D,知识结构,一、说明基因与DNA关系的实例,1.资料1：全部基因的碱基对总数是DNA分子碱基对总数的一部分,基因是DNA的片段,2.资料2：基因是DNA的片段,3.资料3：基因具有特定的遗传效应,4.资料4：基因是具有遗传效应,二、基因与DNA、染色体的关系,与DNA的关系：（1）基因的实质是有遗传效应的DNA片段。（2）每个DNA分子包含许多个基因。,2.与染色体的关系：（1）基因在染色体上呈线性排列。（2）染色体是基因的主要载体。,三、DNA片段中的遗传信息,DNA分子能储存遗传信息2.DNA分子的多样性3.DNA分子的特异性,四、DNA指纹技术,基因是DNA片段，不是连续分布在DNA上，而是由碱基序列将其分隔开；它能控制性状，具有特定的遗传效应。一个DNA分子上有许多基因，每一个基因都是特定的DNA片段，有着特定的遗传效应。,课堂小结,遗传信息蕴藏在4种碱基排列顺序之中；碱基排列顺序的千变万化，构成DNA分子的多样性，而碱基的特定的排列顺序，又构成了每一个DNA分子的特异性；DNA分子的多样性和特异性是生物多样性和特异性的物质基础。,结束,
