基因是有遺傳效應(yīng)的

1、4歲女孩艾珊蒂由于遺傳基因有缺陷，腺甘脫氨酶缺乏癥，先天性歲女孩艾珊蒂由于遺傳基因有缺陷，腺甘脫氨酶缺乏癥，先天性免疫功能不全，只能生活在無(wú)菌的隔離帳里。美國(guó)醫(yī)學(xué)家免疫功能不全，只能生活在無(wú)菌的隔離帳里。美國(guó)醫(yī)學(xué)家WF安德安德森等人對(duì)腺甘脫氨酶缺乏癥（森等人對(duì)腺甘脫氨酶缺乏癥（ADA缺乏癥）的基因治療，是世界上缺乏癥）的基因治療，是世界上第一個(gè)基因治療成功的范例。第一個(gè)基因治療成功的范例。 資料一：資料一：大腸桿菌細(xì)胞的擬核有大腸桿菌細(xì)胞的擬核有1 1個(gè)個(gè)DNADNA分子，長(zhǎng)度約為分子，長(zhǎng)度約為47000004700000個(gè)堿基對(duì)，在個(gè)堿基對(duì)，在DNADNA分子上分布著大約分子上分布著大約44

2、004400個(gè)基因，每個(gè)基因，每個(gè)基因的平均長(zhǎng)度約為個(gè)基因的平均長(zhǎng)度約為10001000個(gè)堿基對(duì)。個(gè)堿基對(duì)。說(shuō)明：基因是一段說(shuō)明：基因是一段DNA。 資料三：資料三：人類(lèi)基因組計(jì)劃測(cè)定的是人類(lèi)基因組計(jì)劃測(cè)定的是2424條染色體（條染色體（2222條染色體條染色體+X+Y+X+Y）上的）上的DNADNA的堿基序列。其中，每條染色體上有一個(gè)的堿基序列。其中，每條染色體上有一個(gè)DNADNA分子。這分子。這2424個(gè)個(gè)DNADNA分子大約有分子大約有31.631.6億個(gè)堿基對(duì)，其中構(gòu)成基因億個(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)的堿基數(shù)占?jí)A基總數(shù)的比例不超過(guò)2%2%。資料三：資料三：生長(zhǎng)

3、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ＩL(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的蟄的DNADNA分子上有一段長(zhǎng)度為分子上有一段長(zhǎng)度為51705170個(gè)堿基對(duì)的片段個(gè)堿基對(duì)的片段-綠色熒光蛋白基綠色熒光蛋白基因。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，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(xiàn)的照射下，也能象海蟄一樣發(fā)光。在紫外線(xiàn)的照射下，也能象海蟄一樣發(fā)光。概念二：基因可切除，可拼接，是遺傳物質(zhì)的概念二：基因可切除，可拼接，是遺傳物質(zhì)的基本單位?；締挝弧?人類(lèi)基因組計(jì)劃測(cè)定的是人類(lèi)基因組計(jì)劃測(cè)定的是2424條染色體（條染色

4、體（2222條染色體條染色體+X+Y+X+Y）上的）上的DNADNA的堿基序列。其中，每條染色體上有一個(gè)的堿基序列。其中，每條染色體上有一個(gè)DNADNA分子。這分子。這2424個(gè)個(gè)DNADNA分子大約有分子大約有31.631.6億個(gè)堿基對(duì)，其中構(gòu)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)成基因的堿基數(shù)占?jí)A基總數(shù)的比例不超過(guò)2%2%。-ATGCATGCATCCATGCTAGCCATCCCTAAGGACAG-TACGTACGTAGGTACGATCGGTAGGGATTCCTGTC-基因基因基因基因非基因片段非基因片段事實(shí)四：人類(lèi)基因組計(jì)劃事實(shí)四：人類(lèi)基因組計(jì)劃概念三：概念三：DNA中有些

5、片段不是基因。中有些片段不是基因。 不少人認(rèn)為，人和動(dòng)物的胖瘦是由基因決定的。近來(lái)不少人認(rèn)為，人和動(dòng)物的胖瘦是由基因決定的。近來(lái)的科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，小鼠體內(nèi)的的科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，小鼠體內(nèi)的HMGICHMGIC基因與肥胖直接基因與肥胖直接相關(guān)。具有相關(guān)。具有HMGICHMGIC基因缺陷的實(shí)驗(yàn)鼠與作為對(duì)照的小基因缺陷的實(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，而具有小鼠變得十分肥胖，而具有HMGICHMGIC基因缺陷的實(shí)驗(yàn)鼠基因缺陷的實(shí)驗(yàn)鼠體重仍然保持正常。體重仍然保持正常。事實(shí)五：小鼠的肥胖基因事實(shí)五：小鼠的肥胖基因

6、概念四：基因能控制生物的性狀概念四：基因能控制生物的性狀理論上，每一個(gè)基因中的堿基對(duì)是可以隨機(jī)排列的，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。事實(shí)上，大部分隨機(jī)排列的脫氧核苷酸序列淘汰掉。事實(shí)上，大部分隨機(jī)排列的脫氧核苷酸序列從來(lái)不曾出現(xiàn)在生物體內(nèi)，而有些序列卻火在生物體從來(lái)不曾出現(xiàn)在生物體內(nèi)，而有些序列卻火在生物體內(nèi)重復(fù)千萬(wàn)次。內(nèi)重復(fù)千萬(wàn)次。事實(shí)六：核苷酸序列的排列事實(shí)六：核苷酸序列的排列概念五：

7、基因是有功能的核苷酸序列概念五：基因是有功能的核苷酸序列染色體染色體DNADNA基因基因脫氧核苷酸脫氧核苷酸染色體是染色體是DNADNA的主要載體的主要載體每個(gè)染色體上有每個(gè)染色體上有一個(gè)一個(gè)DNADNA分子分子基因是有遺傳效應(yīng)基因是有遺傳效應(yīng)的的DNADNA片斷片斷每個(gè)每個(gè)DNADNA分子分子上有許多基因上有許多基因基因中的脫氧核苷酸排基因中的脫氧核苷酸排列順序代表著遺傳信息列順序代表著遺傳信息每個(gè)基因由許多每個(gè)基因由許多脫氧核苷酸組成脫氧核苷酸組成DNADNA是主要的是主要的遺傳物質(zhì)遺傳物質(zhì)核心概念：基因是有遺傳效應(yīng)的核心概念：基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段，它是片段，它是生物體遺傳的功能單

8、位和結(jié)構(gòu)單位生物體遺傳的功能單位和結(jié)構(gòu)單位.問(wèn)題：?jiǎn)栴}： DNA分子為什么能儲(chǔ)存大量的遺傳信分子為什么能儲(chǔ)存大量的遺傳信息呢？息呢？1.假設(shè)長(zhǎng)度為假設(shè)長(zhǎng)度為17個(gè)堿基對(duì)的脫氧核苷酸序列組成一個(gè)基個(gè)堿基對(duì)的脫氧核苷酸序列組成一個(gè)基因（當(dāng)然，這僅僅是假設(shè)），那么，個(gè)堿基對(duì)可以因（當(dāng)然，這僅僅是假設(shè)），那么，個(gè)堿基對(duì)可以列出列出種基因種基因事實(shí)五：人類(lèi)基因組計(jì)劃事實(shí)五：人類(lèi)基因組計(jì)劃2、全球人口總數(shù)約為億。假設(shè)人類(lèi)基因組中第、全球人口總數(shù)約為億。假設(shè)人類(lèi)基因組中第號(hào)染色體的第個(gè)基因是由個(gè)堿基對(duì)隨機(jī)排列號(hào)染色體的第個(gè)基因是由個(gè)堿基對(duì)隨機(jī)排列構(gòu)成的，那么，個(gè)堿基對(duì)的所有排列是否都有機(jī)構(gòu)成的，那么，個(gè)堿基

9、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？酸序列完全相同的可能性有多大？-概念六：概念六： 種堿基排列而成的脫氧核苷酸序列，種堿基排列而成的脫氧核苷酸序列，完全可以表達(dá)生物體必需的各種遺傳信息。完全可以表達(dá)生物體必需的各種遺傳信息。通過(guò)對(duì)果蠅的研究，中科院昆明動(dòng)物研究所的專(zhuān)家們發(fā)現(xiàn)了一個(gè)年輕的基因，在100萬(wàn)年的時(shí)間里分裂出了4個(gè)新的基因。就像神話(huà)故事中“美猴王”孫悟空拔毛吹氣變出許多小猴子，因此專(zhuān)家們就形象地把這個(gè)新發(fā)現(xiàn)的基因家族稱(chēng)為“猴王基因”家族。 專(zhuān)家介紹說(shuō)，從細(xì)菌等簡(jiǎn)單生物到人類(lèi)這樣

10、的高等生物，基因是地球上組成各種生物體的基本單位。了解自然界如何創(chuàng)造新基因，就要研究一些非常年輕的基因，而大多數(shù)基因的進(jìn)化信息在漫長(zhǎng)的進(jìn)化過(guò)程中早已消失。 文特爾“人造生命計(jì)劃”的第一步是：確定微生物在實(shí)驗(yàn)室里生存所需的最少數(shù)量的基因。然后，科學(xué)家從原材料中合成這個(gè)最小的基因組，將其植入宿主細(xì)胞。此時(shí)，基因組可以自力更生，生成其所需蛋白質(zhì)，逐漸把細(xì)胞轉(zhuǎn)化為新生命。為合成最小的基因組，文特爾開(kāi)始著眼于他和同事研究多年來(lái)的一種微生物一種名為Mycoplasma genitalium的病原體，這種病原體能引起尿道感染。他們過(guò)去已經(jīng)確定，這種寄生病菌擁有482個(gè)基因。接著，他們開(kāi)始測(cè)試這些基因，察看哪

11、些是其生存所必需的。三三 概念的應(yīng)用概念的應(yīng)用四四 學(xué)科觀(guān)念和科學(xué)主題學(xué)科觀(guān)念和科學(xué)主題結(jié)構(gòu)與功能相統(tǒng)一結(jié)構(gòu)與功能相統(tǒng)一 進(jìn)化觀(guān)進(jìn)化觀(guān)1.DNA指紋技術(shù)指紋技術(shù)2.大腸桿菌生產(chǎn)胰島素大腸桿菌生產(chǎn)胰島素五五 反饋題反饋題1.基因是有遺傳效應(yīng)的基因是有遺傳效應(yīng)的DNADNA片段片段. .2. DNA DNA是遺傳信息的主要載體是遺傳信息的主要載體. .3.基因是堿基對(duì)隨機(jī)排列而成的基因是堿基對(duì)隨機(jī)排列而成的DNADNA片段片段. .4.一個(gè)一個(gè)DNADNA分子上有許多個(gè)基因分子上有許多個(gè)基因. .5. DNA DNA分子在染色體上成念珠狀排列分子在染色體上成念珠狀排列. .6.組成不同的基因的堿基

12、數(shù)量一定不同組成不同的基因的堿基數(shù)量一定不同. .7. DNA DNA的相對(duì)穩(wěn)定性決定染色體的相對(duì)穩(wěn)定性的相對(duì)穩(wěn)定性決定染色體的相對(duì)穩(wěn)定性. . A A染色染色體體B B + + C CDNADNA D D基因基因 E E脫氧核苷酸脫氧核苷酸構(gòu)成構(gòu)成 H磷酸磷酸+ + +FG（1 1）圖中）圖中B B是是 ，F(xiàn) F是是 ，G G是是 。（2 2）1 1個(gè)個(gè)A A與與C C有兩種比例關(guān)系：有兩種比例關(guān)系： 和和 。（3 3）每個(gè)）每個(gè)C C含有含有 個(gè)個(gè)D D，每個(gè)，每個(gè)D D中可以由中可以由 個(gè)個(gè)E E組成。組成。歸納總結(jié)。從三個(gè)實(shí)驗(yàn)的結(jié)論中，拓展出下列規(guī)律：（1）非細(xì)胞結(jié)構(gòu)的生物體內(nèi)，只有一種核酸，只有一種遺傳物質(zhì)，即DNA或RNA；（2）在具有細(xì)胞結(jié)構(gòu)的生物體內(nèi)，有DNA和RNA兩種核酸，但DNA是主要的遺傳物質(zhì)；（3）染色體是DNA的主要載體；（4）遺傳物質(zhì)控制蛋白質(zhì)的合成，并由蛋白質(zhì)表達(dá)遺傳信息。 第三節(jié)第三節(jié) 基因是有遺傳效應(yīng)的基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段片段基因是有遺傳效應(yīng)的基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段，它是生物體遺傳片段，它是生物體遺傳的功能單位和結(jié)構(gòu)單位的功能單位和結(jié)構(gòu)單位.基因（遺傳因子）是遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)，是DNA（脫氧核糖核酸）分子上具有遺傳信