3.4基因通常是有遺傳效應(yīng)的DNA片段高一生物課件（人教版2019必修2）

第3章第4節(jié)

基因的本質(zhì)

基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段遺傳因子的發(fā)現(xiàn)基因的表達(dá)基因與染色體的關(guān)系基因的本質(zhì)基因突變及其他變異從雜交育種到基因工程現(xiàn)代生物進化理論從社會中來1、為什么轉(zhuǎn)基因鯉魚生長更快？

我國科學(xué)家將外源生長激素基因?qū)膈庺~受精卵，培育出轉(zhuǎn)基因鯉魚，與對照組相比，生長速度加快。

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。2、導(dǎo)入的外源基因是一個DNA分子，還是DNA分子的一段脫氧核苷酸序列？轉(zhuǎn)基因魚（左）外源生長激素基因整合到轉(zhuǎn)基因鯉魚的DNA上，并發(fā)揮了促進生長激素合成的功能，而生長激素可使鯉魚的生長速率加快。DNA分子的一段脫氧核苷酸序列18651952190919101944孟德爾提出遺傳因子概念，認(rèn)為遺傳因子決定生物性狀。摩爾根通過實驗證明基因位于染色體上，且呈線性排列。赫爾希和蔡斯揭示了DNA是噬菌體的遺傳物質(zhì)。

艾弗里證明DNA是使R型細(xì)菌產(chǎn)生穩(wěn)定遺傳變化的物質(zhì)。

約翰遜提出用基因來代替遺傳因子，但沒有給基因的定義。20世紀(jì)中葉

科學(xué)家染色體主要是由兩種物質(zhì)組成——DNA和蛋白質(zhì)1928格里菲斯通過實驗證明存在轉(zhuǎn)化因子使R型活細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌。1953沃森和克里克揭示DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)，遺傳學(xué)跨入分子遺傳學(xué)時代。基因追尋記DNA是染色體的組成成分,染色體是DNA的主要載體。必修一：短硬毛棒狀眼深紅眼朱紅眼截翅紅寶石眼白眼一條染色體上應(yīng)該有許多個基因；基因在染色體上呈線性排列。必修二：基因追尋記基因=DNA基

因DNA染色體？一說明基因與DNA關(guān)系的實例

PartOne資料1：大腸桿菌細(xì)胞的擬核有1個DNA分子，長度約為4.7×106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。分析基因與DNA的關(guān)系思考.討論一、說明基因與DNA關(guān)系的事例數(shù)目長度（堿基對數(shù)目）DNA基因1個4400個470萬個440萬個一、說明基因與DNA關(guān)系的事例＜＜分析：①大腸桿菌體內(nèi)的DNA分子數(shù)目

基因數(shù)目。②所有基因的堿基總數(shù)

DNA的堿基總數(shù)。①一個DNA上含有許多個基因結(jié)論資料3：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，24個DNA分子大約有31.6億個堿基對，共有基因數(shù)約為3萬個，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%。一、說明基因與DNA關(guān)系的事例24條染色體24個DNA31.6億個堿基對基因的堿基數(shù)不超過2%31.6億一、說明基因與DNA關(guān)系的事例說明什么？--ATGCATGCAT……CCATGCTAGCCA……TCCCTAAGGATAGCCATCCCAGATG……CATGCATCCATGC-----TACGTACGTA……GGTACGATCGGT……AGGGATTCCTATCGGTAGGGTCTAC……GTACGTAGGTACG---1個DNA分子非基因片段非基因片段非基因片段②基因是一段DNA，一段DNA不一定是基因基因片段基因片段基因片段③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的一、說明基因與DNA關(guān)系的事例說明：非基因片段什么樣的DNA片段是基因呢？資料2：生長在太平洋西北部的一種水母能發(fā)出綠色熒光，這是因為水母的DNA上有一段長度為5.17×103個堿基對的片段——綠色熒光蛋白基因。轉(zhuǎn)基因?qū)嶒灡砻鳎D(zhuǎn)入了水母綠色熒光蛋白基因的轉(zhuǎn)基因鼠，在紫外線照射下，也能像水母一樣發(fā)光。非轉(zhuǎn)基因鼠轉(zhuǎn)基因熒光鼠發(fā)出綠色熒光的水母一、說明基因與DNA關(guān)系的事例綠色熒光蛋白基因（約5170個堿基對）綠色熒光蛋白基因小鼠受精卵紫外線說明了什么？基因具有遺傳效應(yīng)資料4：

我國科學(xué)家朱作言將外源生長激素基因?qū)膈庺~的受精卵，培育出了轉(zhuǎn)基因鯉魚。與對照組相比，轉(zhuǎn)基因鯉魚的生長速率加快。一、說明基因與DNA關(guān)系的事例鯉魚受精卵外源生長激素基因?qū)朕D(zhuǎn)基因鯉魚---ATGCGGACAG------TACGCCTGTC---說明：基因能指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成，控制生物性狀，具有遺傳效應(yīng)DNA基因性狀1．如何理解基因具有遺傳效應(yīng)？本節(jié)“問題探討”中提到的生長激素基因的遺傳效應(yīng)是什么？綠色熒光蛋白基因控制合成綠色熒光蛋白，從而控制生物的性狀；生長激素基因控制合成生長激素，從而促使鯉魚的生長速率加倍。思考

討論2．若只將綠色熒光蛋白基因的一部分拼接到小鼠的DNA上，小鼠仍能發(fā)光嗎？不能，基因是特定的DNA片段，可以切除，可以拼接到其他生物的DNA上去，從而獲得某種性狀的表達(dá)。但必須保持結(jié)構(gòu)完整。思考

討論說明基因是生物遺傳的結(jié)構(gòu)單位和功能單位一、說明基因與DNA關(guān)系的事例資料2、資料4說明：①基因是特定DNA片段，可以切除，拼接到其他生物DNA上②基因能控制生物性狀，具有遺傳效應(yīng)③基因是生物體遺傳的結(jié)構(gòu)單位和功能單位3．請從DNA水平上給基因下一個定義，要求既能反映基因與DNA的關(guān)系，又能體現(xiàn)基因的作用?；蚴怯羞z傳效應(yīng)的DNA片段。思考

討論--ATGCATGCATCCATGCTAGCCATCCCTAAGGACAG-----TACGTACGTAGGTACGATCGGTAGGGATTCCTGTC---基因A非基因片段基因B真核基因的結(jié)構(gòu)原核基因的結(jié)構(gòu)原核基因和真核基因的結(jié)構(gòu)了解一下噢！基因一定是DNA嗎？RNA病毒有：新冠病毒流感病毒SARS病毒你還記得嗎？煙草花葉病毒病毒艾滋病毒RNA病毒的基因是有遺傳效應(yīng)的RNA片段二DNA片段中的遺傳信息PartTwoTGAATCTGAATC外側(cè)：基本骨架，由脫氧核糖和

磷酸交替連接（固定不變）內(nèi)側(cè)：4種堿基對的排列（可變）回憶DNA分子結(jié)構(gòu)：哪部分可以代表遺傳信息？遺傳信息就蘊藏在4種堿基的排列順序之中遺傳信息：DNA分子中堿基（或堿基對

、脫氧核苷酸）的排列順序7種音符可以組成各種美妙旋律，26個英文字母可以組成許多詞匯和句子，形成語言。由4種堿基排列而成的脫氧核苷酸序列，足以儲存生物體必需的全部遺傳信息嗎？思考

討論分析脫氧核苷酸序列與遺傳信息的多樣性無數(shù)個電話號碼10個數(shù)字7種音符26個英文字母許許多多詞匯、句子ATATCGGCG二、DNA片段中的遺傳信息資料一：若1個堿基對組成1個基因有_____排列方式4種不相同不相同1鏈2鏈1鏈2鏈1鏈2鏈1鏈2鏈ATATATCGGGCCGG4種16種資料一：若1個堿基對組成1個基因有_____排列方式若2個堿基對組成1個基因有_____排列方式二、DNA片段中的遺傳信息ATATGATCATCGGGCCGG資料一：若1個堿基對組成1個基因有_____排列方式若2個堿基對組成1個基因有_____排列方式若3個堿基對組成1個基因有_____排列方式若4個堿基對組成1個基因有_____排列方式若n個堿基對組成1個基因有_____排列方式4種16種64種4n種256種堿基排列順序千變?nèi)f化DNA的多樣性二、DNA片段中的遺傳信息DNA的特異性資料二：資料1的推算是建立在所有堿基對的隨機排列都能構(gòu)成基因這一假設(shè)上的。事實上，大部分隨機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。二、DNA片段中的遺傳信息在生物體內(nèi)，基因中的堿基并不是隨機排列的基因的堿基序列具有特定的排列順序具有特定的遺傳效應(yīng)資料三：在刑偵、親子鑒定領(lǐng)域，DNA能像指紋一樣用來鑒定個人身份。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。二、DNA片段中的遺傳信息補充：DNA指紋技術(shù)DNA指紋技術(shù)的實質(zhì)是把DNA作為像指紋那樣來識別不同的人，DNA指紋的特異性主要是由于人的DNA中，不表達(dá)的堿基序列中存在著一部分串聯(lián)重復(fù)的短序列，它們在不同個體間存在顯著的差異。應(yīng)用：刑事偵查、親子鑒定等（1）圖中的幾號可能是罪犯？1號（2）圖中的一個片段就是一個基因嗎？不是DNA指紋圖

受害者

從受害者體內(nèi)分離的精液樣品

懷疑對象——真相永遠(yuǎn)只有一個

！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二、DNA片段中的遺傳信息堿基特定的排列順序，構(gòu)成了DNA的特異性。堿基排列順序的千變?nèi)f化，構(gòu)成了DNA的多樣性。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)。DNA能夠儲存足夠量的遺傳信息遺傳信息蘊藏在4種堿基的排列順序之中二、DNA片段中的遺傳信息（P59）三總結(jié)PartThree（2）位置上：基因在染色體上呈線性排列。（1）本質(zhì)上：基因通常是有遺傳效應(yīng)的DNA片段。（4）功能上：基因是控制生物性狀的結(jié)構(gòu)和功能單位（3）結(jié)構(gòu)上：基因是含有特定遺傳信息的核苷酸序列

具有多樣性和特異性1.全方位理解“基因”染色體是______的主要載體每個染色體上有_______個DNA基因通常是有_________的DNA片段每個DNA分子上含有_____基因DNA是主要的遺傳物質(zhì)每個基因有許多脫氧核苷酸1或2DNA許多遺傳效應(yīng)基因中的脫氧核苷酸排列順序代表著遺傳信息DNA基因染色體脫氧核苷酸

DNA、基因與染色體三者的關(guān)系是怎樣的？（線粒體和葉綠體）基因與DNA的關(guān)系DNA片段中的遺傳信息基因通常是有遺傳效應(yīng)的DNA片段遺傳信息概念:DNA的特異性：DNA的多樣性:脫氧核苷酸、基因DNA、染色體之間的關(guān)系基因的概念基因通常是有遺傳效應(yīng)的DNA片段4種堿基的排列順序之中堿基排列順序的千變?nèi)f化堿基特定的排列順序生物體多樣性和特異性的物質(zhì)基礎(chǔ)基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段基因是有遺傳效應(yīng)的RNA片段(少數(shù))小結(jié)課后習(xí)題·概念檢測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種堿基對的隨機排列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

（1）如下圖所示：（2）文字：基因是染色體上具有遺傳效應(yīng)的DNA片段。課后習(xí)題·概念檢測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)為最簡明的形式表示出來。如下圖所示：染色體DNA基因課后習(xí)題·拓展應(yīng)用1.在嚴(yán)查偷獵野生動物的行動中，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)實驗室檢驗，執(zhí)法部門確定這種“山羊肉”來自國家二級保護動物斑羚。你認(rèn)為執(zhí)法部門最可能采取哪種檢測方法？為什么？提示最可能采取DNA鑒定的方法。因為每種生物的DNA具有特異性，只有將“山羊”的DNA與斑羚的DNA進行比對，才能確定這種“山羊肉”是否來自國家二級保護動物斑羚。課后習(xí)題·拓展應(yīng)用2.我國一些城市在交通路口啟用了人臉識別技術(shù)，針對行人和非機動車闖紅燈等違規(guī)行為進行抓拍。這種技術(shù)應(yīng)用的前提是每個人都具有獨一無二的面孔。為什么人群中沒有一模一樣的兩個人呢？請你從生物學(xué)的角度評述人臉識別技術(shù)的可行性。提示人臉識別技術(shù)的前提是每個人都有獨特的面部特征，而這些都是由基因決定的，這說明了基因的多樣性。一、選擇題1.

本章介紹的艾弗里的實驗、赫爾希和蔡斯的實驗都證明DNA是遺傳物質(zhì)，這兩個實驗在設(shè)計思路上的共同點是(

)

A.重組DNA片段，研究其表型效應(yīng)B.去掉DNA片段，研究其表型效應(yīng)C.設(shè)法分別研究DNA和蛋白質(zhì)各自的效應(yīng)D.應(yīng)用同位素標(biāo)記技術(shù)，研究DNA在親代與子代之間的傳遞復(fù)習(xí)與提高C一、選擇題2.

在噬菌體侵染細(xì)菌的實驗中，下列對噬菌體外殼蛋白質(zhì)合成的描述，正確的是(

)A.氨基酸原料和酶來自細(xì)菌B.氨基酸原料和酶來自噬菌體C.氨基酸原料來自細(xì)菌，酶來自噬菌體D.氨基酸原料來自噬菌體，酶來自細(xì)菌復(fù)習(xí)與提高A一、選擇題3.

煙草花葉病毒(TMV)和車前草病毒(HRV)同屬于RNA病毒，都可以使煙草患病。將TMV的RNA和HRV的蛋白質(zhì)外殼混合后感染煙草葉片，使煙草患病，可能觀察到的現(xiàn)象是(

)

A.能檢測到TMV的RNA和蛋白質(zhì)B.能檢測到HRV的RNA和蛋白質(zhì)C.能檢測倒TMV的RNA和HRV的蛋白質(zhì)D.能檢測到HRV的RNA和TMV的蛋白質(zhì)復(fù)習(xí)與提高A一、選擇題4.

研究人員對數(shù)千種生物的DNA堿基序列進行測定發(fā)現(xiàn)，沒有任何兩個物種的DNA序列是一樣的。DNA具有多樣性的主要原因是(

)A.DNA由4種堿基組成B.DNA具有規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)C.DNA具有堿基互補配對的特點D.DNA的堿基對有很多種不同的排列順序復(fù)習(xí)與提高D二、非選擇題1.

DNA分子雜交技術(shù)可以用來比較不同種生物DNA分子的差異。當(dāng)兩種生物的DNA單鏈具有互補的堿基序列時，互補的堿基序列就會結(jié)合在一起，形成雜合雙鏈區(qū)；在沒有互補堿基序列的部位，仍然是兩條游離的單鏈（如圖所示）。形成雜合雙鏈區(qū)的部位越多，說明這兩種生物的親緣關(guān)系越近，這是為什么？

形成雜合雙鏈區(qū)的部位越多，則DNA堿基序列的一致性越