3-4-基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段

第4節(jié)基因通常是有遺傳效應(yīng)的DNA片段學(xué)習(xí)目標(biāo)核心素養(yǎng)1.舉例說明基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段。2.理解基因多樣性和特異性的原因。(重、難點)3.說明基因和遺傳信息的關(guān)系。1.利用數(shù)學(xué)方法歸納DNA分子的多樣性和特異性。2.感悟科學(xué)技術(shù)在生命科學(xué)探索過程中的作用。問題探討我國科學(xué)家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。

據(jù)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。

討論1.為什么轉(zhuǎn)基因鯉魚的生長速率更快？

因為外源生長激素基因整合到轉(zhuǎn)基因鯉魚的DNA中，并發(fā)揮了促進(jìn)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。2.導(dǎo)入的外源基因是1個DNA分子，還是DNA分子的一段脫氧核苷酸序列？

導(dǎo)入的是DNA分子的一段脫氧核苷酸序列。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？因為科學(xué)家已證明DNA是遺傳物質(zhì)，所以基因必須與DNA綁定在一起就可以發(fā)揮它的作用了。那么基因與DNA之間是什么關(guān)系呢？一、說明基因與DNA關(guān)系的實例分析基因與DNA的關(guān)系

1.結(jié)合討論1分析資料1和3。

生物體內(nèi)的DNA分子數(shù)目小于基因數(shù)目，生物體內(nèi)所有基因的堿基總數(shù)小于DNA分子的堿基總數(shù)，這說明基因是DNA的片斷，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。2.結(jié)合討論2分析資料2和轉(zhuǎn)基因鯉魚資料。

基因的遺傳效應(yīng)就是指能夠指導(dǎo)相應(yīng)蛋白質(zhì)的合成，控制生物的性狀?！皢栴}探討”中提到的生長激素基因的遺傳效應(yīng)是使鯉魚的生長速率加快。思考·討論？問題一：基因與DNA的關(guān)系基因=DNA嗎？基因和DNA有什么關(guān)系呢？染色體由DNA和蛋白質(zhì)組成果蠅某一條染色體上的幾個基因現(xiàn)代分子生物學(xué)技術(shù)將基因定位在染色體上一、說明基因與DNA關(guān)系的實例

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4.4×103個基因，每個基因的平均長度約為1×103個堿基對。分析資料1，你能得出什么結(jié)論？大腸桿菌一個DNA上含有多個基因。大腸桿菌所有基因的堿基總數(shù)小于DNA分子的堿基總數(shù)，說明基因是DNA的片段，DNA中存在非基因片段。DNA分子數(shù)目基因數(shù)目基因的堿基對總數(shù)DNA分子的堿基對總數(shù)分析:<<資料2、生長在太平洋西北部的一種海蟄能發(fā)出綠色熒光，這是因為海蟄的DNA分子上有一段長度為5.1×103個堿基對的片段---綠色熒光蛋白基因。轉(zhuǎn)基因?qū)嶒灡砻?，轉(zhuǎn)入了海蟄的綠色熒光蛋白基因的轉(zhuǎn)基因鼠，在紫外線的照射下，也能象海蟄一樣發(fā)光。綠色熒光水母紫外線照射下的小鼠結(jié)論：基因能控制生物性狀，基因有遺傳效應(yīng)。它可以獨立起作用。資料3、人類基因組計劃測定的是24條染色體（22條染色體+X+Y）上的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%。推理基因是DNA的片段說明人的基因與DNA有怎樣的數(shù)量關(guān)系？基因堿基總數(shù)占DNA堿基總數(shù)很少的一部分基因A基因B基因C含有3個基因的DNA片段的模式圖基因是一段DNA，但是一段DNA不一定是基因結(jié)論：資料4：近來科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，小鼠體內(nèi)HMGIC基因與肥胖直接相關(guān)，具有HMGIC基因缺陷的實驗鼠與作為對照的小鼠，吃同樣多的高脂肪食物，一段時間后，對照組的小鼠變得十分肥胖，而實驗鼠體重維持正常。分析資料4，你能得出什么結(jié)論？基因能控制生物的性狀（1）沒有HMGIC基因，就_____肥胖的表現(xiàn)（2）有HMGIC基因就___肥胖表現(xiàn)（3）HMGIC基因能控制小鼠肥胖這一性狀沒有有基因是一段DNA?；蚓哂羞z傳效應(yīng)。一段DNA不一定是基因。資料1：資料2：資料3：資料4：基因能控制生物性狀。歸納：基因通常*是有______效應(yīng)的DNA______。遺傳片段是生物體遺傳的功能單位和結(jié)構(gòu)單位。什么是基因？*有些病毒的遺傳物質(zhì)是RNA1、生物體內(nèi)的DNA分子數(shù)目與基因的數(shù)目相同嗎？生物體內(nèi)所有基因的堿基總數(shù)與DNA分子的堿基總數(shù)相同嗎？如果不同，說明了什么？

生物體內(nèi)的DNA分子數(shù)目小于基因數(shù)目，生物體內(nèi)所有基因的堿基總數(shù)小于DNA分子的堿基總數(shù)。這說明基因是DNA片段，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。

基因的遺傳效應(yīng)是指能通過一定的方式控制生物體的性狀等?！皢栴}探討”中提到的生長激素基因的遺傳效應(yīng)是使鯉魚的生長速率加快。基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段。2、你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？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。下圖中a～d表示果蠅X染色體上的幾個基因非基因片段非基因片段非基因片段基因1片段基因2片段基因3片段基因4片段編碼區(qū)非編碼區(qū)非編碼區(qū)啟動子與RNA聚合酶結(jié)合位點終止子原核基因編碼區(qū)非編碼區(qū)非編碼區(qū)啟動子與RNA聚合酶結(jié)合位點外顯子內(nèi)含子終止子真核基因真核生物：核基因——染色體上質(zhì)基因——線粒體、葉綠體的DNA上基因存在的位置二、DNA片段中的遺傳信息

染色體脫氧核苷酸基因DNA染色體是DNA的主要載體每個染色體上有1個或2個DNA基因通常是有遺傳效應(yīng)的DNA片段每個DNA分子上含有多個基因是控制生物性狀的結(jié)構(gòu)功能單位是主要的遺傳物質(zhì)基本組成單位26個英文字母詞匯句子IhaveadreamthatonedayontheredhillsofGeorgia,thesonsofformerslavesandthesonsofformerslaveownerswillbeabletositdowntogetheratthetableofbrotherhood.26種英文字母可以形成表達(dá)信息的語言分析脫氧核苷酸序列與遺傳信息的多樣性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許多多詞匯和句子，形成傳遞和交流信息語言。同樣，10個數(shù)字可以組成無數(shù)個數(shù)（如電話號碼），20種氨基酸可以組成多種多樣的蛋白質(zhì)。那么，4種脫氧核苷酸能組成的許多脫氧核苷酸序列嗎？能夠儲存大量的遺傳信息嗎？資料11個DNA分子的基本骨架是由脫氧核糖和磷酸交替連接而成的，從頭至尾沒有變化，而骨架內(nèi)側(cè)4種堿基的排列順序與遺傳信息的多樣性卻是可變的。TCGATAGCTA遺傳信息基本骨架堿基排列順序千變?nèi)f化DNA的多樣性若1個堿基對組成1個基因若2個堿基對組成1個基因若3個堿基對組成1個基因4種16種64種特點1：多樣性資料2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?；虿皇菈A基對隨機排列構(gòu)成的DNA片段，堿基具有特定的排列順序，構(gòu)成了DNA分子的特異性。特點2：特異性1、如果是100個堿基對組成1個基因，可能組合成多少種基因？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、在刑偵領(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？4、你認(rèn)為基因是堿基對隨機排列成的DNA片段嗎？為什么？4100個。

堿基排列順序的千變?nèi)f化，構(gòu)成了DNA的多樣性，而堿基特定的排列順序，又構(gòu)成了每個DNA分子的特異性。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)。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。不是?；虻膲A基序列都有特定的排列順序。二、DNA片段中的遺傳信息1、遺傳信息的概念：遺傳信息蘊藏在____________________之中。4種堿基的排列順序2、DNA分子的多樣性和特異性：DNA的多樣性DNA的特異性堿基排列順序千變?nèi)f化堿基特定的排列順序DNA的多樣性和特異性是_________________________的物質(zhì)基礎(chǔ)。生物體多樣性和特異性3、基因的概念：基因A基因B基因通常是有遺傳效應(yīng)的特定的DNA片段。遺傳效應(yīng):指能通過一定的方式?jīng)Q定生物體的性狀。

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。對這類病毒而言：基因就是有遺傳效應(yīng)的RNA片段。無效片段基因的載體：主要是________，少數(shù)是________________染色體

線粒體、葉綠體染色體DNA基因脫氧核苷酸①一條染色體含有_______個DNA分子②染色體是DNA的_________。1個或2主要載體①每個DNA分子上含有____個基因②基因通常是有__________的DNA片段多遺傳效應(yīng)②基因中____________________代表遺傳信息脫氧核苷酸的排列順序線性排列于4、脫氧核苷酸、基因、DNA、染色體的關(guān)系①每個基因中含有許多脫氧核苷酸基因與DNA和染色體以及脫氧核苷酸間的關(guān)系染色體基因1基因2非編碼區(qū)編碼區(qū)非編碼區(qū)三、基因通常是有遺傳效應(yīng)的DNA片段DNA上分布著許多個基因，基因通常是有遺傳效應(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)、流感病毒等對這類病毒而言，基因就是有遺傳效應(yīng)的RNA片段。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刑事偵查、親子鑒定等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概念檢測P592.整理總結(jié)出染色體、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。概念檢測P59染色體DNA基因①一條染色體含有_______個DNA分子②染色體是DNA的_________。1個或2主要載體①每個DNA分子上含有____個基因②基因通常是有__________的DNA片段多遺傳效應(yīng)線性排列于作業(yè)：P59頁拓展應(yīng)用參考答案：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(jìn)行比對，才能確定這種“山羊肉”是否來自國家二級保護(hù)動物斑羚。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(hù)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?作業(yè)：P59頁拓展應(yīng)用參考答案: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。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(jìn)行抓拍。這種技術(shù)應(yīng)用的前提是每個人都具有獨一無一的面孔。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。作業(yè)：P62復(fù)習(xí)與提高

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（

C

）A.重組DNA片段,研究其表型效應(yīng)