基因是有遗传效应的DNA片段定稿

1、第四节：基因是有遗传效应的第四节：基因是有遗传效应的DNADNA片段片段 “9.119.11事件事件”和和“印度洋海啸印度洋海啸”中罹难者的尸体中罹难者的尸体被严重毁坏。被严重毁坏。 依靠依靠PCRPCR仪仪进进行行DNADNA指纹检测指纹检测进进行了身份识别。行了身份识别。 DNADNA指纹：指纹：每个人都有指纹，而且几乎每个人的指每个人都有指纹，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。而也就成了人的独特特征。指纹是可以抹去的，指纹是可以抹去的，但但DNADNA却无法改变或抹去却无法改变或抹去，科学家们只需

2、要一滴血，科学家们只需要一滴血或是一根头发就可以对其或是一根头发就可以对其DNA进行鉴定。进行鉴定。DNA指纹，由指纹，由“DNA”和和“指纹指纹”两个词构成，即两个词构成，即把把DNA作为像指纹那样的独特特征来识别不同的作为像指纹那样的独特特征来识别不同的人。人。每个人的每个人的DNA都不完全相同（克隆人除外），都不完全相同（克隆人除外），通过分子生物学方法显示人的通过分子生物学方法显示人的DNA，就可以像指，就可以像指纹那样分辨人与人的不同了。纹那样分辨人与人的不同了。知识拓展知识拓展（1 1）进行）进行DNADNA指纹的检测需要哪些材料？指纹的检测需要哪些材料？（2 2）DNADNA指纹

3、技术有哪些方面的应用？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只需要一滴血或一根头发的样品就可以对其进行其进行DNA指纹鉴定。指纹鉴定。 地震罹难者的尸体身份识别、亲子鉴定、地震罹难者的尸体身份识别、亲子鉴定、刑事侦查刑事侦查思考思考 DNA指纹图是如何做出来的：首先需用合适的酶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将这三个人的待检测的样品DNA切成片段，然后切成片段，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，最后形成系列步骤，最后形成DNA指纹图。指纹图。（1 1）图中的几号可能是罪犯？）图

4、中的几号可能是罪犯？ 1号号（2 2）图中的一个片段就是一个基因吗？）图中的一个片段就是一个基因吗？不是不是（1 1）豌豆有哪些性状？）豌豆有哪些性状？（2 2）孟德尔认为性状是受什么控制的？）孟德尔认为性状是受什么控制的？（3 3）艾弗里的研究认为，肺炎双球菌有）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？无荚膜的性状是受什么控制的？高茎、矮茎、圆粒、皱粒高茎、矮茎、圆粒、皱粒受遗传因子即基因控制。受遗传因子即基因控制。受受DNA DNA 控制。控制。那么，基因那么，基因=DNA=DNA吗？吗？复习回顾复习回顾1、大肠杆菌细胞的拟核有、大肠杆菌细胞的拟核有1个个DNA分子分子，

5、长，长度约为度约为4 700 000个碱基对个碱基对，在，在DNA分子上分分子上分布着布着4 400个基因个基因，每个基因的平均长度约为，每个基因的平均长度约为1 000个碱基对个碱基对。分析资料分析资料1 1，你能得出什么结论？，你能得出什么结论？大肠杆菌所有大肠杆菌所有基因的碱基总数基因的碱基总数小于小于DNADNA分子的分子的碱基总数碱基总数，说明大肠杆菌，说明大肠杆菌一个一个DNA上含有多上含有多个基因个基因,基因是基因是DNA的片段的片段， DNA 中存在非中存在非基因片段。基因片段。资料分析资料分析一、基因与一、基因与DNADNA的关系的关系一、基因与一、基因与DNADNA的关系的

6、关系3、人类基因组计划测定的是、人类基因组计划测定的是24条染色体（条染色体（22条常条常染色体染色体+X+Y）上的）上的DNA的碱基序列。其中，每条的碱基序列。其中，每条染色体上有一个染色体上有一个DNA分子。这分子。这24个个DNA分子大约分子大约有有31.6亿个碱基对，其中，亿个碱基对，其中，构成基因的碱基数构成基因的碱基数占碱占碱基总数的比例不超过基总数的比例不超过2%。分析资料分析资料3 3，你能得出什么结论？，你能得出什么结论？ 基因是基因是DNA的片段，的片段，DNA中存在大量的中存在大量的非基因片非基因片段段。基因不是连续分布在。基因不是连续分布在DNA上的，而是由碱基序列上的

7、，而是由碱基序列将其分隔开的（将其分隔开的（这样的这样的DNA片段属间隔区段，没有控片段属间隔区段，没有控制性状的作用，这样的制性状的作用，这样的DNA片段就不是基因）。片段就不是基因）。 人体中构成基因的碱基对组成比较少，占全部碱人体中构成基因的碱基对组成比较少，占全部碱基总数不超过基总数不超过2%。这说明并不是随便一段。这说明并不是随便一段DNA就称就称为基因。为基因。基因是一段基因是一段DNADNA，但是，但是一段一段DNADNA不一定是基因不一定是基因。比较两则资料，你还能得出什么结论？比较两则资料，你还能得出什么结论？ 大肠杆菌的大肠杆菌的DNADNA分子，其中，构成基分子，其中，构

8、成基因的碱基数占碱基总数的比例为：因的碱基数占碱基总数的比例为： 4 4004 4001000/4 700 000=94%1000/4 700 000=94%。 人类人类DNADNA中，构成基因的碱基数占中，构成基因的碱基数占碱基总数的比例不超过碱基总数的比例不超过2%2%。生物越高等生物越高等DNADNA中存在的非基因片段的比例越高中存在的非基因片段的比例越高。什么样的什么样的DNADNA片段就是基因？片段就是基因？2、生长在太平洋西北部的一种、生长在太平洋西北部的一种海蛰海蛰能发能发出绿色荧光，这是因为海蛰的出绿色荧光，这是因为海蛰的DNA分子分子上有一段长度为上有一段长度为5170个碱基

9、对的片段个碱基对的片段绿色荧光蛋白基因绿色荧光蛋白基因。转基因实验表明，。转基因实验表明，转入了海蛰的绿色荧光蛋白基因的转入了海蛰的绿色荧光蛋白基因的转基转基因鼠因鼠，在紫外线的照射下，也能象海蛰，在紫外线的照射下，也能象海蛰一样发光。一样发光。资料资料2 2说明了什么？说明了什么？把海蜇的绿色荧光基因转入鼠的体内，鼠体内出现了把海蜇的绿色荧光基因转入鼠的体内，鼠体内出现了以前没有的荧光。说明以前没有的荧光。说明基因能控制生物性状，基因有基因能控制生物性状，基因有遗传效应遗传效应（指具有复制、转录、翻译、重组、突变及（指具有复制、转录、翻译、重组、突变及调控等功能）调控等功能） 。它可以独立起

10、作用。它可以独立起作用。 基因是特定的基因是特定的DNADNA片段，可以片段，可以切除切除，可以，可以拼接拼接到其他生物的到其他生物的DNADNA上去，从而获得某种性状的表达，上去，从而获得某种性状的表达，所以基因是遗传物质的所以基因是遗传物质的结构单位。结构单位。4、不少人认为，人和动物体的胖瘦是由遗传决定、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，小鼠体内的的。近来的科学研究发现，小鼠体内的HMGIC基因与肥胖基因与肥胖直接相关。具有直接相关。具有HMGIC基因缺陷的基因缺陷的实验鼠与作为实验鼠与作为对照对照的小鼠，吃同样多的高脂肪食的小鼠，吃同样多的高脂肪食物，一段

11、时间后，对照组的小鼠变得十分物，一段时间后，对照组的小鼠变得十分肥胖肥胖，而具有而具有HMGIC基因缺陷基因缺陷的实验鼠体重仍然保持的实验鼠体重仍然保持正常正常。资料资料4 4说明了什么？说明了什么？没有没有HMGIC基因，就没有肥胖的表现，有基因，就没有肥胖的表现，有HMGIC基因就有肥胖表现。说明基因就有肥胖表现。说明基因能控制生基因能控制生物的性状物的性状。人和动物的胖瘦是受基因控制的。人和动物的胖瘦是受基因控制的。分析资料分析资料4 4和资料和资料2 2你能得出什么结论？你能得出什么结论？基因具有遗传效应。基因具有遗传效应。基因能基因能控制蛋白质合成，从控制蛋白质合成，从而而控制生物的

12、性状控制生物的性状( (功能单位功能单位) ) 。结合上述资料，从结合上述资料，从DNADNA水平上给基因下一个完整的水平上给基因下一个完整的定义定义。基因是有遗传效应的基因是有遗传效应的DNADNA片段片段。基因是生物体遗传的基因是生物体遗传的结构单位结构单位和和功能单位功能单位。基因是基因是DNADNA片段，不是连续分布在片段，不是连续分布在DNADNA上，而是由上，而是由碱基序列将其分隔开；它能控制性状，具有特定碱基序列将其分隔开；它能控制性状，具有特定的遗传效应。的遗传效应。问题探讨：问题探讨：1、一个、一个DNA就是一个基因吗？一个就是一个基因吗？一个DNA含有多少个基含有多少个基因

13、？因？2、一个、一个DNA上所有基因的碱基数等于该上所有基因的碱基数等于该DNA的碱基总的碱基总数吗？数吗？3、在、在DNA上基因是连续分布的吗？上基因是连续分布的吗？4、“基因是一段基因是一段DNA，一段，一段DNA就是基因就是基因”，这种说，这种说法对吗？法对吗？5、非基因片段在、非基因片段在DNA中的比例在原核生物和真核生物中的比例在原核生物和真核生物体内相差不多吗？体内相差不多吗？6、什么是遗传效应？它与性状有关吗？基因有遗传效、什么是遗传效应？它与性状有关吗？基因有遗传效应吗？请举例说明。应吗？请举例说明。7、什么样的、什么样的DNA片段才是基因？片段才是基因？8、基因与性状有何关系

14、？、基因与性状有何关系？9、在真核细胞中，基因存在于什么结构中？主要存在、在真核细胞中，基因存在于什么结构中？主要存在于什么结构？在原核细胞呢？于什么结构？在原核细胞呢？果蝇某个果蝇某个DNA 分子上的几个基因分布示意图：分子上的几个基因分布示意图：（1）片段）片段O、N、S、R称作什么？称作什么？N与与S以及以及S与与R之间的片段又称作什么？之间的片段又称作什么？（2）一个）一个DNA 分子上只能有几个基因吗？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？）一个基因内只能有几个碱基对吗？ R、S、N和和O片段就可以称作片段就可以称作基因基因，N与与S以及以及S与与R 之间的片段

15、可以称作之间的片段可以称作非基因片段非基因片段，因为它，因为它没有遗传效应。没有遗传效应。基因是基因是DNADNA上特定的而不是任意上特定的而不是任意的片段的片段。一个一个DNA 分子上有许多基因。分子上有许多基因。每个基因中有成百上千个碱基对。每个基因中有成百上千个碱基对。ATGTCGAGTCACAGCTACAGTGCAGTGCGCATGCCGACCTGAGTACAGCTCAGTGTCGATGTCACGTCACGCGTACGGCTGGACTCRSNO黄身黄身白眼白眼截翅截翅棒眼棒眼效果效果检测检测基因在染色体上呈线性排列，现在又说基因在基因在染色体上呈线性排列，现在又说基因在DNA上，那么，

16、基因、上，那么，基因、DNA、染色体三者到底有、染色体三者到底有什么关系呢？什么关系呢？基因基因DNA染色体染色体123456三者之间相互关系：三者之间相互关系：1、基因是有遗传效应的、基因是有遗传效应的DNA片片段；段；2、一个、一个DNA上有多个基因；上有多个基因；3、DNA是染色体的主要成分；是染色体的主要成分；4、染色体是、染色体是DNA的主要载体；的主要载体；5、基因在染色体上，呈线性排列；、基因在染色体上，呈线性排列；6、染色体是基因的主要载体。、染色体是基因的主要载体。二、基因、二、基因、DNADNA、染色体的关系、染色体的关系GAAGAACTTCTTG GT TA AC CA

17、AT TAAaaAa等位基因不同的实质是？等位基因不同的实质是？GAAGAACTTCTTG GT TA AC CA AT TGAAGAACTTCTTG GT TA AC CA AT T基因的存在形式基因的存在形式尝试对以下概念的联系进行描述尝试对以下概念的联系进行描述:染色体染色体DNA基因基因脱氧核苷酸脱氧核苷酸碱基碱基模型建构模型建构概念图概念图1染色体染色体DNA基因基因脱氧核苷酸脱氧核苷酸碱基碱基有遗传效应的有遗传效应的DNA片段片段构成构成+脱氧核糖脱氧核糖+磷酸磷酸（A、T、C、G四种）四种）+蛋白质蛋白质形成双链形成双链染色体染色体DNA基因基因脱氧核苷酸脱氧核苷酸染色体是染色体

18、是DNA的主要载体的主要载体每个染色体上每个染色体上有一个有一个DNADNA分子分子基因是有遗传效基因是有遗传效应的应的DNADNA片断片断每个每个DNADNA分子分子上有许多基因上有许多基因基因中的脱氧核基因中的脱氧核苷酸排列顺序代苷酸排列顺序代表着遗传信息表着遗传信息每个基因由许多每个基因由许多脱氧核苷酸组成脱氧核苷酸组成DNADNA是主要的是主要的遗传物质遗传物质概念图概念图2 一个一个DNA分子上有许多基因，每一个基因都分子上有许多基因，每一个基因都是特定的是特定的DNA片段，有着特定的遗传效应。片段，有着特定的遗传效应。DNA必然蕴含着大量的遗传信息。必然蕴含着大量的遗传信息。DNA

19、DNA分子为什么能储存大量的遗传信息呢？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？以储存生物体必需的全部遗传信息吗？AGCGTTCGATTCGCAAGCTAAGCTGTCGATTCGACAGCTA基因基因1基因基因2比较基因比较基因1和基因和基因2有何不同？有何不同？碱基对的排列顺序不同碱基对的排列顺序不同 如果全班同学（共如果全班同学（共60人）排成一排，人）排成一排，代表一条代表一条DNA单链的碱基排列情况，单链的碱基排列情况，每个同学代表每个同学代表DNA链上的一个碱基，链上的一个碱基

20、，每人都可以从每人都可以从ATCG四种碱基中自四种碱基中自由选择自己所代表的碱基，全班同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？学一起可以自由组合出多少种排列？可以组合出可以组合出460种排列，体会碱基种排列，体会碱基排列顺序的多样性。排列顺序的多样性。（1）假设长度为）假设长度为3个碱基对组成一个基因，那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？么理论上可以排列出多少种基因？（2）假设长度为）假设长度为10个碱基对呢？个碱基对呢？（3）假设长度为）假设长度为1000个碱基对呢？个碱基对呢？43 = 64种种410 = 1 048 576种种41 000 种种

21、三、三、DNADNA片段中的遗传信息片段中的遗传信息截至截至2005年年6月，全球人口总数接近月，全球人口总数接近65亿。假设亿。假设人类基因组中第人类基因组中第1号染色体的第号染色体的第1个基因是由个基因是由17个个碱基对随机排列构成的，那么，碱基对随机排列构成的，那么，17个碱基对的所个碱基对的所有排列是否都有机会出现？有排列是否都有机会出现？你与你的同桌相比，你与你的同桌相比，这个基因的脱氧核苷酸序列这个基因的脱氧核苷酸序列完全相同的可能性有多大？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，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

22、使去除一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，得到的结果依然是些不存在的排列情况，得到的结果依然是天文数字。天文数字。探究探究不是不是你能从分子水平解释生物的多样性和特异性的原你能从分子水平解释生物的多样性和特异性的原因吗？因吗？碱基排列顺序多样性碱基排列顺序多样性DNA分子多样性分子多样性生物多样性；生物多样性；碱基排列顺序特异性碱基排列顺序特异性DNA分子特异性分子特异性生物特异性。生物特异性。遗传信息蕴藏在遗传信息蕴藏在4种碱基的排列顺序种碱基的排列顺序之中；之中； 碱基排列顺序的千变万化，构成碱基排列顺序的千变万化，构成DNA分子多样性，分子多样性，而碱基的特定的排列

23、顺序，又构成了每一个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；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。异性的物质基础。 基因是基因是DNA片段，不是连续分布在片段，不是连续分布在DNA上，而上，而是由碱基序列将其分隔开；是由碱基序列将其分隔开；它能控制性状，具有特定它能控制性状，具有特定的遗传效应。的遗传效应。一个一个DNA分子上有许多基因，每一个分子上有许多基因，每一个基因都是特定的基因都是特定的DNA片段，有着特定的遗传效应。片段，有着特定的遗传效应。 遗传信息蕴藏在遗传信息蕴藏在4种碱基排列顺序种碱

24、基排列顺序之中；碱基排之中；碱基排列顺序的千变万化，构成列顺序的千变万化，构成DNA分子的多样性，而碱分子的多样性，而碱基的特定的排列顺序，又构成了每一个基的特定的排列顺序，又构成了每一个DNA分子的分子的特异性；特异性；DNA分子的多样性和特异性是生物多样性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。和特异性的物质基础。一、说明基因与一、说明基因与DNADNA关系的实例关系的实例1. 资料资料1：全部基因的碱基对总数是：全部基因的碱基对总数是DNA分子碱基对总数的一部分分子碱基对总数的一部分基因是基因是DNA的片段的片段2. 资料资料2：基因是：基因是DNA的片段的片段3. 资料资料

25、3：基因具有特定的遗传效应：基因具有特定的遗传效应4. 资料资料4：基因是具有遗传效应：基因是具有遗传效应二、基因与二、基因与DNADNA、染色体的关系、染色体的关系1. 与与DNA的关系：的关系： （1）基因的实质是有遗传效应的）基因的实质是有遗传效应的DNA片段。片段。 （2）每个）每个DNA分子包含许多个基因。分子包含许多个基因。2. 与染色体的关系：（与染色体的关系：（1）基因在染色体上呈线性排列。）基因在染色体上呈线性排列。 （2）染色体是基因的主要载体。）染色体是基因的主要载体。三、三、DNADNA片段中的遗传信息片段中的遗传信息1. DNA分子能储存遗传信息分子能储存遗传信息2. DNA分子的多样性分子的多样性3. DNA分子的特异性分子的特异性四、四、DNADNA指纹技术指纹技术1. 下列关于基因的叙述中，不正确的是下列关于基因的叙述中，不正确的是A. 不同的基因含有不同的遗传信息不同的基因含有不同的遗传信息 B. 每一个每一个DNA分子片段都是一个基因分子片段都是一个基因C. 每一个基因分别控制着不同的遗传性状每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基因存在于染色体上