必修三第三章第四节基因是有遗传效应的DNA片段

1、黄皮肤黄皮肤黑皮肤黑皮肤单眼皮单眼皮双眼皮双眼皮 有的人是黄皮肤有的人是黑皮肤，有的有的人是黄皮肤有的人是黑皮肤，有的人单眼皮有的人双眼皮，头发的颜色也会有人单眼皮有的人双眼皮，头发的颜色也会有不同！他们的性状为什么不一样呢？不同！他们的性状为什么不一样呢？ 摩尔根将基因定位于染色体上，后来摩尔根将基因定位于染色体上，后来证明染色体中只有证明染色体中只有DNADNA是遗传物质。那么，是遗传物质。那么，基因等于基因等于DNADNA吗？吗？第第4 4节节 基因是有遗传效应的基因是有遗传效应的DNADNA片段片段一、说明基因与一、说明基因与DNADNA关系的实例关系的实例二、二、 DNADNA片段中

2、的遗传信息片段中的遗传信息2.说明基因和遗传信息的关系。说明基因和遗传信息的关系。1.举例说明基因是有遗传效应的举例说明基因是有遗传效应的DNA片段。片段。 运用数学方法说明运用数学方法说明DNA分子的多分子的多样性和特异性。样性和特异性。 1.通过介绍通过介绍DNA技术，对学生进行科学技术，对学生进行科学价值观的教育。价值观的教育。 2.使学生初步形成遗传物质的结构与功使学生初步形成遗传物质的结构与功能相统一、多样性与共同性相统一的观点。能相统一、多样性与共同性相统一的观点。1.基因是有遗传效应的基因是有遗传效应的DNA片段。片段。2.DNA分子具有多样性和特异性。分子具有多样性和特异性。脱

3、氧核苷酸序列与遗传信息的多样性。脱氧核苷酸序列与遗传信息的多样性。问题：计算所有问题：计算所有基因的碱基对基因的碱基对总数的比例。总数的比例。资资料料1 1：一、说明基因与一、说明基因与DNADNA关系的实例关系的实例 大肠杆菌细大肠杆菌细胞的拟核有胞的拟核有1个个DNA分子，长度分子，长度约为约为4700000个个碱基对，在碱基对，在DNA分子上分布着分子上分布着4400个基因，每个基因，每个基因的平均长个基因的平均长度约为度约为1000个碱个碱基对。基对。 全部全部基因基因的的碱基对碱基对总数只是总数只是DNADNA碱基对碱基对总数的一部分，因此，总数的一部分，因此，基因是基因是DNADN

4、A的片段的片段。根据资料根据资料1 1，你能得出什么结论？，你能得出什么结论？ 把海蜇的绿色荧光基因转入鼠的体内，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。而没有转入鼠体内出现了以前没有的荧光。而没有转入绿色荧光基因的鼠，体内没有变化。绿色荧光基因的鼠，体内没有变化。资料资料2 2：（1 1）该实验的自变量是什么？）该实验的自变量是什么？ 是否导入绿色荧光蛋白基因。是否导入绿色荧光蛋白基因。（2 2）为何设置）为何设置3 3号小鼠？号小鼠？起对照作用起对照作用 。（3 3）该实验的结果和结论是什么？）该实验的结果和结论是什么？ 1 1、2 2、4 4号小鼠在紫外线照射下发光

5、，号小鼠在紫外线照射下发光，3 3号小鼠不发光。海蜇的这种基因不仅传给小号小鼠不发光。海蜇的这种基因不仅传给小鼠，而且还能表现出来，起到控制小鼠的特鼠，而且还能表现出来，起到控制小鼠的特定性状的作用，即具有了特定的定性状的作用，即具有了特定的“效应效应”。说明：说明： 基因有遗传效应。它可以独立起作用。基因有遗传效应。它可以独立起作用。 基因是特定的基因是特定的DNADNA片段，可以切除，可片段，可以切除，可以拼接到其他生物的以拼接到其他生物的DNADNA上去，从而获得某上去，从而获得某种性状的表达，所以种性状的表达，所以基因是结构单位。基因是结构单位。（4 4）说明了什么？）说明了什么？ 人

6、类基因组计划测定的是人类基因组计划测定的是2424条染色体条染色体（2222条常染色体条常染色体+X+Y+X+Y）上的）上的DNADNA的碱基序列。的碱基序列。其中，每条染色体上有一个其中，每条染色体上有一个DNADNA分子。分子。资料资料3 3： 这这2424个个DNADNA分分子大约有子大约有31.631.6亿个亿个碱基对，其中，构碱基对，其中，构成基因的碱基数占成基因的碱基数占碱基总数的比例不碱基总数的比例不超过超过2%2%。 人体中构成基因的碱基对组成比较少，人体中构成基因的碱基对组成比较少，不超过全部碱基总数的不超过全部碱基总数的2%2%。这说明并不是。这说明并不是随便一段随便一段D

7、NADNA就称为基因。基因是一段就称为基因。基因是一段DNADNA，但是一段但是一段DNADNA不一定是基因。不一定是基因。资料资料3 3说明了什么？说明了什么？ 没有没有HMGICHMGIC基因，基因，就没有肥胖的表现，有就没有肥胖的表现，有HMGICHMGIC基因就有肥胖表基因就有肥胖表现。现。资料资料4 4说明了什么？说明了什么？ HMGICHMGIC基因控制肥胖这个性状。说明基因控制肥胖这个性状。说明基因能基因能控制生物的性状。控制生物的性状。资料资料4 4：总结：基因与总结：基因与DNA DNA 的关系？的关系？ 基因是有遗传效应的基因是有遗传效应的DNADNA片段，是生物体遗传的功

8、能单片段，是生物体遗传的功能单位和结构单位。位和结构单位。二、二、DNADNA片段中的遗传信息片段中的遗传信息 每个每个DNADNA分子有很多基因，每个分子有很多基因，每个基因又都是具有遗传效应的基因又都是具有遗传效应的DNADNA片段，片段，DNADNA必然蕴含了大量的遗传信息。那必然蕴含了大量的遗传信息。那么，么，DNADNA分子为什么能够储存大量的分子为什么能够储存大量的遗传信息呢？遗传信息呢？ DNADNA分子由两条脱氧核糖核苷酸分子由两条脱氧核糖核苷酸链组成双螺旋结构链组成双螺旋结构; ; 外侧：磷酸和脱氧核糖交替连外侧：磷酸和脱氧核糖交替连接，构成接，构成DNADNA的基本骨架的基

9、本骨架; ; 内侧：两条链之间的对应碱基内侧：两条链之间的对应碱基通过氢键连接起来。通过氢键连接起来。 DNADNA的结构的结构（一）遗传信息蕴藏的位置（一）遗传信息蕴藏的位置 遗传信息蕴遗传信息蕴藏在藏在4种碱基的排种碱基的排列顺序之中。列顺序之中。 （二）（二）DNADNA如何储存遗传信息如何储存遗传信息 1.若若1 1个碱基对组成个碱基对组成1 1个基因，个基因，4 4种碱基对种碱基对能形成多少种基因？能形成多少种基因？4 4种种 2.若若2个碱基对组成个碱基对组成1个基因，个基因，4种碱基对能形成多少种基因？种碱基对能形成多少种基因？4 42 2=16=16种种想一想想一想 3.若若N

10、 N个碱基对组成个碱基对组成1 1个基因，个基因，4 4种碱基对种碱基对能形成多少种基因？能形成多少种基因？4 4N N种种 4.假如决定脸型的一个基因只有假如决定脸型的一个基因只有1717个碱个碱基对组成，那么这种排列有多少种可能？基对组成，那么这种排列有多少种可能？ 4 41717 种，为种，为172172亿种。亿种。说明说明DNADNA分子具有多样性。分子具有多样性。 5.全球人口总数约为全球人口总数约为6565亿。假设人类亿。假设人类基因组中第号染色体的第个基因是由基因组中第号染色体的第个基因是由1717个碱基对随机排列构成的，那么，个碱基对随机排列构成的，那么，1717个个碱基对的所

11、有排列是否都有机会出现？人碱基对的所有排列是否都有机会出现？人群中任意两个人，这个基因的脱氧核苷酸群中任意两个人，这个基因的脱氧核苷酸序列完全相同的可能性有多大？序列完全相同的可能性有多大？ 理论上，每一个基因中的碱基对是可以随理论上，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性状，这种序列在不能表达出某种适应环境的性状，这种序列在长期进化过程中会逐渐被淘汰掉。长期进化过程中会逐渐被淘汰掉。 人群中任意两个人，这个基因的脱氧核苷人群中任意两个人，这个基因的脱氧核苷酸序列完全相同的可能性为酸序列完全相同的可

12、能性为1/1721/172亿。亿。说明说明DNA分子具有特异性。分子具有特异性。 碱基排列顺序的千变万化，构成了碱基排列顺序的千变万化，构成了DNADNA分子的多样性，而碱基特定的排列顺分子的多样性，而碱基特定的排列顺序，又构成了每一个序，又构成了每一个DNADNA分子的特异性。分子的特异性。DNADNA分子的多样性和特异性是生物体多样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。性和特异性的物质基础。 结论结论DNADNA片段中的遗传信息的特点：片段中的遗传信息的特点： 1.多样性；多样性； 2.特异性。特异性。 （三）（三）DNADNA片段中的遗传信息的特点片段中的遗传信息的特点

13、1.1.多样性；多样性； 2.2.特异性；特异性；3.3.稳定性稳定性。 讨论：讨论：1.1.解释解释DNADNA的多样性和特异性。的多样性和特异性。2.2.解释生物体多样性和特异性的原因解释生物体多样性和特异性的原因 。 4.DNA 4.DNA指纹能用来鉴定身份吗？有科学依指纹能用来鉴定身份吗？有科学依据吗？据吗？ 3. 3.你认为基因中的碱基对是随机排列成你认为基因中的碱基对是随机排列成的的DNADNA片段吗？片段吗？ 三、三、DNADNA指纹技术的应用指纹技术的应用 DNADNA指纹：指具有完全个指纹：指具有完全个体特异的体特异的DNADNA多态性，其个体多态性，其个体识别能力足以与手指

14、指纹相媲识别能力足以与手指指纹相媲美，因而得名。可用来进行个美，因而得名。可用来进行个人识别及亲权鉴定。人识别及亲权鉴定。（一）概念（一）概念 1. 1.高度的特异性。除非是同卵双生子高度的特异性。除非是同卵双生子女，否则几乎不可能有两个人的女，否则几乎不可能有两个人的DNADNA指纹指纹的图形完全相同。的图形完全相同。 2. 2.稳定的遗传性：稳定的遗传性：DNADNA是人的遗传物是人的遗传物质，其特征是由父母遗传的。质，其特征是由父母遗传的。 3. 3.体细胞稳定性：即同一个人的不同组体细胞稳定性：即同一个人的不同组织如血液、织如血液、 肌肉、毛发、精液等产生的肌肉、毛发、精液等产生的DN

15、ADNA指纹图形完全一致。指纹图形完全一致。（二）（二）DNADNA指纹具有下述特点：指纹具有下述特点： A. A.从基因在染色体从基因在染色体( (染色质染色质) )上的关系上的关系看：基因在染色体上具有一定的位置，并看：基因在染色体上具有一定的位置，并且呈线性排列。基因与染色体的行为具有且呈线性排列。基因与染色体的行为具有一致性。一致性。 基因与染色体基因与染色体( (染色质染色质) )、DNADNA、性状、性状、遗传信息的关系：遗传信息的关系： B. B.从基因与从基因与DNADNA的关系看：每个的关系看：每个DNADNA分子分子上有许多基因，基因是有遗传效应的上有许多基因，基因是有遗传

16、效应的DNADNA片段片段(DAN(DAN片段不一定是基因片段不一定是基因) )。 C. C.从基因与性状的关系看：基因是控从基因与性状的关系看：基因是控制生物性状的结构和功能单位。制生物性状的结构和功能单位。 D. D.从基因与遗传信息的关系看：基因的从基因与遗传信息的关系看：基因的脱氧核苷酸的排列顺序包含着遗传信息。对脱氧核苷酸的排列顺序包含着遗传信息。对于某个基因来说，其于某个基因来说，其“顺序顺序”是固定的，而是固定的，而不同的基因，其脱氧核苷酸的顺序又是各不不同的基因，其脱氧核苷酸的顺序又是各不相同的。相同的。染色体染色体DNA基因基因脱氧核苷脱氧核苷酸酸染色体是染色体是DNADNA

17、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基因是有遗传效应的效应的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苷酸基因中的脱氧核苷酸排列顺序代表着遗传排列顺序代表着遗传信息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是主要是主要遗传物质遗传物质 （2007 广东理基）下列四种病毒中，广东理基）下列四种病毒中，遗传信息贮存在遗传信息贮存在DNA分子中的是（分子中的是（ ）A.引发禽流感的病原体引发禽流感的病原体 B.烟草花叶病毒烟草花叶病毒 C.T2噬菌体噬菌体 D.引起引起AID

18、S的病原体的病原体 C 解析：禽流感的病原体解析：禽流感的病原体-禽流感病毒、烟禽流感病毒、烟草花叶病毒、引起草花叶病毒、引起AIDS的病原体的病原体-艾滋病病毒艾滋病病毒都是都是RNA病毒，病毒，T2噬菌体是噬菌体是DNA病毒。病毒。1.下列关于基因的说法中，正确的是下列关于基因的说法中，正确的是 ( )( )A A基因就是指基因就是指DNADNA分子的一个片段分子的一个片段B B基因是指染色体的一个片段基因是指染色体的一个片段C C基因是指有遗传效应的基因是指有遗传效应的DNADNA片段片段D D基因就是指蛋白质分子片段基因就是指蛋白质分子片段C 2.自然界中生物体的多样性和特异性取自然界

19、中生物体的多样性和特异性取决于（决于（ ） A.A.生物体内蛋白质分子的多样性和特异生物体内蛋白质分子的多样性和特异性性 B.B.生物体内生物体内DNADNA分子的多样性和特异性分子的多样性和特异性 C.C.生物体内氨基酸种类的多样性和特异生物体内氨基酸种类的多样性和特异性性 D.D.生物体内化学元素和化合物的多样性生物体内化学元素和化合物的多样性和特异性和特异性B 3 .基因的化学本质是（基因的化学本质是（ ） A.A.基因是遗传物质的功能单位基因是遗传物质的功能单位 B.B.基因是有遗传效应的基因是有遗传效应的DNADNA片段片段C. C. 基因在染色体上呈直线排列基因在染色体上呈直线排列

20、 D.D.基因是蕴含遗传信息的核苷酸序列基因是蕴含遗传信息的核苷酸序列 4.基因研究最新发现表明，人与小鼠的基因基因研究最新发现表明，人与小鼠的基因约有约有8080相同。则人与小鼠相同。则人与小鼠DNADNA碱基序列相同的碱基序列相同的比例是比例是 （ ）B D A.20% B.80% C.100% D.A.20% B.80% C.100% D.无法确定无法确定 5.现代遗传学认为，生物性状的遗传实际现代遗传学认为，生物性状的遗传实际上是亲代的遗传信息传递给子代，并以一定方上是亲代的遗传信息传递给子代，并以一定方式反映到蛋白质分子结构上。代表某具体性状式反映到蛋白质分子结构上。代表某具体性状的

21、特定遗传信息包含在的特定遗传信息包含在 ( )( ) A. A.受精卵内染色体的特定组合方式中受精卵内染色体的特定组合方式中 B.B.染色体上不同基因的相互作用中染色体上不同基因的相互作用中 C.C.基因中基因中4 4种脱氧核苷酸的序列中种脱氧核苷酸的序列中 D.D.蛋白质的氨基酸序列中蛋白质的氨基酸序列中C 6. DNA DNA分子具有多样性，其原因不可能分子具有多样性，其原因不可能是是 ( ) ( ) A.DNA A.DNA分子中脱氧核糖和磷酸的排列顺分子中脱氧核糖和磷酸的排列顺序是千变万化的序是千变万化的 B.DNAB.DNA分子中碱基的排列顺序是千变万分子中碱基的排列顺序是千变万化的化

22、的 C.DNAC.DNA分子中碱基对的排列顺序是千变分子中碱基对的排列顺序是千变万化的万化的 D.DNAD.DNA分子中脱氧核苷酸的排列顺序是分子中脱氧核苷酸的排列顺序是千变万化的千变万化的A （2 2）1 1个个A A与与C C有两种比例关系：有两种比例关系： 和和 。7.分析下面的概念图，回答有关问题：分析下面的概念图，回答有关问题：A A染色体染色体B B+ +C CDNADNAD D基因基因E E脱氧核苷酸脱氧核苷酸构成构成 H H磷酸磷酸+ + +F FG G （1 1）图中）图中B B是是 ，F F是是 ，G G是是 。蛋白质蛋白质含含N N碱基碱基脱氧核糖脱氧核糖1 1：1 11

23、 1：2 2 （4 4）D D 和和A A的位置关系：的位置关系： 。 （3 3）每个）每个C C含有含有 个个D D，每个，每个D D中可以中可以由由 个个E E 组成。组成。很多很多成百上千成百上千 （5 5）从分子水平看）从分子水平看D D和和C C的关系是？的关系是？DD位于位于A A上上基因（基因（D D）是有遗传效应的）是有遗传效应的DNADNA（C C）片断）片断. . （8）遗传信息是）遗传信息是D中中 的的排列顺序。排列顺序。 （7）在）在E构成的链中，与一分子构成的链中，与一分子G相连接的有相连接的有 分子分子F和和 分子分子H。（6）C的基本组成单位是图中的的基本组成单位

24、是图中的 。E E1 12 2E E（脱氧核苷酸）（脱氧核苷酸）课本答案参考课本答案参考（一）问题探讨（一）问题探讨 提示：本节提示：本节“问题探讨问题探讨”的目的主要是让的目的主要是让学生体会碱基排列顺序的多样性。学生体会碱基排列顺序的多样性。（二）资料分析（二）资料分析 1.1.生物体的生物体的DNADNA分子数目小于基因数目。生分子数目小于基因数目。生物体内所有基因的碱基总数小于物体内所有基因的碱基总数小于DNADNA分子的碱基分子的碱基总数。这说明基因是总数。这说明基因是DNADNA的片段，基因不是连续的片段，基因不是连续分布在分布在DNADNA上的，而是由碱基序列将其分隔开的。上的，

25、而是由碱基序列将其分隔开的。 2.提示：此题旨在引导学生理解遗提示：此题旨在引导学生理解遗传效应的含义，并不要求惟一答案。可传效应的含义，并不要求惟一答案。可以结合提供的资料来理解，如能使生物以结合提供的资料来理解，如能使生物体发出绿色荧光、控制人和动物体的胖体发出绿色荧光、控制人和动物体的胖瘦，等等。瘦，等等。 3.基因是有遗传效应的基因是有遗传效应的DNA片段。片段。 （三）探究（三）探究 1.碱基排列顺序的千变万化，构成了碱基排列顺序的千变万化，构成了DNA分子的多样性，而碱基特定的排列顺分子的多样性，而碱基特定的排列顺序，又构成了每一个序，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。性和特异性的物质基础。 2.提示：在人类的提示：在人类的DNADNA分子中，核苷酸分子中，核苷酸序列多样性表现为每个人的序列多样性表现为每个人的DNADNA几乎不可能几乎不可能完全相同，因此，完全相同，因此，DNADNA可以像指纹一样用来可以像指纹一样用来鉴别身份。鉴别身份。 3.提示：可以从进化的角度来分析基因提示：可以从进化的角度来分析基因为什么不能是碱基的随机排列。为什么不能