基因通常是有遗传效应的DNA片段 【高效备课精研+知识精讲提升】 科学探究教材分析课件 高一下学期生物人教版2019必修2

2023/3/141必修二

遗传与进化杂交杂交自交自交第3章

基因的本质第4节基因通常是有遗传效应的DNA片段人类对遗传现象的探索艾弗里1.为什么转基因鲤鱼的生长速度更快？2.导入的外源基因是1个DNA分子，还是DNA分子的一段脱氧核苷酸序列？转基因鲤鱼（右）

我国科学家将外源生长激素基因（如人、牛、羊、草鱼的）导入鲤鱼的受精卵，培育出了转基因鲤鱼。与对照组相比，转基因鲤鱼的生长速率加快。据科学家介绍，外源基因导入受体细胞后，必须整合到受体细胞的DNA上才能发挥作用。讨论：

因为外源生长激素基因整合到转基因鲤鱼的DNA中，并发挥了合成生长激素的作用，而生长激素可使鲤鱼的生长速率加快。导入的是DNA分子的一段脱氧核苷酸序列。一、说明基因与DNA关系的实例1.在DNA分子上分布着大约4.4×103个个基因，每个基因的平均长度约为1×103个碱基对。大肠杆菌细胞的拟核有1个DNA分子，长度约为4.7×106个碱基对。分析基因与DNA的关系正在分裂的大肠杆菌，细胞内的DNA被染成红色分析：大肠杆菌一个DNA上含有多个基因。大肠杆菌所有基因的碱基总数小于DNA分子的碱基总数，说明基因是一段DNA；

基因的碱基对总数小于DNA分子的碱基对总数，说明DNA中存在非基因片段。

2.生长在太平洋西北部的一种水母能发出绿色荧光(图B)，这是因为水母的DNA上有一段长度为5.17×103个碱基对的片段——绿色荧光蛋白基因。转基因实验表明，转入了水母绿色荧光蛋白基因的转基因鼠，在紫外线的照射下，也能像水母一样发光(图C)。图B发出绿色荧光的水母图C正常光线（左）和紫外线照射下（右）的4只小鼠，其中3号小鼠为对照，1、2、4号小鼠转入了绿色荧光蛋白基因分析：

基因是特定的DNA片段，基因可以切除，可以拼接到其他生物的DNA上，从而获得某种性状。

基因具有遗传效应(能控制生物的性状)，它可以独立起作用（生物遗传的基本单位）。3.人类基因组计划测定的是24条染色体（22条常染色体+X+Y）上的DNA的碱基序列。每条染色体上有一个DNA分子。这24个DNA分子大约有31.6亿个碱基对。其中，构成基因的碱基数占碱基总数的比例不超过2%。分析：

DNA与基因的碱基对数量并不对等，基因碱基对总数占DNA碱基对总数的很小一部分。即DNA≠基因

进一步说明说明：

基因是DNA的片段，DNA中存在大量的非基因片段。基因不是连续分布在DNA上的，而是由碱基序列将其分隔开的。基因是一段DNA，但是一段DNA不一定是基因。基因A基因B基因C含有3个基因的DNA片段的模式图资料1、资料3大肠杆菌、人的全部基因的碱基总数只是全部DNA分子碱基总数的一部分。DNA碱基中，只有部分碱基才构成基因，DAN分子中至少含有一个或多个碱基。基因是DNA的片段问题探讨、资料2基因是特定的DNA片段，可以单独剪切与编辑。转基因生物的特有性状与导入基因有关，且导入基因有一定的独立性。基因具有遗传效应基因是具有遗传效应的DNA片段基因能控制生物性状

结合以上实例，请从DNA水平上给基因下一个定义，要求既能反映基因与DNA的关系，又能体现基因的作用。讨论为什么本节标题有个“通常”？遗传效应：指具有复制、转录、翻译、重组突变及调控等功能。--ATGCATGCATCCATGCTAGCCATCCCTAAGGACAG-----TACGTACGTAGGTACGATCGGTAGGGATTCCTGTC---基因1基因2非基因片段真核生物：核基因—染色体上质基因—线粒体、叶绿体的DNA上基因存在的位置染色体脱氧核苷酸基因DNA染色体是DNA的主要载体每个染色体上

有1个或2个DNA基因通常是有遗传效应的DNA片段每个DNA分子上含有多个基因是控制生物性状的结构功能单位是主要的遗传物质基本组成单位ATCG鸟嘌呤脱氧核苷酸胞嘧啶脱氧核苷酸

胸腺嘧啶脱氧核苷酸腺嘌呤脱氧核苷酸细胞细胞核染色体DNA基因A基因B基因C基因D原核生物的拟核区域、病毒体内每一个基因都是特定的DNA片段有着特定的遗传效应1个DNA分子上有许多个基因说明：DNA必然蕴含了大量的遗传信息基因A基因B果蝇某X染色体上一些基因的示意图短硬毛棒状眼深红眼朱红眼截翅红宝石眼白眼黄身二、DNA片段中的遗传信息

分析脱氧核苷酸序列与遗传信息的多样性资料1：碱基对的排列顺序千变万化1个DNA分子的基本骨架是由脱氧核糖和磷酸交替连接而成的，从头至尾没有变化，而骨架内侧4种碱基的排列顺序却是可变的。

如果1个碱基对组成1个基因，4种碱基对的排列可能形成4种基因（这仅仅是假设）；如果2个碱基对组成1个基因，则可能形成16（即4×4）种基因；如果3个碱基对组成1个基因，则可能形成64（即4×4×4）种基因。结论：碱基排列顺序的千变万化，构成了DNA的多样性。

基因1个碱基对2个碱基对4×4（42）3个碱基对4×4×4（43）100个碱基对4100……n个碱基对4n排列种数

41……一个最短的DNA分子也有4000个碱基对，可能的排列方式就有44000种。资料2：碱基特定排列顺序

资料1的推算是建立在所有碱基对的随机排列都能构成基因这一假设上的。事实上，大部分随机排列的脱氧核苷酸序列从来不曾出现在生物体内，而有些序列却会在生物体内重复多次。结论：碱基特定的排列顺序，构成了DNA的特异性。在生物体内，基因中的碱基并不是随机排列的。具有特定的遗传效应每个基因都是特定的DNA片段具有特定的碱基排列顺序TGAATCTGAATC外侧：基本骨架，由脱氧核糖和

磷酸交替连接（固定不变）内侧：4种碱基对的排列（可变）遗传信息：DNA分子中碱基（脱氧核苷酸）的排列顺序。遗传信息蕴藏在4种碱基（或脱氧核苷酸）的排列顺序之中。DNA的多样性：碱基排列顺序的千变万化。DNA的特异性：碱基特定的排列顺序。DNA的多样性和特异性是生物体多样性和特异性的物质基础。2.怎样理解DNA的多样性和特异性？你能从DNA的结构特点分析生物体具有多样性和特异性的原因吗？碱基排列顺序的千变万化DNA分子的多样性碱基特定的排列顺序每个DNA分子的特异性生物体的多样性生物体的特异性DNA的多样性和特异性是生物体多样性和特异性的物质基础。

3.在刑侦领域，DNA能像指纹一样用来鉴定个人身份。结合脱氧核苷酸序列的多样性和特异性，你能分析这一方法的科学依据吗？

在人类的DNA中，DNA分子的特异性使得每个DNA都有自己特定的碱基排列顺序。核苷酸序列多样性表现为每个人的DNA几乎不可能完全相同，因此DNA可以像指纹一样用来鉴别身份。讨论1.如果是100个碱基对组成1个基因，可能组合成多少种基因？4100死者身份确认

大多数生物以DNA作为遗传物质，其基因是有遗传效应的DNA片段。

有些病毒的遗传物质是RNA，如人类免疫缺陷病毒（艾滋病病毒）、流感病毒，其基因就是有遗传效应的RNA片段。HIV病毒结论：

基因通常是有遗传效应的DNA片段烟草花叶病毒流感病毒

￭基因和DNA的关系染色体DNA基因脱氧核苷酸染色体是DNA的主要载体

基因是有遗传效应的DNA片断

每个DNA分子上有许多基因

基因中的脱氧核苷酸（碱基对）排列顺序代表着遗传信息

每个基因由许多脱氧核苷酸组成

DNA是主要的遗传物质

每条染色体上有一个或两个DNA分子

染色体、DNA、基因、脱氧核苷酸之间的关系（1）图中B是__________，A是________，G是________。（2）每个F含有_______个E，每个E中可以由__________个D组成。脱氧核糖含N碱基蛋白质很多成百上千FDNAC磷酸AE基因B糖H染色体D脱氧核苷酸G（3）从分子水平看E和F的关系是_____________________________。（4）F的基本组成单位是图中的______。（5）遗传信息是_______________的排列顺序。

基因是有遗传效应的DNA片段DD（脱氧核苷酸）+课堂练习1.简答以下各空内容2.下列有关染色体、DNA、基因、脱氧核苷酸的说法，不正确的是（）A.基因中磷酸和脱氧核糖蕴含着遗传信息B.基因通常是具有遗传效应的DNA片段，一个DNA分子上可含有成百上千个基因C.一个基因含有许多个脱氧核苷酸，基因的特异性是由脱氧核苷酸的排列顺序决定的D.染色体是DNA的主要载体，一条染色体上含有1个或2个DNA分子A3.研究人员对数千种生物的DNA碱基序列进行测定发现,没有任何两个物种的DNA序列是一样的。DNA具有多样性的主要原因是（

）A.DNA由4种碱基组成B.DNA具有规则的双螺旋结构C.DNA具有碱基互补配对的特点D.DNA的碱基对有很多种不同的排列顺序D4．下列有关遗传物质的说法，正确的有()①基因均位于染色体上；②DNA和基因是同一概念；③DNA是染色体的主要成分；④基因中4种碱基的排列顺序就代表了遗传信息；⑤每条染色体上总是只含一个DNA分子；⑥DNA是遗传物质，遗传物质是DNA；⑦等位基因位于一对姐妹染色单体的相同位置上；⑧DNA指纹技术的原理是DNA的多样性A．一项 B．两项C．三项 D．四项B2.下列关于基因、DNA、遗传信息和染色体的描述，正确的是（）A．遗传信息是指DNA中碱基的排列顺序B．碱基排列顺序的千变万化，构成了DNA分子的多样性和特异性C．不管是原核生物还是真核生物，体内所有基因的碱基总数均小于DNA分子的碱基总数D．染色体是DNA的主要载体，每一条染色体上都只有一个DNA分子C一、概念检测1.科学研究发现，未经人工转基因操作的番薯都含有农杆菌的部分基因，而这些基因的遗传效应促使番薯根部发生膨大产生了可食用的部分，因此番薯被人类选育并种植。下列相关叙述错误的是（）

A.农杆菌这些特定的基因可以在番薯细胞内复制

B.农杆菌和番薯的基因都是4种碱基对的随机排列

C.农杆菌和番薯的基因都是有遗传效应的DNA片段

D.农杆菌这些特定的基因可能在自然条件下转入了番薯细胞B练习与应用P592.整理总结染色体、DNA和基因三者之间的关系，并以你认为最简明的形式表示出来。.染色体DNA基因基因是染色体上具有遗传效应的DNA片段。二、拓展应用1.在严查偷猎野生动物的行动中，执法部门发现某餐馆出售的一种烤肉比较可疑，餐馆工作人员说是“山羊肉”，经实验室检验，执法部门确定这种“山羊肉”来自国家二级保护动物斑羚。你认为执法部门最可能采取哪种检测方法？为什么？

最可能采取DNA鉴定的方法。因为每种生物的DNA具有特异性，只有将“山羊”的DNA与斑羚的DNA进行比对，才能确定这种“山羊肉”是否来自国家二级保护动物斑羚。2.我国一些城市在交通路口启用了人脸识别技术，针对行人和非机动车闯红灯等违规行为进行抓拍。这种技术应用的前提是每个人都具有独一无二的面孔。为什么人群中没有一模一样的两个人呢？请你从生物学的角度评述人脸识别技术的可行性。

人脸识别技术的前提是每个人都有独特的面部特征，而这些都是由基因决定的，这说明了基因的多样性。2.在噬菌体侵染细菌的实验中,下列对噬菌体外壳蛋白质合成的描述,正确的是（）A.氨基酸原料和酶来自细菌B.氨基酸原料和酶来自噬菌体C.氨基酸原料来自细菌,酶来自噬菌体D.氨基酸原料来自噬菌体,酶来自细菌1.本章介绍的艾弗里的实验、赫尔希和蔡斯的实验都证明DNA是遗传物质,这两个实验在设计思路上的共同点是（

）A.重组DNA片段,研究其表型效应B.去掉DNA片段,研究其表型效应C.设法分别研究DNA和蛋白质各自的效应D.应用同位素标记技术,研究DNA在亲代与子代之间的传递CA复习与提高P62一、概念检测3.烟草花叶病毒(TMV)和车前草病毒(HRV)同属于RNA病毒,都可以使烟草患病。将TMV的RNA和HRV的蛋白质外壳混合后感染烟草叶片,使烟草患病,可能观察到的现象是()A.能检测到TMV的RNA和蛋白质

B.能检测到HRV的RNA和蛋白质C.能检测到TMV的RNA和HRV的蛋白质

D.能检测到HRV的RNA和TMV的蛋白质A4.研究人员对数千种生物的DNA碱基序列进行测定发现,没有任何两个物种的DNA序