2.3.4基因是具有遗传效应的DNA片段课件-高一下学期生物人教版必修2

2.3.4基因通常是具有遗传效应的DNA片段生长在太平洋西北部的一种水母能发出绿色荧光，这是因为水母含有绿色荧光蛋白。科学家将水母中编码绿色荧光蛋白的基因导入转基因小鼠体内，结果在紫外线照射下，小鼠也能像水母一样发光。讨论：为什么转基因小鼠会发出绿色荧光？导入的绿色荧光蛋白基因是一个DNA分子，还是DNA分子的一段序列？思考‧讨论疑惑：基因到底是什么？CH2CHCOOHNH2CH2CHCOOHNH2HOCH2COOHHOOHCO2＋H2O苯丙氨酸酪氨酸尿黑酸饮食（营养）中蛋白质分解一个突变基因——一个代谢阻碍基因是串在染色体上的“珠子”（经典遗传学）基因是控制生物性状的基本单位基因是突变和重组（交换）的基本单位（最小单位）说明：按照经典遗传学，基因突变就是一个“珠子”变成另一种的“珠子”，珠子在染色体上的位置并没有改变（所以是等位基因）。由于珠子是不可分割的（类比于早期的原子论），因此，基因突变时是以“珠子”这一整体进行的。染色体发生交换时，交换各自的“珠子”，由此导致染色体上的“珠子”重新组合。lz+lzslzglzs或lzg×lzslzglzslzs或lzglzglzs或lzg理论上无野生型回复突变率远低于0.2%实际0.2%野生型lzslzg果蝇X染色体lzslzgxy+yx+lz+yxlzsxy+lzgyx+基因不是重组和突变的基本单位，重组和突变可以发生在基因内部lzs右侧加y+标记，lzg左侧加x+标记子代野生型果蝇都不带x+和y+标记分析：为什么子代野生型果蝇都不带有标记，发生了什么呢？科学家鉴定出两种隐性突变的果蝇，apr纯合为杏色眼，w纯合为白色眼，野生型果蝇为红色眼。经典遗传学计算显示apr和w是距离很近、紧挨着的两个基因。aprw+apr+w×apraprw+w+apr+w杏色眼纯合子白色眼半合子问题：若apr+和w+是两个不同的基因（非等位基因），子代雌蝇表现什么眼色？实验中子代雌蝇表现杏色眼，这说明apr和w是非等位基因还是等位基因？子代雌蝇a++b反式杂合子a、b是非等位基因→野生型a、b是等位基因→突变型表现相同或相近的两个突变基因是两个不同基因（非等位基因）发生突变的结果？还是一个基因内不同部位发生突变的结果（等位基因）？aa×bb说明：这一测试可以判断一个基因的范围到底有多大。完全培养基基本培养基基本培养基＋氨基酸野生型完全培养基基本培养基基本培养基＋维生素基本培养基＋嘌呤嘧啶完全培养基基本培养基基本培养基＋丙氨酸基本培养基＋酪氨酸基本培养基＋亮氨酸基本培养基＋苯丙氨酸突变型红色面包霉诱变＋鸟氨酸＋瓜氨酸＋精氨酸突变菌株A（酶a缺陷）＋＋＋突变菌株B（酶b缺陷）－＋＋突变菌株C（酶c缺陷）－－＋说明：“－”表示不能生长，“＋”表示可以生长。前体物质鸟氨酸瓜氨酸精氨酸突变菌株A突变菌株B突变菌株C酶a缺陷酶b缺陷酶c缺陷一个基因一种酶三种精氨酸合成缺陷突变体（每种突变菌株只涉及精氨酸合成途径中的一种酶异常）一个基因一种蛋白质问题：血红蛋白由几条多肽链构成？AAAaaa电泳AAAaaa差异的肽片段NH2…－COOHValHisLeuThrProGluGluNH2…－COOHValHisLeuThrProValGlu一个基因一条多肽链酶切后双向纸层析正常异常启示：特殊变异类型对于科学研究具有重要的意义。讨论：Garrod对尿黑酸症的研究、Beadle对红色面包霉营养缺陷突变的研究以及科学家对镰状细胞贫血症的研究，都表明基因具有“遗传效应”，尝试谈一谈你对“遗传效应”的理解。资料分析色氨酸合成酶基因的遗传图距离基因突变类型野生型多肽链上的氨基酸突变型多肽链上的氨基酸多肽链中氨基酸的位置A446A487A223A23A187A78A169.04.30.44.061.50.016TyrLeuTyrGlyGlyGlySerCysArgIleArgValCysLeu175177183211213234235基因的碱基序列和多肽中的氨基酸序列存在共线性关系不同突变类型的遗传距离和变异氨基酸之间的距离存在正相关。基因的碱基序列和多肽中的氨基酸序列并不是一一对应的DNA通过mRNA控制蛋白质的合成。若基因（DNA）中的碱基序列和多肽中的氨基酸序列一一对应，则基因中的碱基序列和mRNA中的碱基序列也一一对应。有些基因通过编码RNA（不编码蛋白质）来发挥效应去除核糖体的蛋白质，剩余的rRNA仍可以催化蛋白质的合成。资料分析资料1：大肠杆菌细胞的拟核有1个DNA分子，长度约为4700000个碱基对，在DNA分子上分布着大约4400个基因，每个基因的平均长度约为1000个碱基对。资料2：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DNA的碱基序列。其中，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%。讨论：生物体内的DNA分子数目与基因数目相同吗？如果不同，说明了什么？基因是具有遗传效应的DNA片段基因具有遗传效应（功能）一个基因能控制一条多肽或RNA的合成。基因是DNA的片段（与DNA的关系）2.3.4.1说明基因与DNA关系的实例DNA基因a基因b基因c基因d具有遗传效应思考‧讨论——分析脱氧核苷酸序列与遗传信息的多样性资料1：如果一个碱基对组成一个基因，4种碱基对的排列可以形成4种基因（这仅仅是假设）；如果2个碱基对组成一个基因，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。1212注意：两条链是有区别的。ATTA注意：上一条链自左向右是5′→3′。ATTATAAT1212思考‧讨论——分析脱氧核苷酸序列与遗传信息的多样性资料2：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许多次。讨论：１．如果是100个碱基对组成一个基因，可能组成多少种基因？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？3．分析刑侦领域中，利用DNA指纹鉴定个人身份的科学依据。4．你认为基因是碱基对随机排列而成的DNA片段吗？为什么？提示：建议以一条链的核苷酸序列来分析，这样计算基因