3.4基因通常是有遗传效应的DNA片段课件高一下学期生物人教版必修22

第4节

基因通常是有遗传效应的DNA片段第3章基因的本质1、通过分析材料案例，概括基因与DNA的关系，归纳基因通常是有遗传效应的DNA片段，理解基因与DNA的关系、生命的延续和发展，达成对生命观念、科学思维素养的提升。2、通过应用数学方法理解DNA分子的多样性和特异性，培养归纳与概括、逻辑分析和计算能力。3、归纳基因与遗传信息的关系，形成结构与功能相适应的观念。一、学习目标

我国科学家将外源生长激素基因导入鲤鱼的受精卵中，培育出了转基因鲤鱼。特点：转基因鲤鱼的生长速度加快。

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：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）【答案】因为外源生长激素基因整合到转基因鲤鱼的DNA中，并发挥了促进生长激素合成的功能，而生长激素可使鲤鱼的生长速率加快。【答案】导入的是DNA分子的一段脱氧核苷酸序列。

转基因的应用场景

为什么外源基因必须整合到受体细胞的DNA上才能发挥作用？科学家已证明DNA是遗传物质，那么，基因与DNA之间是什么关系呢？

一、说明基因与DNA关系的实例分析基因与DNA的关系

[资料1]大肠杆菌细胞的拟核有1个DNA分子(图A),

长度约为4.7×10个碱基对，在DNA分子上分布了大约4.4×103个基因，每个基因的平均长度约为1×103个碱基对。

图A正分裂的大肠杆菌，细胞内的DNA被染成红色一个DNA上含有多个基因。说明基因是一段DNA。基因的碱基对总数DNA分子的碱基对总数分析讨论1<<

DNA分子数目

基因数目一、说明基因与DNA关系的实例分析基因与DNA的关系[资料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图B发出绿色荧光的水母一、说明基因与DNA关系的实例分析基因与DNA的关系[资料2]

水母这一荧光性状为什么能在小鼠身上表现？分析讨论2

基因是特定的DNA片段，可以切除，可以拼接到其他生物的DNA上去，从而获得某种性状，所以基因是遗传物质的结构单位。一、说明基因与DNA关系的实例分析基因与DNA的关系

[资料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分子大约含有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%。

分析讨论3

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。结论：构成基因的碱基数

<

碱基总数

这说明并不是随便一段DNA就称为基因。基因是一段DNA，但是一段DNA不一定是基因。--ATGCATGCATCCATGCTAGCCATCCCTAAGGACAG-----TACGTACGTAGGTACGATCGGTAGGGATTCCTGTC---基因基因非基因片段基因A基因B基因C含有3个基因的DNA片段的模式图一、说明基因与DNA关系的实例

结论：一个DNA分子上有许多个基因，每一个基因都是特定的DNA片段，有着特定的遗传效应。基因是有遗传效应的DNA片段遗传效应：指具有复制、转录、翻译、重组突变及调控等功能。一、说明基因与DNA关系的实例B

跟踪训练一下列关于DNA和基因相互关系的叙述,不正确的是(

)A.基因通常是具有遗传效应的DNA片段B.基因在DNA上,DNA上所有序列都属于基因C.生物体的DNA分子数目小于基因数目D.基因并不是碱基对随机排列成的DNA片段二、DNA片段中的遗传信息1个DNA分子上有许多个基因每一个基因都是特定的DNA片段具有特定的遗传效应说明：DNA蕴含大量的遗传信息DNA只含有4种脱氧核苷酸（分别含A、T、G、C4种碱基）为什么能够储存大量的遗传信息？ATCATTGATCGAATGGCCGG含有n个碱基对的DNA分子共有多少种排列方式？4n二、DNA片段中的遗传信息分析脱氧核糖核酸序列与遗传信息的多样性

[资料1]

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：DNA分子具有多样性二、DNA片段中的遗传信息分析脱氧核糖核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（碱基的特定排序）。结论：DNA分子具有特异性二、DNA片段中的遗传信息分析脱氧核糖核酸序列与遗传信息的多样性

[讨论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？4.你认为基因是碱基对随机排列成的DNA片段吗？为什么？

在人类的DNA分子中，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。每个DNA有自己特定的碱基排列顺序DNA分子的特异性：遗传信息蕴藏在4种碱基的排列顺序之中。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。二、DNA片段中的遗传信息

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）、流感病毒等。对这类病毒而言，基因就是有遗传效应的RNA片段。基因通常是有遗传效应的DNA片段注意：DNA分子中含有没有遗传效应的片段，这些没有遗传效应的片段不叫基因。烟草花叶病毒流感病毒二、DNA片段中的遗传信息从分子水平上对生物体具有多样性或特异性的分析，错误的是（）A．碱基对的排列顺序的千变万化，构成了DNA分子的多样性B．碱基对的特定的排列顺序，又构成了每一个DNA分子的特异性C．某DNA分子含2000个碱基，其碱基对可能的排列方式有41000种D．人体内控制β珠蛋白的基因由n个碱基对组成，其碱基对可能的排列方式有4n种D

跟踪训练二染色体DNA基因脱氧核苷酸染色体是DNA的主要载体基因通常是有遗传效应的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2个DNA分子三、课堂小结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

四、课堂练习2、下列关于基因和DNA的叙述，正确的是（

）A.海蜇的绿色荧光蛋白基因不能在小鼠体细胞内稳定表达B.人类基因组计划需测定23条染色体上所有基因的碱基排列顺序C.含有100对碱基(腺嘌呤占10%)的DNA分子最多有4100种D.生物体多样性和特异性的物质基础是DNA分子的多样性和特异性D

四、课堂练习

四、课堂练习3、不同基因携带不同的遗传信息的原因是（

）A.不同基因的碱基种类不同 B.碱基对的排列顺序决定基因的不同C.磷酸和核糖排列顺序决定了基因的不同 D.碱基配对方式的不同决定了基因的不同B4、下图中1、2、3表示哺乳动物一条染色体上相邻的三个基因，4、5为基因间的间隔序列。相关叙述错误的是（

）A.基因1、2、3有可能在同一个细胞内都表达B.基因1和基因3都位于染色体上且间隔远，遵循基因自由组合定律C.图中片段4、5的基本组成单位是脱氧核苷酸D.三个基因独立存在，不会相互融合，但功能上可以共同控制某一性状B

四、课堂练习5、下图为细胞内遗传物质的相关示意图，己知B中没有碳元素，请据图回答下列问题。（1）D的中文名称是________________。F彻底水解，理论上能获得___