3-4-基因是有遗传效应的DNA片段

第4节基因通常是有遗传效应的DNA片段学习目标核心素养1.举例说明基因是有遗传效应的DNA片段。2.理解基因多样性和特异性的原因。(重、难点)3.说明基因和遗传信息的关系。1.利用数学方法归纳DNA分子的多样性和特异性。2.感悟科学技术在生命科学探索过程中的作用。问题探讨我国科学家将外源生长激素基因导入鲤鱼的受精卵，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1.为什么转基因鲤鱼的生长速率更快？

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。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？

导入的是DNA分子的一段脱氧核苷酸序列。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？因为科学家已证明DNA是遗传物质，所以基因必须与DNA绑定在一起就可以发挥它的作用了。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

1.结合讨论1分析资料1和3。

生物体内的DNA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DNA分子的碱基总数，这说明基因是DNA的片断，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。2.结合讨论2分析资料2和转基因鲤鱼资料。

基因的遗传效应就是指能够指导相应蛋白质的合成，控制生物的性状。“问题探讨”中提到的生长激素基因的遗传效应是使鲤鱼的生长速率加快。思考·讨论？问题一：基因与DNA的关系基因=DNA吗？基因和DNA有什么关系呢？染色体由DNA和蛋白质组成果蝇某一条染色体上的几个基因现代分子生物学技术将基因定位在染色体上一、说明基因与DNA关系的实例

资料1、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，在DNA分子上分布着大约4.4×103个基因，每个基因的平均长度约为1×103个碱基对。分析资料1，你能得出什么结论？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DNA的片段，DNA中存在非基因片段。DNA分子数目基因数目基因的碱基对总数DNA分子的碱基对总数分析:<<资料2、生长在太平洋西北部的一种海蛰能发出绿色荧光，这是因为海蛰的DNA分子上有一段长度为5.1×103个碱基对的片段---绿色荧光蛋白基因。转基因实验表明，转入了海蛰的绿色荧光蛋白基因的转基因鼠，在紫外线的照射下，也能象海蛰一样发光。绿色荧光水母紫外线照射下的小鼠结论：基因能控制生物性状，基因有遗传效应。它可以独立起作用。资料3、人类基因组计划测定的是24条染色体（22条染色体+X+Y）上的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%。推理基因是DNA的片段说明人的基因与DNA有怎样的数量关系？基因碱基总数占DNA碱基总数很少的一部分基因A基因B基因C含有3个基因的DNA片段的模式图基因是一段DNA，但是一段DNA不一定是基因结论：资料4：近来科学研究发现，小鼠体内HMGIC基因与肥胖直接相关，具有HMGIC基因缺陷的实验鼠与作为对照的小鼠，吃同样多的高脂肪食物，一段时间后，对照组的小鼠变得十分肥胖，而实验鼠体重维持正常。分析资料4，你能得出什么结论？基因能控制生物的性状（1）没有HMGIC基因，就_____肥胖的表现（2）有HMGIC基因就___肥胖表现（3）HMGIC基因能控制小鼠肥胖这一性状没有有基因是一段DNA。基因具有遗传效应。一段DNA不一定是基因。资料1：资料2：资料3：资料4：基因能控制生物性状。归纳：基因通常*是有______效应的DNA______。遗传片段是生物体遗传的功能单位和结构单位。什么是基因？*有些病毒的遗传物质是RNA1、生物体内的DNA分子数目与基因的数目相同吗？生物体内所有基因的碱基总数与DNA分子的碱基总数相同吗？如果不同，说明了什么？

生物体内的DNA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DNA分子的碱基总数。这说明基因是DNA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。

基因的遗传效应是指能通过一定的方式控制生物体的性状等。“问题探讨”中提到的生长激素基因的遗传效应是使鲤鱼的生长速率加快。基因是有遗传效应的DNA片段。2、你如何理解基因具有遗传效应？本节“问题探讨”中提到的生长激素基因的遗传效应是什么？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。下图中a～d表示果蝇X染色体上的几个基因非基因片段非基因片段非基因片段基因1片段基因2片段基因3片段基因4片段编码区非编码区非编码区启动子与RNA聚合酶结合位点终止子原核基因编码区非编码区非编码区启动子与RNA聚合酶结合位点外显子内含子终止子真核基因真核生物：核基因——染色体上质基因——线粒体、叶绿体的DNA上基因存在的位置二、DNA片段中的遗传信息

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26个英文字母词汇句子IhaveadreamthatonedayontheredhillsofGeorgia,thesonsofformerslavesandthesonsofformerslaveownerswillbeabletositdowntogetheratthetableofbrotherhood.26种英文字母可以形成表达信息的语言分析脱氧核苷酸序列与遗传信息的多样性7种音符可以组成各种美妙旋律，26个英文字母可以组成许许多多词汇和句子，形成传递和交流信息语言。同样，10个数字可以组成无数个数（如电话号码），20种氨基酸可以组成多种多样的蛋白质。那么，4种脱氧核苷酸能组成的许多脱氧核苷酸序列吗？能够储存大量的遗传信息吗？资料11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种碱基的排列顺序与遗传信息的多样性却是可变的。TCGATAGCTA遗传信息基本骨架碱基排列顺序千变万化DNA的多样性若1个碱基对组成1个基因若2个碱基对组成1个基因若3个碱基对组成1个基因4种16种64种特点1：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。基因不是碱基对随机排列构成的DNA片段，碱基具有特定的排列顺序，构成了DNA分子的特异性。特点2：特异性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？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、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？4100个。

碱基排列顺序的千变万化，构成了DNA的多样性，而碱基特定的排列顺序，又构成了每个DNA分子的特异性。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。在人类的DNA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。不是。基因的碱基序列都有特定的排列顺序。二、DNA片段中的遗传信息1、遗传信息的概念：遗传信息蕴藏在____________________之中。4种碱基的排列顺序2、DNA分子的多样性和特异性：DNA的多样性DNA的特异性碱基排列顺序千变万化碱基特定的排列顺序DNA的多样性和特异性是_________________________的物质基础。生物体多样性和特异性3、基因的概念：基因A基因B基因通常是有遗传效应的特定的DNA片段。遗传效应:指能通过一定的方式决定生物体的性状。

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。无效片段基因的载体：主要是________，少数是________________染色体

线粒体、叶绿体染色体DNA基因脱氧核苷酸①一条染色体含有_______个DNA分子②染色体是DNA的_________。1个或2主要载体①每个DNA分子上含有____个基因②基因通常是有__________的DNA片段多遗传效应②基因中____________________代表遗传信息脱氧核苷酸的排列顺序线性排列于4、脱氧核苷酸、基因、DNA、染色体的关系①每个基因中含有许多脱氧核苷酸基因与DNA和染色体以及脱氧核苷酸间的关系染色体基因1基因2非编码区编码区非编码区三、基因通常是有遗传效应的DNA片段DNA上分布着许多个基因，基因通常是有遗传效应的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)、流感病毒等对这类病毒而言，基因就是有遗传效应的RNA片段。DNA指纹技术的实质是把DNA作为像指纹那样来识别不同的人，DNA指纹的特异性主要是由于人的DNA中，不表达的碱基序列中存在着一部分串联重复的短序列，它们在不同个体间存在显著的差异刑事侦查、亲子鉴定等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概念检测P592.整理总结出染色体、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。概念检测P59染色体DNA基因①一条染色体含有_______个DNA分子②染色体是DNA的_________。1个或2主要载体①每个DNA分子上含有____个基因②基因通常是有__________的DNA片段多遗传效应线性排列于作业：P59页拓展应用参考答案：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。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?作业：P59页拓展应用参考答案: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、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一的面孔。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。作业：P62复习与提高

选择题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（

C

）A.重组DNA片段,研究其表型效应