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1、第4节 基因是有遗传效应的DNA片段 美国密苏里大学培育出四只含有荧光水母基因的美国密苏里大学培育出四只含有荧光水母基因的小猪。左为荧光小猪，右为正常小猪。小猪。左为荧光小猪，右为正常小猪。美科学家研制出世界上第一只转基因蝴蝶美科学家研制出世界上第一只转基因蝴蝶 中国首批中国首批t-PAt-PA转基因羊在山东东营诞生转基因羊在山东东营诞生 t-PAt-PA是目前治疗急性心肌梗塞最好的溶血栓药物，如果从是目前治疗急性心肌梗塞最好的溶血栓药物，如果从国外进口，价格非常昂贵，由动物的乳腺生产出含有国外进口，价格非常昂贵，由动物的乳腺生产出含有t-PAt-PA的药的药物蛋白，价格就会大大降低。物蛋白，
2、价格就会大大降低。基因基因=DNA吗？吗？基因和基因和DNA有什么关系呢？有什么关系呢？一、用实例说明基因与一、用实例说明基因与DNA的关系的关系资料资料1 1l大肠杆菌细胞的拟核有大肠杆菌细胞的拟核有1 1个个DNADNA分子，长度约为分子，长度约为4 4 700 000700 000个碱基对，在个碱基对，在DNADNA分子上分布着大约分子上分布着大约4 4 400400个基因，每个基因的平均长度约为个基因，每个基因的平均长度约为1 0001 000个碱基个碱基对。对。带带有有纤纤毛毛的的大大肠肠杆杆菌菌一、证明基因与一、证明基因与DNADNA关系的实例关系的实例问题：计算所有问题：计算所有
3、基因的基因的碱基对碱基对总数的比例。总数的比例。全部全部基因基因的的碱基对碱基对总数只总数只是是DNA碱基对碱基对总数的一部总数的一部分，因此，分，因此，基因是基因是DNA的的片段片段。资料资料3 3l人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条染色条染色体体+X+Y+X+Y）上的上的DNADNA的碱基序列。其中，每条染的碱基序列。其中，每条染色体上有一个色体上有一个DNADNA分子。这分子。这2424个个DNADNA分子大约有分子大约有31.631.6亿个碱基对，其中，构成基因的碱基数占碱亿个碱基对，其中，构成基因的碱基数占碱基总数的比例不超过基总数的比
4、例不超过2%2%。并不是随便一段并不是随便一段DNADNA就称为基因。基因就称为基因。基因是一段是一段DNADNA，但是一段但是一段DNADNA不一定是基因不一定是基因-ATGCATGCATCCATGCTAGCCATCCCTAAGGACAG-TACGTACGTAGGTACGATCGGTAGGGATTCCTGTC-基因基因 基因基因 非基因片段非基因片段2、生长在太平洋西北部的一种生长在太平洋西北部的一种海蛰海蛰能发出绿能发出绿色荧光，这是因为海蛰的色荧光，这是因为海蛰的DNA分子上有一段分子上有一段长度为长度为5170个碱基对的片段个碱基对的片段绿色荧光蛋绿色荧光蛋白基因白基因。转基因实验表明
5、，转入了海蛰的绿。转基因实验表明，转入了海蛰的绿色荧光蛋白基因上午色荧光蛋白基因上午转基因鼠转基因鼠，在紫外线的，在紫外线的照射下，也能象海蛰一样发光。照射下，也能象海蛰一样发光。说明：基因是特定的说明：基因是特定的DNADNA片段，可拼接片段，可拼接到其他生物的到其他生物的DNADNA上去，有遗传效应上去，有遗传效应,可独立起作用可独立起作用 基因是特定的基因是特定的DNA片段，可以片段，可以切除切除，可以，可以拼接拼接到其到其他生物的他生物的DNA上去，从而获得某种性状的表达，所以上去，从而获得某种性状的表达，所以基因是遗传物质的基因是遗传物质的结构单位结构单位。资料资料4 4l不少人认为
6、，人和动物的胖瘦是由基不少人认为，人和动物的胖瘦是由基因决定的。近来的科学研究发现，小因决定的。近来的科学研究发现，小鼠体内的鼠体内的HMGICHMGIC基因与肥胖直接相关。基因与肥胖直接相关。具有具有HMGICHMGIC基因缺陷的实验鼠与作为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，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一段时间后，对照组的小鼠变得十分肥胖，而具有肥胖，而具有HMGICHMGIC基因缺陷的实验基因缺陷的实验鼠体重仍然保持正常。鼠体重仍然保持正常。没有没有HMGICHMGIC基因，就没有肥胖的表现，有基因，就没有肥胖的表现，有HMGIC
7、HMGIC基因就有肥胖表现。进一步说明：基因就有肥胖表现。进一步说明：基因具有遗传效应，并能控制生物的性状基因具有遗传效应，并能控制生物的性状(功能单功能单位位)。结论：结论：基因基因是有遗传效应的是有遗传效应的DNADNA片段，它片段，它是生物体遗传的是生物体遗传的功能单位和结构单位功能单位和结构单位.综合上述资料，请你给基因下个定义？综合上述资料，请你给基因下个定义？遗传效应：遗传效应：指具有复制、转录、翻译、重组突变及指具有复制、转录、翻译、重组突变及调控等功能。调控等功能。二二:DNA:DNA片段如何蕴藏遗传信息片段如何蕴藏遗传信息?4 4种碱基的排列顺序蕴种碱基的排列顺序蕴藏着遗传信
8、息藏着遗传信息.假如决定脸型的一个基因假如决定脸型的一个基因只有只有17个碱基对组成，那个碱基对组成，那么这种排列有多少种可能？么这种排列有多少种可能？417种。大约为种。大约为172亿种。亿种。截止2005年6月，全球人口总数接近65亿。假设人类基因组中第一号染色体的第一个基因是由17个碱基对随机排列构成的，那么，17个碱基对的所有排列是否都有机会出现？你与你的同桌相比，这个基因的脱氧核苷酸序列完全相同的可能性有多大？(1/172)2亿)基因中脱氧核苷酸的排列顺序就代表着遗传信息，基因中脱氧核苷酸的排列顺序就代表着遗传信息，而基因中脱氧核苷酸的排列顺序又导致了控制不同性状而基因中脱氧核苷酸的
9、排列顺序又导致了控制不同性状的基因之间的差别。归根到底，的基因之间的差别。归根到底，生物性状的遗传就生物性状的遗传就是基因通过四种脱氧核苷酸的序列来传递和是基因通过四种脱氧核苷酸的序列来传递和表达信息的。表达信息的。基因和遗传信息的关系？基因和遗传信息的关系？三、三、DNADNA片段中遗传信息有何特点：片段中遗传信息有何特点：情境情境1：情境情境2：DNA分子具有多样性分子具有多样性DNA分子具有特异性分子具有特异性讨论：讨论：1 1、解释、解释DNA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 4、DNADNA指纹能用来鉴定身
10、份吗？指纹能用来鉴定身份吗？有科学依据吗？有科学依据吗？3 3、你认为基因中的碱基对是随机排列、你认为基因中的碱基对是随机排列 成的成的DNADNA片段吗？片段吗？二、二、染色体、染色体、DNA、基因、脱氧核苷酸基因、脱氧核苷酸之间的关系之间的关系染色体染色体DNA基因基因脱氧核苷酸脱氧核苷酸染色体染色体是是DNADNA的的主要载体主要载体每每个个染染色色体体上上一一般般有一个有一个DNADNA分子分子基因基因是有遗传效应是有遗传效应的的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基因因中中的的脱脱氧氧核核苷苷酸酸排排列列顺序代表着遗传信息顺序代表着遗传信息每每个
11、个基基因因由由许许多多脱脱氧核苷酸组成氧核苷酸组成DNADNA是主要的是主要的遗传物质遗传物质从从基基因因在在染染色色体体(染染色色质质)上上的的关关系系看看：基基因因在在染染色色体体上上具具有有一一定定的的位位置置，并并且且呈呈线线性性排排列列。基基因因与与染染色色体体的的行行为具有一致性。为具有一致性。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？小结：小结：从从基基因因与与DNADNA的的关关系系看看：每每个个DNADNA分分子子上上有有许许多多基基因因，基因是有遗传效应的基因是有遗传效应的DNADNA片段片段(DAN(DAN片段不一
12、定是基因片段不一定是基因)。从从基基因因与与性性状状的的关关系系看看：基基因因是是控控制制生生物物性性状状的的结结构构和和功能单位。功能单位。从从基基因因与与遗遗传传信信息息的的关关系系看看：基基因因的的脱脱氧氧核核苷苷酸酸的的排排列列顺顺序序包包含含着着遗遗传传信信息息。对对于于某某个个基基因因来来说说，其其“顺顺序序”是是固固定定的的，而而不不同同的的基基因因，其其脱脱氧氧核核苷苷酸酸的的顺顺序序又又是是各各不不相相同的。同的。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：（1）图中）图中B是是 ，H是是 ，F是是 。（2）每个）每个C含有含有 个个D，每个，每个D中可以
13、由中可以由 个个E 组成组成蛋白质蛋白质含含N N碱基碱基脱氧核糖脱氧核糖很多很多成百上千成百上千C DNAC DNAG G 磷酸磷酸磷酸磷酸HHD D 基因基因基因基因F FA A 染色体染色体染色体染色体E E 脱氧核苷酸脱氧核苷酸脱氧核苷酸脱氧核苷酸B B（3）D 和和A的位置关系：的位置关系：。（4）从分子水平看）从分子水平看D和和C的关系是的关系是 。（5）C的基本组成单位是图中的的基本组成单位是图中的 。（6）遗传信息是）遗传信息是D中中 的排列顺序。的排列顺序。基因位于染色体上基因位于染色体上基因是有遗传效应的基因是有遗传效应的DNADNA片断片断E EE E（脱氧核苷酸）脱氧核苷酸）