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1、第第4 4节节 基因是有遗传效应的基因是有遗传效应的DNADNA片段片段 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
2、药物蛋白，价格就会大大降低。物蛋白，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的关系的关系资料分析资料分析资料1：大肠杆菌大肠杆菌1个个DNA碱基对：碱基对：4.7106，在，在DNA分子上分布分子上分布着着4400个个基因，每个基因的平均长度约为基因，每个基因的平均长度约为1000个碱基个碱基对。对。DNA分子数目分子数目 基因数目基因数目基因的碱基总数基因的碱基总数 DNA分子的碱基总数分子的碱基总数大肠杆菌的一个大肠杆菌的一个DNA分子上含有多个基因分子上含有多个基因。说明基因是一段说明基因是一段
3、DNA。3、人类基因组计划测定的是、人类基因组计划测定的是24条染色体条染色体（22条条常染色体常染色体+X+Y）上的）上的DNA的碱基序列。其中，的碱基序列。其中，每条染色体上有一个每条染色体上有一个DNA分子分子。这。这24个个DNA分分子大约有子大约有31.6亿个碱基对亿个碱基对，其中，构成基因的，其中，构成基因的碱基数占碱基总数的比例不超过碱基数占碱基总数的比例不超过2%。推理：推理：进一步明确基因是进一步明确基因是DNA的片段（基因碱基对的片段（基因碱基对总数占总数占DNA碱基对总数很少的一部分）碱基对总数很少的一部分）有关人类基因组计划有关人类基因组计划1990年年10月，月，国际
4、人类基因组计划启动，国际人类基因组计划启动，投资投资30亿亿美元，预计美元，预计2005年完成。目的是找出所有年完成。目的是找出所有人类基因并搞清其在人类基因并搞清其在DNA分子上的位置，绘制分子上的位置，绘制出完整的人类基因组图谱，破译出人类全部遗出完整的人类基因组图谱，破译出人类全部遗传信息。传信息。1999年年9月月 中国获准加入人类基因组计划，负责中国获准加入人类基因组计划，负责测定人类第测定人类第3号染色体短臂上的约号染色体短臂上的约3000万个碱万个碱基对，占全部序列的，投入基对，占全部序列的，投入500万万美元。美元。2001年年6月月，国际人类基因组计划，国际人类基因组计划公布
5、公布人类基人类基因组图谱及初步分析结果。因组图谱及初步分析结果。人类基因组研究成果人类基因组研究成果一一、基因数量少得惊人。基因数量少得惊人。人类人类DNA分子大约有分子大约有30亿个碱基对亿个碱基对，研究人员曾经预测人类约有研究人员曾经预测人类约有14万个基因，最终确定出的基因数在万个基因，最终确定出的基因数在3万个左右万个左右。人类拥有的基因虽然只是蠕虫或飞虫的两倍。人类拥有的基因虽然只是蠕虫或飞虫的两倍。二、二、人类基因组中存在人类基因组中存在“热点热点”和大片和大片“荒漠荒漠”。人类基因组序列中所谓的人类基因组序列中所谓的“荒漠荒漠”就是包含极少就是包含极少或根本不包含基因的部分，基因
6、组上大约或根本不包含基因的部分，基因组上大约14的区域是长长的、没有基因的片段的区域是长长的、没有基因的片段。基因密度基因密度在第在第17、第、第19和第和第22号染色体上最高，在号染色体上最高，在X染染色体、第色体、第4、第、第18号和号和Y染色体上相对贫瘠。染色体上相对贫瘠。三、三、35.3%的基因组包含重复的序列的基因组包含重复的序列。这意味着这意味着所有这些所有这些重复序列重复序列，即原来被认为的，即原来被认为的“垃圾垃圾DNA”应该被进一步研究应该被进一步研究。事实上，第。事实上，第19号染色体号染色体57%是重复的。是重复的。四、四、地球上人与人之间地球上人与人之间99.99%的基
7、因密码是相同的基因密码是相同的。的。研究发现，来自研究发现，来自不同人种的人比来自同一人不同人种的人比来自同一人种的人在基因上更为相似种的人在基因上更为相似。在整个基因组序列中，。在整个基因组序列中，人与人之间的变化仅为人与人之间的变化仅为0.01%。1、生物体内的生物体内的DNA分子数目与基因数分子数目与基因数目相同吗？目相同吗？3、一段、一段DNA分子就是基因吗？分子就是基因吗？基因基因在在DNA上是连续排列吗？上是连续排列吗？4、你从资料你从资料1和资料和资料3能得出什么结论？能得出什么结论？2、生物体内所有的基因的碱基总数与生物体内所有的基因的碱基总数与DNA分子的碱基总数相同吗？分子
8、的碱基总数相同吗？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，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。4、不少人认为，人和动物体的胖瘦是由遗传不少人认为，人和动物体的胖瘦是由遗传决定的。近来的科学研究发现，小鼠体内的决定的。近来的科学研究发现，小鼠体内的HM
9、GIC基因与肥胖基因与肥胖直接相关。具有直接相关。具有HMGIC基基因缺陷的实验鼠与作为因缺陷的实验鼠与作为对照对照的小鼠，吃同样多的小鼠，吃同样多的高脂肪食物，一段时间后，对照组的小鼠变的高脂肪食物，一段时间后，对照组的小鼠变得十分得十分肥胖肥胖，而具有，而具有HMGIC基因缺陷基因缺陷的实验的实验鼠体重仍然保持鼠体重仍然保持正常正常。基因基因DNADNA？基因是一段基因是一段DNADNA。基因具有遗传效应基因具有遗传效应。一段一段DNADNA不一定是基因不一定是基因。资料资料1 1：资料资料2 2：资料资料3 3：资料资料4 4：基因能控制生物性状基因能控制生物性状。基因基因（gene）是
10、具有遗传效应的是具有遗传效应的DNADNA片段，是生物体遗传的结构单位和功能片段，是生物体遗传的结构单位和功能单位。单位。基因是有遗传效应的基因是有遗传效应的DNA片段片段总结：基因与总结：基因与DNA 的关系的关系一、基因的化学组成是什么？一、基因的化学组成是什么？二、染色体、二、染色体、DNA、基因、脱氧核苷酸、基因、脱氧核苷酸、性状性状 之间的关系之间的关系基因基因蛋白质蛋白质生物生物性状性状DNA染色体染色体染色体染色体DNA基因基因脱氧核脱氧核苷酸苷酸最主要的遗传物质最主要的遗传物质是遗传物质的结构和是遗传物质的结构和 功能的单位功能的单位 若若个碱基对组成一个基因，个碱基对组成一个
11、基因，4个碱基能个碱基能形成多少种基因？形成多少种基因？若若3个碱基对组成一个基因，个碱基对组成一个基因，4个碱基能形个碱基能形成多少种基因？成多少种基因？4144（42）4n444（43）n个碱基对个碱基对 若若1个碱基对组成一个基因，个碱基对组成一个基因，4个碱基能形成多少种基因？个碱基能形成多少种基因？DNA中的碱基排列顺序储存大量的遗传信息中的碱基排列顺序储存大量的遗传信息碱基排列顺序碱基排列顺序的千变万化的千变万化碱基的碱基的特定排列顺序特定排列顺序-构成构成DNA分子的分子的特异性特异性DNA分子的多样性和特异性是分子的多样性和特异性是生物生物体体多样性和特异性的基础。多样性和特异
12、性的基础。-构成构成DNA分子的分子的多样性多样性总结：总结：基因是有遗传效应的基因是有遗传效应的DNA片段片段是是DNA分子中有遗传效应的脱氧核苷酸序列分子中有遗传效应的脱氧核苷酸序列1.基因是控制基因是控制性状性状的遗传物质的结构和功能单位，的遗传物质的结构和功能单位，特定的基因控制相应的性状特定的基因控制相应的性状2.基因是有遗传效应的基因是有遗传效应的DNA片段片段(并非所有并非所有DNA片段都是基因片段都是基因)3.每个每个DNA含有很多个基因含有很多个基因3.基因在基因在染色体染色体上呈线性排列，上呈线性排列，染色体染色体是基因的载体是基因的载体4.核基因（主要），质基因（线粒体、
13、叶绿体）核基因（主要），质基因（线粒体、叶绿体）5.每个基因含有成百上千个每个基因含有成百上千个脱氧核苷酸脱氧核苷酸6.脱氧核苷酸的顺序代表遗传信息，脱氧核苷酸脱氧核苷酸的顺序代表遗传信息，脱氧核苷酸的多样性和特异性构成了基因的多样性和特异性构成了基因/DNA分子的的分子的的多多样性和特异性样性和特异性，基因的的多样性和特异性是生物性状基因的的多样性和特异性是生物性状的多样性和特异性的物质基础。的多样性和特异性的物质基础。(1)图中图中A是是_C是是_G是是_(2)B有有_种，分别是种，分别是_(3)图中图中D和和F的关系是的关系是_(4)图中图中D和和E的关系是的关系是_(5)图中图中E和和
14、F的关系是的关系是_(6)图中图中F和和H的关系是的关系是_ F DNAF DNAB B 碱基碱基碱基碱基C CE E 基因基因基因基因A AH H 染色体染色体染色体染色体D D 脱氧核苷酸脱氧核苷酸脱氧核苷酸脱氧核苷酸GG磷酸磷酸磷酸磷酸脱氧核糖脱氧核糖脱氧核糖脱氧核糖蛋白质蛋白质蛋白质蛋白质四四四四A A、T T、C C、GGD D是是是是F F 的基本组成单位的基本组成单位的基本组成单位的基本组成单位D D也是也是也是也是E E的基本组成单位的基本组成单位的基本组成单位的基本组成单位E E是有遗传效应的是有遗传效应的是有遗传效应的是有遗传效应的F F片段片段片段片段HH是是是是F F的
15、主要载体的主要载体的主要载体的主要载体下列关于下列关于DNADNA、基因、染色体的叙述错误的是基因、染色体的叙述错误的是A A、基因是有遗传效应的基因是有遗传效应的DNADNA片段片段B B、DNADNA是遗传信息的主要载体是遗传信息的主要载体C C、DNADNA分子在染色体上成念珠状排列分子在染色体上成念珠状排列D D、DNADNA的相对稳定性决定染色体的相对稳定性的相对稳定性决定染色体的相对稳定性下列有关下列有关DNADNA与基因的关系的叙述，正确的是与基因的关系的叙述，正确的是A A、基因是碱基对随即排列而成的基因是碱基对随即排列而成的DNADNA片段片段B B、一个一个DNADNA分子
16、上有多个基因分子上有多个基因C C、DNADNA的碱基排列顺序就代表基因的碱基排列顺序就代表基因D D、组成不同的基因的碱基数量一定不同组成不同的基因的碱基数量一定不同有关有关DNADNA的结构的叙述中，不正确的是的结构的叙述中，不正确的是A A、每个每个DNADNA分子都含有分子都含有4 4种脱氧核苷酸种脱氧核苷酸B B、每个每个DNADNA分子中核糖上连接一个磷酸和一个碱基分子中核糖上连接一个磷酸和一个碱基C C、DNADNA分子两条链中的碱基通过氢键连接，形成碱基对分子两条链中的碱基通过氢键连接，形成碱基对D D、双链双链DNADNA分子中，某一段链上若含有分子中，某一段链上若含有3030个胞嘧啶，就个胞嘧啶，就一定会同时有一定会同时有3030个鸟嘌呤个鸟嘌呤