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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片段片段引言：引言：摩尔根将基因定位于摩尔根将基因定位于_上，后上，后被他人证明染色体是由被他人证明染色体是由_和和_组成组成,其中只有其中只有_是遗传是遗传物质。物质。那么，基因就是那么，基因就是DNA吗吗?基因与基因与DNA有有什么关系呢？什么关系呢？染色体蛋白质DNADNA一、证明基因与一、证明基因与DNADNA关系的实例关系的实例要求要求:先阅读资料先阅读资料1 1和和3,3,后分析资料后分析资料2 2和和4,4,结论写在书结论写在书P55P55的资料分析的资料分析后后(先用铅笔先用铅笔),),有必要可交流有必要可交流.
2、基因等同于DNA吗？阅读P55“资料分析”中的资料1和3，填写下表：DNA分子数 总碱基对数 基因数 平均每个基因的碱基对总数 比例（基因的碱基对/总碱基对）大肠杆菌人类基因组计划测定约3万说明：基因是DNA的片段14700 000 4400100044/47DNADNA分子数分子数 基因数基因数24（22+X+Y）31.6亿不超过2%资料资料1 1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 4004 400个基因，每个基因的平均长度约为个基
3、因，每个基因的平均长度约为1 0001 000个碱个碱基对。基对。中学学科网中学学科网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推论推论:基因是一段基因是一段DNA(DNADNA(DNA片段片段)。问题：问题：1.DNA分子数分子数=基因数目基因数目?2.所有所有基因的碱基对基因的碱基对总数总数=DNA碱基对碱基对?3.画出画出DNA与基因的关系图与基因的关系图进一步解析资料3人体中构成基因的碱基对组成比较少，只占全部碱基总数不超过2%。这段话说明什么？这说明并不是随便一段这说明并不是随便一段DNADNA就就称为基因。称为基因。基因是一段基
4、因是一段DNADNA，但是一段但是一段DNADNA不一定是基因。不一定是基因。提示：提示：基因的碱基对数基因的碱基对数DNA分子的碱基对数分子的碱基对数剩余的剩余的98%的碱基是否称为基因呢？的碱基是否称为基因呢？资料资料3 3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，构成亿个碱基对，其中，构成基因的碱基数基因的碱基数占碱占碱基
5、总数的比例不超过基总数的比例不超过2%2%。zxxkw推论推论:基因是一段基因是一段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问题问题:基因的碱基数基因的碱基数=DNA碱基总数碱基总数?资料2资料资料2 2生长在太平洋西北部的一种海蛰能发出绿色荧光，生长在太平洋西北部的一种海蛰能发出绿色荧光，这是因为海蛰的这是因为海蛰的DNADNA分子上有一段长度为分子上有一段长度为5 1705 170个个
6、碱基对的片段碱基对的片段-绿色荧光蛋白基因。转基因实验绿色荧光蛋白基因。转基因实验表明，转入了海蛰的绿色荧光蛋白基因的表明，转入了海蛰的绿色荧光蛋白基因的转基因转基因鼠鼠,在紫外线的照射下在紫外线的照射下,也能象海蛰一样发光。也能象海蛰一样发光。推论推论:DNA:DNA有有遗传效应遗传效应,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，可以切除，可以拼接到其他生物的片段，可以切除，可以拼接到其他生物的DNA上去，从而获得某种性状的表达，所以基因是遗传物质上去，从而获得某种性状的表达，所以基因是遗传物质的的结构单位结构单位。3号小鼠起什么作用号小鼠起什么作用?遗传效应：遗传效应：
7、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。组卷网组卷网 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。资料资料4 4不少人认为，人和动物的胖瘦是由基因决定的。近不少人认为，人和动物的胖瘦是由基因决定的。近来的科学研究发现，小鼠体内的来的科学研究发现，小鼠体内的HMGICHMGIC基因与肥胖基因与肥胖直接相关。具有直接相关。具有HMGICHMGIC基因缺陷的实验鼠与作为对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，照的
8、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，而具有对照组的小鼠变得十分肥胖，而具有HMGICHMGIC基因缺基因缺陷的实验鼠体重仍然保持正常。陷的实验鼠体重仍然保持正常。没有没有HMGICHMGIC基因，就没有肥胖的表现，基因，就没有肥胖的表现，有有HMGICHMGIC基因就有肥胖表现。基因就有肥胖表现。推论推论:基因能控制生物的性状基因能控制生物的性状(功能单位功能单位)。白化病患者正常红细胞与镰刀型红细胞从以上资料分析可以得出说明基因能控制生物的性状，即基因具有特定的遗传效应遗传效应。基因基因是有遗传效是有遗传效应的应的DNA片段。片段。综上所述综上所述,你能给基因下
9、你能给基因下一个定义吗？一个定义吗？二、二、DNADNA片段中的遗传信息片段中的遗传信息每个每个DNADNA分子有很多基因，每个基因都是特分子有很多基因，每个基因都是特定的定的DNADNA片段，有着特定的遗传效应，这说片段，有着特定的遗传效应，这说明明DNADNA必然蕴含了大量的遗传信息。必然蕴含了大量的遗传信息。果蝇某染色体上的几个基因果蝇某染色体上的几个基因每个每个DNADNA分子有很多基因，每个基因都是特分子有很多基因，每个基因都是特定的定的DNADNA片段，能决定一定的性状，这说明片段，能决定一定的性状，这说明DNADNA必然蕴含了大量的遗传信息。必然蕴含了大量的遗传信息。二、二、DN
10、A片段中的遗传信息片段中的遗传信息情境情境1 1：DNA分子为什么能储存大量的遗传信息呢分子为什么能储存大量的遗传信息呢？探究：脱氧核苷酸序列与遗传信息的多样性假如决定脸型的一个基因只有假如决定脸型的一个基因只有1717个个碱基对组成，那么碱基对组成，那么这种排列有多少种可能？这种排列有多少种可能？4 41717种。种。（大约为一百七十二亿种）（大约为一百七十二亿种）碱基排列顺序的千变万化，构成了DNA分子的多样性分子的多样性 全球人口总数约为亿。假设人类基因组中第号染色体的第个基因是由个碱基对随机排列构成的，那么，个碱基对的所有排列是否都有机会出现？。不是不是DNA分子为什么能储存大量的遗传
11、信息呢分子为什么能储存大量的遗传信息呢？探究：探究：脱氧核苷酸序列与遗传信息的多样性你与你的同桌相比，这个基因的脱氧核苷酸序列完全相同的可能性有多大？-碱基特定的排列顺序，又构成了DNA分子的特异性分子的特异性情境情境2 2：DNADNA分子能像指纹一样用来鉴定身份吗？分子能像指纹一样用来鉴定身份吗？有科学依据吗？有科学依据吗？在在人类的人类的DNADNA分子中，核苷酸序列多样性表现分子中，核苷酸序列多样性表现为每个人的为每个人的DNADNA几乎不可能完全相同，因此，几乎不可能完全相同，因此，DNADNA可以像指纹一样用来鉴别身份。可以像指纹一样用来鉴别身份。刑侦领域的应用刑侦领域的应用 上面
12、的探究是建立在所有碱基对的随上面的探究是建立在所有碱基对的随机排列都能构成基因的这一假设下的。机排列都能构成基因的这一假设下的。事实上，大部分随机排列的脱氧核苷酸序列从事实上，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，而有些序列却在生物来不曾出现在生物体内，而有些序列却在生物体内重复千万次。体内重复千万次。你认为，基因是碱基对随机排列成的你认为，基因是碱基对随机排列成的DNA片片段吗？段吗？CTGACCTCAATGGG讨论：讨论：假设人的基因中的碱基对有假设人的基因中的碱基对有0.62亿对亿对,你和我你和我基因中基因中脱氧核苷酸完全相同的几率大约是多少？脱氧核苷酸完全相同的几率大约
13、是多少？你和我的碱基排列顺序是特定的你和我的碱基排列顺序是特定的,你就是你你就是你!我就是我我就是我!以后大家可能都会有以后大家可能都会有DNA身份证身份证,DNA指纹钥匙等指纹钥匙等这都说明什么？这都说明什么？遗传信息遗传信息(DNA)多样性（整体）；多样性（整体）；遗传信息遗传信息(DNA)特异性（个体）。特异性（个体）。请画请画P57的最后一段的最后一段!、遗传信息蕴藏在、遗传信息蕴藏在4 4种碱基的排列顺序种碱基的排列顺序之中；碱基排列顺序的千变万化，构之中；碱基排列顺序的千变万化，构成成DNADNA分子多样性，而碱基的特定的排分子多样性，而碱基的特定的排列顺序，又构成了每一个列顺序，
14、又构成了每一个DNADNA分子的特分子的特异性；异性；DNADNA分子的多样性和特异性是生分子的多样性和特异性是生物体多样性和特异性的物质基础。物体多样性和特异性的物质基础。DNADNA上分布着多个基因。上分布着多个基因。、基因是有遗传效应的基因是有遗传效应的DNADNA片段。片段。小结：小结：尝试对以下概念的联系进行描述尝试对以下概念的联系进行描述:染色体染色体DNA基因基因脱氧核苷酸脱氧核苷酸碱基碱基概念图1染色体染色体DNA基因基因脱氧核苷酸脱氧核苷酸碱基碱基有有遗传效应的遗传效应的DNA片段片段构成构成+脱氧核糖脱氧核糖+磷酸磷酸（A、T、C、G四种）四种）+蛋白质蛋白质形形成成双双链
15、链染色体染色体DNA基因基因脱氧核苷酸脱氧核苷酸染染色色体体是是DNADNA的主要载体的主要载体每每个个染染色色体体上上有有一个一个DNADNA分子分子基基因因是是有有遗遗传传效效应的应的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顺序序代代表着遗传信息表着遗传信息每每个个基基因因由由许许多多脱氧核苷酸组成脱氧核苷酸组成DNADNA是主要的是主要的遗传物质遗传物质概念图2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：A A染色体染色体B B+C CDNADNA DD基因基因 E E脱氧核苷酸脱氧核苷酸构
16、成构成 H磷酸磷酸+FG（1）图中）图中B是是 ，F是是 ，G是是 。（2）每个）每个C含有含有 个个D，每个每个D中可以由中可以由 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（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）在）在E构成的链中，与一分子构成的链中，与一分子G相连接的有相连接的有 分子分子F和和 分子分子H。（7）遗传信息是遗传信息是D中中 的排列顺序。的排列顺序。D D位于位于A A上上基因（基因（D D）是有遗传
17、效是有遗传效应的应的DNADNA（C C）片断片断E E（脱氧核苷酸）脱氧核苷酸）1 12 2E E（脱氧核苷酸）脱氧核苷酸）1 1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 DNAB DNA是遗传信息的主要载体是遗传信息的主要载体C DNAC DNA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 DNAD DNA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2 2下列有关下列有关DNADNA与基因关系的叙述中，正确的是与基因关系的叙述中，正确的是 A A 基
18、因是碱基对随机排列而成的基因是碱基对随机排列而成的DNADNA片段片段 B B 一个一个DNADNA分子上有许多个基因分子上有许多个基因 C DNAC DNA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C B巩固练习：3 3DNADNA分子结构多样性的原因是分子结构多样性的原因是 A A 碱基配对方式的多样性碱基配对方式的多样性 B B 磷酸和脱氧核糖排列顺序的多样性磷酸和脱氧核糖排列顺序的多样性 C C 螺旋方向的多样性螺旋方向的多样性 D D 碱基对排列次序的多样性碱基对排列次序的多样性4 4DNADNA指纹技术
19、也可以帮助人们确认亲子关系，指纹技术也可以帮助人们确认亲子关系，这是因为这是因为 A A 每个人的指纹大多相同每个人的指纹大多相同 B B 每个人的指纹是不同的每个人的指纹是不同的 C C 不同的个体的相同的组织中的不同的个体的相同的组织中的DNADNA指纹是相同的指纹是相同的 D DNAD DNA技术是检测技术是检测DNADNA上碱基种类上碱基种类DB5 5、揭示基因化学本质的表述是、揭示基因化学本质的表述是 （）A A、基因是遗传物质的功能单位、基因是遗传物质的功能单位 B B、基因是有遗传效应的、基因是有遗传效应的DNADNA片段片段 C C、基因是蕴含遗传信息的核苷酸序列、基因是蕴含遗
20、传信息的核苷酸序列 D D、基因在染色体上呈直线排列、基因在染色体上呈直线排列BDNA分分子子中中储储存存着着足足够够量量的的遗遗传传信信息息；遗遗传传信信息息蕴蕴藏藏在在 之之中中；构构成成了了DNA分分子子的的多多样样性性，而而 ，又又构构成成了了每每一一个个DNA分分子子的的特特异异性性；DNA分分子子的的多多样性和特异性是样性和特异性是 的物质基础。的物质基础。基因是基因是 ，即：即：。4种种碱基的排列顺序碱基的排列顺序 碱基排列顺序的千变万化碱基排列顺序的千变万化小结：小结：碱基的特定的排列顺序碱基的特定的排列顺序生物体多样性和特异性生物体多样性和特异性有有遗传效应的遗传效应的DNA片段片段DNA分子中分子中有遗传效应有遗传效应的脱氧核苷酸序列的脱氧核苷酸序列