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1、第第4节节 基因是有遗传效基因是有遗传效应的应的DNA片段片段汶川大地震印度洋海啸 DNA指纹图上的片段代表什么指纹图上的片段代表什么?是否就是基因是否就是基因?基因是否等于基因是否等于DNA？印度洋海啸和汶川大地震中罹难者的尸体被严重毁印度洋海啸和汶川大地震中罹难者的尸体被严重毁坏，就是依靠坏，就是依靠DNA指纹技术检测进行了身份识别。指纹技术检测进行了身份识别。问题探究问题探究(一一)基因与基因与DNA的关系的实例的关系的实例1.基因是一段基因是一段DNA资料资料1：大肠杆菌的拟核有：大肠杆菌的拟核有1个DNA分子，长度约为4700000个碱基对，在DNA分子上分布着大约4400个基因，每
2、个基因的平均长度约为1000个碱基对。资料资料2：生长在太平洋西北部的一种海蜇能发出绿：生长在太平洋西北部的一种海蜇能发出绿色荧光，这是因为海蜇的色荧光，这是因为海蜇的DNA分子上有一段长度分子上有一段长度为为5170个碱基对的片段个碱基对的片段绿色荧光蛋白基因。转绿色荧光蛋白基因。转基因实验表明，转入了海蜇的绿色荧光蛋白基因的基因实验表明，转入了海蜇的绿色荧光蛋白基因的转基因鼠，在紫外线的照射下，也能像海蜇一样发转基因鼠，在紫外线的照射下，也能像海蜇一样发光。光。资料资料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条常染色体条常染色体+X+Y）上）上DNA的碱
3、基序列。其中，每的碱基序列。其中，每条染色体上有一个条染色体上有一个DNA分子，这分子，这24个个DNA分子大分子大约有约有31.6亿个碱基对，其中，基因中的碱基对数约亿个碱基对，其中，基因中的碱基对数约为为0.63亿占碱基总数的比例不超过过亿占碱基总数的比例不超过过2%。资料资料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HMGICHMGIC基因与肥胖直接相关。具有基因与肥胖直接相关。具有HMGIC基因缺陷的实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验鼠与作为对照的小鼠
4、，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，而具有一段时间后，对照组的小鼠变得十分肥胖，而具有HMGIC基因缺陷的实验鼠体重仍然保持正常。基因缺陷的实验鼠体重仍然保持正常。资料资料1显示：大肠杆菌一个显示：大肠杆菌一个DNA上含有多个基因。上含有多个基因。生物体内所有基因的碱基总数小于生物体内所有基因的碱基总数小于DNA分子的碱分子的碱基总数。说明基因是一段基总数。说明基因是一段DNA。资料资料3显示：基因是显示：基因是DNA的片段，的片段，DNA中存在大中存在大量的非基因片段。基因不是连续分布在量的非基因片段。基因不是连续分布在DNA上的上的,而是由碱基序列将其分隔开的。人
5、体中构成基因的而是由碱基序列将其分隔开的。人体中构成基因的碱基对组成比较少，占全部碱基总数不超过碱基对组成比较少，占全部碱基总数不超过2。这说明并不是随便一段这说明并不是随便一段DNA就称为基因。基因是就称为基因。基因是一段一段DNA，但是一段，但是一段DNA不一定是基因。不一定是基因。资料资料1、3显示，大肠杆菌的显示，大肠杆菌的DNA分子，构成基分子，构成基因的碱基对数占碱基对总数的比例为：因的碱基对数占碱基对总数的比例为：44001000/4700000=94，而人类，而人类DNA中，构成中，构成基因的碱基数占碱基总数的比例不超过基因的碱基数占碱基总数的比例不超过2。那么那么，基因是基因
6、是DNA随意的一个片段吗随意的一个片段吗?也就是说也就是说生物越高等生物越高等DNA中存在的非基因片段的比例越高。中存在的非基因片段的比例越高。2.基因是具有遗传效应的基因是具有遗传效应的DNA片段片段(1)资料资料2显示：把海蜇的绿色荧光基因转入鼠的体显示：把海蜇的绿色荧光基因转入鼠的体内，鼠体内出现了以前没有的荧光。说明基因有遗内，鼠体内出现了以前没有的荧光。说明基因有遗传效应。它可以独立起作用控制生物的性状。传效应。它可以独立起作用控制生物的性状。(2)资料资料4显示：没有显示：没有HMGIC基因基因,就没有肥胖的表就没有肥胖的表现，有现，有HMGIC基因就有肥胖表现。基因就有肥胖表现。
7、说明基因能控制生物的性状。人和动物的胖瘦是受说明基因能控制生物的性状。人和动物的胖瘦是受基因控制的。基因控制的。(3)资料资料2、4显示：基因控制生物的性状，基因具显示：基因控制生物的性状，基因具有遗传效应。基因能控制蛋白质合成，从而控制生有遗传效应。基因能控制蛋白质合成，从而控制生物的性状。物的性状。3.基因的概念：基因是具有遗传效应的基因的概念：基因是具有遗传效应的DNA片段片段,是生物体遗传的功能和结构单位。基因是是生物体遗传的功能和结构单位。基因是DNA片片段，不是不连续分布在段，不是不连续分布在DNA上，而是由碱基序列上，而是由碱基序列将其分隔开；它能控制性状将其分隔开；它能控制性状
8、,具有特定的遗传效应具有特定的遗传效应。4.基因与基因与DNA关系综述关系综述(1)片段片段O、N、S、R可称作基因可称作基因,O与与S以及以及S与与R之间的片段可称作非基因片段之间的片段可称作非基因片段,因为它没有遗传效因为它没有遗传效应。基因是应。基因是DNA上特定的片段而不是任意的片段上特定的片段而不是任意的片段。(2)一个一个DNA分子上可以有有许多基因。分子上可以有有许多基因。(3)一个基因内可以有成百上千个碱基对。一个基因内可以有成百上千个碱基对。(二二)基因、基因、DNA、染色体的关系、染色体的关系1.基因、基因、DNA、染色体三者关系的概念图、染色体三者关系的概念图2.基因与基
9、因与DNA的关系：的关系：(1)基因的实质是有遗传效应的基因的实质是有遗传效应的DNA片段片段(2)每个每个DNA分子包含许多个基因分子包含许多个基因3基因与染色体的关系：基因与染色体的关系：(1)基因在染色体上呈线性排列。基因在染色体上呈线性排列。(2)染色体是基因的主要载体。染色体是基因的主要载体。那么那么DNA分子怎么能储存大量的遗传信息呢分子怎么能储存大量的遗传信息呢?由四种碱基排列而成的脱氧核苷酸序列，能满足储由四种碱基排列而成的脱氧核苷酸序列，能满足储存生物体必需的全部遗传信息的需求吗存生物体必需的全部遗传信息的需求吗?(三三)DNA片段中的遗传信息片段中的遗传信息1DNA分子能储
10、存遗传信息分子能储存遗传信息 基因中的碱基对的排列顺序代表生物的遗传基因中的碱基对的排列顺序代表生物的遗传信息。如下图信息。如下图：2DNA分子的多样性分子的多样性由由A、G、C、T四种碱基构成的脱氧核苷酸有四种碱基构成的脱氧核苷酸有n个个碱基对，则其排列方式有碱基对，则其排列方式有4n种，即有种，即有DNA分子分子4n种，代表着种，代表着DNA分子具有多样性。分子具有多样性。3DNA分子的特异性分子的特异性4n种种DNA分子中，没有一个分子中，没有一个DNA分子的结构是相分子的结构是相同的，即每一个同的，即每一个DNA分子都有自己独特的结构，分子都有自己独特的结构，这代表这代表DNA分子具有
11、特异性。分子具有特异性。4.DNA分子的多样性和特异性在生物体中的表现分子的多样性和特异性在生物体中的表现5.生物的多样性和特异性的原因生物的多样性和特异性的原因碱基序列多样性碱基序列多样性DNA分子多样性分子多样性生物多样性；生物多样性；碱基序列特异性碱基序列特异性DNA分子特异性分子特异性生物特异性。生物特异性。DNA分子的多样性和特异性是生物体多样性和特异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。性的物质基础。(四四)DNA指纹技术指纹技术DNA指纹：每个人都有指纹，而且几乎每个人的指纹：每个人都有指纹，而且几乎每个人的指纹都很独特，很难找到两个一模一样的指纹指纹都很独特，很
12、难找到两个一模一样的指纹,指指纹因而也就成了人的独特特征。指纹是可以抹去的，纹因而也就成了人的独特特征。指纹是可以抹去的，但但DNA却无法改变或抹去，科学家们只需要一滴却无法改变或抹去，科学家们只需要一滴血或是一根头发就可以对其血或是一根头发就可以对其DNA进行鉴定。进行鉴定。DNA指纹，即把指纹，即把DNA作为像指纹那样的独特特征来识作为像指纹那样的独特特征来识别不同的人。每个人的别不同的人。每个人的DNA都不完全相同都不完全相同(克隆人克隆人除外除外)，通过分子生物学方法显示人的，通过分子生物学方法显示人的DNA就可就可以像指纹那样分辨人与人的不同了。以像指纹那样分辨人与人的不同了。(1)
13、进行进行DNA指纹的检测需要的材料指纹的检测需要的材料一滴血或一根头发就可以对其进行一滴血或一根头发就可以对其进行DNA指纹鉴定。指纹鉴定。(2)DNA指纹技术有哪些方面的应用指纹技术有哪些方面的应用?“汶川地震汶川地震”“印尼海啸印尼海啸”罹难者的尸体身份识别、罹难者的尸体身份识别、亲子鉴定、刑事鉴别亲子鉴定、刑事鉴别巩固提高巩固提高1下列关于基因的叙述中，不正确的下列关于基因的叙述中，不正确的()A不同的基因含有不同的遗传信息不同的基因含有不同的遗传信息 B每一个每一个DNA分子片段都是一个基因分子片段都是一个基因C每一个基因分别控制着不同的遗传性状每一个基因分别控制着不同的遗传性状 D基
14、因存在于染色体上基因存在于染色体上,在染色体上呈线性排列在染色体上呈线性排列B2马和豚鼠体细胞具有相同数目的染色体，但性马和豚鼠体细胞具有相同数目的染色体，但性状差异很大，原因是状差异很大，原因是 ()A生活环境不同生活环境不同 BDNA分子中碱基配对方式不同分子中碱基配对方式不同C着丝点数目不同着丝点数目不同 DDNA分子中碱基对排列顺序不同分子中碱基对排列顺序不同3下列有关基因的叙述，不正确的是下列有关基因的叙述，不正确的是 ()A可以准确地复制；可以准确地复制；B能够存储遗传信息；能够存储遗传信息；C是是4种碱基对的随机排列；种碱基对的随机排列；D是有遗传效应的脱氧核苷酸序列。是有遗传效应的脱氧核苷酸序列。CD