【课件】基因通常是有遗传效应的DNA片段课件2021-2022学年高一下学期生物人教版必修2.pptx

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1、3.4 基因通常是有遗传效应的基因通常是有遗传效应的DNA片段片段教学目标1.举例说明基因通常是有遗传效应的DNA片段。2.运用数学方法说明DNA的多样性和特异性。3.说明基因与DNA的关系。基因的本质既然既然DNADNA是基因的载体，这是否意味着每段是基因的载体，这是否意味着每段DNADNA都是基因呢？都是基因呢？既然基因是呈线性排列的，那么是否说明既然基因是呈线性排列的，那么是否说明DNADNA上的基因都是一个一个紧密连接在一起的呢上的基因都是一个一个紧密连接在一起的呢？通过实验证明基因基因在染色体上在染色体上，确认了基因的物质基础摩尔根摩尔根19101910年年提出用“基因基因”代替孟德

2、尔提出的遗传因子约翰逊约翰逊19091909年年孟德尔孟德尔生物的性状是由遗传因遗传因子子决定的，体细胞中遗传因子是常对存在的18651865年年艾弗里艾弗里实验证明DNADNA是遗是遗传物质传物质，基因的载体19441944年年揭示DNADNA的双螺旋的双螺旋结构结构，遗传学进入分子遗传学的时代沃森、克里克沃森、克里克19531953年年新课导入 资料资料11大肠杆菌细胞的拟核有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，每个基因的平均长度约为1000个碱基对。一个一个DNADNA上含有多个基因。说明基因是一段上含有多个基因。说明基因是一段DNAD

3、NA。DNA分子数目基因数目基因的碱基对总数DNA分子的碱基对总数说明基因与DNA关系的实例 资资料料22 人类基因组计划测定的是24条染色体（2222条条常常染染色色体体+X+Y+X+Y）上DNA的碱基序列。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%。说明人的基因与DNA有怎样的数量关系？进一步说明基因是进一步说明基因是DNADNA的片段的片段基因碱基对总数占基因碱基对总数占DNADNA碱基对总数的很小一部分碱基对总数的很小一部分说明基因与DNA关系的实例 资资料料33 生长在太平洋西北部的一种水母能发出绿色荧光

4、，这是因为水母的DNA分子上有一段长度为5.17103个碱基对的片段绿色荧光蛋白基因。转基因实验表明，转入了水母的绿色荧光蛋白基因的转基因鼠，在紫外线的照射下，也能像水母一样发光。发出绿色荧光的水母在紫外线照射下的6只小鼠，3、4、5为正常小鼠，1、2、6为转入了绿色荧光蛋白基因小鼠123465水母这一荧光性状为什么能在小鼠身上表现？说明基因有什么特点？水母这一荧光性状为什么能在小鼠身上表现？说明基因有什么特点？基因是特定的基因是特定的DNADNA片段，可拼接到其他生物的片段，可拼接到其他生物的DNADNA上去，有遗传效应上去，有遗传效应(能控制生物的性状能控制生物的性状),),可独可独立起作

5、用。立起作用。说明基因与DNA关系的实例 资资料料44 我国科学家朱作言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。生长激素基因的遗传效应是什么？基因的遗传效应是指能够指导相应蛋白质的合成，进而控制生物体的性状。生基因的遗传效应是指能够指导相应蛋白质的合成，进而控制生物体的性状。生长激素基因能指导合成生长激素，使鲤鱼的生长速率加快。长激素基因能指导合成生长激素，使鲤鱼的生长速率加快。说明基因与DNA关系的实例基因是有遗传效应基因是有遗传效应的的DNADNA的片段的片段资料资料1 1和和2 2，从数量上说，从数量上说明基因是明基因是DNADNA

6、的片段的片段资料资料3 3和和4 4，从功能上说，从功能上说明基因有遗传效应明基因有遗传效应说明基因与DNA关系的实例-ATGCATGCATCCATGCTAGCCATCCCTAAGGACAG-ATGCATGCATCCATGCTAGCCATCCCTAAGGACAG-TACGTACGTAGGTACGATCGGTAGGGATTCCTGTC-TACGTACGTAGGTACGATCGGTAGGGATTCCTGTC-基因基因1 1基因基因2 2非基因片段非基因片段基因不是连续分布在基因不是连续分布在DNADNA上，而是由非基因的碱基序列将其分隔开。上，而是由非基因的碱基序列将其分隔开。并不是随便一段并不是

7、随便一段DNADNA就称为基因。基因是一段就称为基因。基因是一段DNADNA，但是一段，但是一段DNADNA不不一定是基因。一定是基因。说明基因与DNA关系的实例真核基因的结构原核基因的结构原核基因和真核基因的结构基因通常是有遗传效应的DNA片段，是生物体遗传的功能单位和结构单位。有些病毒的遗传物质是RNA，如：HIV（人类免疫缺陷病毒），流感病毒、烟草花叶病毒等，对这类病毒而言，基因就是有遗传效应的RNA片段。说明基因与DNA关系的实例【资资料料1 1】一个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，而骨架内侧的4种碱基的排列顺序却是可变的。如果1个碱基对组成1个

8、基因，4种碱基对的排列可能形成4种基因（这仅仅是假设），如果2个碱基对组成1个基因，则可能形成16（即44）种基因，如果3个碱基对组成一个基因，则可能形成64（即444）种基因。如果是100个碱基对组成1个基因，可能组合成多少种基因？如果是n个碱基对组成1个基因，可能组合成多少种基因？不同DNA分子的碱基数目不同碱基排列顺序千变万化DNADNA分子具有分子具有多样性多样性DNA片段中的遗传信息【资资料料2 2】资料一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。1.碱基排列顺序的千变万

9、化构成了DNA的多样性多样性，而碱基特定的排列顺序又构成了DNA分子的特异性特异性。2.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。你认为基因是碱基对随机排列组成的DNA片段吗？为什么？基因具有特定的碱基排列顺序基因具有特定的遗传效应DNADNA分子具有分子具有特异性特异性DNA片段中的遗传信息碱基排列顺序的碱基排列顺序的多样性多样性DNA分子的分子的多样性多样性生物的生物的多样性多样性碱基排列顺序的碱基排列顺序的特异性特异性DNA分子的分子的特异性特异性生物的生物的特异性特异性DNA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质基础；生物多样性的直接原因直接原因是蛋白质

10、的多样性；生物多样性的根本原因根本原因是遗传物质的多样性。DNA片段中的遗传信息尝试绘制：基因、DNA、染色体、蛋白质、性状之间关系的概念图基基因因 DNA+蛋白蛋白质质 性状性状染色体染色体控制控制有遗传效应的有遗传效应的片段片段体现体现呈线性排列呈线性排列组组成成遗传因子遗传因子新名新名染色质染色质同种同种物质物质DNA片段中的遗传信息一、概念检测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（B B）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

11、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2.整理总结染色体、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。【提示】形式多样，用表格、图形、文字均可。示例如下：【提示】形式多样，用表格、图形、文字均可。示例如下：（1 1）如下图所示：）如下图所示：（2 2）文字：基因是染色体上具有遗传效应的）文字：基因是染色体上具有遗传效应的DNADNA片段。片段。巩固练习二、拓展应用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

12、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？【答案】最可能采取【答案】最可能采取DNADNA鉴定的方法。因为每种生物的鉴定的方法。因为每种生物的DNADNA具有特异性，只有将具有特异性，只有将“山羊山羊”的的DNADNA与斑羚的与斑羚的DNADNA进行比对，才能确定这种进行比对，才能确定这种“山羊肉山羊肉”是否来自国家二级保护动物斑羚。是否来自国家二级保护动物斑羚。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二的面孔。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

13、度评述人脸识别技术的可行性。【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【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。样性。巩固练习一、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 C)A.重组DNA片段，研究其表型效应B.去掉DNA片段，研究其表型效应C.设法分别研究DNA和蛋白质各自的效应D.应用同位素标记技术，研究DNA在亲代与子代之间的传递2.在噬菌体侵染细菌的实验中，下列对噬菌体外壳蛋白质合成的描述，正确的是(A

14、A)A.氨基酸原料和酶来自细菌B.氨基酸原料和酶来自噬菌体C.氨基酸原料来自细菌，酶来自噬菌体D.氨基酸原料来自噬菌体，酶来自细菌巩固练习一、选择题3.烟草花叶病毒(TMV)和车前草病毒(HRV)同属于RNA病毒，都可以使烟草患病。将TMV的RNA和HRV的蛋白质外壳混合后感染烟草叶片，使烟草患病，可能观察到的现象是(A A)A.能检测到TMV的RNA和蛋白质B.能检测到HRV的RNA和蛋白质C.能检测倒TMV的RNA和HRV的蛋白质D.能检测到HRV的RNA和TMV的蛋白质4.研究人员对数千种生物的DNA碱基序列进行测定发现，没有任何两个物种的DNA序列是一样的。DNA具有多样性的主要原因是

15、(D D)A.DNA由4种碱基组成B.DNA具有规则的双螺旋结构C.DNA具有碱基互补配对的特点D.DNA的碱基对有很多种不同的排列顺序巩固练习二、非选择题1.DNA分子杂交技术可以用来比较不同种生物DNA分子的差异。当两种生物的DNA单链具有互补的碱基序列时，互补的碱基序列就会结合在一起，形成杂合双链区；在没有互补碱基序列的部位，仍然是两条游离的单链（如图所示）。形成杂合双链区的部位越多，说明这两种生物的亲缘关系越近，这是为什么？图片【提示】形成杂合双链区的部位越多，则【提示】形成杂合双链区的部位越多，则DNADNA碱基序列的一致性越高，说明在生物进化过程中，碱基序列的一致性越高，说明在生物

16、进化过程中，DNADNA碱基碱基序列发生的变化越小，因此亲缘关系越近。序列发生的变化越小，因此亲缘关系越近。巩固练习2.科学家分析了多种生物DNA的碱基组成，一部分实验数据如以下两表所示。据表回答下面的问题。（1）不同生物的DNA中4种脱氧核苷酸的比例相同吗？这说明DNA具有什么特点？【答案】不同。这表明不同生物的【答案】不同。这表明不同生物的DNADNA中脱氧核苷酸的组成不同，说明中脱氧核苷酸的组成不同，说明DNADNA的碱的碱基排列顺序具有多样性。基排列顺序具有多样性。（2）同种生物不同器官细胞的DNA中脱氧核苷酸的比例基本相同，这说明DNA具有什么特点？为什么？不同生物的A、T之和与G、

17、C之和的比值不一致，这说明了什么？为什么？【答案】同种生物不同器官细胞的【答案】同种生物不同器官细胞的DNADNA中脱氧核苷酸的比例基本相同，这说明同中脱氧核苷酸的比例基本相同，这说明同种生物种生物DNADNA的碱基组成具有一致性。这是因为同种生物不同器官的细胞中，的碱基组成具有一致性。这是因为同种生物不同器官的细胞中，DNADNA序列是相同的。序列是相同的。不同生物的不同生物的A A、T T之和与之和与G G、C C之和的比值不一致，这说明不同生物之和的比值不一致，这说明不同生物DNADNA的碱基组成的碱基组成不同，表明了不同，表明了DNADNA的多样性。其原因是不同生物在漫长的进化过程中，形成了每的多样性。其原因是不同生物在漫长的进化过程中，形成了每种生物特有的种生物特有的DNADNA序列。序列。（3）除少数病毒外，所有生物的DNA都由4种相同的碱基组成，试从生命起源和进化的角度说明原因。【答案】说明生物是由共同祖先进化而来的。【答案】说明生物是由共同祖先进化而来的。巩固练习