基因是有遗传效应的DNA片段.ppt

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1、高中生物新课程标准必修2（遗传与进化）,第4章 基因的本质,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小猪。左为荧光小猪，右为正常小猪。,转基因动物,美科学家研制出世界上第一只转基因蝴蝶,中国首批t-PA转基因羊在山东东营诞生 t-PA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t-PA的药物蛋白，价格就会大大降低。,首只转基因猴降生 人类未来喜忧参半 安迪在2000年10月2日出生 此项成果可能意味着人类医学进步步伐加快，具体涉及的疾病可能包括糖尿病、乳腺癌、帕金森症和艾滋病。,转基因食品,-想说爱你不容易

2、！,过去,现在,将来,基因的提出,孟德尔,遗传因子,约翰逊,基 因,基因概念的发展,1、对基因结构的认识过程,摩尔根,基因在 染色体 上呈线 性排列,艾 弗 里,基因的本质是DNA,沃森、克里克 DNA双螺旋结构模型,基因是DNA分子上的一段核苷酸序列。一个基因中含有成百上千个脱氧核苷酸，脱氧核苷酸的排列顺序代表了基因的遗传信息。,基因 = DNA?,资料分析,大肠杆菌,一、说明基因与DNA关系的实例（P55）,算一算：大肠杆菌所有基因的碱基对总数占 DNA分子碱基对总数的比例,资料1,1 大肠杆菌的碱基总数是：47000002=94000000 2 大肠杆菌的基因的碱基总数是： 4400 1

3、000 2=8800000 二者不相等。DNA分子的碱基数量多。 说明：基因是DNA片段。,大肠杆菌,一、说明基因与DNA关系的实例（P55）,算一算：大肠杆菌所有基因的碱基对总数占 DNA分子碱基对总数的比例,说明基因是DNA的片段。基因不是连续分布在DNA上，而是由碱基序列将其分隔开的。,资料1,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DNA分子上有一段长度为 5170个碱基对的片段-绿色荧光蛋白基因。 转基因实验表明，转入了海蛰的绿色荧光蛋白 基因的转基因鼠，在紫外线的照射下，也能象 海蛰一样发光。,资料2,（2）、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

4、有的荧光。,说明：基因有遗传效应，它可以独立地控制生物的性状,资料2：说明了什么？,讲述：基因是特定的DNA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，所以基因是结构单位。,说明:基因是DNA的片段。,资料3,人类基因组计划测定的是24条染色体（22条常染色体+X+Y）上的DNA的碱基序列。其中，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，构成基因的碱基总数占DNA碱基总数的比例不超过2%。,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%。这说明并不是随便一段DNA就称为基因。基因是一段DNA，但是一段DNA不一定是

5、基因。在DNA分子中存在着许多目前未知功能的片段。,-ATGCAT-ATCCATGCTA-CATCCCTAAG-CAG- -TACGTA-TAGGTACGAT-GTAGGGATTC-GTC-,一个DNA片段不一定是基因 （并不是任意一段DNA就是基因）,资料4,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HMGIC基因与肥胖直接相关。具有HMGIC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，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。,资料四：没有HMGIC基因，就没有肥胖的表现，有HMGIC基因就有肥胖表现。

6、,说明：基因能控制生物的性状。,基因的概念： 基因是有遗传效应的DNA片段，是生物体遗传的功能单位和结构单位。,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。,基因DNA？,基因是一段DNA。,基因具有遗传效应。,一段DNA不一定是基因。,基因能控制生物性状。,基因（gene）是具有遗传效应的DNA片段，是生物体遗传的结构单位和功能单位。,定义：基因是有遗传效应的DNA片段， 是生物体遗传的结构单位和功能单位。,遗传效应：,指具有复制、转录、翻译、重组突变及调控等功能。,注意：线粒体和叶绿体等细胞器中也有基因（细胞质基因）

7、基因在染色体上呈线性排列（核基因）,三、基因的功能,尝试对以下概念的联系进行描述:,染色体,DNA,基因,脱氧核苷酸,碱基,概念图,染色体,DNA,基因,脱氧核苷酸,碱基,有遗传效应的DNA片段,构成,+脱氧核糖+磷酸,（A、T、C、G四种）,+蛋白质,形成双链,归纳：染色体、DNA、基因、脱氧核苷酸之间的关系,染色体,DNA,基因,脱氧核苷酸,染色体是DNA的 主要载体,每个染色体上有一个DNA分子,基因是有遗传效应 的DNA片断,每个DNA分子 上有许多基因,基因中的脱氧核苷酸排列顺序代表着遗传信息,每个基因由成千上万个脱氧核苷酸组成,DNA是主要的 遗传物质,基因,蛋白质,生物 性状,D

8、NA,染色体,二、DNA片段中的遗传信息,4种碱基的排列顺序蕴藏着遗传信息,DNA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,417种。,碱基排列顺序的千变万化，构成了DNA分子的多样性,假如决定脸型的一个基因只有17个碱基对组成，那么这种排列有多少种可能？,（大约为一百七十二亿种）,情境1：,二、DNA片段中的遗传信息,情境1：假如决定脸型的一个基因由17个碱基对组成，那么这种排列有多少种可能？,417种（约为172亿种）,碱基的排列顺序千变万化，满足了遗传信息的多样性。,1、 如果一个碱基对组成一个基因，4种碱基对的排列可能形成4种基因； 如果两个碱基对组成

9、一个基因， 则可能形成16种基因（即44）；如果3个碱基对组成1个基因 ，则可能形成64种基因（即4 4 4）。,2、袋中装有红、橙、黄、绿、青、蓝、紫 7个小球从中抓出一个小球， 抓到红球的可能性为1/7。抓两次同时是红球的可能性为1/7 1/7=1/49,探究提示：,的 蓝 天 是,如果选用上面的几个字拼成一句四个字的话，你会怎么写？（文字可以重复使用，也可以不用）,二、DNA片段中的遗传信息,情境2：全球人口总数约为60亿。假设人类基因组中第1号染色体的第1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？你与你同桌相比，这个基因的脱氧核苷酸序列完全相同

10、的可能性有多大？,不可能都有机会出现,完全相同的可能性为零,4种碱基的排列顺序蕴藏着遗传信息,DNA片段中遗传信息有何特点：,情境1：,情境2：,DNA分子具有多样性,DNA分子具有特异性,讨论：,1、解释DNA的多样性和特异性 。,2、解释生物体多样性和特异性的原因 。,4、DNA指纹能用来鉴定身份吗？ 有科学依据吗？,3、你认为基因中的碱基对是随机排列 成的DNA片段吗？,DNA指纹技术,1高度的特异性；,2体细胞稳定性：即同一个人的不同组织如血液、肌肉、毛发、精液等产生的DNA指纹图形完全一致,稳定性,多样性,特异性,三、DNA分子的特征,基因中脱氧核苷酸的排列顺序就代表着遗传信息;基因

11、中脱氧核苷酸的排列顺序导致了控制不同性状的基因之间的差别。归根到底，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表达信息的。,基因和遗传信息的关系？,从基因在染色体(染色质)上的关系看：基因在染色体上具有一定的位置，并且呈线性排列。基因与染色体的行为具有一致性。,基因与染色体(染色质)、DNA、遗传信息、性状的关系,理一理,从基因与DNA的关系看：每个DNA分子上有许多基因，基因是有遗传效应的DNA片段。,从基因与性状的关系看：基因是控制生物性状的结构和功能单位。,从基因与遗传信息的关系看：基因的脱氧核苷酸的排列顺序代表着遗传信息。对于某个基因来说，该“顺序”是固定的，而不同的基因的

12、脱氧核苷酸的顺序是各不相同的。,染色体是DNA的 主要载体,一般地每条染色体上有一个DNA分子,基因是有遗传效应 的DNA片断,每个DNA分子 上有许多基因,基因中的脱氧核苷酸排列顺序代表着遗传信息,每个基因由许多脱氧核苷酸组成,DNA是主要的 遗传物质,理一理,1、DNA指纹技术及应用,实践应用：,2、DNA杂交技术及应用,DNA分子中储存着足够量的遗传信息；遗传信息蕴藏在 之中； 构成了DNA分子的多样性，而 ，又构成了每一个DNA分子的特异性；DNA分子的多样性和特异性是 的物质基础。,基因是 ， 即： ； 不同基因的功能不能，产生差异的根本原因是：,4种碱基的排列顺序,碱基排列顺序的千

13、变万化,小结：,碱基的特定的排列顺序,生物体多样性和特异性,有遗传效应的DNA片段,DNA分子中有遗传效应的脱氧核苷酸序列,基因中脱氧核苷酸的排列顺序不同，即包 含的遗传信息不同,走进生活： 1、现行居民身份证具有一定的有效期，如 10年，20年等，“基因型身份证明”是否 如此？什么情况下，两个人的“基因型身份 证“完全相同？ 2、假如你是一名法医，你怎样利用这节课 所学知识来侦破案件？,【典型例题】,例1白化症病人出现白化症状的根本原因（ ） A病人体内缺乏黑色素 B病人体内无酪氨酸 C控制合成酪氨酸酶的基因不正常 D长期见不到阳光所致,C,例2中国青年科学家陈炬成功地把人的抗病毒干扰素基因

14、“嫁接”到烟草的DNA分子上，使烟草具备了抗病毒的能力，试分析： （1）人的基因所以能接到植物体内去，物质基础是_。 （2）烟草具备抗病毒能力，表明烟草体内产生了_，这个事实说明：人和植物体内蛋白质的合成方式_。,DNA结构基本相同,干扰素,基本相同,破译天书 生命昭然,2000年6月26日，科学家公布了人类基因工作草图，这是人类基因组研究的重大成果，这一成果被誉为是人类“生命天书”的破译，是人类科学史上的重要里程碑。继2000年6月26日公布“基因工作草图”以后，经过几个月的努力，科学家于2001年2月 12日宣布，人类基因组共有32亿对碱基。包含了34万个基因。这标志着人类基因组研究工作取

15、得了实质进展，为破译生命之谜奠定了坚实的基础。,例3阅读下列报道，回答问题：,人类“生命天书”有一“套”，这套书有24“本”。组成这套书的“文学”有四种基本“笔画”，每两个笔画形成一个“偏旁部首”，每三个“偏旁部首”形成一个“文字”。 每本“生命天书”中含有几千个关于人类生命的结构、功能、生老病死的“信息”，每条信息由几千个“文字”组成。人类基因组计划就是首先要破译这套天书中所含有的10亿个文字中的30多亿个偏旁部首的排列顺序；然后再破译书中每条信息的具体含义即具体功能。,（l）人类“生命天书”有“24本”，每“本书”是指一个_，这套书为什么是“24本”？ （2）“生命天书”中的“信息”是指一

16、个_ _。 （3）“生命天书”中的四种“基本笔画”是指_ _。 （4）“生命天书”中的每个“偏旁部首”是指_，它们是_ _ _ _。,染色体,基因,分别含A、T、C、G碱基的四种脱氧核苷酸,碱基对,AT、TA、CG、GC,1下列关于DNA、基因、染色体的叙述错误的是（ ） A 基因是有遗传效应的DNA片段 B DNA是遗传信息的主要载体 C 基因在染色体上成念珠状排列 D DNA的相对稳定性决定染色体的相对稳定性 2人类遗传信息的携带者是( ) A.DNA和RNA B.DNA或RNA C.DNA D.RNA 3下列有关DNA与基因的关系的叙述中，正确的是( ) A 基因是碱基对随机排列而成的D

17、NA片段 B 一个DNA分子上有许多个基因 C DNA的碱基排列顺序就代表基因 D 组成不同的基因的碱基数量一定不同,C,C,B,巩固练习：,4DNA分子结构多样性的原因是（ ） A.碱基配对方式的多样性 B.磷酸和脱氧核糖排列顺序的多样性 C.螺旋方向的多样性 D.碱基对排列次序的多样性 5有关DNA的结构的叙述中，不正确的一项是（ ） A.每个DNA分子都含有4种脱氧核苷酸 B.每个DNA分子中核糖上连结一个磷酸和一个碱基 C.DNA分子两条链中的碱基通过氢键连接起来，形成碱基对 D.双链DNA分子中，某一段链上若含有30个胞嘧啶，就一定会 同时有30个鸟嘌呤 6基因存在于植物细胞的（ ）

18、 染色体核糖体叶绿体高尔基体线粒体 A . B. C. D. ,D,B,C,练习： 1 对一个基因的正确描述是（ ） A 基因是DNA分子上的特定的片段。 B 它的分子结构首先由摩尔根发现 C 它决定某一遗传性状或功能。 D 它的化学结构不会发生变化。,2 下列有关基因长短的论述正确的是：( ) A 基因是分子中的一个片段 B 基因是分子中的任意片段。 C 不同的基因长度不同。 D 基因的长度都相同。,下列对真核生物基因分布的描述正确的是( ) A 在染色体上 B 在细胞核中 C 在细胞质中 D 细胞核和细胞质中都有,AC,A,D,分析下面的概念图，回答有关问题：,（1）图中B是 ，H是 ，F

19、是 。 （2 ）每个C含有 个D，每个D中可以由 个E 组成,蛋白质,含N碱基,脱氧核糖,很多,成百上千,（3 ）D 和A的位置关系： 。 （4 ）从分子水平看D和C的关系是 。 （5）C的基本组成单位是图中的 。 （6）遗传信息是D中 的排列顺序。,基因位于染色体上,基因是有遗传效应的DNA片断,E,E（脱氧核苷酸）,(1)图中A是_C是_G是_ (2)B有_种，分别是_ (3)图中D和F的关系是_ (4)图中D和E的关系是_ (5)图中E和F的关系是_ (6)图中F和H的关系是_,F DNA,B 碱基,C,E 基因,A,H 染色体,D 脱氧核苷酸,G,磷酸,脱氧核糖,蛋白质,四,A、T、C、G,D是F 的基本组成单位,D也是E的基本组成单位,E是有遗传效应的F片段,H是F的主要载体,基因与脱氧核苷酸、DNA、染色体之间的关系？,分析下图，回答有关问题,（1）图中B是 ，C是 ，G是 。 （2）F的基本组成单位是图中的 。 （3）图中E和F的关系是 。 （4）F和H的关系是 。 （5）一个H中含 个F，一个F中含有 个E， 一个E中含有 个D。,脱氧核糖,含氮碱基,蛋白质,D,基因是DNA分子上的一段核苷酸序列,染色体是DNA的主要载体,1或2,许多,成百上千,