基因是有遗传效应的片段 (2)精.ppt

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1、基因是有遗传效应的片段第1页，本讲稿共28页一张令世界沉默的照片第2页，本讲稿共28页2015年9月3日，欧洲各大报纸头条都刊载了一幅照片。照片里，一名3岁的叙利亚小难民面朝下趴在沙滩上，仿佛睡着。男孩名叫艾兰库尔迪，2日偷渡途中因船只严重超载翻沉而溺亡，尸体随后漂到土耳其海滩。与艾兰一同溺亡的还有他的母亲拉赫曼和5岁的哥哥加利普，此外还有10多名难民同时遇难。这一揪心画面让国际社会震惊，也引发国际社会关注今年以来堪称欧洲二战后面临的最大难民潮第3页，本讲稿共28页 “9.11“9.11事件事件”和和“印度洋海啸印度洋海啸”中罹难者的尸体被中罹难者的尸体被严重毁坏。严重毁坏。依靠依靠PCRPC

2、R仪仪进行进行DNADNA指纹检测指纹检测进行进行了身份识别。了身份识别。第4页，本讲稿共28页（1）DNA指纹图片上的指纹图片上的片段代表什么？片段代表什么？（2）是否就是基因？）是否就是基因？（3）基因是否等于）基因是否等于DNA？第5页，本讲稿共28页1、大肠杆菌细胞的拟核有、大肠杆菌细胞的拟核有1个个DNA分子分子，长度约为，长度约为4 700 000个碱基对个碱基对，在，在DNA分子上分布着分子上分布着4 400个基因个基因，每个基因的，每个基因的平均长度约为平均长度约为1 000个碱基对个碱基对。分析资料分析资料1 1，计算计算DNADNA分子数目与基因关系？计算一个基分子数目与基

3、因关系？计算一个基因的碱基总数与一个因的碱基总数与一个DNADNA分子的碱基总数的关系？由此分子的碱基总数的关系？由此你能你能推理推理得得到到什么结论？什么结论？大肠杆菌一个大肠杆菌一个DNA上含有多个基因。大肠杆菌所有上含有多个基因。大肠杆菌所有基因的基因的碱基总数碱基总数小于小于DNADNA分子的碱基总数分子的碱基总数，说明基因是，说明基因是DNA的片段，的片段，DNA 中存在非基因片段。中存在非基因片段。资料分析资料分析 1 1一、基因与一、基因与DNADNA的关系的关系一、基因与一、基因与DNADNA的关系的关系第6页，本讲稿共28页3、人类基因组计划测定的是、人类基因组计划测定的是2

4、4条染色体（条染色体（22条常染色体条常染色体+X+Y）上）上的的DNA的碱基序列。其中，每条染色体上有一个的碱基序列。其中，每条染色体上有一个DNA分子。这分子。这24个个DNA分子大约有分子大约有31.6亿个碱基对，其中，亿个碱基对，其中，构成基因的碱基数构成基因的碱基数占占碱基总数的比例不超过碱基总数的比例不超过2%。分析资料分析资料3 3，人的基因碱基数量与人的基因碱基数量与DNADNA碱基数量有怎样的关系碱基数量有怎样的关系？由此？由此你能你能推理推理得出什么结论？得出什么结论？分析一段碱基片段的组成，由此分析一段碱基片段的组成，由此你能你能推理推理得什么结论？得什么结论？基因是基因

5、是DNA的片段，的片段，DNA中存在大量的中存在大量的非基因片段非基因片段。基。基因不是连续分布在因不是连续分布在DNA上的，而是由碱基序列将其分隔开的。上的，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。就称为基因。基因是一段基因是一段DNADNA，但是但是一段一段DNADNA不一定是基因不一定是基因。第7页，本讲稿共28页比较资料比较资料1和和3，你还能得出什么结论？，你还能得出什么结论？大肠杆菌的大肠杆菌的DNADNA分子，其中，构成

6、基因分子，其中，构成基因的碱基数占碱基总数的比例为：的碱基数占碱基总数的比例为：4 4001000/4 700 000=94%4 4001000/4 700 000=94%。人类人类DNADNA中，构成基因的碱基数占碱基中，构成基因的碱基数占碱基总数的比例不超过总数的比例不超过2%2%。生物越高等生物越高等DNADNA中存中存在的非基因片段的比例越高在的非基因片段的比例越高。什么样的什么样的DNADNA片段就是基因？片段就是基因？第8页，本讲稿共28页2 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色荧能发出绿色荧光，这是因为海蛰的光，这是因为海蛰的DNADNA分子上

7、有一段长度为分子上有一段长度为51705170个碱基对的片段个碱基对的片段绿色荧光蛋白基因绿色荧光蛋白基因。转。转基因实验表明，转入了海蛰的绿色荧光蛋白基因基因实验表明，转入了海蛰的绿色荧光蛋白基因的的转基因鼠转基因鼠，在紫外线的照射下，也能象海蛰一，在紫外线的照射下，也能象海蛰一样发光。样发光。分析分析资料资料2 2：讨论为什么海蜇这一荧光的性状：讨论为什么海蜇这一荧光的性状能在小鼠身上表现？能在小鼠身上表现？说明说明基因有基因有什么什么功能功能？由此由此你能你能推理推理得出什么结论？得出什么结论？把海蜇的绿色荧光基因转入鼠的体内，鼠体内出现了以把海蜇的绿色荧光基因转入鼠的体内，鼠体内出现了

8、以前没有的荧光。说明前没有的荧光。说明基因能控制生物性状，基因有基因能控制生物性状，基因有特定的特定的遗传效应。它可以独立起作用。遗传效应。它可以独立起作用。第9页，本讲稿共28页4、不少人认为，人和动物体的胖瘦是由遗传决定的。近来、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，小鼠体内的的科学研究发现，小鼠体内的HMGIC基因与肥胖基因与肥胖直接相关。直接相关。具有具有HMGIC基因缺陷的实验鼠与作为基因缺陷的实验鼠与作为对照对照的小鼠，吃同样多的的小鼠，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高脂肪食物，一段时间后，对照组的小鼠变得十分肥胖肥胖，而，而具有具

9、有HMGIC基因缺陷基因缺陷的实验鼠体重仍然保持的实验鼠体重仍然保持正常正常。分析分析资料资料4 4：由此：由此你能你能推理推理得出什么结论？得出什么结论？没有没有HMGIC基因，就没有肥胖的表现，有基因，就没有肥胖的表现，有HMGIC基因就有基因就有肥胖表现。说明肥胖表现。说明基因能控制生物的性状基因能控制生物的性状。人和动物的胖瘦是。人和动物的胖瘦是受基因控制的。受基因控制的。第10页，本讲稿共28页整合整合资料资料2 2和资料和资料4 4你能你能总结总结什么结论？什么结论？基因具有遗传效应。基因能控制蛋白质合成，从而控制生物基因具有遗传效应。基因能控制蛋白质合成，从而控制生物的性状。的性

10、状。将分步结论进行整合将分步结论进行整合，归纳归纳DNADNA与基因的关系？与基因的关系？基因是有遗传效应的基因是有遗传效应的DNADNA片段片段。基因是生物体遗传的基因是生物体遗传的结构单位结构单位和和功能单位功能单位。基因是基因是DNADNA片段，不是连续分布在片段，不是连续分布在DNADNA上，而是由碱基序列将其分上，而是由碱基序列将其分隔开；它能控制性状，具有特定的遗传效应。隔开；它能控制性状，具有特定的遗传效应。第11页，本讲稿共28页 上面的实例说明了：上面的实例说明了：DNADNA必然蕴含着大量的遗传信息。必然蕴含着大量的遗传信息。那那么么DNADNA分子中的哪一部分可以储存遗传

11、信息呢？分子中的哪一部分可以储存遗传信息呢？由由4 4种碱基排列而成的脱氧核苷酸序列，足以储存生物体种碱基排列而成的脱氧核苷酸序列，足以储存生物体必需的全部遗传信息吗？必需的全部遗传信息吗？学习小组分析学习小组分析DNADNA分子的结构：外侧即基本骨架是什么？分子的结构：外侧即基本骨架是什么？内侧是什么？由此你能推测出内侧是什么？由此你能推测出哪一部分可以储存遗传信哪一部分可以储存遗传信息呢？息呢？推测：从推测：从DNADNA分子的结构中可以推测分子的结构中可以推测遗传信息与遗传信息与4 4种碱基的排列种碱基的排列顺序有关顺序有关第12页，本讲稿共28页AGCGTTCGATTCGCAAGCTA

12、AGCTGTCGATTCGACAGCTA基因基因1基因基因2比较基因比较基因1和基因和基因2有何不同？有何不同？碱基对的排列顺序不同碱基对的排列顺序不同 学生利用数学模型建构的方法来探究学生利用数学模型建构的方法来探究4种种碱基排列的顺序，是否足以表达生物体必碱基排列的顺序，是否足以表达生物体必备的各种遗传信息这个问题备的各种遗传信息这个问题进行探究：进行探究：情景情景1：若：若1个碱基对组成一个基因，那么理论上可以排列个碱基对组成一个基因，那么理论上可以排列出多少种基因？出多少种基因？情景情景2：若：若2个碱基对组成一个基因呢？个碱基对组成一个基因呢？情景情景3：若：若n个碱基对组成一个基因

13、呢？个碱基对组成一个基因呢？41 =4种种42=16种种4n 种种二二、DNADNA片段中的遗传信息片段中的遗传信息情景情景4：若决定脸型的一个基因有：若决定脸型的一个基因有17个个碱基对组成碱基对组成，那可能，那可能有多少种排列形式？不同的人脸型不同说明有多少种排列形式？不同的人脸型不同说明DNA有什么特有什么特点？点？第13页，本讲稿共28页A TCA TTGATCGAAT这两个碱基对这两个碱基对 相同相同 吗？吗？含有四种碱基的脱氧核苷酸：含有四种碱基的脱氧核苷酸：ATCG碱基互碱基互补配对补配对ATCGGGCCGG第14页，本讲稿共28页截至截至2005年年6月，全球人口总数接近月，全

14、球人口总数接近65亿。假设人类亿。假设人类基因组中第基因组中第1号染色体的第号染色体的第1个基因是由个基因是由17个碱基对随个碱基对随机排列构成的，那么，机排列构成的，那么，17个碱基对的所有排列是否个碱基对的所有排列是否都有机会出现？都有机会出现？你与你的同桌相比，你与你的同桌相比，这个基因的脱氧核苷酸序列完全这个基因的脱氧核苷酸序列完全相同的可能性有多大？相同的可能性有多大？1/4 34上述结果是建立在纯理论的情况下，其实，有一上述结果是建立在纯理论的情况下，其实，有一些排列情况并不存在，但即使去除一些不存在的些排列情况并不存在，但即使去除一些不存在的排列情况，得到的结果依然是天文数字。排

15、列情况，得到的结果依然是天文数字。探究探究不是不是第15页，本讲稿共28页基因是碱基对随机排列成的基因是碱基对随机排列成的DNA片段吗？片段吗？（提示：从进化角度分析）（提示：从进化角度分析）理论上，每一个基因中的碱基对是可以随机理论上，每一个基因中的碱基对是可以随机排列的，但大量随机排列的核苷酸序列一般排列的，但大量随机排列的核苷酸序列一般不能表达出某种不能表达出某种适应环境的性状，这种序列适应环境的性状，这种序列在长期进化过程中会逐渐被淘汰掉。在长期进化过程中会逐渐被淘汰掉。CTGACCTCAATGGG探究探究第16页，本讲稿共28页第17页，本讲稿共28页你能从分子水平解释生物的多样性和

16、特异性的原因你能从分子水平解释生物的多样性和特异性的原因吗？吗？碱基排列顺序多样性碱基排列顺序多样性DNA分子多样性分子多样性生物多样性；生物多样性；碱基排列顺序特异性碱基排列顺序特异性DNA分子特异性分子特异性生物特异性。生物特异性。遗传信息蕴藏在遗传信息蕴藏在4种碱基的排列顺序种碱基的排列顺序之中；之中；碱基排列顺序的千变万化，构成碱基排列顺序的千变万化，构成DNA分子多样性，分子多样性，而碱基的特定的排列顺序，又构成了每一个而碱基的特定的排列顺序，又构成了每一个DNA分分子的特异性；子的特异性；DNA分子的多样性和特异性是生物体多样性和特异性分子的多样性和特异性是生物体多样性和特异性的物

17、质基础。的物质基础。第18页，本讲稿共28页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模型建构模型建构三三、基因、基因、DNADNA、染色体的关系、染色体的关系第19页，本讲稿共28页概念图概念图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遗传效应的有遗传效应的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链第20页，本讲稿共28页染色体染色体DNA基因基因脱氧核苷酸脱氧核苷酸染染色色体体是是DNADNA的的主要载体主要载体每每个个染染色色体体上上有一

18、个有一个DNADNA分子分子基基因因是是有有遗遗传传效效应应的的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表着着遗传信息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概念图2第21页，本讲稿共28页基因在染色体上呈线性排列，现在又说基因在基因在染色体上呈线性排列，现在又说基因在DNA上，那么，上，那么，基因、基因、DNA、染色体三者到底有什么关系呢？、染色体三者到底有什么关系呢？基因基因DNA染色体染色体123456三者之间相互关系：三者之

19、间相互关系：1、基因是有遗传效应的、基因是有遗传效应的DNA片段；片段；2、一个、一个DNA上有多个基因；上有多个基因；3、DNA是染色体的主要成分；是染色体的主要成分；4、染色体是、染色体是DNA的主要载体；的主要载体；5、基因在染色体上，呈线性排列；、基因在染色体上，呈线性排列；6、染色体是基因的主要载体。、染色体是基因的主要载体。三三、基因、基因、DNADNA、染色体的关系、染色体的关系第22页，本讲稿共28页 DNADNA指纹：指纹：每个人都有指纹，而且几乎每个人的指纹都很独每个人都有指纹，而且几乎每个人的指纹都很独特，很难找到一模一样的指纹，指纹因而也就成了人的独特特，很难找到一模一

20、样的指纹，指纹因而也就成了人的独特特征。特征。指纹是可以抹去的，但指纹是可以抹去的，但DNADNA却无法改变或抹去却无法改变或抹去，科学家，科学家们只需要一滴血或是一根头发就可以对其们只需要一滴血或是一根头发就可以对其DNA进行鉴定。进行鉴定。DNA指纹，由指纹，由“DNA”和和“指纹指纹”两个词构成，即两个词构成，即把把DNA作为像作为像指纹那样的独特特征来识别不同的人。指纹那样的独特特征来识别不同的人。每个人的每个人的DNA都不完全相都不完全相同（克隆人除外），通过分子生物学方法显示人的同（克隆人除外），通过分子生物学方法显示人的DNA，就可以像，就可以像指纹那样分辨人与人的不同了。指纹那

21、样分辨人与人的不同了。知识拓展知识拓展-DNA-DNA指纹技术指纹技术第23页，本讲稿共28页（1 1）进行）进行DNADNA指纹的检测需要哪些材料？指纹的检测需要哪些材料？（2 2）DNADNA指纹技术有哪些方面的应用？指纹技术有哪些方面的应用？只需要一滴血或一根头发的样品就可以对其进行只需要一滴血或一根头发的样品就可以对其进行DNA指纹鉴定。指纹鉴定。“9.11”、“印尼海啸印尼海啸”罹难者的尸体身罹难者的尸体身份识别、亲子鉴定、刑事侦查份识别、亲子鉴定、刑事侦查思考思考第24页，本讲稿共28页 DNA指纹图是如何做出来的：首先需用合适的酶指纹图是如何做出来的：首先需用合适的酶将这三个人的

22、待检测的样品将这三个人的待检测的样品DNA切成片段，然后用切成片段，然后用一定的方法将这些片段按大小分开，再经过一系列一定的方法将这些片段按大小分开，再经过一系列步骤，最后形成步骤，最后形成DNA指纹图。指纹图。（1 1）图中的几号可能是罪犯？）图中的几号可能是罪犯？1号号（2 2）图中的一个片段就是一个基因吗？）图中的一个片段就是一个基因吗？不是不是第25页，本讲稿共28页1.下列关于基因的叙述中，不正确的是下列关于基因的叙述中，不正确的是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

23、遗传性状每一个基因分别控制着不同的遗传性状 D.基因存在于染色体上基因存在于染色体上 2.马和豚鼠体细胞具有相同数目的染色体，但性状马和豚鼠体细胞具有相同数目的染色体，但性状差异很大，原因是差异很大，原因是A.生活环境不同生活环境不同 B.DNA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 D.DNA分子中碱基对排列顺序不同分子中碱基对排列顺序不同BD第26页，本讲稿共28页一、说明基因与一、说明基因与DNADNA关系的实例关系的实例1.资料资料1：全部基因的碱基对总数是：全部基因的碱基对总数是DNA分子碱基对总数的一部分分子碱基对总数的一部分基因是基因是DNA

24、的片段的片段2.资料资料2：基因是：基因是DNA的片段的片段3.资料资料3：基因具有特定的遗传效应：基因具有特定的遗传效应4.资料资料4：基因是具有遗传效应：基因是具有遗传效应三三、基因与、基因与DNADNA、染色体的关系、染色体的关系1.与与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。2.与染色体的关系：（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。二二、DNADNA片段中的遗传信息片段中的遗

25、传信息1.DNA分子能储存遗传信息分子能储存遗传信息2.DNA分子的多样性分子的多样性3.DNA分子的特异性分子的特异性四、四、DNADNA指纹技术指纹技术第27页，本讲稿共28页 基因是基因是DNA片段，不是连续分布在片段，不是连续分布在DNA上，而是上，而是由碱基序列将其分隔开；由碱基序列将其分隔开；它能控制性状，具有特定的遗传它能控制性状，具有特定的遗传效应。效应。一个一个DNA分子上有许多基因，每一个基因都是特定的分子上有许多基因，每一个基因都是特定的DNA片段，有着特定的遗传效应。片段，有着特定的遗传效应。遗传信息蕴藏在遗传信息蕴藏在4种碱基排列顺序种碱基排列顺序之中；碱基排列顺之中；碱基排列顺序的千变万化，构成序的千变万化，构成DNA分子的多样性，而碱基的特定分子的多样性，而碱基的特定的排列顺序，又构成了每一个的排列顺序，又构成了每一个DNA分子的特异性；分子的特异性；DNA分子的多样性和特异性是生物多样性和特异性的物质基分子的多样性和特异性是生物多样性和特异性的物质基础。础。第28页，本讲稿共28页