第一节认识基因.ppt

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1、 如果全班同学排成一排，代表一条DNA单链的碱基排列情况，每个同学代表一个碱基，并都可以从A、T、C、G四种碱基中任选一个，全班同学一起可以组合出多少种排列？458 DNA DNA分子能像指纹一样分子能像指纹一样用来鉴定身份吗？有科用来鉴定身份吗？有科学依据吗？学依据吗？刑侦领域的应用刑侦领域的应用受害者受害者从犯罪现场采从犯罪现场采集的血液样品集的血液样品怀疑对象怀疑对象基因基因 如果全班同学排成一排，代表一条DNA单链的碱基排列情况，每个同学代表一个碱基，并都可以从A、T、C、G四种碱基中任选一个，全班同学一起可以组合出多少种排列？458基因基因DNADNA片段中的遗传信息片段中的遗传信息

2、1 1、碱基排序的、碱基排序的千变万化千变万化 DNA DNA分子能像指纹一样分子能像指纹一样用来鉴定身份吗？有科用来鉴定身份吗？有科学依据吗？学依据吗？刑侦领域的应用刑侦领域的应用受害者受害者从犯罪现场采从犯罪现场采集的血液样品集的血液样品怀疑对象怀疑对象基因基因DNADNA片段中的遗传信息片段中的遗传信息1 1、碱基排序的、碱基排序的千变万化千变万化2 2、碱基、碱基特定特定的排序的排序一、一、二、二、与与DNADNA的关系的关系DNADNA的多样性的多样性 DNADNA的特异性的特异性 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

3、，右为正常小猪。小猪。左为荧光小猪，右为正常小猪。美科学家美科学家研制出世研制出世界上第一界上第一只转基因只转基因蝴蝶蝴蝶 中国首批中国首批t-PAt-PA转基因羊在山东东营诞生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。导入思考：导入思考：DNADNA与染色体的关系？与染色体的关系？基因与染色体的关系？基因与染色体的关系？基因与基因与DNA的关系呢？的关系呢？1条染色体条染色体1个个DNA1条染色体条染色体2个个 DNADNA是染色体的组成成分是染色体的组成成分,染色体是染色

4、体是DNA的载体的载体DNA与染色体的关系与染色体的关系黄身黄身白眼白眼红宝石眼红宝石眼截翅截翅朱红眼朱红眼深红眼深红眼棒眼棒眼短硬毛短硬毛果蝇某一条果蝇某一条染色体上的几染色体上的几个基因个基因基因与染色体的关系基因与染色体的关系基因在染色体上成线性排列基因在染色体上成线性排列一条染色体上有多个基因一条染色体上有多个基因基因基因=DNA吗？吗？基因和基因和DNA有什么关系呢有什么关系呢？一、用实例说明基因与一、用实例说明基因与DNA的关系的关系资料一：大肠杆菌大肠杆菌DNA碱基对：碱基对：4.7106 基因碱基对：基因碱基对：4.4106基因碱基总数基因碱基总数小于DNADNA碱基总数碱基总

5、数图图B B：正常光线（左）及紫外线正常光线（左）及紫外线照射下（右）的照射下（右）的4 4只小鼠，其中只小鼠，其中3 3号小鼠为对照组，号小鼠为对照组，第第1 1、2 2、4 4号号小鼠转入了绿色荧光基因小鼠转入了绿色荧光基因图图A：发出：发出绿色荧光绿色荧光的海蜇海的海蜇海蜇的蜇的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基因绿色荧光基因资料二海蛰中的绿色荧光基因在小鼠中表达 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

6、基因的碱基数占碱基总数的比例不超过2%。并不是随便一段并不是随便一段DNADNA就称为基因。基就称为基因。基因是一段因是一段DNADNA，但是一段但是一段DNADNA不一定是基因不一定是基因基因基因基因基因-ATGCATGCATCCATGCTAGCCATCCCTAAGGACAG-TACGTACGTAGGTACGATCGGTAGGGATTCCTGTC-基因间区基因间区资料三进来科学研究发现,小鼠体内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,而实验鼠体重维持正常。资料四 没有HMGIC基因，就没有肥胖的

7、表现，有HMGIC基因就有肥胖表现。基因能控制生物的性状基因能控制生物的性状上述资料分析总结上述资料分析总结基因与基因与DNA的关系的关系一个一个DNA分子中有许多基因；分子中有许多基因；每个基因都是特定的每个基因都是特定的DNA片段，并有着特定片段，并有着特定的遗传效应。的遗传效应。基因的定义：是有遗传效应的基因的定义：是有遗传效应的DNA片段。片段。基因A基因B基因C含有含有3个基因的个基因的DNA片段的模式图片段的模式图遗传效应遗传效应:能复制能复制,传递和传递和表达性状表达性状的过程。的过程。DNADNA基因基因性状性状DNADNA分子为什么能储存大分子为什么能储存大量的遗传信息？量的

8、遗传信息？二、DNA片段中的遗传信息 基基 因因 排列种数排列种数 1个碱基对个碱基对 412个碱基对个碱基对44（42）。n个碱基对个碱基对4nDNA分子具有多样性分子具有多样性3个碱基对个碱基对444（43）情境1：假设长度为17个碱基对的脱氧核苷酸序列组成一个基因（当然，这仅仅是假设），那么，17个碱基对可以排列出种基因？417情境2：全球人口总数约为65亿。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？不是不是1/41/41717 DNA DNA分子

9、能像指纹一样分子能像指纹一样用来鉴定身份吗？有科用来鉴定身份吗？有科学依据吗？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受害者受害者从犯罪现场采从犯罪现场采集的血液样品集的血液样品怀疑对象怀疑对象基因是碱基对随机排列的DNA片段吗？每个基因都是特定的DNA片段 具有特定的碱基排列顺序 具有特定的遗传效应 事实上，大部分随机排列的碱基序列从来不曾出现在生物体DNA内，

10、而有些序列却重复许多次。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许多脱氧核苷酸组成DNA是主要的遗传物质染色体、DNA、基因、脱氧核苷酸之间的关系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常期见不到阳光所致2下列有关DNA与基因关系的叙述中，正确的是()A.基因是碱基对随机排列而成的DNA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

11、碱基数量一定不同C C B B课堂练习课堂练习3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4基因存在于植物细胞的（）染色体 核糖体 叶绿体 高尔基体 线粒体 A.B.C.D.B BC CFB 碱基碱基CEAH 染色体染色体DG(1)(1)图中图中A A是是_C C是是_G G是是_(2)B(2)B有有_种，名称是种，名称是_(3)(3)图中图中D D和和E E的关系是的关系是

12、_(4)(4)图中图中D D和和F F的关系是的关系是_(5)(5)图中图中E E和和F F的关系是的关系是_(6)(6)图中图中E E和和G G的关系是的关系是_(7)(7)图中图中F F和和H H的关系是的关系是_磷酸磷酸脱氧核糖脱氧核糖蛋白质蛋白质四四A、T、C、GD是是E的基本组成单位的基本组成单位D也是也是F的基本组成单位的基本组成单位E是有遗传效应的是有遗传效应的F的片断的片断E控制控制G的合成的合成H是是F的主要载体的主要载体磷酸磷酸脱氧核糖脱氧核糖蛋白质蛋白质基因基因DNA脱氧核苷酸脱氧核苷酸（1 1）D D和和A A的位置关系：的位置关系：。（2 2）从分子水平看）从分子水平

13、看D D和和C C的关系是的关系是 。（3 3）C C的基本组成单位是图中的的基本组成单位是图中的 。（4 4）在）在E E构成的链中，与一分子构成的链中，与一分子G G相连接的有相连接的有 分子分子F F和和 分子分子H H。（5 5）遗传信息是）遗传信息是D 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）是有遗传效应的是有遗传效应的DNADNA（C C）片断片断E E1 12 2E E（脱氧核苷酸）脱氧核苷酸）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成构成 H磷酸磷酸+FG5、分析下面的概念图，回答有关问题：6将

14、海蛰的绿色荧光蛋白基因转移到小鼠体内的DNA上，小鼠在紫外线的照射下，也能发出荧光，基因能够转移成功的主要原因是_;当把绿色荧光蛋白基因用技术手段切成两部分后，将其中的一部分转移到小鼠体内，结果，小鼠在紫外线的照射下，不再发出荧光，该实验说明了_。构成基因的基本单位都是四种相同的脱氧核苷酸基因是控制生物性状的基本结构和功能的单位 7 7、中国青年科学家陈炬成功地把人的抗病毒、中国青年科学家陈炬成功地把人的抗病毒干扰素基因干扰素基因“嫁接嫁接”到烟草的到烟草的DNADNA分子上，使分子上，使烟草具备了抗病毒的能力，试分析：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

15、人的基因所以能接到植物体内去，物质基础是础是_。（2）烟草具备抗病毒能力，表明烟草体内产生烟草具备抗病毒能力，表明烟草体内产生了了_。DNA结构基本相同结构基本相同干扰素干扰素有关人类基因组计划有关人类基因组计划1990年10月，国际人类基因组计划启动（公共研究机构），投资30亿美元，预计2005年完成。目的是找出所有人类基因并搞清其在DNA分子上的位置，绘制出完整的人类基因组图谱，破译出人类全部遗传信息。1998年，一批科学家在美国组建塞莱拉遗传公司，与国际人类基因组计划展开竞争（私人机构）。1999年9月 中国获准加入人类基因组计划，负责测定人类第3号染色体短臂上的约3000万个碱基对，占

16、全部序列的，投入500万美元。塞莱拉公司的核心分析方法被称为“霰弹法”，人类基因组工程则采用了“克隆法”。“霰弹法”在后期需要大量的计算，而“克隆法”在早期集中了较多的时间和精力在克隆和绘制草图上。由于塞莱拉公司的竞争使得人类基因组计划提前完成。2001年6月，国际人类基因组计划和美国塞莱拉公司联合公布人类基因组图谱及初步分析结果。一、基因数量少得惊人。人类DNA分子大约有30亿个碱基对，研究人员曾经预测人类约有14万个基因，最终确定出的基因数在3万个左右。人类拥有的基因虽然只是蠕虫或飞虫的两倍，但证明了人类拥有的基因的功能比其他物种复杂得多。塞莱拉公司的科学家测出的序列准确地覆盖了国际人类基

17、因组的95%。二、人类基因组中存在“热点”和大片“荒漠”。人类基因组序列中所谓的“荒漠”就是包含极少或根本不包含基因的部分，基因组上大约14的区域是长长的、没有基因的片段。基因密度在第17、第19和第22号染色体上最高，在X染色体、第4、第18号和Y染色体上相对贫瘠。人类基因组研究成果人类基因组研究成果三、35.3%的基因组包含重复的序列。这意味着所有这些重复序列，即原来被认为的“垃圾DNA”应该被进一步研究。事实上，第19号染色体57%是重复的。四、地球上人与人之间99.99%的基因密码是相同的。研究发现，来自不同人种的人比来自同一人种的人在基因上更为相似。在整个基因组序列中，人与人之间的变化仅为0.01%。