基因是有遗传效应的DNA片段课件(教育精品).ppt

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1、第四节第四节 基因是有遗基因是有遗传效应的传效应的DNADNA片段片段导入思考：导入思考：l DNADNA与染色体的关系？与染色体的关系？l 基因与染色体的关系？基因与染色体的关系？l 基因与基因与DNA的关系呢？的关系呢？基因基因染色体染色体DNA？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

2、基因在染色体上，基因在染色体上，一条染色体上有多个基因一条染色体上有多个基因l基因、染色体、基因、染色体、DNA、性状的关系、性状的关系1条条染色体染色体1或或2个个DNA基因基因？多个多个？性状性状资料分析资料分析l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碱基总数碱基总数(基因是一段基因是一段DNA)。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

3、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的海蜇海蜇的海蜇的DNA分子上有一段长分子上有一段长度为度为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海蛰中的绿色荧光基因在小鼠中表达(基因具有遗传效应基因具有遗传效应)。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条常条常染色体染色体+X+Y）上）上DNA的碱基序列。其中，每条的碱基序列。其中，每条染色体上有一个染色体上有一个DNA分子，分子，24个个DNA分子大约分子大约有有31.6亿个碱基对亿个碱基对，共有，共有基因数约为基因数约为3万个万

4、个，其，其中，中，构成基因的碱基数构成基因的碱基数占碱基总数的比例不超占碱基总数的比例不超过过2%。资料三一个一个DNA上含有多个基因，上含有多个基因，基因是基因是DNA的片断。的片断。进来科学研究发现进来科学研究发现,小鼠体内小鼠体内HMGICHMGIC基因与肥基因与肥胖直接相关胖直接相关,具有具有HMGICHMGIC基因缺陷基因缺陷的实验鼠与的实验鼠与作为作为对照的小鼠对照的小鼠,吃同样多的高脂肪食物吃同样多的高脂肪食物,一一段时间后段时间后,对照组的小鼠变得十分肥胖对照组的小鼠变得十分肥胖,而实而实验鼠体重维持正常。验鼠体重维持正常。基因控制性状的表达基因控制性状的表达资料四上述资料分析

5、总结上述资料分析总结基因与基因与DNA的关系的关系l一个一个DNA分子中有许多基因；分子中有许多基因；l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分子为什么能储存大量的遗传信息？分子为什么能储存大量的遗传信息？l探究思路探究思路 1 1、假设、假设1717个碱基对的脱氧核苷酸组成一个个碱基对的脱氧核苷酸组成一个

6、基因，那么基因，那么1717个碱基对可以排列出多少种个碱基对可以排列出多少种基因？基因？4 41717 遗传信息遗传信息蕴藏在蕴藏在4 4种碱基的种碱基的排列顺序排列顺序中；指中；指基基因因的脱氧核苷酸的脱氧核苷酸(碱基对碱基对)的的排列顺序排列顺序。碱基排列顺序的碱基排列顺序的千变万化千变万化，构成了，构成了DNADNA分子分子的的多样性多样性；而碱基的；而碱基的特定特定排列顺序，又构成了排列顺序，又构成了每个每个DNADNA分子的分子的特异性特异性；DNADNA分子的多样性与特异性分子的多样性与特异性是是生物多样性和生物多样性和特异性的物质基础特异性的物质基础。总结总结染色体染色体脱氧核苷

7、酸脱氧核苷酸基因基因DNADNA染色体是染色体是DNADNA的载体的载体每个染色体上有每个染色体上有1 1个或个或2 2个个DNADNA基因是有遗传效应的基因是有遗传效应的DNADNA片段片段每个每个DNADNA分子上含有多个基因分子上含有多个基因是遗传物质的结是遗传物质的结构功能单位构功能单位是主要的遗传物质是主要的遗传物质每个基因含有多个脱氧核苷酸每个基因含有多个脱氧核苷酸基因中脱氧核苷酸的排列基因中脱氧核苷酸的排列顺序代表遗传信息顺序代表遗传信息本节小结本节小结课堂练习课堂练习1下列有关基因的说法正确的是（下列有关基因的说法正确的是（）A基因就是一段基因就是一段DNA分子分子B基因一定位

8、于染色体上基因一定位于染色体上C基因是有遗传效应的基因是有遗传效应的DNA片段片段D不同基因上带有的遗传信息相同不同基因上带有的遗传信息相同2 2将海蛰的绿色荧光蛋白基因转移到小鼠体内的将海蛰的绿色荧光蛋白基因转移到小鼠体内的DNADNA上，小鼠在紫外线的照射下，也能发出荧光，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基因能够转移成功的主要原因是_;_;当把绿色荧光蛋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

9、验说明了下，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(1)图中图中A是是_C是是_G是是_(2)B有有_种，分别是种，分别是_(3)图中图中D和和F的关系是的关系是_(4)图中图中D和和E的关系是的关系是_(5)图中图中E和和F的关系是的关系是_(6)图中图中F和和H的关系是的关系是_ F DNAF DNAB B 碱基碱基碱基碱基C CE E 基因基因基因基因A AH H 染色体染色体染色体染色体D D 脱氧核苷酸脱氧核苷酸脱氧核苷酸脱氧核苷酸GG磷酸磷酸磷酸磷酸脱氧核糖脱氧核糖脱氧核糖脱氧核糖蛋白质蛋白质蛋白质蛋白质四四

10、四四A A、T T、C C、GGD D是是是是F F 的基本组成单位的基本组成单位的基本组成单位的基本组成单位D D也是也是也是也是E E的基本组成单位的基本组成单位的基本组成单位的基本组成单位E E是有遗传效应的是有遗传效应的是有遗传效应的是有遗传效应的F F片段片段片段片段HH是是是是F F的主要载体的主要载体的主要载体的主要载体下列关于下列关于DNADNA、基因、染色体的叙述错误的是基因、染色体的叙述错误的是A A、基因是有遗传效应的基因是有遗传效应的DNADNA片段片段B B、DNADNA是是遗传信息的主要载体遗传信息的主要载体C C、DNADNA分子在染色体上成念珠状排列分子在染色体

11、上成念珠状排列D D、DNADNA的相对稳定性决定染色体的相对稳定性的相对稳定性决定染色体的相对稳定性下列有关下列有关DNADNA与与基因的关系的叙述，正确的是基因的关系的叙述，正确的是A A、基因是碱基对随即排列而成的基因是碱基对随即排列而成的DNADNA片段片段B B、一个一个DNADNA分子上有多个基因分子上有多个基因C C、DNADNA的碱基排列顺序就代表基因的碱基排列顺序就代表基因D D、组成不同的基因的碱基数量一定不同组成不同的基因的碱基数量一定不同有关有关DNADNA的结构的叙述中，不正确的是的结构的叙述中，不正确的是A A、每个每个DNADNA分子都含有分子都含有4 4种脱氧核

12、苷酸种脱氧核苷酸B B、每个每个DNADNA分子中核糖上连接一个磷酸和一个碱基分子中核糖上连接一个磷酸和一个碱基C C、DNADNA分子两条链中的碱基通过氢键连接，形成碱基对分子两条链中的碱基通过氢键连接，形成碱基对D D、双链双链DNADNA分子中，某一段链上若含有分子中，某一段链上若含有3030个胞嘧啶，就个胞嘧啶，就一定会同时有一定会同时有3030个鸟嘌呤个鸟嘌呤某生物的某生物的体细胞体细胞有有1010对对同源染色体同源染色体,生殖细胞生殖细胞的的DNADNA约有约有7X107X109 9个个碱基对碱基对,如果每个基因平均含碱基如果每个基因平均含碱基1.4X101.4X104 4个个,回

13、答回答:平均每条染色体最多含有多少个基因平均每条染色体最多含有多少个基因?该生物的体细胞中该生物的体细胞中,全部全部DNADNA共有的碱基数目共有的碱基数目,脱氧脱氧核苷酸数目是多少核苷酸数目是多少?总结：总结：基因是有遗传效应的基因是有遗传效应的DNA片段片段是是DNA分子中有遗传效应的脱氧核苷酸序列分子中有遗传效应的脱氧核苷酸序列1.基因是控制基因是控制性状性状的遗传物质的结构和功能单位，的遗传物质的结构和功能单位，特定的基因控制相应的性状特定的基因控制相应的性状2.基因是有遗传效应的基因是有遗传效应的DNA片段片段(并非所有并非所有DNA片段都是基因片段都是基因)3.每个每个DNA含有很

14、多个基因含有很多个基因3.基因在基因在染色体染色体上呈线性排列，上呈线性排列，染色体染色体是基因的载体是基因的载体4.核基因（主要），质基因（线粒体、叶绿体）核基因（主要），质基因（线粒体、叶绿体）5.每个基因含有成百上千个每个基因含有成百上千个脱氧核苷酸脱氧核苷酸6.脱氧核苷酸的顺序代表遗传信息，脱氧核苷酸脱氧核苷酸的顺序代表遗传信息，脱氧核苷酸的多样性和特异性构成了基因的多样性和特异性构成了基因/DNA分子的的分子的的多样多样性和特异性性和特异性，基因的的多样性和特异性是生物性状的基因的的多样性和特异性是生物性状的多样性和特异性的物质基础。多样性和特异性的物质基础。有关人类基因组计划有关人

15、类基因组计划l1990年年10月，月，国际人类基因组计划启动国际人类基因组计划启动（公共研究（公共研究机构），机构），投资投资30亿亿美元，预计美元，预计2005年完成。目的是年完成。目的是找出所有人类基因并搞清其在找出所有人类基因并搞清其在DNA分子上的位置，绘分子上的位置，绘制出完整的人类基因组图谱，破译出人类全部遗传信制出完整的人类基因组图谱，破译出人类全部遗传信息。息。l1998年，一批科学家在美国组建塞莱拉遗传公司，与年，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）。国际人类基因组计划展开竞争（私人机构）。l1999年年9月月中国获准加入人类基因组计划

16、，负责测中国获准加入人类基因组计划，负责测定人类第定人类第3号染色体短臂上的约号染色体短臂上的约3000万个碱基对，占万个碱基对，占全部序列的，投入全部序列的，投入500万万美元。美元。l塞莱拉公司的核心分析方法被称为塞莱拉公司的核心分析方法被称为“霰弹法霰弹法”，人类人类基因组工程则采用了基因组工程则采用了“克隆法克隆法”。“霰弹法霰弹法”在后期在后期需要大量的计算，而需要大量的计算，而“克隆法克隆法”在早期集中了较多的在早期集中了较多的时间和精力在克隆和绘制草图上。时间和精力在克隆和绘制草图上。由于塞莱拉公司的由于塞莱拉公司的竞争使得人类基因组计划提前完成。竞争使得人类基因组计划提前完成。

17、l2001年年6月月，国际人类基因组计划和美国塞莱拉公司，国际人类基因组计划和美国塞莱拉公司联合公布联合公布人类基因组图谱及初步分析结果。人类基因组图谱及初步分析结果。l一、一、基因数量少得惊人。基因数量少得惊人。人类人类DNA分子大约有分子大约有30亿个碱基亿个碱基对对，研究人员曾经预测人类约有研究人员曾经预测人类约有14万个基因，最终确定出万个基因，最终确定出的基因数在的基因数在3万个左右万个左右。人类拥有的基因虽然只是蠕虫或飞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。得多。塞莱拉公司的科学家

18、测出的序列准确地覆盖了国际人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因组的类基因组的95%。l二、二、人类基因组中存在人类基因组中存在“热点热点”和大片和大片“荒漠荒漠”。人类基因人类基因组序列中所谓的组序列中所谓的“荒漠荒漠”就是包含极少或根本不包含基因的就是包含极少或根本不包含基因的部分，基因组上大约部分，基因组上大约14的区域是长长的、没有基因的片的区域是长长的、没有基因的片段段。基因密度在第基因密度在第17、第、第19和第和第22号染色体上最高，在号染色体上最高，在X染染色体、第色体、第4、第、第18号和号和Y染色体上相对贫瘠。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l三、三、35.3%的基因组包含重复的序列的基因组包含重复的序列。这意味着这意味着所有这些所有这些重复序列重复序列，即原来被认为的，即原来被认为的“垃圾垃圾DNA”应该被进一步研究应该被进一步研究。事实上，第。事实上，第19号染色号染色体体57%是重复的。是重复的。l四、四、地球上人与人之间地球上人与人之间99.99%的基因密码是相同的基因密码是相同的。的。研究发现，来自研究发现，来自不同人种的人比来自同一人不同人种的人比来自同一人种的人在基因上更为相似种的人在基因上更为相似。在整个基因组序列中，。在整个基因组序列中，人与人之间的变化仅为人与人之间的变化仅为0.01%。