基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段(上課用)

1、第第4節(jié)節(jié) 基因是有遺傳效應(yīng)的基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段片段第三章第三章 基因的本質(zhì)基因的本質(zhì)1、大腸桿菌細(xì)胞的擬核有、大腸桿菌細(xì)胞的擬核有1個(gè)個(gè)DNA分子分子，長(zhǎng)，長(zhǎng)度約為度約為4 700 000個(gè)堿基對(duì)個(gè)堿基對(duì)，在，在DNA分子上分分子上分布著布著4 400個(gè)基因個(gè)基因，每個(gè)基因的平均長(zhǎng)度約為，每個(gè)基因的平均長(zhǎng)度約為1 000個(gè)堿基對(duì)個(gè)堿基對(duì)。分析資料分析資料1 1，你能得出什么結(jié)論？，你能得出什么結(jié)論？大腸桿菌一個(gè)大腸桿菌一個(gè)DNA上含有多個(gè)基因。大腸桿上含有多個(gè)基因。大腸桿菌所有菌所有基因的堿基總數(shù)基因的堿基總數(shù)小于小于DNADNA分子的堿基總分子的堿基總數(shù)數(shù)，說(shuō)明基因是，說(shuō)明基因是

2、DNA的片段，的片段， DNA 中存在中存在非基因片段。非基因片段。資料分析資料分析一、基因與一、基因與DNADNA的關(guān)系的關(guān)系一、基因與一、基因與DNADNA的關(guān)系的關(guān)系3、人類基因組計(jì)劃測(cè)定的是、人類基因組計(jì)劃測(cè)定的是24條染色體（條染色體（22條常條常染色體染色體+X+Y）上的）上的DNA的堿基序列。其中，每條的堿基序列。其中，每條染色體上有一個(gè)染色體上有一個(gè)DNA分子。這分子。這24個(gè)個(gè)DNA分子大約分子大約有有31.6億個(gè)堿基對(duì)，其中，億個(gè)堿基對(duì)，其中，構(gòu)成基因的堿基數(shù)構(gòu)成基因的堿基數(shù)占?jí)A占?jí)A基總數(shù)的比例不超過(guò)基總數(shù)的比例不超過(guò)2%。分析資料分析資料3 3，你能得出什么結(jié)論？，你能得

3、出什么結(jié)論？ 基因是基因是DNA的片段，的片段，DNA中存在大量的中存在大量的非基非基因片段因片段?；虿皇沁B續(xù)分布在。基因不是連續(xù)分布在DNA上的，而是由上的，而是由堿基序列將其分隔開的。堿基序列將其分隔開的。 人體中構(gòu)成基因的堿基對(duì)組成比較少，占全人體中構(gòu)成基因的堿基對(duì)組成比較少，占全部堿基總數(shù)不超過(guò)部堿基總數(shù)不超過(guò)2%。這說(shuō)明并不是隨便一段。這說(shuō)明并不是隨便一段DNA就稱為基因。就稱為基因?；蚴且欢位蚴且欢蜠NADNA，但是，但是一段一段DNADNA不一定是基因不一定是基因。比較兩則資料，你還能得出什么結(jié)論？比較兩則資料，你還能得出什么結(jié)論？ 大腸桿菌的大腸桿菌的DNADNA分子，其

4、中，構(gòu)成基分子，其中，構(gòu)成基因的堿基數(shù)占?jí)A基總數(shù)的比例為：因的堿基數(shù)占?jí)A基總數(shù)的比例為： 4 4004 4001000/4 700 000=94%1000/4 700 000=94%。 人類人類DNADNA中，構(gòu)成基因的堿基數(shù)占中，構(gòu)成基因的堿基數(shù)占?jí)A基總數(shù)的比例不超過(guò)堿基總數(shù)的比例不超過(guò)2%2%。生物越高等生物越高等DNADNA中存在的非基因片段的比例越高中存在的非基因片段的比例越高。什么樣的什么樣的DNADNA片段就是基因？片段就是基因？2、生長(zhǎng)在太平洋西北部的一種、生長(zhǎng)在太平洋西北部的一種海蟄海蟄能發(fā)出綠色熒光，這是因?yàn)槟馨l(fā)出綠色熒光，這是因?yàn)楹ＯU的海蟄的DNA分子上有一段長(zhǎng)度為分子上有

5、一段長(zhǎng)度為5170個(gè)堿基對(duì)的片段個(gè)堿基對(duì)的片段綠色熒綠色熒光蛋白基因光蛋白基因。轉(zhuǎn)基因?qū)嶒?yàn)表明，。轉(zhuǎn)基因?qū)嶒?yàn)表明，轉(zhuǎn)入了海蟄的綠色熒光蛋白基因轉(zhuǎn)入了海蟄的綠色熒光蛋白基因的的轉(zhuǎn)基因鼠轉(zhuǎn)基因鼠，在紫外線的照射下，在紫外線的照射下，也能象海蟄一樣發(fā)光。也能象海蟄一樣發(fā)光。資料資料2 2說(shuō)明了什么？說(shuō)明了什么？把海蜇的綠色熒光基因轉(zhuǎn)入鼠的體內(nèi)，鼠體內(nèi)把海蜇的綠色熒光基因轉(zhuǎn)入鼠的體內(nèi)，鼠體內(nèi)出現(xiàn)了以前沒有的熒光。說(shuō)明出現(xiàn)了以前沒有的熒光。說(shuō)明基因能控制生物基因能控制生物性狀，基因有遺傳效應(yīng)。它可以獨(dú)立起作用。性狀，基因有遺傳效應(yīng)。它可以獨(dú)立起作用。4、不少人認(rèn)為，人和動(dòng)物體的胖瘦是由遺傳決定、不少人認(rèn)

6、為，人和動(dòng)物體的胖瘦是由遺傳決定的。近來(lái)的科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，小鼠體內(nèi)的的。近來(lái)的科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，小鼠體內(nèi)的HMGIC基因與肥胖基因與肥胖直接相關(guān)。具有直接相關(guān)。具有HMGIC基因缺陷的基因缺陷的實(shí)驗(yàn)鼠與作為實(shí)驗(yàn)鼠與作為對(duì)照對(duì)照的小鼠，吃同樣多的高脂肪食的小鼠，吃同樣多的高脂肪食物，一段時(shí)間后，對(duì)照組的小鼠變得十分物，一段時(shí)間后，對(duì)照組的小鼠變得十分肥胖肥胖，而具有而具有HMGIC基因缺陷基因缺陷的實(shí)驗(yàn)鼠體重仍然保持的實(shí)驗(yàn)鼠體重仍然保持正常正常。資料資料4 4說(shuō)明了什么？說(shuō)明了什么？沒有沒有HMGIC基因，就沒有肥胖的表現(xiàn)，有基因，就沒有肥胖的表現(xiàn)，有HMGIC基因就有肥胖表現(xiàn)。說(shuō)明基因就有肥胖表現(xiàn)。

7、說(shuō)明基因能控制生基因能控制生物的性狀物的性狀。人和動(dòng)物的胖瘦是受基因控制的。人和動(dòng)物的胖瘦是受基因控制的。分析資料分析資料4 4和資料和資料2 2你能得出什么結(jié)論？你能得出什么結(jié)論？基因具有遺傳效應(yīng)?；蚰芸刂频鞍踪|(zhì)合成，從基因具有遺傳效應(yīng)。基因能控制蛋白質(zhì)合成，從而控制生物的性狀。而控制生物的性狀。結(jié)合上述資料，從結(jié)合上述資料，從DNADNA水平上給基因下一個(gè)完整的水平上給基因下一個(gè)完整的定義定義?；蚴怯羞z傳效應(yīng)的基因是有遺傳效應(yīng)的DNADNA片段片段?；蚴巧矬w遺傳的基因是生物體遺傳的功能單位功能單位和和結(jié)構(gòu)單位結(jié)構(gòu)單位。基因是基因是DNADNA片段，不是連續(xù)分布在片段，不是連續(xù)分布在

8、DNADNA上，而是由上，而是由堿基序列將其分隔開；它能控制性狀，具有特定堿基序列將其分隔開；它能控制性狀，具有特定的遺傳效應(yīng)。的遺傳效應(yīng)。果蠅某個(gè)果蠅某個(gè)DNA 分子上的幾個(gè)基因分布示意圖：分子上的幾個(gè)基因分布示意圖：（1）片段）片段O、N、S、R稱作什么？稱作什么？N與與S以及以及S與與R之間的片段又稱作什么？之間的片段又稱作什么？（2）一個(gè)）一個(gè)DNA 分子上只能有幾個(gè)基因嗎？分子上只能有幾個(gè)基因嗎？（3）一個(gè)基因內(nèi)只能有幾個(gè)堿基對(duì)嗎？）一個(gè)基因內(nèi)只能有幾個(gè)堿基對(duì)嗎？ R、S、N和和O片段就可以稱作片段就可以稱作基因基因，N與與S以及以及S與與R 之間的片段可以稱作之間的片段可以稱作非基

9、因片段非基因片段，因?yàn)樗?，因?yàn)樗鼪]有遺傳效應(yīng)。沒有遺傳效應(yīng)?；蚴腔蚴荄NADNA上特定的而不是任意上特定的而不是任意的片段的片段。一個(gè)一個(gè)DNA 分子上有許多基因。分子上有許多基因。每個(gè)基因中有成百上千個(gè)堿基對(duì)。每個(gè)基因中有成百上千個(gè)堿基對(duì)。ATGTCGAGTCACAGCTACAGTGCAGTGCGCATGCCGACCTGAGTACAGCTCAGTGTCGATGTCACGTCACGCGTACGGCTGGACTCRSNO黃身黃身白眼白眼截翅截翅棒眼棒眼思考思考基因在染色體上呈線性排列，現(xiàn)在又說(shuō)基因在基因在染色體上呈線性排列，現(xiàn)在又說(shuō)基因在DNA上，那么，基因、上，那么，基因、DNA、染色體三

10、者到底有、染色體三者到底有什么關(guān)系呢？什么關(guān)系呢？基因基因DNA染色體染色體123456三者之間相互關(guān)系：三者之間相互關(guān)系：1、基因是有遺傳效應(yīng)的、基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片片段；段；2、一個(gè)、一個(gè)DNA上有多個(gè)基因；上有多個(gè)基因；3、DNA是染色體的主要成分；是染色體的主要成分；4、染色體是、染色體是DNA的主要載體；的主要載體；5、基因在染色體上，呈線性排列；、基因在染色體上，呈線性排列；6、染色體是基因的主要載體。、染色體是基因的主要載體。二、基因、二、基因、DNADNA、染色體的關(guān)系、染色體的關(guān)系嘗試對(duì)以下概念的聯(lián)系進(jìn)行描述嘗試對(duì)以下概念的聯(lián)系進(jìn)行描述:染色體染色體DNA基因基因脫氧核

11、苷酸脫氧核苷酸堿基堿基模型建構(gòu)模型建構(gòu)概念圖概念圖1染色體染色體DNA基因基因脫氧核苷酸脫氧核苷酸堿基堿基有遺傳效應(yīng)的有遺傳效應(yīng)的DNA片段片段構(gòu)成構(gòu)成+脫氧核糖脫氧核糖+磷酸磷酸（A、T、C、G四種）四種）+蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)形成雙鏈形成雙鏈染色體染色體DNA基因基因脫氧核苷酸脫氧核苷酸染色體是染色體是DNADNA的的主要載體主要載體每個(gè)染色體上每個(gè)染色體上有一個(gè)有一個(gè)DNADNA分子分子基因是有遺傳效基因是有遺傳效應(yīng)的應(yīng)的DNADNA片斷片斷每個(gè)每個(gè)DNADNA分子分子上有許多基因上有許多基因基因中的脫氧核基因中的脫氧核苷酸排列順序代苷酸排列順序代表著遺傳信息表著遺傳信息每個(gè)基因由許多每個(gè)基因由

12、許多脫氧核苷酸組成脫氧核苷酸組成DNADNA是主要的是主要的遺傳物質(zhì)遺傳物質(zhì)概念圖概念圖2AGCGTTCGATTCGCAAGCTAAGCTGTCGATTCGACAGCTA基因基因1基因基因2比較基因比較基因1和基因和基因2有何不同？有何不同？堿基對(duì)的排列順序不同堿基對(duì)的排列順序不同 如果全班同學(xué)（共如果全班同學(xué)（共60人）排成一排，人）排成一排，代表一條代表一條DNA單鏈的堿基排列情況，單鏈的堿基排列情況，每個(gè)同學(xué)代表每個(gè)同學(xué)代表DNA鏈上的一個(gè)堿基，鏈上的一個(gè)堿基，每人都可以從每人都可以從ATCG四種堿基中自四種堿基中自由選擇自己所代表的堿基，全班同由選擇自己所代表的堿基，全班同學(xué)一起可以自

13、由組合出多少種排列？學(xué)一起可以自由組合出多少種排列？可以組合出可以組合出460種排列，體會(huì)堿基種排列，體會(huì)堿基排列順序的多樣性。排列順序的多樣性。（1）假設(shè)長(zhǎng)度為）假設(shè)長(zhǎng)度為3個(gè)堿基對(duì)組成一個(gè)基因，那個(gè)堿基對(duì)組成一個(gè)基因，那么理論上可以排列出多少種基因？么理論上可以排列出多少種基因？（2）假設(shè)長(zhǎng)度為）假設(shè)長(zhǎng)度為10個(gè)堿基對(duì)呢？個(gè)堿基對(duì)呢？（3）假設(shè)長(zhǎng)度為）假設(shè)長(zhǎng)度為1000個(gè)堿基對(duì)呢？個(gè)堿基對(duì)呢？43 = 64種種410 = 1 048 576種種41 000 種種三、三、DNADNA片段中的遺傳信息片段中的遺傳信息A TCA TTGATCGAAT這兩個(gè)堿基對(duì)這兩個(gè)堿基對(duì) 相同相同 嗎？嗎？含

14、有四種堿基的脫氧核苷酸：含有四種堿基的脫氧核苷酸：ATCG堿基互堿基互補(bǔ)配對(duì)補(bǔ)配對(duì)ATCGGGCCGG基因是堿基對(duì)隨機(jī)排列成的基因是堿基對(duì)隨機(jī)排列成的DNA片段嗎？片段嗎？（提示：從進(jìn)化角度分析）（提示：從進(jìn)化角度分析）理論上，每一個(gè)基因中的堿基對(duì)是可以隨理論上，每一個(gè)基因中的堿基對(duì)是可以隨機(jī)排列的，但大量隨機(jī)排列的核苷酸序列機(jī)排列的，但大量隨機(jī)排列的核苷酸序列一般不能表達(dá)出某種一般不能表達(dá)出某種適應(yīng)環(huán)境的性狀，這適應(yīng)環(huán)境的性狀，這種序列在長(zhǎng)期進(jìn)化過(guò)程中會(huì)逐漸被淘汰掉。種序列在長(zhǎng)期進(jìn)化過(guò)程中會(huì)逐漸被淘汰掉。CTGACCTCAATGGG探究探究你能從分子水平解釋生物的多樣性和特異性的原你能從分子

15、水平解釋生物的多樣性和特異性的原因嗎？因嗎？堿基排列順序多樣性堿基排列順序多樣性DNA分子多樣性分子多樣性生物多樣性；生物多樣性；堿基排列順序特異性堿基排列順序特異性DNA分子特異性分子特異性生物特異性。生物特異性。遺傳信息蘊(yùn)藏在遺傳信息蘊(yùn)藏在4種堿基的排列順序種堿基的排列順序之中；之中； 堿基排列順序的千變?nèi)f化，構(gòu)成堿基排列順序的千變?nèi)f化，構(gòu)成DNA分子多樣性，分子多樣性，而堿基的特定的排列順序，又構(gòu)成了每一個(gè)而堿基的特定的排列順序，又構(gòu)成了每一個(gè)DNA分子的特異性；分子的特異性； DNA分子的多樣性和特異性是生物體多樣性和特分子的多樣性和特異性是生物體多樣性和特異性的物質(zhì)基礎(chǔ)。異性的物質(zhì)基

16、礎(chǔ)?；A(chǔ)題基礎(chǔ)題 1.（1） ；（；（2）。 2.C。3.從遺傳物質(zhì)必須具備的條件來(lái)分析：（從遺傳物質(zhì)必須具備的條件來(lái)分析：（1）在細(xì)）在細(xì)胞增殖過(guò)程中能夠精確地進(jìn)行復(fù)制；（胞增殖過(guò)程中能夠精確地進(jìn)行復(fù)制；（2）能夠控）能夠控制生物體的性狀；（制生物體的性狀；（3）能夠貯存足夠量的遺傳信）能夠貯存足夠量的遺傳信息；（息；（4）結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定。）結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定。拓展題拓展題1.并非任何一個(gè)并非任何一個(gè)DNA片段都是基因，只有具有遺片段都是基因，只有具有遺傳效應(yīng)的傳效應(yīng)的DNA片段才是基因。片段才是基因。2.DNA包括基因與非基因的堿基序列。包括基因與非基因的堿基序列。3.這一觀點(diǎn)是有道理的。但在日常

17、生活中，如報(bào)刊、這一觀點(diǎn)是有道理的。但在日常生活中，如報(bào)刊、雜志、廣播等傳播媒體常將基因與雜志、廣播等傳播媒體常將基因與DNA這兩個(gè)概這兩個(gè)概念等同使用，因此在具體情況中，要留意區(qū)分。念等同使用，因此在具體情況中，要留意區(qū)分。課后練習(xí)課后練習(xí)（P58）1. 下列關(guān)于基因的敘述中，不正確的是下列關(guān)于基因的敘述中，不正確的是A. 不同的基因含有不同的遺傳信息不同的基因含有不同的遺傳信息 B. 每一個(gè)每一個(gè)DNA分子片段都是一個(gè)基因分子片段都是一個(gè)基因C. 每一個(gè)基因分別控制著不同的遺傳性狀每一個(gè)基因分別控制著不同的遺傳性狀 D. 基因存在于染色體上基因存在于染色體上 2. 馬和豚鼠體細(xì)胞具有相同數(shù)目的染色體，馬和豚鼠體細(xì)胞具有相同數(shù)目的染色體，但性狀差異很大，原因是但性狀差異很大，原因是A. 生活環(huán)境不同生活環(huán)境不同 B. DNA分子中堿基配對(duì)方式不同分子中堿基配對(duì)方式不同C. 著絲點(diǎn)數(shù)目不同著絲點(diǎn)數(shù)目不同 D. DNA分子中堿基對(duì)排列順序不同分子中堿基對(duì)排列順序不同BD 基因是基因是DNA片段，不是連續(xù)分布在片段，不是連續(xù)分布在DNA上，而上，而是由堿基序列將其分隔開；是由堿基序列將其分隔開；它能控制性狀，具有特定它能控制性狀，具