1、第3章 基因的本质 第4节 基因是有遗传效应的DNA片段,人教版必修2,资料1、大肠杆菌细胞的拟核有1个DNA分子，长度约为4700000个碱基对，在DNA分子上分布着大约4400个基因，每个基因的平均长度约为1000个碱基对。,一、说明基因与DNA关系的实例,大肠杆菌一个DNA上含有多个基因。说明基因是一段DNA。,资料2、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。,说明基因是特定的DNA片段，可拼接到其他生物的DNA
2、上去，有遗传效应,可独立起作用,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，所以基因是遗传物质的结构单位。,转基因生物 为了达到特定的目的而将DNA进行人为改造的生物。通常的做法是提取某生物具有特殊功能（如抗病虫害、增加营养成分）的目的基因，通过基因技术加入到目标生物当中。,转基因食品 对动、植物的基因加以改变，制造出具备新特征的食品种类。人们可以用鲜鱼的基因帮助西红柿、草莓等普通植物来抵御寒冷；把某些细 菌的基因接入玉米、大豆的植株中，就 可以更好地保护它们不受害虫的侵袭。 而以这些转基因生物为原料加工生产的 食品就是转基因食品。,历史背景,迄今
3、 全世界已有近50个国家和 地区开展转基因作物种植实验，有 16个国家的近600万农民以种植转 基因作物为主。,2002年 全球转基因农作物种植面积已扩大到5870万公顷。,1996年 世界转基因作物种植总面积仅为170万公顷。,1993年 世界上第一种转基因食品转基因晚熟西红柿正式投放美国市场。,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。,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
4、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。 这一方面给医疗、传统农业甚至工业等多个领域带来曙光，另一方面，又不能不让普通人担心：这次是不是真的打开了潘多拉盒子？,由于国内已有不少来自美国、加拿大的 大豆、玉米等，均为转基因食品，为了加强 转基因食品规范，应确立转基因食品上市前 审查制度，基于安全原因，在上市前建议提 供相关资料，证明转基因食品成分和原食品 相同，且不会影响自然生态、物种，不会产 生毒素, 无过敏反应, 不影响抗生素耐药性 等才准许上市。,为什么转基因食物将在今后
5、几年内流行，有一个很简单的原因。据预测，到2030年，世界人口将翻一番，约为100亿；其结果可能会导致全球食物短缺，而许多农业专家认为，不求助于基因工程，这个问题将无法解决。 中国是20世纪90年代初进入商业型转基因农业生产的第一个发展中国家，现在中国已准备大面积扩种转基因农作物。,转基因食品,-想说爱你不容易！,资料3、人类基因组计划测定的是24条染色体（22条染色体+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数占碱基总数的比例不超过2%。,并不是随便一段DNA就称为基因。基因是DNA中的特定一段，但是一段
6、DNA并不一定是基因。,-ATGCATGCATCCATGCTAGCCATCCCTAAGGACAG- -TACGTACGTAGGTACGATCGGTAGGGATTCCTGTC-,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。,没有HMGIC基因，就没有肥胖的表现，有HMGIC基因就有肥胖表现。说明基因能控制生物的性状(功能单位)。,结论：基因是有遗传效应的DNA片段，它是生物体
7、遗传的功能单位和结构单位.,综合上述资料，请你给基因下个定义？,遗传效应：,指具有复制、转录、,翻译、重组、突变及调控等功能。,二、DNA片段中的遗传信息,每个染色体含有一个DNA分子，每个DNA分子有很多基因，每个基因都是特定的DNA片段，有着特定的遗传效应，这说明DNA必然蕴含了大量的遗传信息。 DNA分子为什么能储存大量的遗传信息呢？ 构成DNA的基本单位是什么？,-脱氧核苷酸,1.基因的化学组成：每个基因含有成百上千个脱氧核苷酸。 基因的脱氧核苷酸排列顺序代表遗传信息。例如：白花基因有特定的脱氧核苷酸排列顺序，这样特定的排列顺序就代表白花的遗传信息。上一代传给下一代的是遗传信息而不是白
8、花(性状)的本身，在下一代就可以将白花遗传信息表达为白花。,2.基因不同的实质： 不同的基因，四种脱氧核苷酸（碱基）的排列顺序不同（DNA分子的多样性），但是每个基因都有特定的排列顺序（DNA分子的特异性）。 3.基因的位置： 染色体是基因的主要载体，每个染色体含有一个DNA分子，每个DNA分子含有多个基因，基因在染色体上呈直线排列（果蝇某一条染色体上的几个基因）。,果蝇某染色体上的几个基因,仔细观察基因在染色体（DNA）上是如何排列的。,4.基因是有遗传效应的DNA片段 这就是说，基因是DNA的某个片段，但必须具有遗传效应（指具有复制、转录、翻译、重组突变及调控等功能）。有的DNA片段属间隔
9、区段，没有控制性状的作用，这样的DNA片段就不是基因。 控制某种性状的基因有特定的DNA片段，蕴含特定的遗传信息，可以切除，可以拼接到其他生物的DNA上，从而获得某种性状的表达。例如：把牛的胰岛素基因拼接到大肠杆菌的DNA上，大肠杆菌可以生产胰岛素。,基因中脱氧核苷酸的排列顺序就代表着遗传信息，而基因中脱氧核苷酸的排列顺序又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)
10、、DNA、性状、遗传信息的关系？,小结：,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(DAN片段不一定是基因) 。,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包含着遗传信息。对于某个基因来说，其“顺序”是固定的，而不同的基因，其脱氧核苷酸的顺序又是各不相同的。,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,1白化症病人出
11、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 组成不同的基因的碱基数量一定不同,C,B,课堂练习,3DNA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 4DNA指纹技术也可以帮助人们确认亲子关系，这是因为（ ） A 每个人的指纹大多相同 B 每个人的指纹是不
12、同的 C 不同的个体的相同的组织中的DNA指纹是相同的 D DNA技术是检测DNA上碱基种类,D,B,5、分析下面的概念图，回答有关问题：,（1）图中B是 ，F是 ，G是 。 （2）1个A与C有两种比例关系： 和 。 （3）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,1：1,1：2,很多,成百上千,（4）D和A的位置关系： 。 （5）从分子水平看D和C的关系是 。 （6）C的基本组成单位是图中的 。 （7）在E构成的链中，与一分子G相连接的有 分子F和 分子H。 （8）遗传信息是D中 的排列顺序。,D位于A上,基因（D）是有遗传效应的DNA（C）片断,E,1,2,E（脱氧核苷酸）,6中国青年科学家陈炬成功地把人的抗病毒干扰素基因“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,解析：人和植物的DNA都是由脱氧核苷酸组成，都是规则的双螺旋结构，这是转基因技术的物质基础；同时所有生物合成蛋白质时都共用那20种氨基酸，因此将人的基因移植到植物体内后可以在植物体内合成相应的蛋白质。,
