1、第4节 基因通常是有遗传效应的DNA片段第三章第三章 基因的本质基因的本质教学目标:1 1、理解基因与、理解基因与DNADNA的关系的关系2 2、阐明、阐明DNADNA的多样性和特异性的多样性和特异性3 3、认同遗传物质的结构与功能相适应、多样性与特异、认同遗传物质的结构与功能相适应、多样性与特异性相统一的观点性相统一的观点1866年孟德尔提出生物的性状是由遗传因子决定的1909年约翰逊用基因代替遗传因子1910年摩尔根将果蝇的白眼基因定位在染色体上1952年赫尔希、蔡斯证明DNA是遗传物质基因的本质是什么?基因概念的演变和研究历程转基因鲤鱼(上)与对照鲤鱼(下)(素材来自中国科学院水生生物研
2、究所网站)(素材来自中国科学院水生生物研究所网站)思考:导入的外源导入的外源生长激素生长激素基因基因是是一一个个DNADNA分子,还是分子,还是DNADNA分子的一段脱氧核苷酸序分子的一段脱氧核苷酸序列?列?【资料】一、基因与一、基因与DNA的关系的关系资料资料1.1.大肠杆菌的拟核有大肠杆菌的拟核有1 1个个DNADNA分子,长度约分子,长度约为为4.74.710106 6个碱基对,在这个个碱基对,在这个DNADNA分子上分布了分子上分布了4.44.410103 3个基因个基因,每个基因的平均长度约为每个基因的平均长度约为1 110103 3个碱基对。个碱基对。1、DNA分子数目等于基因数目
3、吗?2、所有基因的碱基总数等于DNA分子的碱基总数吗?资料资料2.2.人类基因组计划测定的是人类基因组计划测定的是2424条染色体条染色体(2222条常染色体条常染色体+X+Y+X+Y)上上DNADNA的碱基序列。每的碱基序列。每条染色体上有一个条染色体上有一个DNADNA分子。这分子。这2424个个DNADNA分子分子大约有大约有31.631.6亿个碱基对,其中,构成基因的亿个碱基对,其中,构成基因的碱基数占碱基总数的碱基数占碱基总数的比例不超过比例不超过2%2%。推论:DNA上分布着许多个基因,基因是DNA片段DNA指纹图上的片段是否就是基因?资料资料3.3.生长在太平洋西北部的一种水母生
4、长在太平洋西北部的一种水母能发出绿色荧光,这是因为能发出绿色荧光,这是因为水母水母的的DNADNA上上有一段长度为有一段长度为5 5.171710103 3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。转入了水母转入了水母绿色绿色荧光基因荧光基因的转基因的转基因鼠,在紫外线的照射鼠,在紫外线的照射下,也能像下,也能像水母一样发光水母一样发光。推论:基因具有遗传效应,可以控制生物的性状一、基因与一、基因与DNA的关系的关系思考:结合转基因鲤鱼的实例,说明了什么?DNA基因基因基因的概念:性状性状基因是有遗传效应的DNA片段。知识拓展有些病毒遗传物质是有些病毒遗传物质是RNAR
5、NA,如,如艾滋病病毒、流感病毒、烟艾滋病病毒、流感病毒、烟草花叶病毒等,草花叶病毒等,对这类病毒而言,基因就是有遗传效应的对这类病毒而言,基因就是有遗传效应的RNARNA片段片段。基因通常是有遗传效应的DNA片段二、二、DNA如何储存大量的遗传信息如何储存大量的遗传信息 碱基对数目 种类1个碱基对 412个碱基对44(42)。17个碱基对417结论1:遗传信息蕴藏在4种碱基的排列顺序之中;碱基排列顺序的千变万化构成了DNA分子的多样性。3个碱基对444(43)约为172亿种二、二、DNA如何储存大量的遗传信息如何储存大量的遗传信息结论2:碱基特定的排列顺序构成了DNA分子的特异性。资料资料4
6、 4:以:以1717个碱基对构成的基因为例,若个碱基对构成的基因为例,若4 4种碱基对是随机排种碱基对是随机排列,约有列,约有172172亿种排列方式,事实上,大部分随机排列的脱氧亿种排列方式,事实上,大部分随机排列的脱氧核苷酸序列核苷酸序列从来不曾出现从来不曾出现在生物体内,而有些序列却会在生物在生物体内,而有些序列却会在生物体内体内重复许多次重复许多次。DNADNA分子的分子的多样性多样性和和特异性特异性是生物体多样性和特异性的是生物体多样性和特异性的物质基础。物质基础。三、染色体、三、染色体、DNA、基因、脱氧核苷酸的关系、基因、脱氧核苷酸的关系染色体DNA基因脱氧核苷酸染色体是染色体是
7、DNADNA的的主要主要载体载体每个染色体上有每个染色体上有1 1或或2 2个个DNADNA分子分子基因通常是有遗传基因通常是有遗传效应的效应的DNADNA片段片段每个每个DNADNA分子上分子上有许多基因有许多基因基因中的脱氧核苷基因中的脱氧核苷酸排列顺序代表遗酸排列顺序代表遗传信息传信息每个基因由许多每个基因由许多脱氧核苷酸组成脱氧核苷酸组成1 1、分析图示,回答有关问题:、分析图示,回答有关问题:图中图中B B是是_,C C是是_,D D是是_ _,F F是是_,G G是是_。F F的基本组成单位共有的基本组成单位共有_种。种。F F与与H H的关系是的关系是_。图中图中E E和和F F
8、的关系是的关系是_ _ _。图中图中F F中的遗传信息通过复制传递给后代,其复制过程严格遵循中的遗传信息通过复制传递给后代,其复制过程严格遵循_原则。原则。脱氧核糖脱氧核糖碱基碱基脱氧核苷酸脱氧核苷酸DNADNA蛋白质蛋白质4 4H H是是F F的主要载体的主要载体E E通常是有遗传效应的通常是有遗传效应的F F片段片段碱基互补配对碱基互补配对【巩固练习】2 2、研究人员对数千种生物的、研究人员对数千种生物的DNADNA碱基序列进行测定发现,没有碱基序列进行测定发现,没有任何两个物种的任何两个物种的DNADNA序列是一样的。序列是一样的。DNADNA具有多样性的主要原因具有多样性的主要原因是(
9、是()A.DNA A.DNA由由4 4种碱基组成种碱基组成 B B.DNA.DNA具有规则的双螺旋结构具有规则的双螺旋结构 C.DNA C.DNA具有碱基互补配对的特点具有碱基互补配对的特点 D.DNA D.DNA的碱基对有很多种不同的排列顺序的碱基对有很多种不同的排列顺序【巩固练习】D D【巩固练习】3.3.科学研究发现,未经人工转基因操作的番薯都含有农杆菌的部科学研究发现,未经人工转基因操作的番薯都含有农杆菌的部分基因,而这些基因的遗传效应促使番薯根部发生膨大产生了可分基因,而这些基因的遗传效应促使番薯根部发生膨大产生了可食用的部分,因此番薯被人类选育并种植。下列相关叙述错误的食用的部分,
10、因此番薯被人类选育并种植。下列相关叙述错误的是()是()A.A.农杆菌这些特定的基因可以在番薯细胞内复制农杆菌这些特定的基因可以在番薯细胞内复制B.B.农杆菌和番薯的基因都是农杆菌和番薯的基因都是4 4种碱基对的随机排列种碱基对的随机排列C.C.农杆菌和番薯的基因都是有遗传效应的农杆菌和番薯的基因都是有遗传效应的DNADNA片段片段D.D.农杆菌这些特定的基因可能在自然条件下转入了番薯细胞农杆菌这些特定的基因可能在自然条件下转入了番薯细胞B B1 1、在严查偷猎野生动物的行动中,执法部门发现某餐馆出售的一、在严查偷猎野生动物的行动中,执法部门发现某餐馆出售的一种烤肉比较可疑,餐馆工作人员说是种
11、烤肉比较可疑,餐馆工作人员说是“山羊肉山羊肉”,经实验室检验,经实验室检验,执法部门确定这种执法部门确定这种“山羊肉山羊肉”来自国家二级保护动物斑羚。你认来自国家二级保护动物斑羚。你认为执法部门最可能采取哪种检测方法?为什么?为执法部门最可能采取哪种检测方法?为什么?提示:最可能采用DNA鉴定的方法(如DNA指纹技术、基因测序等)。因为每种生物的DNA具有特异性。【活学活用】课堂总结一、基因与一、基因与DNADNA的关系的关系基因通常是有遗传效应的基因通常是有遗传效应的DNADNA片段片段二、二、DNADNA如何储存大量的遗传信息如何储存大量的遗传信息遗传信息蕴藏在遗传信息蕴藏在4 4种碱基的排列顺序之中;碱基排列顺序种碱基的排列顺序之中;碱基排列顺序的千变万化构成了的千变万化构成了DNADNA分子的分子的多样性多样性。碱基特定的排列顺碱基特定的排列顺序,构成了序,构成了DNADNA分子的分子的特异性特异性。三、染色体、三、染色体、DNADNA、基因、脱氧核苷酸的关系、基因、脱氧核苷酸的关系染色体是染色体是DNADNA的主要载体;的主要载体;基因是有遗传效应的基因是有遗传效应的DNADNA片片段;基因在染色体上呈线性排列;每个基因由许多脱段;基因在染色体上呈线性排列;每个基因由许多脱氧核苷酸组成。氧核苷酸组成。