1、第第三三章章 基因的本质基因的本质DNADNA的复制的复制小测小测1DNA半保留复制的实验证据半保留复制的实验证据(1)实验方法：运用实验方法：运用_技术。技术。(2)实验过程实验过程用用_标记细菌的标记细菌的DNA转入以含转入以含14N物质为唯一氮源的培物质为唯一氮源的培养液中养液中一段时间一段时间收集细菌收集细菌，提取提取_，进行密度进行密度梯度离心梯度离心(3)实验结论：实验结论：DNA的复制方式为的复制方式为_。2DNA分子复制的过程分子复制的过程(1)概念：以概念：以_为模板合为模板合成子代成子代DNA的过程。的过程。(2)时间：主要在细胞有丝分裂的时间：主要在细胞有丝分裂的_和减数
2、和减数_。(3)条件条件项目内容模板亲代DNA分子的_单链原料游离的4种_ 能量_酶解旋酶、_等(4)特点：特点：_复制、复制、半保留半保留复制。复制。DNADNA的复制的复制小测答案小测答案1DNA半保留复制的实验证据半保留复制的实验证据(1)实验方法：运用实验方法：运用同位素标记同位素标记技术。技术。(2)实验过程实验过程用用15N标记细菌的标记细菌的DNA转入以含转入以含14N物质为唯一氮源的培物质为唯一氮源的培养液中养液中一段时间一段时间收集细菌收集细菌，提取提取DNA，进行密度进行密度梯度离心梯度离心(3)实验结论：实验结论：DNA的复制方式为的复制方式为半保留复制半保留复制。2DN
3、A分子复制的过程分子复制的过程(1)概念：以概念：以亲代亲代DNA为模板合成子为模板合成子代代DNA的过程。的过程。(2)时间：主要在细胞有丝分裂的时间：主要在细胞有丝分裂的间间期期和减数和减数分裂前的间期分裂前的间期。(3)条件条件项目内容模板亲代DNA分子的2条单链原料游离的4种脱氧核苷酸能量ATP酶解旋酶、DNA聚合酶等(4)特点：特点：边解旋边边解旋边复制、复制、半保留半保留复制。复制。1条染色体1个DNA1条染色体2个 DNADNA是染色体的组成成分，染色体是DNA的主要载体。温故知新温故知新温故知新Gain new insights through reviewing old ma
4、terial3.基因在染色体上呈线性排列2.一条染色体上有多个基因1.染色体是DNA的主要载体果蝇某X染色体上一些基因的示意图短硬毛棒状眼深红眼朱红眼截翅红宝石眼白眼黄身1条染色体1或2个DNA 基因多个基因在染色体上基因在染色体上染色体是染色体是DNA的主要载体的主要载体问题一问题一【自学探究一】说明基因与【自学探究一】说明基因与DNADNA的关系的关系活动活动1 1：分析课本：分析课本P5P57 7-5-58 8资料资料1 1和资料和资料3 3，填写下表。，填写下表。DNADNA分子数分子数 总碱基总碱基对数对数 基因数基因数 平均每个基因平均每个基因的碱基对总数的碱基对总数 比例（总基因
5、的碱比例（总基因的碱基对基对/总碱基对）总碱基对）大肠大肠杆菌杆菌人类基人类基因组计因组计划测定划测定说明：说明：1 1、生物体内的、生物体内的DNADNA分子数目分子数目_基因数目，生物体内所有基因基因数目，生物体内所有基因的碱基总数的碱基总数_DNA_DNA分子的碱基总数。分子的碱基总数。2 2、一个、一个DNADNA上有上有_基因基因。1 147470 0万万440044001000100044/4744/47 2424(22+X+Y)(22+X+Y)31.631.6亿亿不超过不超过2%2%多个多个并不是任意并不是任意DNADNA片段都是基因。片段都是基因。小于小于小于小于资料资料1 1
6、、大肠杆菌细胞的拟核有、大肠杆菌细胞的拟核有1 1个个DNADNA分子，长度约分子，长度约为为47000004700000个碱基对，在个碱基对，在DNADNA分子上分布着分子上分布着44004400个基个基因，每个基因的平均长度约为因，每个基因的平均长度约为10001000个碱基对。个碱基对。问题：计算所有问题：计算所有基因的碱基对基因的碱基对总数的比例。总数的比例。440044001000=4,400,0001000=4,400,000 4,700,0004,700,000带带有有纤纤毛毛的的大大肠肠杆杆菌菌-ATGCATGCATCCATGCTAGCCATCCCTAAGGACAG-TACGT
7、ACGTAGGTACGATCGGTAGGGATTCCTGTC-基因基因基因基因非基因片段非基因片段结论：基因是一段结论：基因是一段DNADNA，但是一段，但是一段DNADNA不一定是基因不一定是基因一、说明基因与一、说明基因与DNADNA关系的实例关系的实例活动活动2 2：利用表格，分析资料：利用表格，分析资料2 2及图及图C C。资料资料2 2（图（图C C）自变量自变量因变量因变量分组分组实验组实验组对照组对照组结果结果结论结论小鼠有无绿色荧光蛋白基因小鼠有无绿色荧光蛋白基因在紫外线照射下，小鼠是否发绿色荧光在紫外线照射下，小鼠是否发绿色荧光1 1、2 2、4 4号小鼠号小鼠3 3号小鼠号
8、小鼠发荧光发荧光不发荧光不发荧光基因能控制生物性状，具有遗传效应。基因能控制生物性状，具有遗传效应。Q:Q:说明基因有什么特点？说明基因有什么特点？资料资料2.2.生长在太平洋西北部的一种水母能发出绿色荧光生长在太平洋西北部的一种水母能发出绿色荧光(图图B)B)，这是，这是因为水母因为水母的的DNADNA上有上有一段长度为一段长度为5.175.17 10 103 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。转转基因实验表明，转入了水母绿色荧光蛋白基因的转基因鼠，在紫外线的照射下，基因实验表明，转入了水母绿色荧光蛋白基因的转基因鼠，在紫外线的照射下，也能像水母一样发光也能像水
9、母一样发光(图图C C)。基因可以基因可以切除切除，可以，可以拼接拼接到其他生物的到其他生物的DNADNA上，从而上，从而获得某种性状。获得某种性状。遗传效应遗传效应:指指能控制蛋白质的合成、能控制蛋白质的合成、控制生物体的性状等。控制生物体的性状等。基因具有基因具有一定独立性一定独立性（基因是遗传物质的结构单位基因是遗传物质的结构单位）问题探讨：问题探讨：我国科学家将外源生长激素基因导入鲤鱼的受精卵，培育出了我国科学家将外源生长激素基因导入鲤鱼的受精卵，培育出了转基因鲤鱼。与对照组相比，转基因鲤鱼的生长速率加快。据科学家介绍，外源转基因鲤鱼。与对照组相比，转基因鲤鱼的生长速率加快。据科学家介
10、绍，外源基因导入受体细胞后，必须整合到受体细胞的基因导入受体细胞后，必须整合到受体细胞的DNADNA上才能发挥作用。上才能发挥作用。讨论：讨论：1 1、为什么转基因鲤鱼的生长速率更快？、为什么转基因鲤鱼的生长速率更快？因为因为外源生长激素基因整合到转基因鲤鱼外源生长激素基因整合到转基因鲤鱼的的DNADNA上上，并发挥了合成生长激素的作用，而，并发挥了合成生长激素的作用，而生生长激素可使鲤鱼的生长速率加快长激素可使鲤鱼的生长速率加快。导入的是导入的是DNADNA分子的一段脱氧核苷酸序列分子的一段脱氧核苷酸序列。3 3、生长激素基因的遗传效应是什么？、生长激素基因的遗传效应是什么？使鲤鱼的生长速率
11、加快使鲤鱼的生长速率加快2 2、导入的外源基因是导入的外源基因是1 1个个DNADNA分子，还是分子，还是DNADNA分子的一段脱氧分子的一段脱氧核苷酸序列？核苷酸序列？资料资料1 1、资料、资料3 3大肠杆菌、人的全部基因大肠杆菌、人的全部基因的碱基总数只是全部的碱基总数只是全部DNADNA分子碱基总数的一部分。分子碱基总数的一部分。基因是基因是DNADNA的片段的片段问题探讨、资料问题探讨、资料2 2转基因生物的特有性状转基因生物的特有性状与导入基因有关，且与导入基因有关，且导导入基因有一定的独立性。入基因有一定的独立性。基因具有基因具有遗传效应遗传效应基因是具有基因是具有遗传效应的遗传效
12、应的DNADNA片段片段小结：小结：基因能控制生物性状基因能控制生物性状构建基因的概念构建基因的概念1 1：根据资料分析请从根据资料分析请从DNADNA水平上给基因下一个定义：水平上给基因下一个定义：要求既能反映基因与要求既能反映基因与DNADNA的关系，又能体现基因的作用的关系，又能体现基因的作用大多数生物大多数生物以以DNADNA作为遗传物质，作为遗传物质，其其基因是基因是有遗传效应的有遗传效应的DNADNA片段片段有些病毒的有些病毒的遗传物质是遗传物质是RNARNA，如，如人人类免疫缺陷病类免疫缺陷病毒（艾滋病病毒）、流感病毒毒（艾滋病病毒）、流感病毒，试推测这些病毒试推测这些病毒的基因
13、的本质。的基因的本质。对于对于RNARNA病毒病毒而言，其而言，其基因就基因就是有遗传效应的是有遗传效应的RNARNA片段片段RNA病毒病毒辩证思维：辩证思维：完善概念完善概念:构建基因的概念构建基因的概念2 2：p59p591、生物体内的DNA分子数目与基因的数目相同吗？生物体内所有基因的碱基总数与DNA分子的碱基总数相同吗？如果不同，说明了什么？生物体内的DNA分子数目小于基因数目，生物体内所有基因的碱基总数小于DNA分子的碱基总数。这说明基因是DNA片段，基因不是连续分布在DNA上的，而是由碱基序列将其分隔开的。基因是有遗传效应的DNA片段。2、你如何理解基因具有遗传效应？本节“问题探讨
14、”中提到的生长激素基因的遗传效应是什么？3、请从DNA水平上给基因下一个定义，要求既能反映基因与DNA的关系，又能体现基因的作用。基因能够指导相应蛋白质的合成、控制生物体的性状等。“问题探讨”中提到的生长激素基因的遗传效应是使鲤鱼的生长速率加快。一个一个DNA分子上有许多基因，每一个基因都是特定的分子上有许多基因，每一个基因都是特定的DNA片段，有着特定的遗传效应。片段，有着特定的遗传效应。DNA必然蕴含着大量的遗传信必然蕴含着大量的遗传信息。息。什么是遗传信息？什么是遗传信息？DNADNA分子能储存大量的遗传信息吗？分子能储存大量的遗传信息吗？平面结构平面结构什么是遗传信息？什么是遗传信息？
15、遗传信息储存在碱基对的排列序列中遗传信息储存在碱基对的排列序列中由由四种碱基四种碱基排列而排列而成的脱氧核苷酸序列，成的脱氧核苷酸序列，足以储存生物体必需足以储存生物体必需的全部遗传信息吗？的全部遗传信息吗？A TCA TTGATCGAATGGCCGG含有n个碱基对的DNA分子共有多少种排列方式？4n分析脱氧核糖核酸序列与遗传信息的多样性分析脱氧核糖核酸序列与遗传信息的多样性 资料资料11 1个个DNA分子的基本骨架是由脱氧核糖和磷酸交替连接而成的，从头至尾没有变化，分子的基本骨架是由脱氧核糖和磷酸交替连接而成的，从头至尾没有变化，而骨架内侧而骨架内侧4种碱基的排列顺序却是可变的。如果种碱基的
16、排列顺序却是可变的。如果1个碱基对组成个碱基对组成1个基因，个基因，4种碱基对的排列可能形成种碱基对的排列可能形成4种基因（这仅仅是假设）种基因（这仅仅是假设）;如果如果2个碱基对组成个碱基对组成1个基因，则可能形成个基因，则可能形成16(即即44)种基因；如果种基因；如果3个碱基个碱基对组成对组成1个基因，则可能形成个基因，则可能形成64(即即444)种基因。种基因。结论：DNA分子具有多样性分析脱氧核糖核酸序列与遗传信息的多样性分析脱氧核糖核酸序列与遗传信息的多样性 资料资料22 资料资料1的推算是建立在所有碱基对的随机排列都能构成基因这一假设上的推算是建立在所有碱基对的随机排列都能构成基
17、因这一假设上的。事实上，大部分随机排列的脱氧核苷酸序列从来不曾出现在生物体内，而有些的。事实上，大部分随机排列的脱氧核苷酸序列从来不曾出现在生物体内，而有些序列却会在生物体内重复许多次序列却会在生物体内重复许多次（碱基的特定排序）。结论：DNA分子具有特异性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分析脱氧核糖核酸序列与遗传信息的多样性分析脱氧核糖核酸序列与遗传信息的多样性 讨论讨论33 在刑侦领域，在刑侦领域，DNA能像指纹一样用来鉴定个人身份。结合脱氧核苷酸能像指纹一样用来鉴定个人身份。结合脱氧核苷酸序列的多样性和特异性，你
18、能分析这一方法的科学依据吗？序列的多样性和特异性，你能分析这一方法的科学依据吗？在人类的在人类的DNA分子中，核苷酸序列多样性表现为每个人的分子中，核苷酸序列多样性表现为每个人的DNA几几乎不可能完全相同。因此，乎不可能完全相同。因此，DNA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。DNA片段中的遗传信息The genetic information in the DNA fragments2.怎样理解DNA的多样性和特异性？你能从DNA的结构特点分析生物体 具有多样性和特异性的原因吗？碱碱基排列顺序的基排列顺序的千变万化千变万化DNA分子的分子的多样性多样性碱基特定的碱基特定的
19、排列顺序排列顺序每个每个DNA分子分子的的特异性特异性生物体的多样性生物体的特异性DNA的多样性和特异性是生物体多样性和特异性的物质基础。【能力提升】基因、【能力提升】基因、DNADNA、染色体的关系、染色体的关系尝试用文字描述三者之间的相互关系。尝试用文字描述三者之间的相互关系。染色体染色体DNADNA 1 1、染色体是、染色体是DNADNA的主要载体。的主要载体。6 6、基因在染色体上，呈线性排列；、基因在染色体上，呈线性排列；5 5、染色体是基因的主要载体。、染色体是基因的主要载体。4 4、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。3 3、一个、一个DNADN
20、A上有多个基因。上有多个基因。2 2、DNADNA是染色体的主要成分。是染色体的主要成分。基因基因染色体染色体脱氧核苷酸脱氧核苷酸基因基因DNADNA染色体是染色体是DNADNA的主要的主要载体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分子上含有多个基因分子上含有多个基因是遗传物质的结构是遗传物质的结构和功能单位和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基因中脱氧核苷酸的排列顺序代表遗传信息排列顺序代表遗传信息构建染
21、色体、DNA、基因、脱氧核苷酸之间的关系2(1)(1)本质上：本质上：(2)(2)结构上：结构上：(3)(3)功能上：功能上：(4)(4)位置上：位置上：活动一：构建基因的概念图一活动一：构建基因的概念图一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。基因通常是含有特定遗传信息的脱氧核苷酸序列。基因通常是含有特定遗传信息的脱氧核苷酸序列。基因是遗传物质的结构和功能的基本单位。基因是遗传物质的结构和功能的基本单位。基因在染色体上呈线性排列。基因在染色体上呈线性排列。染色体DNA基因脱氧核苷酸构建染色体、DNA、基因、脱氧核苷酸之间的关系1思考延伸拓展 强化素养1.请结合模式
22、图完成下面内容，并从以下两方面理解“基因”：(1)从结构上看：基因是DNA上特定的片段，但DNA上的片段_(填“一定”或“不一定”)就是基因；基因与DNA分子的结构一样，也是由四种 按一定顺序排列而成的，也是双螺旋结构；每个基因上脱氧核苷酸的 是特定的；基因中碱基的_ 代表遗传信息。(2)从功能上看；基因具有_ ，即基因能控制生物的性状，基因是控制生物 的基本单位，特定的基因决定特定的性状。不一定脱氧核苷酸数目及排列顺序排列顺序遗传效应性状2.请辨析基因与染色体、DNA、脱氧核苷酸之间的关系：(1)图解载体1或2遗传物质遗传效应线性性状(2)范围大小：请将脱氧核苷酸、基因、DNA、染色体填入下
23、图脱氧核苷酸基因DNA 染色体一、选择题一、选择题1.1.本章介绍的艾弗里的实验、赫尔希和蔡斯的实验都证明本章介绍的艾弗里的实验、赫尔希和蔡斯的实验都证明DNADNA是遗传物质，是遗传物质，这两个实验在设计思路上的共同点是这两个实验在设计思路上的共同点是()()A.A.重组重组DNADNA片段，研究其表型效应片段，研究其表型效应 B.B.去掉去掉DNADNA片段，研究其表型效应片段，研究其表型效应 C.C.设法分别研究设法分别研究DNADNA和蛋白质各自的效应和蛋白质各自的效应 D.D.应用同位素标记技术，研究应用同位素标记技术，研究DNADNA在亲代与子代之间的传递在亲代与子代之间的传递C课
24、本P62复习与提高一、选择题一、选择题2.2.在噬菌体侵染细菌的实验中，下列对噬菌体外壳蛋白质合成的描述，正在噬菌体侵染细菌的实验中，下列对噬菌体外壳蛋白质合成的描述，正确的是确的是 ()()A.A.氨基酸原料和酶来自细菌氨基酸原料和酶来自细菌 B.B.氨基酸原料和酶来自噬菌体氨基酸原料和酶来自噬菌体 C.C.氨基酸原料来自细菌，酶来自噬菌体氨基酸原料来自细菌，酶来自噬菌体 D.D.氨基酸原料来自噬菌体，酶来自细菌氨基酸原料来自噬菌体，酶来自细菌A课本P62复习与提高一、选择题一、选择题3.3.烟草花叶病毒烟草花叶病毒(TMV)(TMV)和车前草病毒和车前草病毒(HRV)(HRV)同属于同属于
25、RNARNA病毒，都可以使烟草病毒，都可以使烟草患病。将患病。将TMVTMV的的RNARNA和和HRVHRV的蛋白质外壳混合后感染烟草叶片，使烟草患病，的蛋白质外壳混合后感染烟草叶片，使烟草患病，可能观察到的现象是可能观察到的现象是 ()()A.A.能检测到能检测到TMVTMV的的RNARNA和蛋白质和蛋白质 B.B.能检测到能检测到HRVHRV的的RNARNA和蛋白质和蛋白质 C.C.能检测倒能检测倒TMVTMV的的RNARNA和和HRVHRV的蛋白质的蛋白质 D.D.能检测到能检测到HRVHRV的的RNARNA和和TMVTMV的蛋白质的蛋白质A课本P62复习与提高一、选择题一、选择题4.4
26、.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，没有任何两个物碱基序列进行测定发现，没有任何两个物种的种的DNADNA序列是一样的。序列是一样的。DNADNA具有多样性的主要原因是具有多样性的主要原因是()()A.DNA A.DNA由由4 4种碱基组成种碱基组成 B.DNA B.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D课本P62复习与提高二、非选择题二、非选择题1.DNA1.DNA分子杂交技术可以用来比较
27、不同种生物分子杂交技术可以用来比较不同种生物DNADNA分子的差异。当两种生物分子的差异。当两种生物的的DNADNA单链具有互补的碱基序列时，互补的碱基序列就会结合在一起，形成单链具有互补的碱基序列时，互补的碱基序列就会结合在一起，形成杂合双链区；在没有互补碱基序列的部位，仍然是两条游离的单链（如图杂合双链区；在没有互补碱基序列的部位，仍然是两条游离的单链（如图所示）。形成杂合双链区的部位越多，说明这两种生物的亲缘关系越近，所示）。形成杂合双链区的部位越多，说明这两种生物的亲缘关系越近，这是为什么？这是为什么？【提示】【提示】形成杂合双链区的部位越多，形成杂合双链区的部位越多，则则DNA碱基序
28、列的一致性越高，说明碱基序列的一致性越高，说明在生物进化过程中，在生物进化过程中，DNA碱基序列发碱基序列发生的变化越小，因此亲缘关系越近。生的变化越小，因此亲缘关系越近。课本P62复习与提高2.2.科学家分析了多种生物科学家分析了多种生物DNADNA的碱基组成，一部分实验数据如以下两表所示。的碱基组成，一部分实验数据如以下两表所示。据表回答下面的问题。据表回答下面的问题。【答案】【答案】不同。这表明不同生物的不同。这表明不同生物的DNA中脱氧核苷酸的组成中脱氧核苷酸的组成不同，说明不同，说明DNA的碱基排列顺序具有多样性。的碱基排列顺序具有多样性。（1）不同生物的）不同生物的DNA中中4种脱
29、氧核苷酸的比例相同吗？这说明种脱氧核苷酸的比例相同吗？这说明DNA具有具有什么特点？什么特点？课本P62复习与提高NoImage（2）同种生物不同器官细胞的）同种生物不同器官细胞的DNA中脱氧核苷酸的比例基本相同，这说中脱氧核苷酸的比例基本相同，这说明明DNA具有什么特点？为什么？不同生物的具有什么特点？为什么？不同生物的A、T之和与之和与G、C之和的比值之和的比值不一致，这说明了什么？为什么？不一致，这说明了什么？为什么？【答案】【答案】同种生物不同器官细胞的同种生物不同器官细胞的DNA中脱氧核苷酸的比例基本相同，这中脱氧核苷酸的比例基本相同，这说明同种生物说明同种生物DNA的碱基组成具有一
30、致性。这是因为同种生物不同器官的的碱基组成具有一致性。这是因为同种生物不同器官的细胞中，细胞中，DNA序列是相同的。序列是相同的。不同生物的不同生物的A、T之和与之和与G、C之和的比值不一致，这说明不同生物之和的比值不一致，这说明不同生物DNA的的碱基组成不同，表明了碱基组成不同，表明了DNA的多样性。其原因是不同生物在漫长的进化过的多样性。其原因是不同生物在漫长的进化过程中，形成了每种生物特有的程中，形成了每种生物特有的DNA序列。序列。（3）除少数病毒外，所有生物的）除少数病毒外，所有生物的DNA都由都由4 种相同的碱基组成，试从生种相同的碱基组成，试从生命起源和进化的角度说明原因。命起源和进化的角度说明原因。【答案】【答案】说明生物是由共同祖先进化而来的。说明生物是由共同祖先进化而来的。
