基因是有遗传效应的DNA片段刘小刚

3.4基因是有遗传效应的DNA片段陕西省商洛中学刘小刚生物组基因的提出孟德尔遗传因子约翰逊基因萨顿运用类比推理的方法，提出了基因在染色体上的假说。摩尔根基因在染色体上呈线性排列基因结构的认识艾弗里、赫尔希和蔡斯DNA是遗传物质基因在染色体上染色体主要成分：DNA＋蛋白质DNA是遗传物质基因=DNA?基因可以决定生物的性状大肠杆菌一、说明基因与DNA关系的实例（P55）大肠杆菌所有基因的碱基对总数占DNA分子碱基对总数的比例资料11大肠杆菌的DNA碱基对总数是：47000002大肠杆菌的基因的碱基对总数是：4400ⅹ1000=4400000二者不相等。DNA分子的碱基数量多。资料3人类的染色体人类基因组计划测定的是24条染色体（22条常染色体+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%。资料3阅读P55“资料分析”中的资料1和3，填写下表：DNA分子数总碱基对数基因数平均每个基因的碱基对总数比例（基因的碱基对/总碱基对）大肠杆菌人类基因组计划测定约3万基因是DNA的片段147000004400100044/4724(22+X+Y）31.6亿不超过2%推理：--ATGCAT---ATCCATGCTA---CATCCCTAAG---CAG-----TACGTA---TAGGTACGAT---GTAGGGATTC---GTC---基因基因非基因片段基因是DNA片段，但并不是任意一段DNA都为基因什么样的DNA片段才是基因呢？进一步解析资料3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。转基因荧光猪资料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。阅读资料2和4，思考以下问题：1.资料2中转基因小鼠为何能发光？为何要设置第3号小鼠？2.吃得多就一定能长胖吗？资料4中的HMGIC基因起什么作用？（从基因作用进行分析）解析：小鼠发光是因为获得了海蜇的绿色荧光蛋白基因。设置对照解析：没有HMGIC基因，就没有肥胖的表现，有HMGIC基因就有肥胖表现。HMGIC基因就能起到控制小鼠肥胖这一性状的作用。白化病患者资料2和4：说明了什么？讲述：基因是特定的DNA片段，可以切除和拼接到其他生物的DNA上去，从而获得某种性状的表达，所以基因是结构单位。说明基因能控制生物的性状，即基因具有特定的遗传效应。构建基因的概念基因DNA控制生物性状片段功能基因是具有的DNA片段控制生物性状功能遗传效应你还知道哪些事例可以揭示基因的含义DNA基因DNA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。DNA必然蕴含着大量的遗传信息。1.什么是遗传信息？DNA分子能储存大量的遗传信息吗？2.DNA分子多样性和特异性又如何体现？沃森、克里克DNA双螺旋结构模型二、DNA片段中的遗传信息4种碱基对的排列顺序蕴藏着遗传信息AAaa…GAA……CTT……GTA……CAT…正常红细胞与镰刀型红细胞的蓝天是如果选用上面的几个字拼成一句四个字的话，你会怎么写？（文字可以重复使用，也可以不用）天蓝蓝的天是蓝的蓝蓝的天是天的蓝天蓝天的蓝是的天的是的天蓝是是的（二）DNA如何储存遗传信息1.若1个碱基对组成1个基因，4种碱基对能形成多少种基因？4种2.若2个碱基对组成1个基因，4种碱基对能形成多少种基因？42=16种想一想3.若N个碱基对组成1个基因，4种碱基对能形成多少种基因？4N种袋中装有红、橙、黄、绿、青、蓝、紫7个小球从中抓出一个小球，抓到红球的可能性为1/7。抓两次同时是红球的可能性为1/7ⅹ1/7=1/49探究提示：DNA分子为什么能储存大量的遗传信息呢？探究：脱氧核苷酸序列与遗传信息的多样性417种。结论：碱基排列顺序的千变万化，构成了DNA分子的多样性假如决定脸型的一个基因只有17个碱基对组成，那么这种排列有多少种可能？（大约为172亿种）情境1：探究：脱氧核苷酸序列与遗传信息的特异性你与你的同桌脸型完全相同(即基因的脱氧核苷酸序列完全相同）的可能性有多大？４-１７×４-１７情境2：说明DNA分子具有特异性。完全相同的可能性为?1、解释DNA的多样性和特异性。2、解释生物体多样性和特异性的原因。3、你认为基因中的碱基对是随机排列成的DNA片段吗？分析与讨论：你能从分子水平解释生物的多样性和特异性的原因吗？碱基排列顺序多样性DNA分子多样性生物多样性；碱基排列顺序特异性DNA分子特异性生物特异性。1、遗传信息蕴藏在4种碱基的排列顺序之中；2、多样性－－碱基排列顺序的千变万化；3、特异性－－碱基的特定的排列顺序；4、意义－－DNA分子的多样性和特异性是生物体多样性和特异性的物质基础。DNA指纹能用来鉴定身份吗？有科学依据吗？资料5DNA指纹技术1．高度的特异性：2．DNA稳定性：即同一个人不同组织，如血液、肌肉、毛发、精液等，DNA指纹图形完全一致。“9.11事件”和“印度洋海啸”中罹难者的尸体被严重毁坏。依靠PCR仪进行DNA指纹检测进行了身份识别。DNA指纹：每个人都有指纹，而且几乎每个人的指纹都很独特，很难找到一模一样的指纹，指纹因而也就成了人的独特特征。指纹是可以抹去的，但DNA却无法改变或抹去，科学家们只需要一滴血或是一根头发就可以对其DNA进行鉴定。DNA指纹，由“DNA”和“指纹”两个词构成，即把DNA作为像指纹那样的独特特征来识别不同的人。每个人的DNA都不完全相同（克隆人除外），通过分子生物学方法显示人的DNA，就可以像指纹那样分辨人与人的不同了。知识拓展尝试对以下概念的联系进行描述:染色体DNA基因脱氧核苷酸碱基模型建构概念图染色体DNA基因脱氧核苷酸碱基有遗传效应的DNA片段构成+脱氧核糖+磷酸（A、T、C、G四种）+蛋白质形成双链尝试对以下概念的联系进行描述走进生活：1、现行居民身份证具有一定的有效期，10年，20年等，“基因型身份证明”是否如此？什么情况下，两个人的“基因型身份证“完全相同？2、假如你是一名法医，你怎样利用这节课所学知识来侦破案件？一、说明基因与DNA关系的实例1.资料1：全部基因的碱基对总数是DNA分子碱基对总数的一部分基因是DNA的片段2.资料2：基因是DNA的片段3.资料3：基因具有特定的遗传效应4.资料4：基因是具有遗传效应二、基因与DNA、染色体的关系1.与DNA的关系：（1）基因的实质是有遗传效应的DNA片段。（2）每个DNA分子包含许多个基因。2.与染色体的关系：（1）基因在染色体上呈线性排列。（2）染色体是基因的主要载体。三、DNA片段中的遗传信息1.DNA分子能储存遗传信息2.DNA分子的多样性3.DNA分子的特异性四、DNA指纹技术基因是碱基对随机排列成的DNA片段吗？（提示：从进化角度分析）理论上，每一个基因中的碱基对是可以随机排列的，但大量随机排列的核苷酸序列一般不能表达出某种适应环境的性状，这种序列在长期进化过程中会逐渐被淘汰掉。CTGACCTCAATGGG基础题1.（1）√；（2）×。2.C。3.从遗传物质必须具备的条件来分析：（1）在细胞增殖过程中能够精确地进行复制；（2）能够控制生物体的性状；（3）能够贮存足够量的遗传信息；（4）结构比较稳定。拓展题1.并非任何一个DNA片段都是基因，只有具有遗传效应的DNA片段才是基因。2.DNA包括基因与非基因的碱基序列。3.这一观点是有道理的。但在日常生活中，如报刊、杂志、广播等传播媒体常将基因与DNA这两个概念等同使用，因此在具体情况中，要留意区分。课后练习（P58）自我检测（P60）一、概念检测判断题1.×。2.×。3.×。4.×。选择题A。识图作答题1.2；4；2。2.反向平行；互补3.磷酸基团；脱氧核糖；碱基；脱氧核糖。二、知识迁移A。三、思维拓展形成杂合双链区的部位越多，DNA碱基序列的一致性越高，说明在生物进化过程中，DNA碱基序列发生的变化越小，因此亲缘关系越近。1.下列关于基因的叙述中，不正确的是A.不同的基因含有不同的遗传信息B.每一个DNA分子片段都是一个基因C.每一个基因分别控制着不同的遗传性状D.基因存在于染色体上2.马和豚鼠体细胞具有相同数目的染色体，但性状差异很大，原因是A.生活环境不同B.DNA分子中碱基配对方式不同C.着丝点数目不同D.DNA分子中碱基对排列顺序不同BDDNA分子中储存着足够量的遗传信息；遗传信息蕴藏在之中；构成了DNA分子的多样性，而，又构成了每一个DNA分子的特异性；DNA分子的多样性和特异性是的物质基础。基因是，即：；不同基因的功能不能，产生差异的根本原因是：4种碱基的排列顺序碱基排列顺序的千变万化小结：碱基的特定的排列顺序生物体多样性和特异性有遗传效应的DNA片段DNA分子中有遗传效应的脱氧核苷酸序列基因中脱氧核苷酸的排列顺序不同，即包含的遗传信息不同【典型例题】•例1．白化症病人出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．长期见不到阳光所致C•例2．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•破译天书生命昭然2000年6月26日，科学家公布了人类基因工作草图，这是人类基因组研究的重大成果，这一成果被誉为是人类“生命天书”的破译，是人类科学史上的重要里程碑。继2000年6月26日公布“基因工作草图”以后，经过几个月的努力，科学家于2001年2月12日宣布，人类基因组共有32亿对碱基。包含了3～4万个基因。这标志着人类基因组研究工作取得了实质进展，为破译生命之谜奠定了坚实的基础。例3．阅读下列报道，回答问题：人类“生命天书”有一“套”，这套书有24“本”。组成这套书的“文学”有四种基本“笔画”，每两个笔画形成一个“偏旁部首”，每三个“偏旁部首”形成一个“文字”。每本“生命天书”中含有几千个关于人类生命的结构、功能、生老病死的“信息”，每条信息由几千个“文字”组成。人类基因组计划就是首先要破译这套天书中所含有的10亿个文字中的30多亿个偏旁部首的排列顺序；然后再破译书中每条信息的具体含义即具体功能。•（l）人类“生命天书”有“24本”，每“本书”是指一个________，这套书为什么是“24本”？•（2）“生命天书”中的“信息”是指一个____•（3）“生命天书”中的四种“基本笔画”是指__________________。•（4）“生命天书”中的每个“偏旁部首”是指_______，它们是___________。染色体基因分别含A、T、C、G碱基的四种脱氧核苷酸碱基对A—T、T—A、C—G、G—C1．下列关于DNA、基因、染色体的叙述错误的是（）A基因是有遗传效应的DNA片段BDNA是遗传信息的主要载体C基因在染色体上成念珠状排列DDNA的相对稳定性决定染色体的相对稳定性2．人类遗传信息的携带者是()A.DNA和RNAB.DNA或RNAC.DNAD.RNA3．下列有关DNA与基因的关系的叙述中，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CDNA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CCB巩固练习：4．DNA分子