基因是有遺傳效應(yīng)的 DN片段

1、 請(qǐng)拿出你的請(qǐng)拿出你的20號(hào)號(hào)導(dǎo)學(xué)案，課導(dǎo)學(xué)案，課本，雙色筆和典題本，還有你的本，雙色筆和典題本，還有你的激情激情！今日贈(zèng)言：今日贈(zèng)言：愛(ài)不能單獨(dú)存在，它的愛(ài)不能單獨(dú)存在，它的本身并無(wú)意義。愛(ài)必需付諸步履，本身并無(wú)意義。愛(ài)必需付諸步履，步履才能使愛(ài)施展功能。德蕾步履才能使愛(ài)施展功能。德蕾莎修女莎修女第4節(jié) 基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段第三章第三章 基因的本質(zhì)基因的本質(zhì) 1條染色體條染色體1個(gè)個(gè)DNA1條染色體條染色體2個(gè)個(gè) DNADNA是染色體的組成成分是染色體的組成成分,染色體是染色體是DNA的主要載體的主要載體【舊知回顧舊知回顧】：DNA與染色體的關(guān)系與染色體的關(guān)系黃身黃身白眼白眼紅寶石眼

2、紅寶石眼截翅截翅朱紅眼朱紅眼深紅眼深紅眼棒眼棒眼短硬毛短硬毛果蠅某一條染色體上的幾果蠅某一條染色體上的幾個(gè)基因個(gè)基因基因與染色體的關(guān)系基因與染色體的關(guān)系基因在染色體上，基因在染色體上，一條染色體上有多個(gè)基因一條染色體上有多個(gè)基因 基因、染色體、基因、染色體、DNA、性狀的關(guān)系、性狀的關(guān)系 1條條染色體染色體 1或或2個(gè)個(gè)DNA 基因基因？多個(gè)多個(gè)？性狀性狀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

3、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DNA的片段，的片段， DNA 中還存中還存在非基因片段。在非基因片段。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(lèi)基因組計(jì)劃測(cè)定的是、人類(lèi)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

4、，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?；虿皇沁B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(kāi)的。堿基序列將其分隔開(kāi)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

5、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(lèi)人類(lèi)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

6、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)能發(fā)出綠色熒光，這是因?yàn)楹ＯU的出綠色熒光，這是因?yàn)楹ＯU的DNA分子分子上有一段長(zhǎng)度為上有一段長(zhǎng)度為5170個(gè)堿基對(duì)的片段個(gè)堿基對(duì)的片段綠色熒光蛋白基因綠色熒光蛋白基因。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的轉(zhuǎn)入了海蟄的綠色熒光蛋白基因的轉(zhuǎn)基轉(zhuǎn)基因鼠因鼠，在紫外線的照射下，也能象海蟄，在紫外線的照射下，也能象海蟄一樣發(fā)光。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

7、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(méi)有的熒光。說(shuō)明出現(xiàn)了以前沒(méi)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)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

8、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(méi)有沒(méi)有HMGIC基因，就沒(méi)有肥胖的表現(xiàn)，有基因，就沒(méi)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)。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)。基因能控制蛋白質(zhì)合成，從基因具有遺傳效應(yīng)?；蚰芸刂频鞍踪|(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，

9、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DNADNA上，而是由上，而是由堿基序列將其分隔開(kāi)；它能控制性狀，具有特定堿基序列將其分隔開(kāi)；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

10、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因片段非基因片段，因?yàn)樗驗(yàn)樗鼪](méi)有遺傳效應(yīng)。沒(méi)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)。ATGTCGAGTCACAGCTACAGTGCAGTGCGCATGCCGACCTGAG

11、TACAGCTCAGTGTCGATGTCACGTCACGCGTACGGCTGGACTCRSNO黃身黃身白眼白眼截翅截翅棒眼棒眼思考思考GAAGAACTTCTTG GT TA AC CA AT TAAaaAa等位基因?qū)嵸|(zhì)不同是？等位基因?qū)嵸|(zhì)不同是？GAAGAACTTCTTG GT TA AC CA AT TGAAGAACTTCTTG GT TA AC CA AT T基因的存在形式基因的存在形式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

12、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

13、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DNA的主要載體的主要載體每個(gè)染色體上每個(gè)染色體上有一個(gè)或兩個(gè)有一個(gè)或兩個(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片段片段每個(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基因中的脫氧核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

14、質(zhì)遺傳物質(zhì)概念圖概念圖2 一個(gè)一個(gè)DNA分子上有許多基因，每一個(gè)基因都分子上有許多基因，每一個(gè)基因都是特定的是特定的DNA片段，有著特定的遺傳效應(yīng)。片段，有著特定的遺傳效應(yīng)。DNA必然蘊(yùn)含著大量的遺傳信息。必然蘊(yùn)含著大量的遺傳信息。DNADNA分子為什么能儲(chǔ)存大量的遺傳信息呢？分子為什么能儲(chǔ)存大量的遺傳信息呢？ 由四種堿基排列而成的脫氧核苷酸序列，足由四種堿基排列而成的脫氧核苷酸序列，足以儲(chǔ)存生物體必需的全部遺傳信息嗎？以儲(chǔ)存生物體必需的全部遺傳信息嗎？AGCGTTCGATTCGCAAGCTAAGCTGTCGATTCGACAGCTA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？

15、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

16、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截至截至2005年年6月，全球人口總數(shù)接近月，全球人口總數(shù)接近65億。假設(shè)億。假設(shè)人類(lèi)基因組中第人類(lèi)基因組中第1號(hào)染色體的第號(hào)染色體的第1個(gè)基因是由個(gè)基因是由17個(gè)個(gè)堿基對(duì)隨機(jī)排列構(gòu)成的，那么，堿基對(duì)隨機(jī)排列構(gòu)成的，那么，17個(gè)堿基對(duì)的所個(gè)堿基對(duì)的所有排列是否都有機(jī)會(huì)出現(xiàn)？有排列是否都有機(jī)會(huì)出現(xiàn)？上述結(jié)果是建

17、立在純理論的情況下，其實(shí)，上述結(jié)果是建立在純理論的情況下，其實(shí)，有一些排列情況并不存在，但即使去除一有一些排列情況并不存在，但即使去除一些不存在的排列情況，得到的結(jié)果依然是些不存在的排列情況，得到的結(jié)果依然是天文數(shù)字。天文數(shù)字。探究探究不是不是基因是堿基對(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

18、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)DN

19、A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)基礎(chǔ)。 DNADNA指紋：指紋：每個(gè)人都有指紋，而且?guī)缀趺總€(gè)人的指每個(gè)人都有指紋，而且?guī)缀趺總€(gè)人的指紋都很獨(dú)特，很難找到一模一樣的指紋，指紋因紋都很獨(dú)特，很難找到一模一樣的指紋，指紋因而也就成了人的獨(dú)特特征。而也就成了人的獨(dú)特特征。指紋是可以抹去的，指紋是可以抹去的，但但DNADNA卻無(wú)法改變或抹去卻無(wú)法改變或抹去，科學(xué)家們只需要一滴血，科學(xué)家們只需要一滴血或是一根頭發(fā)就可以對(duì)其或是一根頭發(fā)就可以對(duì)其DNA進(jìn)行鑒定。進(jìn)行鑒定。DNA指紋，由指紋，由“DNA

20、”和和“指紋指紋”兩個(gè)詞構(gòu)成，即兩個(gè)詞構(gòu)成，即把把DNA作為像指紋那樣的獨(dú)特特征來(lái)識(shí)別不同的作為像指紋那樣的獨(dú)特特征來(lái)識(shí)別不同的人。人。每個(gè)人的每個(gè)人的DNA都不完全相同（克隆人除外），都不完全相同（克隆人除外），通過(guò)分子生物學(xué)方法顯示人的通過(guò)分子生物學(xué)方法顯示人的DNA，就可以像指，就可以像指紋那樣分辨人與人的不同了。紋那樣分辨人與人的不同了。知識(shí)拓展知識(shí)拓展（1 1）進(jìn)行）進(jìn)行DNADNA指紋的檢測(cè)需要哪些材料？指紋的檢測(cè)需要哪些材料？（2 2）DNADNA指紋技術(shù)有哪些方面的應(yīng)用？指紋技術(shù)有哪些方面的應(yīng)用？只需要一滴血或一根頭發(fā)的樣品就可以對(duì)只需要一滴血或一根頭發(fā)的樣品就可以對(duì)其進(jìn)行其進(jìn)

21、行DNA指紋鑒定。指紋鑒定。 “9.11”、“印尼海嘯印尼海嘯”罹難者的尸體身份罹難者的尸體身份識(shí)別、親子鑒定、刑事偵查識(shí)別、親子鑒定、刑事偵查思考思考 “9.119.11事件事件”和和“印度洋海嘯印度洋海嘯”中罹難者的尸體中罹難者的尸體被嚴(yán)重毀壞。被嚴(yán)重毀壞。 依靠依靠PCRPCR儀儀進(jìn)進(jìn)行行DNADNA指紋檢測(cè)指紋檢測(cè)進(jìn)進(jìn)行了身份識(shí)別。行了身份識(shí)別。 DNA指紋圖是如何做出來(lái)的：首先需用合適的酶指紋圖是如何做出來(lái)的：首先需用合適的酶將這三個(gè)人的待檢測(cè)的樣品將這三個(gè)人的待檢測(cè)的樣品DNA切成片段，然后切成片段，然后用一定的方法將這些片段按大小分開(kāi)，再經(jīng)過(guò)一用一定的方法將這些片段按大小分開(kāi)，再經(jīng)過(guò)一系列步驟，最后形成系列步驟，最后形成DNA指紋圖。指紋圖。（1 1）圖中的幾號(hào)可能是罪犯？）圖中的幾號(hào)可能是罪犯？ 1號(hào)號(hào)（2 2）圖中的一個(gè)片段就是一個(gè)基因嗎？）圖中的一個(gè)片段就是一個(gè)基因嗎？ 不是不是基礎(chǔ)題基礎(chǔ)題 1.（1） ；（；（2