必修三第三章第四節(jié)基因是有遺傳效應DNA片段

1、黃皮膚黃皮膚黑皮膚黑皮膚單眼皮單眼皮雙眼皮雙眼皮 有的人是黃皮膚有的人是黑皮膚，有的有的人是黃皮膚有的人是黑皮膚，有的人單眼皮有的人雙眼皮，頭發(fā)的顏色也會有人單眼皮有的人雙眼皮，頭發(fā)的顏色也會有不同！他們的性狀為什么不一樣呢？不同！他們的性狀為什么不一樣呢？ 摩爾根將基因定位于染色體上，后來摩爾根將基因定位于染色體上，后來證明染色體中只有證明染色體中只有DNADNA是遺傳物質。那么，是遺傳物質。那么，基因等于基因等于DNADNA嗎？嗎？第第4 4節(jié)節(jié) 基因是有遺傳效應的基因是有遺傳效應的DNADNA片段片段一、說明基因與一、說明基因與DNADNA關系的實例關系的實例二、二、 DNADNA片段中

2、的遺傳信息片段中的遺傳信息2.說明基因和遺傳信息的關系。說明基因和遺傳信息的關系。1.舉例說明基因是有遺傳效應的舉例說明基因是有遺傳效應的DNA片段。片段。 運用數(shù)學方法說明運用數(shù)學方法說明DNA分子的多分子的多樣性和特異性。樣性和特異性。 1.通過介紹通過介紹DNA技術，對學生進行科學技術，對學生進行科學價值觀的教育。價值觀的教育。 2.使學生初步形成遺傳物質的結構與功使學生初步形成遺傳物質的結構與功能相統(tǒng)一、多樣性與共同性相統(tǒng)一的觀點。能相統(tǒng)一、多樣性與共同性相統(tǒng)一的觀點。1.基因是有遺傳效應的基因是有遺傳效應的DNA片段。片段。2.DNA分子具有多樣性和特異性。分子具有多樣性和特異性。脫

3、氧核苷酸序列與遺傳信息的多樣性。脫氧核苷酸序列與遺傳信息的多樣性。問題：計算所有問題：計算所有基因的堿基對基因的堿基對總數(shù)的比例?？倲?shù)的比例。資資料料1 1：一、說明基因與一、說明基因與DNADNA關系的實例關系的實例 大腸桿菌細大腸桿菌細胞的擬核有胞的擬核有1個個DNA分子，長度分子，長度約為約為4700000個個堿基對，在堿基對，在DNA分子上分布著分子上分布著4400個基因，每個基因，每個基因的平均長個基因的平均長度約為度約為1000個堿個堿基對?；鶎?。 全部全部基因基因的的堿基對堿基對總數(shù)只是總數(shù)只是DNADNA堿基對堿基對總數(shù)的一部分，因此，總數(shù)的一部分，因此，基因是基因是DNADN

4、A的片段的片段。根據(jù)資料根據(jù)資料1 1，你能得出什么結論？，你能得出什么結論？ 把海蜇的綠色熒光基因轉入鼠的體內，把海蜇的綠色熒光基因轉入鼠的體內，鼠體內出現(xiàn)了以前沒有的熒光。而沒有轉入鼠體內出現(xiàn)了以前沒有的熒光。而沒有轉入綠色熒光基因的鼠，體內沒有變化。綠色熒光基因的鼠，體內沒有變化。資料資料2 2：（1 1）該實驗的自變量是什么？）該實驗的自變量是什么？ 是否導入綠色熒光蛋白基因。是否導入綠色熒光蛋白基因。（2 2）為何設置）為何設置3 3號小鼠？號小鼠？起對照作用起對照作用 。（3 3）該實驗的結果和結論是什么？）該實驗的結果和結論是什么？ 1 1、2 2、4 4號小鼠在紫外線照射下發(fā)光

5、，號小鼠在紫外線照射下發(fā)光，3 3號小鼠不發(fā)光。海蜇的這種基因不僅傳給小號小鼠不發(fā)光。海蜇的這種基因不僅傳給小鼠，而且還能表現(xiàn)出來，起到控制小鼠的特鼠，而且還能表現(xiàn)出來，起到控制小鼠的特定性狀的作用，即具有了特定的定性狀的作用，即具有了特定的“效應效應”。說明：說明： 基因有遺傳效應。它可以獨立起作用?；蛴羞z傳效應。它可以獨立起作用。 基因是特定的基因是特定的DNADNA片段，可以切除，可片段，可以切除，可以拼接到其他生物的以拼接到其他生物的DNADNA上去，從而獲得某上去，從而獲得某種性狀的表達，所以種性狀的表達，所以基因是結構單位?；蚴墙Y構單位。（4 4）說明了什么？）說明了什么？ 人

6、類基因組計劃測定的是人類基因組計劃測定的是2424條染色體條染色體（2222條常染色體條常染色體+X+Y+X+Y）上的）上的DNADNA的堿基序列。的堿基序列。其中，每條染色體上有一個其中，每條染色體上有一個DNADNA分子。分子。資料資料3 3： 這這2424個個DNADNA分分子大約有子大約有31.631.6億個億個堿基對，其中，構堿基對，其中，構成基因的堿基數(shù)占成基因的堿基數(shù)占堿基總數(shù)的比例不堿基總數(shù)的比例不超過超過2%2%。 人體中構成基因的堿基對組成比較少，人體中構成基因的堿基對組成比較少，不超過全部堿基總數(shù)的不超過全部堿基總數(shù)的2%2%。這說明并不是。這說明并不是隨便一段隨便一段D

7、NADNA就稱為基因?；蚴且欢尉头Q為基因?；蚴且欢蜠NADNA，但是一段但是一段DNADNA不一定是基因。不一定是基因。資料資料3 3說明了什么？說明了什么？ 沒有沒有HMGICHMGIC基因，基因，就沒有肥胖的表現(xiàn)，有就沒有肥胖的表現(xiàn)，有HMGICHMGIC基因就有肥胖表基因就有肥胖表現(xiàn)?，F(xiàn)。資料資料4 4說明了什么？說明了什么？ HMGICHMGIC基因控制肥胖這個性狀。說明基因控制肥胖這個性狀。說明基因能基因能控制生物的性狀?？刂粕锏男誀?。資料資料4 4：總結：基因與總結：基因與DNA DNA 的關系？的關系？ 基因是有遺傳效應的基因是有遺傳效應的DNADNA片段，是生物體遺傳的功

8、能單片段，是生物體遺傳的功能單位和結構單位。位和結構單位。二、二、DNADNA片段中的遺傳信息片段中的遺傳信息 每個每個DNADNA分子有很多基因，每個分子有很多基因，每個基因又都是具有遺傳效應的基因又都是具有遺傳效應的DNADNA片段，片段，DNADNA必然蘊含了大量的遺傳信息。那必然蘊含了大量的遺傳信息。那么，么，DNADNA分子為什么能夠儲存大量的分子為什么能夠儲存大量的遺傳信息呢？遺傳信息呢？ DNADNA分子由兩條脫氧核糖核苷酸分子由兩條脫氧核糖核苷酸鏈組成雙螺旋結構鏈組成雙螺旋結構; ; 外側：磷酸和脫氧核糖交替連外側：磷酸和脫氧核糖交替連接，構成接，構成DNADNA的基本骨架的基

9、本骨架; ; 內側：兩條鏈之間的對應堿基內側：兩條鏈之間的對應堿基通過氫鍵連接起來。通過氫鍵連接起來。 DNADNA的結構的結構（一）遺傳信息蘊藏的位置（一）遺傳信息蘊藏的位置 遺傳信息蘊遺傳信息蘊藏在藏在4種堿基的排種堿基的排列順序之中。列順序之中。 （二）（二）DNADNA如何儲存遺傳信息如何儲存遺傳信息 1.若若1 1個堿基對組成個堿基對組成1 1個基因，個基因，4 4種堿基對種堿基對能形成多少種基因？能形成多少種基因？4 4種種 2.若若2個堿基對組成個堿基對組成1個基因，個基因，4種堿基對能形成多少種基因？種堿基對能形成多少種基因？4 42 2=16=16種種想一想想一想 3.若若N

10、 N個堿基對組成個堿基對組成1 1個基因，個基因，4 4種堿基對種堿基對能形成多少種基因？能形成多少種基因？4 4N N種種 4.假如決定臉型的一個基因只有假如決定臉型的一個基因只有1717個堿個堿基對組成，那么這種排列有多少種可能？基對組成，那么這種排列有多少種可能？ 4 41717 種，為種，為172172億種。億種。說明說明DNADNA分子具有多樣性。分子具有多樣性。 5.全球人口總數(shù)約為全球人口總數(shù)約為6565億。假設人類億。假設人類基因組中第號染色體的第個基因是由基因組中第號染色體的第個基因是由1717個堿基對隨機排列構成的，那么，個堿基對隨機排列構成的，那么，1717個個堿基對的所

11、有排列是否都有機會出現(xiàn)？人堿基對的所有排列是否都有機會出現(xiàn)？人群中任意兩個人，這個基因的脫氧核苷酸群中任意兩個人，這個基因的脫氧核苷酸序列完全相同的可能性有多大？序列完全相同的可能性有多大？ 理論上，每一個基因中的堿基對是可以隨理論上，每一個基因中的堿基對是可以隨機排列的，但大量隨機排列的核苷酸序列一般機排列的，但大量隨機排列的核苷酸序列一般不能表達出某種適應環(huán)境的性狀，這種序列在不能表達出某種適應環(huán)境的性狀，這種序列在長期進化過程中會逐漸被淘汰掉。長期進化過程中會逐漸被淘汰掉。 人群中任意兩個人，這個基因的脫氧核苷人群中任意兩個人，這個基因的脫氧核苷酸序列完全相同的可能性為酸序列完全相同的可

12、能性為1/1721/172億。億。說明說明DNA分子具有特異性。分子具有特異性。 堿基排列順序的千變萬化，構成了堿基排列順序的千變萬化，構成了DNADNA分子的多樣性，而堿基特定的排列順分子的多樣性，而堿基特定的排列順序，又構成了每一個序，又構成了每一個DNADNA分子的特異性。分子的特異性。DNADNA分子的多樣性和特異性是生物體多樣分子的多樣性和特異性是生物體多樣性和特異性的物質基礎。性和特異性的物質基礎。 結論結論DNADNA片段中的遺傳信息的特點：片段中的遺傳信息的特點： 1.多樣性；多樣性； 2.特異性。特異性。 （三）（三）DNADNA片段中的遺傳信息的特點片段中的遺傳信息的特點

13、1.1.多樣性；多樣性； 2.2.特異性；特異性；3.3.穩(wěn)定性穩(wěn)定性。 討論：討論：1.1.解釋解釋DNADNA的多樣性和特異性。的多樣性和特異性。2.2.解釋生物體多樣性和特異性的原因解釋生物體多樣性和特異性的原因 。 4.DNA 4.DNA指紋能用來鑒定身份嗎？有科學依指紋能用來鑒定身份嗎？有科學依據(jù)嗎？據(jù)嗎？ 3. 3.你認為基因中的堿基對是隨機排列成你認為基因中的堿基對是隨機排列成的的DNADNA片段嗎？片段嗎？ 三、三、DNADNA指紋技術的應用指紋技術的應用 DNADNA指紋：指具有完全個指紋：指具有完全個體特異的體特異的DNADNA多態(tài)性，其個體多態(tài)性，其個體識別能力足以與手指

14、指紋相媲識別能力足以與手指指紋相媲美，因而得名?？捎脕磉M行個美，因而得名?？捎脕磉M行個人識別及親權鑒定。人識別及親權鑒定。（一）概念（一）概念 1. 1.高度的特異性。除非是同卵雙生子高度的特異性。除非是同卵雙生子女，否則幾乎不可能有兩個人的女，否則幾乎不可能有兩個人的DNADNA指紋指紋的圖形完全相同。的圖形完全相同。 2. 2.穩(wěn)定的遺傳性：穩(wěn)定的遺傳性：DNADNA是人的遺傳物是人的遺傳物質，其特征是由父母遺傳的。質，其特征是由父母遺傳的。 3. 3.體細胞穩(wěn)定性：即同一個人的不同組體細胞穩(wěn)定性：即同一個人的不同組織如血液、織如血液、 肌肉、毛發(fā)、精液等產生的肌肉、毛發(fā)、精液等產生的DN

15、ADNA指紋圖形完全一致。指紋圖形完全一致。（二）（二）DNADNA指紋具有下述特點：指紋具有下述特點： A. A.從基因在染色體從基因在染色體( (染色質染色質) )上的關系上的關系看：基因在染色體上具有一定的位置，并看：基因在染色體上具有一定的位置，并且呈線性排列?；蚺c染色體的行為具有且呈線性排列?；蚺c染色體的行為具有一致性。一致性。 基因與染色體基因與染色體( (染色質染色質) )、DNADNA、性狀、性狀、遺傳信息的關系：遺傳信息的關系： B. B.從基因與從基因與DNADNA的關系看：每個的關系看：每個DNADNA分子分子上有許多基因，基因是有遺傳效應的上有許多基因，基因是有遺傳

16、效應的DNADNA片段片段(DAN(DAN片段不一定是基因片段不一定是基因) )。 C. C.從基因與性狀的關系看：基因是控從基因與性狀的關系看：基因是控制生物性狀的結構和功能單位。制生物性狀的結構和功能單位。 D. D.從基因與遺傳信息的關系看：基因的從基因與遺傳信息的關系看：基因的脫氧核苷酸的排列順序包含著遺傳信息。對脫氧核苷酸的排列順序包含著遺傳信息。對于某個基因來說，其于某個基因來說，其“順序順序”是固定的，而是固定的，而不同的基因，其脫氧核苷酸的順序又是各不不同的基因，其脫氧核苷酸的順序又是各不相同的。相同的。染色體染色體DNA基因基因脫氧核苷脫氧核苷酸酸染色體是染色體是DNADNA

17、的主要載體的主要載體每個染色體上每個染色體上有一個有一個DNADNA分子分子基因是有遺傳基因是有遺傳效應的效應的DNADNA片斷片斷每個每個DNADNA分子分子上有許多基因上有許多基因基因中的脫氧核苷酸基因中的脫氧核苷酸排列順序代表著遺傳排列順序代表著遺傳信息信息每個基因由許多每個基因由許多脫氧核苷酸組成脫氧核苷酸組成DNADNA是主要是主要遺傳物質遺傳物質 （2007 廣東理基）下列四種病毒中，廣東理基）下列四種病毒中，遺傳信息貯存在遺傳信息貯存在DNA分子中的是（分子中的是（ ）A.引發(fā)禽流感的病原體引發(fā)禽流感的病原體 B.煙草花葉病毒煙草花葉病毒 C.T2噬菌體噬菌體 D.引起引起AID

18、S的病原體的病原體 C 解析：禽流感的病原體解析：禽流感的病原體-禽流感病毒、煙禽流感病毒、煙草花葉病毒、引起草花葉病毒、引起AIDS的病原體的病原體-艾滋病病毒艾滋病病毒都是都是RNA病毒，病毒，T2噬菌體是噬菌體是DNA病毒。病毒。1.下列關于基因的說法中，正確的是下列關于基因的說法中，正確的是 ( )( )A A基因就是指基因就是指DNADNA分子的一個片段分子的一個片段B B基因是指染色體的一個片段基因是指染色體的一個片段C C基因是指有遺傳效應的基因是指有遺傳效應的DNADNA片段片段D D基因就是指蛋白質分子片段基因就是指蛋白質分子片段C 2.自然界中生物體的多樣性和特異性取自然界

19、中生物體的多樣性和特異性取決于（決于（ ） A.A.生物體內蛋白質分子的多樣性和特異生物體內蛋白質分子的多樣性和特異性性 B.B.生物體內生物體內DNADNA分子的多樣性和特異性分子的多樣性和特異性 C.C.生物體內氨基酸種類的多樣性和特異生物體內氨基酸種類的多樣性和特異性性 D.D.生物體內化學元素和化合物的多樣性生物體內化學元素和化合物的多樣性和特異性和特異性B 3 .基因的化學本質是（基因的化學本質是（ ） A.A.基因是遺傳物質的功能單位基因是遺傳物質的功能單位 B.B.基因是有遺傳效應的基因是有遺傳效應的DNADNA片段片段C. C. 基因在染色體上呈直線排列基因在染色體上呈直線排列

20、 D.D.基因是蘊含遺傳信息的核苷酸序列基因是蘊含遺傳信息的核苷酸序列 4.基因研究最新發(fā)現(xiàn)表明，人與小鼠的基因基因研究最新發(fā)現(xiàn)表明，人與小鼠的基因約有約有8080相同。則人與小鼠相同。則人與小鼠DNADNA堿基序列相同的堿基序列相同的比例是比例是 （ ）B D A.20% B.80% C.100% D.A.20% B.80% C.100% D.無法確定無法確定 5.現(xiàn)代遺傳學認為，生物性狀的遺傳實際現(xiàn)代遺傳學認為，生物性狀的遺傳實際上是親代的遺傳信息傳遞給子代，并以一定方上是親代的遺傳信息傳遞給子代，并以一定方式反映到蛋白質分子結構上。代表某具體性狀式反映到蛋白質分子結構上。代表某具體性狀的

21、特定遺傳信息包含在的特定遺傳信息包含在 ( )( ) A. A.受精卵內染色體的特定組合方式中受精卵內染色體的特定組合方式中 B.B.染色體上不同基因的相互作用中染色體上不同基因的相互作用中 C.C.基因中基因中4 4種脫氧核苷酸的序列中種脫氧核苷酸的序列中 D.D.蛋白質的氨基酸序列中蛋白質的氨基酸序列中C 6. DNA DNA分子具有多樣性，其原因不可能分子具有多樣性，其原因不可能是是 ( ) ( ) A.DNA A.DNA分子中脫氧核糖和磷酸的排列順分子中脫氧核糖和磷酸的排列順序是千變萬化的序是千變萬化的 B.DNAB.DNA分子中堿基的排列順序是千變萬分子中堿基的排列順序是千變萬化的化

22、的 C.DNAC.DNA分子中堿基對的排列順序是千變分子中堿基對的排列順序是千變萬化的萬化的 D.DNAD.DNA分子中脫氧核苷酸的排列順序是分子中脫氧核苷酸的排列順序是千變萬化的千變萬化的A （2 2）1 1個個A A與與C C有兩種比例關系：有兩種比例關系： 和和 。7.分析下面的概念圖，回答有關問題：分析下面的概念圖，回答有關問題：A A染色體染色體B B+ +C CDNADNAD D基因基因E E脫氧核苷酸脫氧核苷酸構成構成 H H磷酸磷酸+ + +F FG G （1 1）圖中）圖中B B是是 ，F(xiàn) F是是 ，G G是是 。蛋白質蛋白質含含N N堿基堿基脫氧核糖脫氧核糖1 1：1 11

23、 1：2 2 （4 4）D D 和和A A的位置關系：的位置關系： 。 （3 3）每個）每個C C含有含有 個個D D，每個，每個D D中可以中可以由由 個個E E 組成。組成。很多很多成百上千成百上千 （5 5）從分子水平看）從分子水平看D D和和C C的關系是？的關系是？DD位于位于A A上上基因（基因（D D）是有遺傳效應的）是有遺傳效應的DNADNA（C C）片斷）片斷. . （8）遺傳信息是）遺傳信息是D中中 的的排列順序。排列順序。 （7）在）在E構成的鏈中，與一分子構成的鏈中，與一分子G相連接的有相連接的有 分子分子F和和 分子分子H。（6）C的基本組成單位是圖中的的基本組成單位

24、是圖中的 。E E1 12 2E E（脫氧核苷酸）（脫氧核苷酸）課本答案參考課本答案參考（一）問題探討（一）問題探討 提示：本節(jié)提示：本節(jié)“問題探討問題探討”的目的主要是讓的目的主要是讓學生體會堿基排列順序的多樣性。學生體會堿基排列順序的多樣性。（二）資料分析（二）資料分析 1.1.生物體的生物體的DNADNA分子數(shù)目小于基因數(shù)目。生分子數(shù)目小于基因數(shù)目。生物體內所有基因的堿基總數(shù)小于物體內所有基因的堿基總數(shù)小于DNADNA分子的堿基分子的堿基總數(shù)。這說明基因是總數(shù)。這說明基因是DNADNA的片段，基因不是連續(xù)的片段，基因不是連續(xù)分布在分布在DNADNA上的，而是由堿基序列將其分隔開的。上的，

25、而是由堿基序列將其分隔開的。 2.提示：此題旨在引導學生理解遺提示：此題旨在引導學生理解遺傳效應的含義，并不要求惟一答案?？蓚餍暮x，并不要求惟一答案。可以結合提供的資料來理解，如能使生物以結合提供的資料來理解，如能使生物體發(fā)出綠色熒光、控制人和動物體的胖體發(fā)出綠色熒光、控制人和動物體的胖瘦，等等。瘦，等等。 3.基因是有遺傳效應的基因是有遺傳效應的DNA片段。片段。 （三）探究（三）探究 1.堿基排列順序的千變萬化，構成了堿基排列順序的千變萬化，構成了DNA分子的多樣性，而堿基特定的排列順分子的多樣性，而堿基特定的排列順序，又構成了每一個序，又構成了每一個DNA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分子的多樣性和特異性是生物體多樣性和特異性的物質基礎。性和特異性的物質基礎。 2.提示：在人類的提示：在人類的DNADNA分子中，核苷酸分子中，核苷酸序列多樣性表現(xiàn)為每個人的序列多樣性表現(xiàn)為每個人的DNADNA幾乎不可能幾乎不可能完全相同，因此，完全相同，因此，DNADNA可以像指紋一樣用來可以像指紋一樣用來鑒別身份。鑒別身份。 3.提示：可以從進化的角度來分析基因提示：可以從進化的角度來分析基因為什么不能是堿基的隨機排列。為什么不能