3.4基因通常是有遺傳效應(yīng)的DNA片段-高一生物課堂精優(yōu)課件（人教版2019必修2）

第4節(jié)基因通常是有遺傳效應(yīng)的DNA片段本節(jié)聚焦1、基因是什么？2、DNA是如何攜帶遺傳信息的？3、如何理解DNA的多樣性和特異性第3章基因的本質(zhì)我國科學(xué)家將外源生長激素基因?qū)膈庺~的受精卵中，培育出了轉(zhuǎn)基因鯉魚。特點：轉(zhuǎn)基因鯉魚的生長速度加快。據(jù)科學(xué)家介紹，外源基因?qū)胧荏w細(xì)胞后，必須整合到受體細(xì)胞的DNA上才能發(fā)揮作用。2.導(dǎo)入的外源基因是1個DNA分子，還是DNA分子的一段脫氧核苷酸序列？因為外源生長激素基因整合到轉(zhuǎn)基因鯉魚的DNA中，并發(fā)揮了合成生長激素的功能，而生長激素可使鯉魚的生長速率加快。導(dǎo)入的是DNA分子的一段脫氧核苷酸序列。討論：1.為什么轉(zhuǎn)基因鯉魚的生長速度更快？轉(zhuǎn)基因鯉魚（右）問題探討自主探究閱讀P57-59，回答以下問題1、結(jié)合P57-58頁資料，完成P58討論題。2、結(jié)合P58-59頁資料，完成P59討論題。3、DNA足以儲存遺傳信息嗎？遺傳信息儲存在哪？4、什么是DNA的多樣性和特異性？5、什么是基因？一、說明基因與DNA關(guān)系的實例【資料1】

大腸桿菌細(xì)胞的擬核有1個DNA分子，長度約為4.7

×106個堿基對，在DNA分子上分布著大約4.4×103個基因，每個基因的平均長度約為1×103個堿基對?！举Y料2】

生長在太平洋西北部的一種水母能發(fā)出綠色熒光，這是因為水母的DNA分子上有一段長度為5170個堿基對的片段——綠色熒光蛋白基因。轉(zhuǎn)基因?qū)嶒灡砻?，轉(zhuǎn)入了水母綠色熒光蛋白基因的轉(zhuǎn)基因鼠，在紫外線的照射下，也能像海蟄一樣發(fā)光?！举Y料3】

人類基因組計劃測定的是24條染色體（22條常染色體+X+Y）上DNA的堿基序列。每條染色體上有一個DNA分子。這24個DNA分子大約有31.6億個堿基對，其中，構(gòu)成基因的堿基數(shù)占堿基總數(shù)的比例不超過2%。

在紫外線照射下的6只小鼠，3、4、5為正常小鼠，1、2、6為轉(zhuǎn)入了綠色熒光蛋白基因小鼠討論1、生物體內(nèi)的DNA分子數(shù)目與基因數(shù)目相同嗎？生物體內(nèi)所有基因的堿基總數(shù)與DNA分子的堿基總數(shù)相同嗎？如果不同，說明了什么？

DNA分子數(shù)目＜基因數(shù)目，基因的堿基對總數(shù)＜DNA分子的堿基對總數(shù)說明基因是DNA的片段，一個DNA上含有多個基因?；虿皇沁B續(xù)分布在DNA上的，而是由堿基序列將其分隔開?；虻倪z傳效應(yīng)是指能夠指導(dǎo)相應(yīng)蛋白質(zhì)的合成，進(jìn)而控制生物體的性狀。生長激素基因能指導(dǎo)合成生長激素，使鯉魚的生長速率加快。3、請從DNA水平上給基因下一個定義，要求既能反映基因與DNA的關(guān)系，又能體現(xiàn)基因的作用。基因A基因B基因C含有3個基因的DNA片段的模式圖基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段。2、你如何理解基因具有遺傳效應(yīng)？本節(jié)問題探討中提到的生長激素基因的遺傳效應(yīng)是什么？染色體脫氧核苷酸DNA基因每個基因有許多脫氧核苷酸有遺傳效應(yīng)的DNA片段每條染色體上有1或2個DNA每個DNA上有許多基因DNA的主要載體主要的遺傳物質(zhì)基因中的脫氧核苷酸排列順序代表著遺傳信息基因、DNA和染色體的關(guān)系只含4種脫氧核苷酸的DNA為什么能夠儲存大量的遺傳信息？二、DNA片段中的遺傳信息【資料1】一個DNA分子的基本骨架是由脫氧核糖和磷酸交替連接而成的，從頭至尾沒有變化，而骨架內(nèi)側(cè)的4種堿基的排列順序卻是可變的。如果1個堿基對組成1個基因，4種堿基對的排列可能形成4種基因（這僅僅是假設(shè)），如果2個堿基對組成1個基因，則可能形成16（即4×4）種基因，如果3個堿基對組成一個基因，則可能形成64（即4×4×4）種基因?！举Y料2】資料1的推算是建立在所有堿基對的隨機排列都能構(gòu)成基因這一假設(shè)上的。事實上大部分隨機排列的脫氧核苷酸序列從來不曾出現(xiàn)在生物體內(nèi)，而有些序列卻會在生物體內(nèi)重復(fù)許多次。討論1、如果是100個堿基對組成1個基因，可能組合成多少種基因？如果是n個堿基對組成1個基因，可能組合成多少種基因？4100種4n種4、你認(rèn)為基因是堿基對隨機排列組成的DNA片段嗎？為什么？2、怎樣理解DNA的多樣性和特異性？你能從DNA的結(jié)構(gòu)特點分析生物體具有多樣性和特異性的原因嗎？遺傳信息蘊藏在4種堿基的排列順序之中，堿基排列順序的千變?nèi)f化，構(gòu)成了DNA的多樣性，而堿基特定的排列順序，構(gòu)成了DNA分子的特異性。DNA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)。（生物多樣性的直接原因是蛋白質(zhì)的多樣性；生物多樣性的根本原因是遺傳物質(zhì)的多樣性。）不是，基因的堿基序列都有特定的排列順序。3、在刑偵領(lǐng)域，DNA能像指紋意義用來鑒定個人身份。結(jié)合脫氧核苷酸序列的多樣性和特異性，你能分析這一方法的科學(xué)依據(jù)嗎？在人類DNA中，脫氧核苷酸的多樣性表現(xiàn)在每個人的DNA幾乎不可能完全相同，因此DNA能像指紋一樣用來鑒定個人身份。有些病毒的遺傳物質(zhì)是RNA，如：HIV（人類免疫缺陷病毒），流感病毒、煙草花葉病毒等，對這類病毒而言，基因就是有遺傳效應(yīng)的RNA片段?；蛲ǔＪ怯羞z傳效應(yīng)的DNA片段。DNA分子中含有沒有遺傳效應(yīng)的片段，這些沒有遺傳效應(yīng)的片段不叫基因。煙草花葉病毒流感病毒2.下列有關(guān)染色體、DNA、基因、脫氧核苷酸的說法，正確的是（）A．一個基因含有許多個脫氧核苷酸，基因的特異性是由脫氧核苷酸的比例決定的B．基因是具有遺傳效應(yīng)的DNA片段，不是4種堿基對的隨機排列C．在DNA分子結(jié)構(gòu)中，脫氧核苷酸的排列構(gòu)成了DNA分子的基本骨架D．染色體是DNA的主要載體，一條染色體上只含有1個DNA分子課堂練習(xí)1.基因是控制生物性狀的遺傳物質(zhì)的結(jié)構(gòu)單位和功能單位，下列關(guān)于基因的說法，正確的是()A.DNA中堿基對數(shù)目等于其中所有基因的堿基對數(shù)目B.基因可以控制生物一定的性狀C.基因的基本組成單位均為脫氧核苷酸D.生物體內(nèi)的DNA分子數(shù)目與基因數(shù)目相同BB(1)圖中A是_______C是__________G是_________(2)B有_______種，分別是______________(3)圖中D和F的關(guān)系是_________________________(4)圖中D和E的關(guān)系是_________________________(5)圖中E和F的關(guān)系是_________________________(6)圖中F和H的關(guān)系是_________________________FDNAB堿基C糖E基因AH染色體D脫氧核苷酸G磷酸脫氧核糖蛋白質(zhì)四A、T、C、GD是F的基本組成單位D也是E的基本組成單位E通常是有遺傳效應(yīng)的F片段H是F的主要載體3.看圖填空練習(xí)與應(yīng)用1.科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，未經(jīng)人工轉(zhuǎn)基因操作的番薯都含有農(nóng)桿菌的部分基因，而這些基因的遺傳效應(yīng)促使番薯根部發(fā)生膨大產(chǎn)生了可食用的部分，因此番薯被人類選育并種植。下列相關(guān)敘述錯誤的是（

）A.農(nóng)桿菌這些特定的基因可以在番薯細(xì)胞內(nèi)復(fù)制B.農(nóng)桿菌和番薯的基因都是4種堿基對的隨機排列C.農(nóng)桿菌和番薯的基因都是有遺傳效應(yīng)的DNA片段D.農(nóng)桿菌這些特定的基因可能在自然條件下轉(zhuǎn)入了番薯細(xì)胞B一、概念檢測二、拓展應(yīng)用1.在嚴(yán)查偷獵野生動物的行動中，執(zhí)法部門發(fā)現(xiàn)某餐館出售的一種烤肉比較可疑，餐館工作人員說是“山羊肉”，經(jīng)實驗室檢驗，執(zhí)法部門確定這種“山羊肉”來自國家二級保護(hù)動物斑羚。你認(rèn)為執(zhí)法部門最可能采取哪種檢測方法？為什么？2.我國一些城市在交通路口啟用了人臉識別技術(shù)，針對行人和非機動車闖紅燈等違規(guī)行為進(jìn)行抓拍。這種技術(shù)應(yīng)用的前提是每個人都具有獨一無二的面孔。為什么人群中沒有一模一樣的兩個人呢？請你從生物學(xué)的角度評述人臉識別技術(shù)的可行性。最可能采取DNA鑒定的方法。因為每種生物的DNA具有特異性，只有將“山羊”的DNA與斑羚的DNA進(jìn)行比對，才能確定這種“山羊肉”是否來自國家二級保護(hù)動物斑羚。人臉識別技術(shù)的前提是每個人都有獨特的面部特征，而這些都是由基因決定的，這說明了每個人基因的特異性，每個人的基因都有區(qū)別，又反應(yīng)了人的基因的多樣性。復(fù)習(xí)與提高（P62）一、選擇題1.本章介紹的艾弗里的實驗、赫爾希和蔡斯的實驗都證明DNA是遺傳物質(zhì)，這兩個實驗在設(shè)計思路上的共同點是(

)

A.重組DNA片段，研究其表型效應(yīng)

B.去掉DNA片段，研究其表型效應(yīng)

C.設(shè)法分別研究DNA和蛋白質(zhì)各自的效應(yīng)

D.應(yīng)用同位素標(biāo)記技術(shù)，研究DNA在親代與子代之間的傳遞2.在噬菌體侵染細(xì)菌的實驗中，下列對噬菌體外殼蛋白質(zhì)合成的描述，正確的是(

)A.氨基酸原料和酶來自細(xì)菌B.氨基酸原料和酶來自噬菌體C.氨基酸原料來自細(xì)菌，酶來自噬菌體D.氨基酸原料來自噬菌體，酶來自細(xì)菌

CA3.煙草花葉病毒(TMV)和車前草病毒(HRV)同屬于RNA病毒，都可以使煙草患病。將TMV的RNA和HRV的蛋白質(zhì)外殼混合后感染煙草葉片，使煙草患病，可能觀察到的現(xiàn)象是(

)

A.能檢測到TMV的RNA和蛋白質(zhì)

B.能檢測到HRV的RNA和蛋白質(zhì)

C.能檢測倒TMV的RNA和HRV的蛋白質(zhì)

D.能檢測到HRV的RNA和TMV的蛋白質(zhì)4.研究人員對數(shù)千種生物的DNA堿基序列進(jìn)行測定發(fā)現(xiàn)，沒有任何兩個物種的DNA序列是一樣的。DNA具有多樣性的主要原因是(

)

A.DNA由4種堿基組成

B.DNA具有規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)

C.DNA具有堿基互補配對的特點

D.DNA的堿基對有很多種不同的排列順序DA二、非選擇題1.DNA分子雜交技術(shù)可以用來比較不同種生物DNA分子的差異。當(dāng)兩種生物的DNA單鏈具有互補的堿基序列時，互補的堿基序列就會結(jié)合在一起，形成雜合雙鏈區(qū)；在沒有互補堿基序列的部位，仍然是兩條游離的單鏈（如圖所示）。形成雜合雙鏈區(qū)的部位越多，說明這兩種生物的親緣關(guān)系越近，這是為什么？

形成雜合雙鏈區(qū)的部位越多，則DNA堿基序列的一致性越高，說明在生物進(jìn)化過程中，DNA堿基序列發(fā)生的變化越小，因此親緣關(guān)系越近。

2.科學(xué)家分析了多種生物DNA的堿基組成，一部分實驗數(shù)據(jù)如以下兩表所示。據(jù)表回答下面的問題。（1）不同生物的DNA中4種脫氧核苷酸的比例相同嗎？這說明DNA具有什么特點？（2）同種生物不同器官細(xì)胞的DNA中脫氧核苷酸的比例基本相同，這說明DNA具有什么特點？為什么？不同生物的A、T之和與G、C之和的比值不一致，這說明了什么？為什么？不同。這表明不同生物的DNA中脫氧核苷酸的組成不同，說明