湖南省寧鄉(xiāng)縣實驗中學(xué)高中生物 《基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段》課件 必修2

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1、湖南省寧鄉(xiāng)縣實驗中學(xué)生物必修二湖南省寧鄉(xiāng)縣實驗中學(xué)生物必修二34 基因是有遺傳效應(yīng)的基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段片段課件課件第四節(jié)第四節(jié) 基因是有遺基因是有遺傳效應(yīng)的傳效應(yīng)的DNADNA片段片段本節(jié)知識點本節(jié)知識點基因與基因與DNA的關(guān)系（的關(guān)系（重點重點）基因的概念（基因的概念（重點重點）DNA片段中的遺傳信息（片段中的遺傳信息（難點難點）導(dǎo)入思考：導(dǎo)入思考： DNA DNA與染色體的關(guān)系？與染色體的關(guān)系？幻燈片幻燈片 4 4 基因與染色體的關(guān)系？基因與染色體的關(guān)系？幻燈片幻燈片 5 5 基因與基因與DNA的關(guān)系呢？的關(guān)系呢？1條染色體條染色體1個個DNA1條染色體條染色體2個個 DNADN

2、A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的載體的載體DNA與染色體的與染色體的關(guān)系關(guān)系黃身黃身白眼白眼紅寶石眼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基因個基因基因與染色體的關(guān)基因與染色體的關(guān)系系基因在染色體上，基因在染色體上，一條染色體上有多個基因一條染色體上有多個基因基因、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個個DNA 基因基因？多個多個？性狀性狀閱讀資料分析討論：閱讀資料分析討論： 生物體內(nèi)的生物體內(nèi)的DNA分子數(shù)目與基因數(shù)目相同嗎？分子數(shù)目與基因數(shù)目相同

3、嗎？生物體內(nèi)所有生物體內(nèi)所有基因的堿基總數(shù)與基因的堿基總數(shù)與DNA分子的堿基總數(shù)相同嗎？如不同，說分子的堿基總數(shù)相同嗎？如不同，說明了什么？明了什么？ 你如何理解基因具有遺傳效應(yīng)？你如何理解基因具有遺傳效應(yīng)？ 請你從請你從DNA水平上給基因下一個定義。水平上給基因下一個定義。資料分析資料分析資料一： 大腸桿菌大腸桿菌DNA堿基對：堿基對：4.7106 基因堿基對：基因堿基對：4.4106基因堿基總數(shù)基因堿基總數(shù)小于DNADNA堿基總數(shù)堿基總數(shù)人類基因組計劃測定的是人類基因組計劃測定的是24條染色體（條染色體（22條常條常染色體染色體+X+Y）上）上DNA的堿基序列。其中，每的堿基序列。其中，每

4、條染色體上有一個條染色體上有一個DNA分子，分子，24個個DNA分子大分子大約有約有31.6億個堿基對億個堿基對，共有，共有基因數(shù)約為基因數(shù)約為3萬個萬個，其中，其中，構(gòu)成基因的堿基數(shù)構(gòu)成基因的堿基數(shù)占堿基總數(shù)的比例不占堿基總數(shù)的比例不超過超過2%。資料三一個一個DNA上含有多個基因，上含有多個基因，基因是基因是DNA的片斷。的片斷。圖圖B B：正常光線（左）及紫外線：正常光線（左）及紫外線照射下（右）的照射下（右）的4 4只小鼠，其中只小鼠，其中3 3號小鼠為對照組，號小鼠為對照組，第第1 1、2 2、4 4號號小鼠轉(zhuǎn)入了綠色熒光基因小鼠轉(zhuǎn)入了綠色熒光基因圖圖A：發(fā)出：發(fā)出綠色熒光綠色熒光的

5、海蜇的海蜇海蜇的海蜇的DNA分子上有一段長分子上有一段長度為度為5170個堿基對的片段個堿基對的片段綠色熒光基因綠色熒光基因資料二海蟄中的綠色熒光基因海蟄中的綠色熒光基因在小鼠中表達(dá)在小鼠中表達(dá)進(jìn)來科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)進(jìn)來科學(xué)研究發(fā)現(xiàn), ,小鼠體內(nèi)小鼠體內(nèi)HMGICHMGIC基因與肥基因與肥胖直接相關(guān)胖直接相關(guān), ,具有具有HMGICHMGIC基因缺陷基因缺陷的實驗鼠與的實驗鼠與作為作為對照的小鼠對照的小鼠, ,吃同樣多的高脂肪食物吃同樣多的高脂肪食物, ,一一段時間后段時間后, ,對照組的小鼠變得十分肥胖對照組的小鼠變得十分肥胖, ,而實而實驗鼠體重維持正常。驗鼠體重維持正常。基因控制性狀的表達(dá)基因

6、控制性狀的表達(dá)資料四上述資料分析總結(jié)上述資料分析總結(jié)基因與基因與DNA的關(guān)系的關(guān)系 一個一個DNA分子中有許多基因；分子中有許多基因； 每個基因都是特定的每個基因都是特定的DNA片段，并有著特定的遺傳片段，并有著特定的遺傳效應(yīng)。效應(yīng)?；虻亩x：是有遺傳效應(yīng)的基因的定義：是有遺傳效應(yīng)的DNA片段。片段?；駻基因B基因C含有含有3個基因的個基因的DNA片段的模式圖片段的模式圖遺傳效應(yīng)遺傳效應(yīng):能復(fù)制能復(fù)制,傳遞和傳遞和表達(dá)性狀表達(dá)性狀的過程。的過程。DNADNA分子為什么能儲存大量的遺傳信分子為什么能儲存大量的遺傳信息？息？ 探究思路探究思路 1 1、假設(shè)、假設(shè)1717個堿基對的脫氧核苷酸組成

7、一個基因，那么個堿基對的脫氧核苷酸組成一個基因，那么1717個堿基對可以排列出多少種基因？個堿基對可以排列出多少種基因？4 41717 遺傳信息遺傳信息蘊(yùn)藏在蘊(yùn)藏在4 4種堿基的種堿基的排列順序排列順序中；指中；指基基因因的脫氧核苷酸的脫氧核苷酸( (堿基對堿基對) )的的排列順序排列順序。 堿基排列順序的堿基排列順序的千變?nèi)f化千變?nèi)f化，構(gòu)成了，構(gòu)成了DNADNA分子分子的的多樣性多樣性；而堿基的；而堿基的特定特定排列順序，又構(gòu)成了排列順序，又構(gòu)成了每個每個DNADNA分子的分子的特異性特異性； DNADNA分子的多樣性與特異性分子的多樣性與特異性是是生物多樣性和生物多樣性和特異性的物質(zhì)基礎(chǔ)特

8、異性的物質(zhì)基礎(chǔ)。總結(jié)總結(jié)染色體染色體脫氧核苷酸脫氧核苷酸基因基因DNADNA染色體是染色體是DNADNA的載體的載體每個染色體上有每個染色體上有1 1個或個或2 2個個DNADNA基因是有遺傳效應(yīng)的基因是有遺傳效應(yīng)的DNADNA片段片段每個每個DNADNA分子上含有多個基因分子上含有多個基因是遺傳物質(zhì)的結(jié)是遺傳物質(zhì)的結(jié)構(gòu)功能單位構(gòu)功能單位是主要的遺傳物質(zhì)是主要的遺傳物質(zhì)每個基因含有多個脫氧核苷酸每個基因含有多個脫氧核苷酸基因中脫氧核苷酸的排列基因中脫氧核苷酸的排列順序代表遺傳信息順序代表遺傳信息本節(jié)小結(jié)本節(jié)小結(jié)課堂練習(xí)課堂練習(xí)1下列有關(guān)基因的說法正確的是（下列有關(guān)基因的說法正確的是（ ）A基因

9、就是一段基因就是一段DNA分子分子B基因一定位于染色體上基因一定位于染色體上C基因是有遺傳效應(yīng)的基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段片段D不同基因上帶有的遺傳信息相同不同基因上帶有的遺傳信息相同2 2將海蟄的綠色熒光蛋白基因轉(zhuǎn)移到小鼠體內(nèi)的將海蟄的綠色熒光蛋白基因轉(zhuǎn)移到小鼠體內(nèi)的DNADNA上，小鼠在紫外線的照射下，也能發(fā)出熒光，上，小鼠在紫外線的照射下，也能發(fā)出熒光，基因能夠轉(zhuǎn)移成功的主要原因是基因能夠轉(zhuǎn)移成功的主要原因是_;_;當(dāng)把綠色熒光蛋當(dāng)把綠色熒光蛋白基因用技術(shù)手段切成兩部分后，將其中的一部白基因用技術(shù)手段切成兩部分后，將其中的一部分轉(zhuǎn)移到小鼠體內(nèi)，結(jié)果，小鼠在紫外線的照射分轉(zhuǎn)移到小鼠體內(nèi)，

10、結(jié)果，小鼠在紫外線的照射下，不再發(fā)出熒光，該實驗說明了下，不再發(fā)出熒光，該實驗說明了_。構(gòu)成基因的基本單位都是四種相同的脫氧核苷酸基因是控制生物性狀的基本結(jié)構(gòu)和功能的單位某生物的某生物的體細(xì)胞體細(xì)胞有有1010對對同源染色體同源染色體, ,生殖細(xì)胞生殖細(xì)胞的的DNADNA約有約有7X107X109 9個個堿基對堿基對, ,如果每個基因平均含堿基如果每個基因平均含堿基1.4X101.4X104 4個個, ,回答回答: :平均每條染色體最多含有多少個基因平均每條染色體最多含有多少個基因? ?該生物的體細(xì)胞中該生物的體細(xì)胞中, ,全部全部DNADNA共有的堿基數(shù)目共有的堿基數(shù)目, ,脫脫氧核苷酸數(shù)目

11、是多少氧核苷酸數(shù)目是多少? ?有關(guān)人類基因組計劃有關(guān)人類基因組計劃 1990年年10月，月， 國際人類基因組計劃啟動國際人類基因組計劃啟動（公共研究（公共研究機(jī)構(gòu)），機(jī)構(gòu)），投資投資30億億美元，預(yù)計美元，預(yù)計2005年完成。目的是年完成。目的是找出所有人類基因并搞清其在找出所有人類基因并搞清其在DNA分子上的位置，分子上的位置，繪制出完整的人類基因組圖譜，破譯出人類全部遺傳繪制出完整的人類基因組圖譜，破譯出人類全部遺傳信息。信息。 1998年，一批科學(xué)家在美國組建塞萊拉遺傳公司，年，一批科學(xué)家在美國組建塞萊拉遺傳公司，與國際人類基因組計劃展開競爭（私人機(jī)構(gòu)）。與國際人類基因組計劃展開競爭（私

12、人機(jī)構(gòu)）。 1999年年9月月 中國獲準(zhǔn)加入人類基因組計劃，負(fù)責(zé)測定中國獲準(zhǔn)加入人類基因組計劃，負(fù)責(zé)測定人類第人類第3號染色體短臂上的約號染色體短臂上的約3000萬個堿基對，占全萬個堿基對，占全部序列的，投入部序列的，投入500萬萬美元。美元。 塞萊拉公司的核心分析方法被稱為塞萊拉公司的核心分析方法被稱為“霰彈法霰彈法”，人類人類基因組工程則采用了基因組工程則采用了“克隆法克隆法”?！蚌睆椃睆椃ā痹诤笃谠诤笃谛枰罅康挠嬎?，而需要大量的計算，而“克隆法克隆法”在早期集中了較多的在早期集中了較多的時間和精力在克隆和繪制草圖上。時間和精力在克隆和繪制草圖上。 由于塞萊拉公司的由于塞萊拉公司的競爭

13、使得人類基因組計劃提前完成。競爭使得人類基因組計劃提前完成。 2001年年6月月，國際人類基因組計劃和美國塞萊拉公司，國際人類基因組計劃和美國塞萊拉公司聯(lián)合公布聯(lián)合公布人類基因組圖譜及初步分析結(jié)果。人類基因組圖譜及初步分析結(jié)果。 一、一、基因數(shù)量少得驚人。基因數(shù)量少得驚人。人類人類DNA分子大約有分子大約有30億個堿基億個堿基對對，研究人員曾經(jīng)預(yù)測人類約有研究人員曾經(jīng)預(yù)測人類約有14萬個基因，最終確定出萬個基因，最終確定出的基因數(shù)在的基因數(shù)在3萬個左右萬個左右。人類擁有的基因雖然只是蠕蟲或飛人類擁有的基因雖然只是蠕蟲或飛蟲的兩倍，但證明了人類擁有的基因的功能比其他物種復(fù)蟲的兩倍，但證明了人類擁

14、有的基因的功能比其他物種復(fù)雜得多。雜得多。塞萊拉公司的科學(xué)家測出的序列準(zhǔn)確地覆蓋了國塞萊拉公司的科學(xué)家測出的序列準(zhǔn)確地覆蓋了國際人類基因組的際人類基因組的95%。 二、二、人類基因組中存在人類基因組中存在“熱點熱點”和大片和大片“荒漠荒漠”。人類基人類基因組序列中所謂的因組序列中所謂的“荒漠荒漠”就是包含極少或根本不包含基就是包含極少或根本不包含基因的部分，基因組上大約因的部分，基因組上大約14的區(qū)域是長長的、沒有基因的區(qū)域是長長的、沒有基因的片段的片段?；蛎芏仍诘诨蛎芏仍诘?7、第、第19和第和第22號染色體上最高，號染色體上最高，在在X染色體、第染色體、第4、第、第18號和號和Y染色體

15、上相對貧瘠。染色體上相對貧瘠。人類基因組研究成果人類基因組研究成果 三、三、35.3%的基因組包含重復(fù)的序列的基因組包含重復(fù)的序列。這意味著所這意味著所有這些有這些重復(fù)序列重復(fù)序列，即原來被認(rèn)為的，即原來被認(rèn)為的“垃圾垃圾DNA”應(yīng)該被進(jìn)一步研究應(yīng)該被進(jìn)一步研究。事實上，第。事實上，第19號染色體號染色體57%是重復(fù)的。是重復(fù)的。 四、四、地球上人與人之間地球上人與人之間99.99%的基因密碼是相同的基因密碼是相同的。的。研究發(fā)現(xiàn)，來自研究發(fā)現(xiàn)，來自不同人種的人比來自同一人不同人種的人比來自同一人種的人在基因上更為相似種的人在基因上更為相似。在整個基因組序列中，。在整個基因組序列中，人與人之間的變化僅為人與人之間的變化僅為0.01%。