湖南省寧鄉(xiāng)縣實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)中學(xué)生物必修二湖南省寧鄉(xiāng)縣實(shí)驗(yàn)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(shí)點(diǎn)本節(jié)知識(shí)點(diǎn)基因與基因與DNA的關(guān)系（的關(guān)系（重點(diǎn)重點(diǎn)）基因的概念（基因的概念（重點(diǎn)重點(diǎn)）DNA片段中的遺傳信息（片段中的遺傳信息（難點(diǎn)難點(diǎn)）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(gè)個(gè)DNA1條染色體條染色體2個(gè)個(gè) 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(gè)基因個(gè)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(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(shuō)分子的堿基總數(shù)相同嗎？如不同，說(shuō)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(qǐng)你從請(qǐng)你從DNA水平上給基因下一個(gè)定義。水平上給基因下一個(gè)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(duì)：堿基對(duì)：4.7106 基因堿基對(duì)：基因堿基對(duì)：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(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）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(gè)條染色體上有一個(gè)DNA分子，分子，24個(gè)個(gè)DNA分子大分子大約有約有31.6億個(gè)堿基對(duì)億個(gè)堿基對(duì)，共有，共有基因數(shù)約為基因數(shù)約為3萬(wàn)個(gè)萬(wàn)個(gè)，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?jí)A基總數(shù)的比例不占?jí)A基總數(shù)的比例不超過(guò)超過(guò)2%。資料三一個(gè)一個(gè)DNA上含有多個(gè)基因，上含有多個(gè)基因，基因是基因是DNA的片斷。的片斷。圖圖B B：正常光線(xiàn)（左）及紫外線(xiàn)：正常光線(xiàn)（左）及紫外線(xiàn)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(hào)小鼠為對(duì)照組，號(hào)小鼠為對(duì)照組，第第1 1、2 2、4 4號(hào)號(hào)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(zhǎng)分子上有一段長(zhǎng)度為度為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(lái)科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)進(jìn)來(lái)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(shí)驗(yàn)鼠與的實(shí)驗(yàn)鼠與作為作為對(duì)照的小鼠對(duì)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(shí)間后段時(shí)間后, ,對(duì)照組的小鼠變得十分肥胖對(duì)照組的小鼠變得十分肥胖, ,而實(shí)而實(shí)驗(yàn)鼠體重維持正常。驗(yàn)鼠體重維持正常?；蚩刂菩誀畹谋磉_(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(gè)一個(gè)DNA分子中有許多基因；分子中有許多基因； 每個(gè)基因都是特定的每個(gè)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。基因A基因B基因C含有含有3個(gè)基因的個(gè)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(guò)程。的過(guò)程。DNADNA分子為什么能儲(chǔ)存大量的遺傳信分子為什么能儲(chǔ)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(gè)堿基對(duì)的脫氧核苷酸組成

7、一個(gè)基因，那么個(gè)堿基對(duì)的脫氧核苷酸組成一個(gè)基因，那么1717個(gè)堿基對(duì)可以排列出多少種基因？個(gè)堿基對(duì)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(duì)堿基對(duì)) )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(gè)每個(gè)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(gè)染色體上有每個(gè)染色體上有1 1個(gè)或個(gè)或2 2個(gè)個(gè)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(gè)每個(gè)DNADNA分子上含有多個(gè)基因分子上含有多個(gè)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(gè)基因含有多個(gè)脫氧核苷酸每個(gè)基因含有多個(gè)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(shuō)法正確的是（下列有關(guān)基因的說(shuō)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(xiàn)的照射下，也能發(fā)出熒光，上，小鼠在紫外線(xiàn)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(xiàn)的照射分轉(zhuǎn)移到小鼠體內(nèi)，

10、結(jié)果，小鼠在紫外線(xiàn)的照射下，不再發(fā)出熒光，該實(shí)驗(yàn)說(shuō)明了下，不再發(fā)出熒光，該實(shí)驗(yàn)說(shuō)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(duì)對(duì)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(gè)個(gè)堿基對(duì)堿基對(duì), ,如果每個(gè)基因平均含堿基如果每個(gè)基因平均含堿基1.4X101.4X104 4個(gè)個(gè), ,回答回答: :平均每條染色體最多含有多少個(gè)基因平均每條染色體最多含有多少個(gè)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(lèi)基因組計(jì)劃有關(guān)人類(lèi)基因組計(jì)劃 1990年年10月，月， 國(guó)際人類(lèi)基因組計(jì)劃啟動(dòng)國(guó)際人類(lèi)基因組計(jì)劃啟動(dòng)（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(jì)美元，預(yù)計(jì)2005年完成。目的是年完成。目的是找出所有人類(lèi)基因并搞清其在找出所有人類(lèi)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(lèi)基因組圖譜，破譯出人類(lèi)全部遺傳繪制出完整的人類(lèi)基因組圖譜，破譯出人類(lèi)全部遺傳信息。信息。 1998年，一批科學(xué)家在美國(guó)組建塞萊拉遺傳公司，年，一批科學(xué)家在美國(guó)組建塞萊拉遺傳公司，與國(guó)際人類(lèi)基因組計(jì)劃展開(kāi)競(jìng)爭(zhēng)（私人機(jī)構(gòu)）。與國(guó)際人類(lèi)基因組計(jì)劃展開(kāi)競(jìng)爭(zhēng)（私

12、人機(jī)構(gòu)）。 1999年年9月月 中國(guó)獲準(zhǔn)加入人類(lèi)基因組計(jì)劃，負(fù)責(zé)測(cè)定中國(guó)獲準(zhǔn)加入人類(lèi)基因組計(jì)劃，負(fù)責(zé)測(cè)定人類(lèi)第人類(lèi)第3號(hào)染色體短臂上的約號(hào)染色體短臂上的約3000萬(wàn)個(gè)堿基對(duì)，占全萬(wàn)個(gè)堿基對(duì)，占全部序列的，投入部序列的，投入500萬(wàn)萬(wàn)美元。美元。 塞萊拉公司的核心分析方法被稱(chēng)為塞萊拉公司的核心分析方法被稱(chēng)為“霰彈法霰彈法”，人類(lèi)人類(lèi)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?jì)算，而需要大量的計(jì)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(shí)間和精力在克隆和繪制草圖上。時(shí)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(jìng)爭(zhēng)

13、使得人類(lèi)基因組計(jì)劃提前完成。競(jìng)爭(zhēng)使得人類(lèi)基因組計(jì)劃提前完成。 2001年年6月月，國(guó)際人類(lèi)基因組計(jì)劃和美國(guó)塞萊拉公司，國(guó)際人類(lèi)基因組計(jì)劃和美國(guó)塞萊拉公司聯(lián)合公布聯(lián)合公布人類(lèi)基因組圖譜及初步分析結(jié)果。人類(lèi)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(lèi)人類(lèi)DNA分子大約有分子大約有30億個(gè)堿基億個(gè)堿基對(duì)對(duì)，研究人員曾經(jīng)預(yù)測(cè)人類(lèi)約有研究人員曾經(jīng)預(yù)測(cè)人類(lèi)約有14萬(wàn)個(gè)基因，最終確定出萬(wàn)個(gè)基因，最終確定出的基因數(shù)在的基因數(shù)在3萬(wàn)個(gè)左右萬(wàn)個(gè)左右。人類(lèi)擁有的基因雖然只是蠕蟲(chóng)或飛人類(lèi)擁有的基因雖然只是蠕蟲(chóng)或飛蟲(chóng)的兩倍，但證明了人類(lèi)擁有的基因的功能比其他物種復(fù)蟲(chóng)的兩倍，但證明了人類(lèi)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(cè)出的序列準(zhǔn)確地覆蓋了國(guó)塞萊拉公司的科學(xué)家測(cè)出的序列準(zhǔn)確地覆蓋了國(guó)際人類(lèi)基因組的際人類(lèi)基因組的95%。 二、二、人類(lèi)基因組中存在人類(lèi)基因組中存在“熱點(diǎn)熱點(diǎn)”和大片和大片“荒漠荒漠”。人類(lèi)基人類(lèi)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(zhǎng)長(zhǎng)的、沒(méi)有基因的區(qū)域是長(zhǎng)長(zhǎng)的、沒(méi)有基因的片段的片段。基因密度在第基因密度在第17、第、第19和第和第22號(hào)染色體上最高，號(hào)染色體上最高，在在X染色體、第染色體、第4、第、第18號(hào)和號(hào)和Y染色體

15、上相對(duì)貧瘠。染色體上相對(duì)貧瘠。人類(lèi)基因組研究成果人類(lèi)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(lái)被認(rèn)為的，即原來(lái)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(shí)上，第。事實(shí)上，第19號(hào)染色體號(hào)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(lái)自研究發(fā)現(xiàn)，來(lái)自不同人種的人比來(lái)自同一人不同人種的人比來(lái)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(gè)基因組序列中，。在整個(gè)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%。