生物必修2-基因是有遗传效应的DNA片段(推荐)
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第四节
基因是有遗
传效应的DNA片段
本节知识点
• 基因与DNA的关系（重点） • 基因的概念（重点）
• DNA片段中的遗传信息（难点）
导入思考：
• ① DNA与染色体的关系？幻灯片 4 • ② 基因与染色体的关系？幻灯片 5
• ③ 基因与DNA的关系呢？
DNA与染色体的关系
1条染色体 1个DNA
• 三、35.3%的基因组包含重复的序列。这意味着
所有这些重复序列，即原来被认为的“垃圾DNA”
应该被进一步研究。事实上，第19号染色体57%
是重复的。
• 四、地球上人与人之间99.99%的基因密码是相
同的。研究发现，来自不同人种的人比来自同一 人种的人在基因上更为相似。在整个基因组序列 中，人与人之间的变化仅为0.01%。
基因控制性状的表达
上述资料分析总结基因与DNA的 关系
• 一个DNA分子中有许多基因；
• 每个基因都是特定的DNA片段，并有着特定 的遗传效应。
遗传效应:能复制,传递和表达性状的过程。
基因的定义：是有遗传效应的DNA片段。
基因A 基因B 基因C
含有3个基因的DNA片段的模式图
DNA分子为什么能储存大量的遗传信息？
部序列的１％，投入500万美元。
• 塞莱拉公司的核心分析方法被称为“霰弹法”，人类
基因组工程则采用了“克隆法”。“霰弹法”在后期
需要大量的计算，而“克隆法”在早期集中了较多的
时间和精力在克隆和绘制草图上。 由于塞莱拉公司的
竞争使得人类基因组计划提前完成。
• 2001年6月，国际人类基因组计划和美国塞莱拉公司 联合公布人类基因组图谱及初步分析结果。
资料三
人类基因组计划测定的是24条染色体（22条常 染色体+X+Y）上DNA的碱基序列。其中，每 条染色体上有一个DNA分子，24个DNA分子大 约有31.6亿个碱基对，共有基因数约为3万个， 其中，构成基因的碱基数占碱基总数的比例不 超过2%。
一个DNA上含有多个基因，
基因是DNA的片断。
资料二
DNA分子的多样性与特异性是生物多样性和 特异性的物质基础。
本节小结
染色体是DNA的载体
染色体wk.baidu.com
每个染色体上有1个或2个DNA
DNA
基因是有遗传效应的 DNA片段
是主要的遗传物质 每个DNA分子上含有多个基因
基因
基因中脱氧核苷酸的排列 顺序代表遗传信息
是遗传物质的结 构功能单位
每个基因含有多个脱氧核苷酸
1条染色体
2个 DNA
DNA是染色体的组成成分,
染色体是DNA的载体
基因与染色体的关系
黄身 白眼 红宝石眼 截翅 朱红眼 深红眼
基因在染色体上，
一条染色体上有多个基因
棒眼 短硬毛
果蝇某一条染色体上的几 个基因
• 基因、染色体、DNA、性状的关系
1条染色体
多个
1或2个DNA
？
基因
？
性状
阅读资料分析讨论：
脱氧核苷酸
课堂练习
1．下列有关基因的说法正确的是（ ） A．基因就是一段DNA分子 B．基因一定位于染色体上 C．基因是有遗传效应的DNA片段 D．不同基因上带有的遗传信息相同
2．将海蛰的绿色荧光蛋白基因转移到小鼠体内的 DNA上，小鼠在紫外线的照射下，也能发出荧光， 基因能够转移成功的主要原因是 构成基因的基本单位都是四种相同的脱 ____________________________;当把绿色荧光蛋 氧核苷酸 白基因用技术手段切成两部分后，将其中的一部 分转移到小鼠体内，结果，小鼠在紫外线的照射 下，不再发出荧光，该实验说明了 _____________________________________。 基因是控制生物性状的基本结构和功能的单位
人类基因组研究成果
• 一、基因数量少得惊人。人类DNA分子大约有30亿个碱基 对，研究人员曾经预测人类约有14万个基因，最终确定出 的基因数在3万个左右。人类拥有的基因虽然只是蠕虫或飞 虫的两倍，但证明了人类拥有的基因的功能比其他物种复杂 得多。塞莱拉公司的科学家测出的序列准确地覆盖了国际人 类基因组的95%。 • 二、人类基因组中存在“热点”和大片“荒漠”。人类基因 组序列中所谓的“荒漠”就是包含极少或根本不包含基因的 部分，基因组上大约1／4的区域是长长的、没有基因的片 段。基因密度在第17、第19和第22号染色体上最高，在X染 色体、第4、第18号和Y染色体上相对贫瘠。
图A：发出绿色荧光的海蜇 海蜇的DNA分子上有一段长 度为5170个碱基对的片段— —绿色荧光基因
图B：正常光线（左）及紫外线 照射下（右）的4只小鼠，其中3 号小鼠为对照组，第1、2、4号 小鼠转入了绿色荧光基因
海蛰中的绿色荧光基因 在小鼠中表达
资料四
进来科学研究发现,小鼠体内HMGIC基因与肥 胖直接相关,具有HMGIC基因缺陷的实验鼠与 作为对照的小鼠,吃同样多的高脂肪食物,一 段时间后,对照组的小鼠变得十分肥胖,而实 验鼠体重维持正常。
• 探究思路 1、假设17个碱基对的脱氧核苷酸组成一个 基因，那么17个碱基对可以排列出多少种 基因？
417
总结
遗传信息蕴藏在4种碱基的排列顺序中；指基 因的脱氧核苷酸(碱基对)的排列顺序。
碱基排列顺序的千变万化，构成了DNA分子 的多样性；而碱基的特定排列顺序，又构成了 每个DNA分子的特异性；
某生物的体细胞有10对同源染色体,生殖细胞的 DNA约有7X109个碱基对,如果每个基因平均含碱基 1.4X104个,回答: 平均每条染色体最多含有多少个基因? 该生物的体细胞中,全部DNA共有的碱基数目,脱氧 核苷酸数目是多少?
有关人类基因组计 划 • 1990年10月， 国际人类基因组计划启动（公共研究
• 生物体内的DNA分子数目与基因数目相同吗？ 生物体内所有基因的碱基总数与DNA分子的碱 基总数相同吗？如不同，说明了什么？ • 你如何理解基因具有遗传效应？ • 请你从DNA水平上给基因下一个定义。
资料分析
• 资料一： 大肠杆菌DNA碱基对：4.7×106 基因碱基对：4.4×106
基因碱基总数小于DNA碱基总数
机构），投资30亿美元，预计2005年完成。目的是 找出所有人类基因并搞清其在DNA分子上的位置，绘 制出完整的人类基因组图谱，破译出人类全部遗传信 息。
• 1998年，一批科学家在美国组建塞莱拉遗传公司， 与国际人类基因组计划展开竞争（私人机构）。 • 1999年9月 中国获准加入人类基因组计划，负责测定 人类第3号染色体短臂上的约3000万个碱基对，占全
基因是有遗
传效应的DNA片段
本节知识点
• 基因与DNA的关系（重点） • 基因的概念（重点）
• DNA片段中的遗传信息（难点）
导入思考：
• ① DNA与染色体的关系？幻灯片 4 • ② 基因与染色体的关系？幻灯片 5
• ③ 基因与DNA的关系呢？
DNA与染色体的关系
1条染色体 1个DNA
• 三、35.3%的基因组包含重复的序列。这意味着
所有这些重复序列，即原来被认为的“垃圾DNA”
应该被进一步研究。事实上，第19号染色体57%
是重复的。
• 四、地球上人与人之间99.99%的基因密码是相
同的。研究发现，来自不同人种的人比来自同一 人种的人在基因上更为相似。在整个基因组序列 中，人与人之间的变化仅为0.01%。
基因控制性状的表达
上述资料分析总结基因与DNA的 关系
• 一个DNA分子中有许多基因；
• 每个基因都是特定的DNA片段，并有着特定 的遗传效应。
遗传效应:能复制,传递和表达性状的过程。
基因的定义：是有遗传效应的DNA片段。
基因A 基因B 基因C
含有3个基因的DNA片段的模式图
DNA分子为什么能储存大量的遗传信息？
部序列的１％，投入500万美元。
• 塞莱拉公司的核心分析方法被称为“霰弹法”，人类
基因组工程则采用了“克隆法”。“霰弹法”在后期
需要大量的计算，而“克隆法”在早期集中了较多的
时间和精力在克隆和绘制草图上。 由于塞莱拉公司的
竞争使得人类基因组计划提前完成。
• 2001年6月，国际人类基因组计划和美国塞莱拉公司 联合公布人类基因组图谱及初步分析结果。
资料三
人类基因组计划测定的是24条染色体（22条常 染色体+X+Y）上DNA的碱基序列。其中，每 条染色体上有一个DNA分子，24个DNA分子大 约有31.6亿个碱基对，共有基因数约为3万个， 其中，构成基因的碱基数占碱基总数的比例不 超过2%。
一个DNA上含有多个基因，
基因是DNA的片断。
资料二
DNA分子的多样性与特异性是生物多样性和 特异性的物质基础。
本节小结
染色体是DNA的载体
染色体wk.baidu.com
每个染色体上有1个或2个DNA
DNA
基因是有遗传效应的 DNA片段
是主要的遗传物质 每个DNA分子上含有多个基因
基因
基因中脱氧核苷酸的排列 顺序代表遗传信息
是遗传物质的结 构功能单位
每个基因含有多个脱氧核苷酸
1条染色体
2个 DNA
DNA是染色体的组成成分,
染色体是DNA的载体
基因与染色体的关系
黄身 白眼 红宝石眼 截翅 朱红眼 深红眼
基因在染色体上，
一条染色体上有多个基因
棒眼 短硬毛
果蝇某一条染色体上的几 个基因
• 基因、染色体、DNA、性状的关系
1条染色体
多个
1或2个DNA
？
基因
？
性状
阅读资料分析讨论：
脱氧核苷酸
课堂练习
1．下列有关基因的说法正确的是（ ） A．基因就是一段DNA分子 B．基因一定位于染色体上 C．基因是有遗传效应的DNA片段 D．不同基因上带有的遗传信息相同
2．将海蛰的绿色荧光蛋白基因转移到小鼠体内的 DNA上，小鼠在紫外线的照射下，也能发出荧光， 基因能够转移成功的主要原因是 构成基因的基本单位都是四种相同的脱 ____________________________;当把绿色荧光蛋 氧核苷酸 白基因用技术手段切成两部分后，将其中的一部 分转移到小鼠体内，结果，小鼠在紫外线的照射 下，不再发出荧光，该实验说明了 _____________________________________。 基因是控制生物性状的基本结构和功能的单位
人类基因组研究成果
• 一、基因数量少得惊人。人类DNA分子大约有30亿个碱基 对，研究人员曾经预测人类约有14万个基因，最终确定出 的基因数在3万个左右。人类拥有的基因虽然只是蠕虫或飞 虫的两倍，但证明了人类拥有的基因的功能比其他物种复杂 得多。塞莱拉公司的科学家测出的序列准确地覆盖了国际人 类基因组的95%。 • 二、人类基因组中存在“热点”和大片“荒漠”。人类基因 组序列中所谓的“荒漠”就是包含极少或根本不包含基因的 部分，基因组上大约1／4的区域是长长的、没有基因的片 段。基因密度在第17、第19和第22号染色体上最高，在X染 色体、第4、第18号和Y染色体上相对贫瘠。
图A：发出绿色荧光的海蜇 海蜇的DNA分子上有一段长 度为5170个碱基对的片段— —绿色荧光基因
图B：正常光线（左）及紫外线 照射下（右）的4只小鼠，其中3 号小鼠为对照组，第1、2、4号 小鼠转入了绿色荧光基因
海蛰中的绿色荧光基因 在小鼠中表达
资料四
进来科学研究发现,小鼠体内HMGIC基因与肥 胖直接相关,具有HMGIC基因缺陷的实验鼠与 作为对照的小鼠,吃同样多的高脂肪食物,一 段时间后,对照组的小鼠变得十分肥胖,而实 验鼠体重维持正常。
• 探究思路 1、假设17个碱基对的脱氧核苷酸组成一个 基因，那么17个碱基对可以排列出多少种 基因？
417
总结
遗传信息蕴藏在4种碱基的排列顺序中；指基 因的脱氧核苷酸(碱基对)的排列顺序。
碱基排列顺序的千变万化，构成了DNA分子 的多样性；而碱基的特定排列顺序，又构成了 每个DNA分子的特异性；
某生物的体细胞有10对同源染色体,生殖细胞的 DNA约有7X109个碱基对,如果每个基因平均含碱基 1.4X104个,回答: 平均每条染色体最多含有多少个基因? 该生物的体细胞中,全部DNA共有的碱基数目,脱氧 核苷酸数目是多少?
有关人类基因组计 划 • 1990年10月， 国际人类基因组计划启动（公共研究
• 生物体内的DNA分子数目与基因数目相同吗？ 生物体内所有基因的碱基总数与DNA分子的碱 基总数相同吗？如不同，说明了什么？ • 你如何理解基因具有遗传效应？ • 请你从DNA水平上给基因下一个定义。
资料分析
• 资料一： 大肠杆菌DNA碱基对：4.7×106 基因碱基对：4.4×106
基因碱基总数小于DNA碱基总数
机构），投资30亿美元，预计2005年完成。目的是 找出所有人类基因并搞清其在DNA分子上的位置，绘 制出完整的人类基因组图谱，破译出人类全部遗传信 息。
• 1998年，一批科学家在美国组建塞莱拉遗传公司， 与国际人类基因组计划展开竞争（私人机构）。 • 1999年9月 中国获准加入人类基因组计划，负责测定 人类第3号染色体短臂上的约3000万个碱基对，占全