基因控制蛋白质的合成

第三节 基因控制蛋白质的合成第一课时基因和遗传信息的关系叶县三高 吕国奇2021-5-29 资料1 1、 大 肠 杆 菌 细 胞 的 拟核 有 一 个 DNA分 子 ， 长度 约 为 4700000个 碱基 对 ， 在 DNA分 子 上分 布 着 大 约 4400个 基因 ， 每 个 基 因 的 平 均长 度 约 为 1000个 碱 基对 。 资料2 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分 子 的 碱 基 序 列 。每 条 染 色 体 上 有 一 个 DNA分 子 ， 这 24个 DNA分 子 大 约 含 有 31.6亿 个 碱 基 对 ， 其 中 ， 构成 基 因 的 碱 基 总 数 的 比 例 不 超 过 2%。 请 同 学 们 阅 读 资 料 1和 2， 填 表 并 思 考 问 题 ； 一 个DNA分 子 就 是 一 个 基 因 吗 ？DNA分 子 数 碱 基 对 数 基 因 数 基 因 的 碱 基对 总 数 比 例 （ 基 因碱 基 对 /总碱 基 对 ）大 肠 杆 菌人 问题 人 的 DNA分 子 中 ， 有 98%不 能 称 为 基 因 ， 而只 有 2%能 称 为 基 因 ， 同 样 是 DNA的 一 段 序 列 ，之 所 以 能 称 为 基 因 ， 有 何 特 殊 作 用 ？ 请 同 学 们 阅 读 3和 4， 并 思 考 一 下 问 题 ： 资 料 3中 转 基 因 小 鼠 为 何 能 发 光 ？ 为 何 要设 置 3号 小 鼠 ？ 吃 的 多 就 一 定 能 长 胖 吗 ？ 资 料 4中 的HMGIC基 因 起 什 么 作 用 ？ 资料3 生 长 在 太 平 洋 西 部 的 一 种 海 蜇 能 发 出 绿 色萤 光 ， 这 是 因 为 海 蜇 的 DNA分 子 上 有 一 段 长度 为 5170个 碱 基 对 的 片 断 绿 色 萤 光 蛋白 基 因 。 转 基 因 实 验 表 明 ， 转 入 了 海 蜇 的绿 色 荧 光 蛋 白 基 因 的 转 基 因 鼠 ， 在 紫 外 线的 照 射 下 ， 也 能 像 海 蜇 一 样 发 光 。 资料4 不 少 人 认 为 ， 任 何 动 物 的 胖 瘦 是 由 遗 传 基 因决 定 的 。 近 来 的 科 学 研 究 发 现 ， 小 鼠 体 内的 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 具 有 HMGIC基 因缺 陷 的 实 验 鼠 体 重 仍 然 保 持 正 常 。 基因 概 念 :基 因 是 具 有 遗 传 效 应 的 DNA片 断 。 基 因 的 遗 传 效 应 指 的 是 什 么 ？ 基 因 是 具 有 遗 传 效 应 的 DNA片 断 ， 是 决 定 生物 性 状 的 基 本 单 位 。 基 因 是 DNA结 构 的 一 部 分 ， 但 DNA分 子 上 片断 很 多 ， 并 不 都 能 控 制 生 物 性 状 ， 所 以 这些 不 具 有 遗 传 效 应 的 DNA片 断 不 能 叫 基 因 。 DNA 片段中的遗传信息 遗 传 信 息 的 本 质 是 什么 ？ 遗 传 信 息 的 本 质 是 DNA分 子 中 的 脱 氧 核 苷 酸的 排 列 次 序 。 问题1若1个碱基对组成1个基因，4种碱基能形成几种基因？如果2个、三个或4个碱基对组成组成一个基因呢？20个碱基对可以排列多少种基因？11000个碱基对可以有多少种排列方式？我们可以得出什么结论？碱基排列的千变万化，满足了遗传信息的多样性。 当基因的碱基对数相同时，其碱基排列顺序相同的可能性是多大？全球人口有60亿，假设人类基因组中第一号染色体的第一个基因是由17个碱基随机排列构成的，那么17个碱基对的所有排列方式是否都有机会出现?你与你的同桌相比，这个基因的脱氧核苷酸序列完全相同的可能性有多大？ 我们的结论虽然碱基对的排列是多样的，但对具体的个体、具体的基因来讲，只能是其中的一种，即DNA分子具有特异性。 上面的讨论，是建立在所有的碱基对的排列都构成基因这一假设下的，即所有碱基对的随机排列都构成基因。实际上大部分随机排列的脱氧核苷酸序列从来不曾出现在生物体内，而有些序列却会在生物体内重复数千甚至数万次。你认为基因是碱基对随机构成的DNA片段吗？为什么？ 练习