课件：第3章第4《基因是有遗传效应的dna片段》（人教版必修二）

第第3章基因的本质章基因的本质第第4节基因是有遗传效应的节基因是有遗传效应的DNA片段片段生物生物必修必修2（人教版）（人教版）A.A.知识要点知识要点1遗传信息蕴藏在遗传信息蕴藏在4种碱基的排列顺序之中；碱基种碱基的排列顺序之中；碱基排列顺序的千变万化排列顺序的千变万化，构成了构成了DNA分子的多样性分子的多样性，而碱而碱基的特定的排列顺序基的特定的排列顺序，又构成了每一个又构成了每一个DNA分子的特异分子的特异性。性。2DNA分子的多样性和特异性是生物体多样性和分子的多样性和特异性是生物体多样性和特异性的物质基础。特异性的物质基础。DNA分子上分布着多个基因。分子上分布着多个基因。3基因是有遗传效应的基因是有遗传效应的DNA片段。片段。4人类基因组计划测定的是人类基因组计划测定的是24条染色体条染色体(22条常染条常染色体色体XY)上上DNA的碱基序列。的碱基序列。一、基因与一、基因与DNA的关系的关系B.新新 知初知初 探探u自主学习自主学习1从数量上看。从数量上看。(1)每个每个DNA分子上有分子上有_基因。基因。(2)所有基因的碱基总数所有基因的碱基总数_(填填“大于大于”、“等于等于”或或“小于小于”)DNA分子的碱基总数，即分子的碱基总数，即DNA分子上只有部分子上只有部分碱基参与基因的组成。分碱基参与基因的组成。2从功能上看。从功能上看。基因是基因是_。许多许多小于小于有遗传效应的有遗传效应的DNA片段片段二、二、DNA片段中的遗传信息片段中的遗传信息1遗传信息：指基因中遗传信息：指基因中_的排列顺的排列顺序。序。2DNA分子的特性。分子的特性。(1)多样性：多样性：DNA分子由于分子由于_的数量不的数量不同以及同以及_排列顺序的千变万化，构成了多样排列顺序的千变万化，构成了多样性。性。(2)特异性：每个特异性：每个DNA分子的碱基的特定的分子的碱基的特定的_，构成了每一个，构成了每一个DNA分子的特异性。分子的特异性。脱氧核苷酸脱氧核苷酸碱基对碱基对碱基对碱基对排列顺序排列顺序3与生物体多样性和特异性的关系。与生物体多样性和特异性的关系。DNA分子的多样性和特异性是生物体多样性和特分子的多样性和特异性是生物体多样性和特异性的异性的_基础。基础。物质物质u合作交流合作交流1判断正误：判断正误： (1)基因是有遗传效应的脱氧核苷酸序列。基因是有遗传效应的脱氧核苷酸序列。()(2)构成基因的碱基总数与构成基因的碱基总数与DNA分子的碱基总数相等。分子的碱基总数相等。()(3)不同不同DNA携带的遗传信息不同的根本原因在于碱携带的遗传信息不同的根本原因在于碱基排列顺序不同。基排列顺序不同。()2问题思考：问题思考：(1)可否利用可否利用DNA分子中不具有遗传效应的非基因分子中不具有遗传效应的非基因片段来鉴别生物体？为什么？片段来鉴别生物体？为什么？(2)DNA分子为什么能够携带丰富的遗传信息？分子为什么能够携带丰富的遗传信息？可以。在不同生物体可以。在不同生物体DNA分子中非基因片分子中非基因片段碱基排列顺序存在差异，可用于鉴别生物体。段碱基排列顺序存在差异，可用于鉴别生物体。提示提示由于组成由于组成DNA分子的碱基数量多及碱基的分子的碱基数量多及碱基的排列顺序千变万化。排列顺序千变万化。提示提示(3)由由20个碱基对组成的脱氧核苷酸链，共有几种排列方式？个碱基对组成的脱氧核苷酸链，共有几种排列方式？420。提示提示探究一基因概念的理解探究一基因概念的理解1基因与基因与DNA。基因是有遗传效应的基因是有遗传效应的DNA片段，每个片段，每个DNA分子上有许分子上有许多个基因。基因具有遗传效应是指其能控制生物的性状；多个基因。基因具有遗传效应是指其能控制生物的性状；有的有的DNA片段不能控制生物的性状就不是基因。片段不能控制生物的性状就不是基因。2基因与性状。基因与性状。基因是控制生物性状的结构和功能的基本单位，特定基因是控制生物性状的结构和功能的基本单位，特定的基因控制特定的性状。例如，豌豆高茎基因控制高性状，的基因控制特定的性状。例如，豌豆高茎基因控制高性状，使豌豆长到使豌豆长到2 m高；矮茎基因控制矮性状，使豌豆长到高；矮茎基因控制矮性状，使豌豆长到30 cm左右。左右。C.核心知识探究核心知识探究3基因与脱氧核苷酸、遗传信息。基因与脱氧核苷酸、遗传信息。基因由脱氧核苷酸组成，基因中脱氧核苷酸的排基因由脱氧核苷酸组成，基因中脱氧核苷酸的排列顺序包含着遗传信息，对于某个基因而言，其脱氧核列顺序包含着遗传信息，对于某个基因而言，其脱氧核苷酸的排列顺序是固定不变的，而不同基因的脱氧核苷苷酸的排列顺序是固定不变的，而不同基因的脱氧核苷酸的排列顺序又是不同的。酸的排列顺序又是不同的。4脱氧核苷酸、基因、脱氧核苷酸、基因、DNA和染色体之间的包含和染色体之间的包含关系及数量关系等。关系及数量关系等。特别提醒：特别提醒：(1)生物体的生物体的DNA分子数目小于基因数目。分子数目小于基因数目。生物体内所有基因的碱基总数小于生物体内所有基因的碱基总数小于DNA分子的碱基总数。分子的碱基总数。这说明基因是这说明基因是DNA的片段的片段，基因不是连续分布在基因不是连续分布在DNA上的上的，而是由碱基序列将其分隔开的。而是由碱基序列将其分隔开的。(2)DNA包括基因与非基因的碱基序列。包括基因与非基因的碱基序列。(3)基因是有遗传效应的基因是有遗传效应的DNA片段。并非任何一个片段。并非任何一个DNA片段都是基因片段都是基因，只有具有遗传效应的只有具有遗传效应的DNA片段才是基因。片段才是基因。(4)显性基因显性基因D和隐性基因和隐性基因d的根本区别是基因中脱氧核的根本区别是基因中脱氧核苷酸的排列顺序不同。苷酸的排列顺序不同。u问题导学问题导学基因随着基因随着DNA的复制而复制。的复制而复制。提示提示1.(1)基因是怎样复制的？基因是怎样复制的？(2)基因是基因是4种碱基对的随机排列吗？种碱基对的随机排列吗？不是。每种基因中的碱基对都有一定的排不是。每种基因中的碱基对都有一定的排列顺序列顺序，体现基因的特异性。体现基因的特异性。提示提示【例例1】下列关于基因的说法中，正确的是下列关于基因的说法中，正确的是()A基因就是一段基因就是一段DNA分子分子B基因一定位于染色体上基因一定位于染色体上C基因是具有遗传效应的基因是具有遗传效应的DNA片段片段D不同基因上带有的遗传信息相同不同基因上带有的遗传信息相同技巧归纳技巧归纳：关于基因概念的外延关于基因概念的外延(1)对于真核细胞来说对于真核细胞来说，染色体是基因的主要载体染色体是基因的主要载体，线线粒体和叶绿体中的粒体和叶绿体中的DNA上也含有基因。上也含有基因。由此可分为细胞核基因和细胞质基因。由此可分为细胞核基因和细胞质基因。( (2)只有细胞核基因遵循孟德尔遗传定律。只有细胞核基因遵循孟德尔遗传定律。(3)对于原核细胞来说对于原核细胞来说，基因在其基因在其DNA分子上分子上，DNA是裸露的是裸露的，没有染色体这一载体。没有染色体这一载体。(4)基因随着基因随着DNA分子的复制而复制分子的复制而复制，和染色体行为和染色体行为一致一致，表现在：表现在：染色体复制染色体复制基因复制。基因复制。同源染色体分离同源染色体分离等位基因分离。等位基因分离。非同源染色体自由组合非同源染色体自由组合非同源染色体上的非等非同源染色体上的非等位基因自由组合。位基因自由组合。染色单体分开染色单体分开相同基因分离。相同基因分离。基因的本质是具有遗传效应的基因的本质是具有遗传效应的DNA片段。片段。解析解析C答案答案u跟踪训练跟踪训练1下列叙述中正确的是下列叙述中正确的是()A在在DNA分子结构中，与脱氧核糖直接相连的一般分子结构中，与脱氧核糖直接相连的一般是一个磷酸基团和一个碱基是一个磷酸基团和一个碱基B基因是具有遗传效应的基因是具有遗传效应的DNA片段，基因都分布在片段，基因都分布在染色体上染色体上C一个基因含有许多个脱氧核苷酸，基因的特异性一个基因含有许多个脱氧核苷酸，基因的特异性是由脱氧核苷酸的种类决定的是由脱氧核苷酸的种类决定的D染色体是染色体是DNA的主要载体，一条染色体上可能含的主要载体，一条染色体上可能含有有2个个DNA分子分子D探究二探究二DNA分子的多样性和特异性分子的多样性和特异性1多样性的原因。多样性的原因。DNA分子由于碱基对的数量不同；分子由于碱基对的数量不同；碱基对的排列碱基对的排列顺序的千变万化。顺序的千变万化。例如：一个具有例如：一个具有4 000个碱基对的个碱基对的DNA分子，所携带分子，所携带的遗传信息是的遗传信息是44 000种。种。2特异性：不同特异性：不同DNA分子的碱基对都有其特定的排分子的碱基对都有其特定的排列顺序，这种特定的顺序包含着特定的遗传信息，决定了列顺序，这种特定的顺序包含着特定的遗传信息，决定了DNA分子的特异性。分子的特异性。DNA分子的特异性是指对于控制某一特定性状的分子的特异性是指对于控制某一特定性状的DNA分子中的碱基排列顺序是稳定不变的，如控制合成唾分子中的碱基排列顺序是稳定不变的，如控制合成唾液淀粉酶的基因中，不论是何人，这段液淀粉酶的基因中，不论是何人，这段DNA分子中的碱基分子中的碱基排列顺序是稳定不变的。排列顺序是稳定不变的。3两者的关系。两者的关系。特别提醒：特别提醒：利用生物利用生物DNA分子的多样性可从根本分子的多样性可从根本上解释生物界的多样性；利用上解释生物界的多样性；利用DNA分子的特异性可以进分子的特异性可以进行生物体的鉴别。行生物体的鉴别。已知脱氧核苷酸的数目已知脱氧核苷酸的数目，求解构成求解构成DNA分子的种类分子的种类时时，可利用可利用4n来表示来表示，注意注意n表示脱氧核苷酸对的数目表示脱氧核苷酸对的数目，而不是脱氧核苷酸的个数。而不是脱氧核苷酸的个数。u问题导学问题导学2.(1)2.(1)生物体内正常基因的改变会导致遗传病生物体内正常基因的改变会导致遗传病的出现，造成这些基因改变的根本原因是什么？的出现，造成这些基因改变的根本原因是什么？(2)DNA、基因、遗传信息、性状之间的关系是怎样的？、基因、遗传信息、性状之间的关系是怎样的？基因的位置和数量改变，基因中脱氧核苷基因的位置和数量改变，基因中脱氧核苷酸数目及排列顺序的改变等。酸数目及排列顺序的改变等。提示提示基因与性状的关系：基因是控制生物性状的遗基因与性状的关系：基因是控制生物性状的遗传物质的结构和功能的基本单位，特定基因控制特定的传物质的结构和功能的基本单位，特定基因控制特定的性状。基因与性状。基因与DNA的关系：基因是有遗传效应的的关系：基因是有遗传效应的DNA片段，每个片段，每个DNA分子上有许多个基因。基因与遗传信分子上有许多个基因。基因与遗传信息的关系：基因的脱氧核苷酸的排列顺序包含着遗传信息的关系：基因的脱氧核苷酸的排列顺序包含着遗传信息，对于某个基因来说其脱氧核苷酸的排列顺序是固定息，对于某个基因来说其脱氧核苷酸的排列顺序是固定不变的，而不同基因的脱氧核苷酸排列顺序又是不同的。不变的，而不同基因的脱氧核苷酸排列顺序又是不同的。遗传信息表达：使遗传信息以一定的方式遗传信息表达：使遗传信息以一定的方式(转录和翻译转录和翻译)反映到蛋白质分子的结构上，从而使后代表现出与亲代反映到蛋白质分子的结构上，从而使后代表现出与亲代相似的性状。相似的性状。解析解析 栏目链接【例例2】决定决定DNA遗传特异性的是遗传特异性的是()A碱基互补配对原则碱基互补配对原则B脱氧核苷酸链上磷酸和脱氧核糖的排列特点脱氧核苷酸链上磷酸和脱氧核糖的排列特点C嘌呤总数与嘧啶总数的比值嘌呤总数与嘧啶总数的比值D碱基排列顺序碱基排列顺序由由DNA双螺旋结构模型可以知道双螺旋结构模型可以知道DNA基本骨架基本骨架的磷酸和脱氧核糖交替连接稳定不变；的磷酸和脱氧核糖交替连接稳定不变；DNA分子碱基分子碱基对形成遵循碱基互补配对的原则，配对方式只有两种对形成遵循碱基互补配对的原则，配对方式只有两种AT，CG；在；在DNA分子中碱基对的排列方式却是千分子中碱基对的排列方式却是千变万化的，这就构成了变万化的，这就构成了DNA分子的多样性；而碱基对分子的多样性；而碱基对的序列又决定了的序列又决定了DNA分子的特异性。分子的特异性。解析解析D答案答案u跟踪训练跟踪训练2下列关于下列关于DNA、基因、染色体的叙述错误的是、基因、染色体的叙述错误的是()A基因是有遗传效应的基因是有遗传效应的DNA片段片段BDNA是遗传信息的主要载体是遗传信息的主要载体CDNA分子在染色体上呈线性排列分子在染色体上呈线性排列DDNA的相对稳定性决定染色体的相对稳定性的相对稳定性决定染色体的相对稳定性C基因在染色体上才呈线性排列。基因在染色体上才呈线性排列。解释解释D.易错浅析易错浅析【例例】(双选双选)下列有关染色体、下列有关染色体、DNA、基因、脱氧核、基因、脱氧核苷酸的说法，不正确的是苷酸的说法，不正确的是()A在在DNA分子结构中，与脱氧核糖直接相连的一般是分子结构中，与脱氧核糖直接相连的一般是一个磷酸和一个碱基一个磷酸和一个碱基B基因是具有遗传效应的基因是具有遗传效应的DNA片段，一个片段，一个DNA分子上分子上可含有成百上千个基因可含有成百上千个基因C一个基因含有许多个脱氧核苷酸，基因的特异性是一个基因含有许多个脱氧核苷酸，基因的特异性是由脱氧核苷酸的排列顺序决定的由脱氧核苷酸的排列顺序决定的D染色体是染色体是DNA的主要载体，一条染色体上只含有的主要载体，一条染色体上只含有1个个DNA分子分子易错选项：易错选项：选选AB项或项或BD项项错因分析：错因分析：个别同学认为一个个别同学认为一个DNA分子上可含有分子上可含有一个基因。一个基因。 选选AD。在。在DNA分子结构中一个脱氧核糖连接分子结构中一个脱氧核糖连接一个碱基，但磷酸则是多数连着两个，因为脱氧核苷酸是一个碱基，但磷酸则是多数连着两个，因为脱氧核苷酸是相连的，脱氧核糖与磷酸交替连接形成基本的骨架结构。相连的，脱氧核糖与磷酸交替连接形成基本的骨架结构。只有只有DNA的两端存在两个脱氧核糖只连着一个磷酸的情的两端存在两个脱氧核糖只连着一个磷酸的情况；当染色体复制后，着丝点未分裂时，一条染色体上可况；当染色体复制后，着丝点未分裂时，一条染色体上可含有含有2个个DNA分子。分子。正确答案正确答案研究：探究脱氧核苷酸序列与遗传信息的多样性的关系研究：探究脱氧核苷酸序列与遗传信息的多样性的关系E.实验专实验专 项项基础理论：基础理论：基因是特定的基因是特定的DNA片段，这说明片段，这说明DNA蕴含有大量的遗传信息。蕴含有大量的遗传信息。DNA两侧的脱氧核糖和磷酸的交替排列是稳定不变的，基本骨架两侧的脱氧核糖和磷酸的交替排列是稳定不变的，基本骨架内侧的碱基排列顺序是可变的，由此推测，内侧的碱基排列顺序是可变的，由此推测，DNA携带的遗传信息携带的遗传信息很可能与碱基对的排列顺序有关。那么由很可能与碱基对的排列顺序有关。那么由4种碱基排列而成的脱氧种碱基排列而成的脱氧核苷酸序列，能储存生物体必需的全部遗传信息吗？核苷酸序列，能储存生物体必需的全部遗传信息吗？1你如何理解你如何理解DNA分子的多样性和特异性？你能分子的多样性和特异性？你能从从DNA水平分析生物体具有多样性和特异性的原因吗？水平分析生物体具有多样性和特异性的原因吗？碱基排列顺序的千变万化，构成了碱基排列顺序的千变万化，构成了DNA分分子的多样性，而碱基特定的排列顺序，又构成了每子的多样性，而碱基特定的排列顺序，又构成了每一个一个DNA分子的特异性。分子的特异性。DNA分子的多样性和特分子的多样性和特异性是生物体多样性和特异性的物质基础。异性是生物体多样性和特异性的物质基础。 提示提示2在刑侦领域，在刑侦领域，DNA分子能像指纹一样用来鉴分子能像指纹一样用来鉴定个人身份。你能结合脱氧核苷酸序列的多样性和特定个人身份。你能结合脱氧核苷酸序列的多样性和特异性，分析这一方法的科学依据吗？异性，分析这一方法的科学依据吗？在人类的在人类的DNA分子中，脱氧核苷酸序列多分子中，脱氧核苷酸序列多样性表现为每个人的样性表现为每个人的DNA几乎不可能完全相同，几乎不可能完全相同，因此，因此，DNA可以像指纹一样用来鉴别身份。可以像指纹一样用来鉴别身份。 提示提示u典例剖析典例剖析1生物体内的生物体内的DNA分子数目与基因数目相同吗？生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物体内所有基因的碱基总数与DNA分子的碱基总数相同分子的碱基总数相同吗？如果不同说明了什么？吗？如果不同说明了什么？都不相同。说明了都不相同。说明了DNA分子上有许多的基分子上有许多的基因，即基因是因，即基因是DNA的片段。基因的碱基总数小于的片段。基因的碱基总数小于DNA的碱基总数，说明不是的碱基总数，说明不是DNA的所有片段都是的所有片段都是基因。基因。提示提示2请从请从DNA水平上给基因下一个定义，要求既能水平上给基因下一个定义，要求既能反映基因与反映基因与DNA的关系，又能体现基因的作用。的关系，又能体现基因的作用。基因是基因是DNA分子上有遗传效应的片段。分子上有遗传效应的片段。提示提示