高中生物 第三单元 遗传与变异的分子基础 第二章 基因对性状的控制 2.1 认识基因教学课件 中图版必修2

第二章基因对性状的控制第二章基因对性状的控制第一节认识基因第一节认识基因一、一、基因概念的发展基因概念的发展2染色体外基因：真核生物的染色体外基因：真核生物的线粒体线粒体基因和基因和叶叶绿体绿体基因，原核生物的基因，原核生物的拟核和质粒拟核和质粒。1“基因基因”的提出的提出(1)1865年，孟德尔首次提出年，孟德尔首次提出“遗传因子遗传因子”，并认识到，并认识到它具有两个基本属性：它具有两个基本属性：世代相传世代相传。决定决定遗传表达遗传表达。(2)1909年，丹麦遗传学家约翰逊首次提出并使用年，丹麦遗传学家约翰逊首次提出并使用“基因基因”这个名词。其含义与这个名词。其含义与“遗传因子遗传因子”完全一致。完全一致。3基因概念的发展基因概念的发展(1)摩尔根：发表基因论，提出一条染色体上摩尔根：发表基因论，提出一条染色体上含有许多基因，基因以含有许多基因，基因以线性线性形式排列在染色体上的形式排列在染色体上的特定位置上。特定位置上。(2)比德尔和泰特姆：通过实验提出比德尔和泰特姆：通过实验提出“一基因一酶说一基因一酶说”为为进一步认识基因的功能奠定了基础。后来又有人提出进一步认识基因的功能奠定了基础。后来又有人提出“一个基因一个肽链一个基因一个肽链”的学说。的学说。(3)艾弗里：最终证实了基因的本质是艾弗里：最终证实了基因的本质是DNA 。(4)沃森和克里克：沃森和克里克：1953年提出年提出DNA双螺旋结构双螺旋结构模型为模型为进一步探明基因结构和功能奠定了基础。人们对基因进一步探明基因结构和功能奠定了基础。人们对基因认识发展到了认识发展到了分子分子水平，基因是水平，基因是DNA分子上的一段分子上的一段核核苷酸序列苷酸序列 ，是遗传的，是遗传的功能功能单位，可编码一段单位，可编码一段肽链肽链或者或者编码一段编码一段RNA 。起调控作用：起调控作用：启动基因启动基因、操纵基因操纵基因。(5)雅各布和莫诺：雅各布和莫诺：1961年证明基因在结构或功年证明基因在结构或功能上是能上是可分可分的，在功能上可分为：的，在功能上可分为：负责编码某种蛋白质的：负责编码某种蛋白质的：结构基因结构基因；负责调节其他负责调节其他基因基因的功能：的功能：调节基因调节基因；启动基因启动基因调节基因调节基因操纵基因操纵基因结构基因结构基因(1)基因的基本组成单位是脱氧核苷酸。基因的基本组成单位是脱氧核苷酸。(2)基因中脱氧核苷酸的排列顺序称为遗传信息。基因中脱氧核苷酸的排列顺序称为遗传信息。(3)基因中脱氧核苷酸的排列顺序的多样性决定基因中脱氧核苷酸的排列顺序的多样性决定了基因的多样性。了基因的多样性。基因与脱氧核苷酸的关系基因与脱氧核苷酸的关系(1)基因是有遗传效应的基因是有遗传效应的DNA序列，每个序列，每个DNA分子分子上有许多个基因。一个上有许多个基因。一个DNA分子上的碱基总数大分子上的碱基总数大于该于该DNA分子上所有基因上的碱基数之和。分子上所有基因上的碱基数之和。(2)基因具有遗传效应是指其能控制生物的性状。基因具有遗传效应是指其能控制生物的性状。基因是控制生物性状的结构和功能的基本单位，特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。定的基因控制特定的性状。基因与基因与DNA的关系的关系染色体主要由染色体主要由DNA和蛋白质构成。通常情况下和蛋白质构成。通常情况下一条染色体上含有一条染色体上含有1个个DNA分子，但染色体复制分子，但染色体复制后，后，1条染色体上有条染色体上有2个个DNA，染色体是，染色体是DNA的的主要载体。主要载体。DNA与染色体的关系与染色体的关系(1)基因在染色体上呈线性排列。基因在染色体上呈线性排列。(2)染色体是基因的主要载体，但不是唯一载体，染色体是基因的主要载体，但不是唯一载体，如线粒体、叶绿体中也有少量的如线粒体、叶绿体中也有少量的DNA，也是基因，也是基因的载体。的载体。基因与染色体的关系基因与染色体的关系脱氧核苷酸、基因、脱氧核苷酸、基因、DNA和染色体的关系图和染色体的关系图解如下解如下练习练习1染色体、染色体、DNA、基因三者关系密切，下列叙述中不、基因三者关系密切，下列叙述中不正确的是正确的是()A正常细胞中每个染色体含有一个正常细胞中每个染色体含有一个DNA分子，每个分子，每个DNA分子有很多个基因分子有很多个基因B复制、分离和传递，三者都能相伴而行复制、分离和传递，三者都能相伴而行C三者都是遗传物质，三者都能行使生物的遗传作用三者都是遗传物质，三者都能行使生物的遗传作用D在生物的传宗接代过程中，染色体行为决定后两者在生物的传宗接代过程中，染色体行为决定后两者C2对于一个基因的正确描述是对于一个基因的正确描述是()它是它是DNA分子上特定的片段分子上特定的片段它是由沃森和克它是由沃森和克里克共同提出的里克共同提出的它决定某一遗传性状或功能它决定某一遗传性状或功能染色体的一段就是基因染色体的一段就是基因A和和 B和和C和和 D和和B二、二、基因的现代含义基因的现代含义大多数真核生物的基因的编码序列在大多数真核生物的基因的编码序列在DNA分子上分子上不是连续的，而是被不编码的序列隔开，称为不是连续的，而是被不编码的序列隔开，称为断断裂基因裂基因。其中的编码序列称为。其中的编码序列称为外显子外显子，非编码序，非编码序列称为列称为内含子内含子。断裂基因往往由一些交替存在的。断裂基因往往由一些交替存在的外显子和内含子构成。外显子和内含子构成。1基因的结构特点基因的结构特点(1)断裂基因断裂基因外显子外显子 内含子内含子 外显子外显子 内含子内含子 外显子外显子在染色体上通过某种方式从一个位置转移到另外一在染色体上通过某种方式从一个位置转移到另外一个位置的基因，称为可动基因，也叫做个位置的基因，称为可动基因，也叫做转座因子转座因子。(2)重叠基因重叠基因指两个基因共用一段重叠的指两个基因共用一段重叠的核苷酸序列核苷酸序列。(3)可动基因可动基因基因是遗传的基本基因是遗传的基本物质和功物质和功能能单位，它携带了逐单位，它携带了逐代传递的信息，是组成一个转录区域和代传递的信息，是组成一个转录区域和转录调节转录调节的一段的一段DNA序列。序列。2基因的概念基因的概念项目项目实例实例可说明的情况可说明的情况实例实例1大肠杆菌一个大肠杆菌一个DNA分子上分子上含有多个基因含有多个基因基因位于基因位于DNA分子分子上或基因是一小段上或基因是一小段DNA实例实例2把海蜇的绿色荧光蛋白基因把海蜇的绿色荧光蛋白基因转入鼠的体内，鼠体内出现转入鼠的体内，鼠体内出现了以前没有的荧光了以前没有的荧光基因有遗传效应，基因有遗传效应，它可以独立起作用它可以独立起作用实例实例3人体中构成基因的碱基对组人体中构成基因的碱基对组成比较少，不超过全部碱基成比较少，不超过全部碱基总数的总数的2%基因是一段基因是一段DNA，但是任一段但是任一段DNA不不一定是基因一定是基因基因与基因与DNA关系的实例关系的实例实例实例4没有没有HMGIC基因，就没有基因，就没有肥胖的表现，有肥胖的表现，有HMGIC基基因就有肥胖表现因就有肥胖表现基因具有特定的遗基因具有特定的遗传效应传效应结论结论基因是有遗传效应的基因是有遗传效应的DNA片段，它是生物体遗传片段，它是生物体遗传的功能单位和结构单位；每个的功能单位和结构单位；每个DNA分子上有许多分子上有许多个基因个基因基因与基因与DNA关系的实例关系的实例是否是否DNA上任何一段脱氧核糖核苷酸序列都可称为一上任何一段脱氧核糖核苷酸序列都可称为一个基因？为什么？个基因？为什么？不是。基因是有遗传效应的不是。基因是有遗传效应的DNA序列。序列。细胞中所有的基因均会表达为一定的产物吗？为什么？细胞中所有的基因均会表达为一定的产物吗？为什么？不一定，要在特定时间、特定空间才会表达为一定的不一定，要在特定时间、特定空间才会表达为一定的产物。产物。研究表明大肠杆菌细胞的拟核有研究表明大肠杆菌细胞的拟核有1个个DNA分子长分子长度约为度约为4 700 000个碱基对，在个碱基对，在DNA分子上分布着分子上分布着大约大约4 400个基因，每个基因的平均长度约为个基因，每个基因的平均长度约为1 000个碱基对。由此你想到了什么？个碱基对。由此你想到了什么？DNA分子的长度远大于其上面所有基因总和的长分子的长度远大于其上面所有基因总和的长度。这表明度。这表明DNA分子上除基因外，还有许多分子上除基因外，还有许多“非非基因基因”片段。片段。练习练习1绝大多数基因在染色体上的位置是固定不变绝大多数基因在染色体上的位置是固定不变的，但有些基因可以通过某种方式从一个位置转的，但有些基因可以通过某种方式从一个位置转移到另外一个位置，这些能在染色体上移动位置移到另外一个位置，这些能在染色体上移动位置的基因称为的基因称为()A断裂基因断裂基因 B重叠基因重叠基因C转座因子转座因子 D操作子操作子C2下图表示基因、下图表示基因、DNA和染色体之间的关系。和染色体之间的关系。1、2、3、4分别表示分别表示()A胸腺嘧啶、启动基因和操纵基因、内含子、外显子胸腺嘧啶、启动基因和操纵基因、内含子、外显子B尿嘧啶、非编码区、外显子、内含子尿嘧啶、非编码区、外显子、内含子C胸腺嘧啶、非编码序列、外显子、内含子胸腺嘧啶、非编码序列、外显子、内含子D尿嘧啶、启动基因和操纵基因、内含子、外显子尿嘧啶、启动基因和操纵基因、内含子、外显子A