資源簡介

(共24張PPT)
知識回顧
1865
孟德爾
“遺傳因子”
1909
約翰遜
“基因”→“遺傳因子”
1910
摩爾根
基因在染色體上
1944
1953
艾弗里
DNA是遺傳物質(zhì)
沃森&克里克
DNA雙螺旋結構
染色體
DNA
蛋白質(zhì)
染色體、DNA、基因之間的關系
1條染色體
DNA
基因
？
基因和DNA之間的關系？
次級精母細胞
精細胞
條染色體
個核DNA
條染色體
個核DNA
1個或2個
多個
2
2
4
2
果蠅X染色體上一些基因的示意圖
3.4 基因通常是有遺傳效應的DNA片段
Genes are usually segments of DNA with hereditary effects
探究1：基因與DNA的關系
個數(shù) 堿基對總數(shù)
DNA 1個 470萬個
基因 4400個 440萬個
DNA個數(shù)
基因個數(shù)
DNA堿基對總數(shù)
基因堿基對總數(shù)
＜
＞
資料1：大腸桿菌細胞的擬核有1個DNA分子；DNA分子的長度約為4.7×106個堿基對；DNA分子上分布了大約4.4×103個基因；每個基因的平均長度約為1×103個堿基對。
一個DNA上含有多個基因
部分堿基對不構成基因
資料3：人類基因組計劃測定人24條染色體（22條染色體+X+Y）上的DNA的堿基序列。其中，每條染色體上有一個DNA分子。24個DNA分子大約有31.6億個堿基對，其中構成基因的堿基數(shù)占堿基總數(shù)的比例不超過2%。
構成基因的堿基數(shù)
堿基總數(shù)
<<
剩下的98%的堿基構成？
非基因片段
DNA存在大量的非基因片段
基因是DNA片段
探究1：基因與DNA的關系
活動1：構建基因與DNA之間的位置關系模式圖
探究1：基因與DNA的關系
基因A
基因B
基因C
非基因片段
非基因片段
構建一個含有3個基因的DNA片段的模式圖
非基因片段
非基因片段
基因A
基因B
基因C
非基因片段
非基因片段
①不連續(xù)
②連續(xù)
DNA結構模式圖
探究1：基因與DNA的關系
人的β-珠蛋白基因簇模式圖
位于11號染色體上，與血紅蛋白的合成有關。
大腸桿菌的乳糖操縱子模式圖
調(diào)節(jié)乳糖代謝的基因表達調(diào)控系統(tǒng)。
5個功能基因
3個結構基因
不連續(xù)
連續(xù)
探究1：基因與DNA的關系
資料2：生長在太平洋西部的一種水母能發(fā)出綠色熒光(如右上圖)。水母的DNA上有一段綠色熒光蛋白基因的片段，長度為5.17×103個堿基對。
綠色熒光蛋白基因
1、2、3號小鼠的受精卵
4、5、6號小鼠的受精卵
1
2
3
4
5
6
綠色熒光蛋白基因
綠色熒光蛋白
小鼠發(fā)出熒光
基因
蛋白質(zhì)
性狀
非綠色熒光蛋白基因
（對照）
具有遺傳效應
生長發(fā)育
紫外光
探究1：基因與DNA的關系
問題探討：我國科學家將外源生長激素基因?qū)膈庺~的受精卵中，培育出了轉(zhuǎn)基因鯉魚。特點：轉(zhuǎn)基因鯉魚的生長速度快。
為什么轉(zhuǎn)基因鯉魚的生長速度更快？
生長激素基因
生長激素
鯉魚長得更快
根據(jù)以上實例，從DNA水平上給基因下一個定義，要求既能反映基因與DNA的關系，又能體現(xiàn)基因的作用。
資料1
資料3
資料2
問題探討
大腸桿菌的DNA
人的DNA
轉(zhuǎn)基因小鼠
轉(zhuǎn)基因鯉魚
基因是DNA片段
基因具有遺傳效應
基因是有遺傳效應的DNA片段
探究1：基因與DNA的關系
探究1：基因與DNA的關系
判斷對錯【北京人大附中2021高一下期中改】
1.每個基因都是DNA上的一個片段，DNA的任意一個片段都是基因。（ ）
2. 人體細胞中基因都位于染色體上。（ ）
3. 所有生物的基因都是有遺傳效應的DNA片段。（ ）
有些病毒的遺傳物質(zhì)是RNA。對這類病毒而言，基因就是有遺傳效應的RNA片段。
煙草花葉病毒
流感病毒
基因通常是有遺傳效應的DNA片段
基因是有遺傳效應的DNA片段
×
×
×
探究2：DNA的多樣性和特異性
問題1：DNA分子的外側和內(nèi)側各有什么特點？
外側：由脫氧核糖和磷酸交替連接構成基本骨架。
內(nèi)側：4種堿基。
不可變
可變
遺傳信息蘊藏在4種堿基的排列順序之中
問題2：是哪種組成成分決定了DNA之間的差異？
4種堿基
問題3：如果3個堿基對組成1個基因，4種堿基對的排列可能形成多少種基因？
問題4：如果n個堿基對組成1個基因，4種堿基對的排列可能形成多少種基因？
問題5：如何理解DNA的多樣性？
堿基的排列順序的千變?nèi)f化
DNA分子的多樣性
4
4
4
×
×
4×4×4×4×4×4……
=4n種
=64種
探究2：DNA的多樣性和特異性
資料：之前的推算是建立在所有堿基對隨機排列都能構成基因這一假設上的，事實上，大部分隨機排列的脫氧核苷酸序列從來不曾出現(xiàn)在生物體內(nèi)，而有些序列卻會在生物體內(nèi)重復許多次。
STR(短串聯(lián)重復序列)，是廣泛存在于人類基因組中的一類具有長度多態(tài)性的DNA序列。它由2 - 6個堿基對的序列串聯(lián)重復組成，不同個體在同一STR位點上的重復次數(shù)不同。
堿基特定的排列順序
DNA分子的特異性
親子鑒定
嫌疑人的DNA匹配
探究2：DNA的多樣性和特異性
你能從DNA的結構特點分析生物體具有多樣性和特異性的原因嗎？
DNA能夠儲存大量的遺傳信息
遺傳信息蘊藏在4種堿基的排列順序之中
堿基排列順序的千變?nèi)f化
堿基特定的排列順序
DNA分子的多樣性
每個DNA分子的特異性
生物體的多樣性
生物體的特異性
DNA的多樣性和特異性是生物體多樣性和特異性的物質(zhì)基礎
探究2：DNA的多樣性和特異性
小試牛刀
概念應用：我國一些城市在交通路口啟用了人臉識別技術，針對行人和非機動車闖紅燈等違規(guī)行為進行抓拍。這種技術應用的前提是每個人都具有獨一無二的面孔。為什么人群中沒有一模一樣的兩個人呢？請你從生物學的角度評述人臉識別技術的可行性。
人臉識別技術的前提是每個人都有獨特的面部特征，而這些都是由基因決定的，這說明了基因的多樣性
小試牛刀
1.（2023·廣東佛山高一質(zhì)檢）如圖是用集合的方式表示各種概念之間的關系，表中與圖示相符的是？（ ）
B
小試牛刀
2. 下圖表示某雄性果蠅的兩條染色體上部分基因分布示意圖(不考慮變異)。下列有關敘述不正確的是( )
白眼基因和焦剛毛基因的堿基序列不同
果蠅的焦剛毛基因、翅外展基因均存在于細胞核中
白眼基因和紫眼基因的遺傳遵循自由組合定律
在減數(shù)分裂Ⅱ中期的細胞中含有1個白眼基因
D
小試牛刀
3.技術顯示基因在染色體上位置的照片。圖中字母表示存在于染色體上的部分基因，其中A和a顯示黃色熒光，B和b顯示紅色熒光。下列敘述正確的是（ ）
A. A和a彼此分離發(fā)生在減數(shù)分裂Ⅱ后期
B. 圖中染色體上的基因A與基因B遺傳時遵循自由組合定律
C. 甲、乙兩條染色體上相同位置的四個黃色熒光點脫氧核苷酸序列相同
D. 據(jù)熒光點分布判斷，甲、乙為一對含姐妹染色單體的同源染色體
D
小試牛刀
4. (2023·江蘇南京模擬)我國考古學家利用現(xiàn)代人的DNA序列設計并合成了一種類似磁鐵的“引子”，成功將極其微量的古人類DNA從提取自土壤沉積物中的多種生物的DNA中識別并分離出來，用于研究人類起源及進化。下列說法正確的是( )
A．“引子”的徹底水解產(chǎn)物有3種
B．設計的“引子”是一小段雙鏈DNA
C．設計“引子”前需要知道古人類的DNA序列
D．用該“引子”識別古人類DNA的過程遵循堿基互補配對原則
D
小試牛刀
5. 科學研究發(fā)現(xiàn)，未經(jīng)人工轉(zhuǎn)基因操作的番薯都含有農(nóng)桿菌的部分基因，而這些基因的遺傳效應促使番薯根部發(fā)生膨大產(chǎn)生了可食用的部分，因此番薯被人類選育并種植。下列相關敘述錯誤的是 （ ）
A. 農(nóng)桿菌這些特定的基因可以在番薯細胞內(nèi)復制
B. 農(nóng)桿菌和番薯的基因都是4種堿基對的隨機排列
C. 農(nóng)桿菌和番薯的基因都是有遺傳效應的DNA片段
D. 農(nóng)桿菌這些特定的基因可能在自然條件下轉(zhuǎn)入了番薯細胞
B
本章介紹的艾弗里的實驗、赫爾希和蔡斯的實驗都證明DNA是遺傳物質(zhì)，這兩個實驗在設計思路上的共同點是 （ ）
A．重組DNA片段，研究其表型效應
B．去掉DNA片段，研究其表型效應
C．設法分別研究DNA和蛋白質(zhì)各自的效應
D．應用同位素標記技術，研究DNA在親代與子代之間的傳遞
C
小試牛刀
6. DNA分子雜交技術可以用來比較不同種生物DNA分子的差異。當兩種生物的DNA單鏈具有互補的堿基序列時，互補的堿基序列就會結合在一起，形成雜合雙鏈區(qū)；在沒有互補堿基序列的部位，仍然是兩條游離的單鏈(如右下圖所示)。形成雜合雙鏈區(qū)的部位越多，說明這兩種生物的親緣關系越近，這是為什么
形成雜合雙鏈區(qū)的部位越多，則DNA堿基序列的一致性越高，說明在生物進化過程中，DNA堿基序列發(fā)生的變化越小，因此親緣關系越近。
小試牛刀
教材課后習題·拓展應用
在嚴查偷獵野生動物的行動中，執(zhí)法部門發(fā)現(xiàn)某餐館出售的一種烤肉比較可疑，餐館工作人員說是“山羊肉”，經(jīng)實驗室檢驗，執(zhí)法部門確定這種“山羊肉”來自國家二級保護動物斑羚。你認為執(zhí)法部門最可能采取哪種檢測方法？為什么？
最可能采取DNA鑒定的方法。因為每種生物的DNA具有特異性，只有將“山羊”的DNA與斑羚的DNA進行比對，才能確定這種“山羊肉”是否來自國家二級保護動物斑羚。

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