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1、博博学学审审问问明明辨辨慎慎思思笃笃行行课课前前寄寄语语第三章第三章 基因的本质基因的本质 资料资料1 1、大肠杆菌细胞的拟核有大肠杆菌细胞的拟核有1 1个个DNADNA分子，分子，长度约为长度约为47000004700000个碱基对，在个碱基对，在DNADNA分子上分布着大分子上分布着大约约44004400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10001000个碱个碱基对。基对。带带有有纤纤毛毛的的大大肠肠杆杆菌菌一、证明基因与DNA关系的实例 大肠杆菌一个大肠杆菌一个DNADNA上含有多个基上含有多个基因。说明基因是因。说明基因是一段一段DNADNA。 资料资料2 2
2、、生长在太平洋西北部的一种海蛰能发、生长在太平洋西北部的一种海蛰能发出绿色荧光，这是因为海蛰的出绿色荧光，这是因为海蛰的DNADNA分子上有一段长分子上有一段长度为度为51705170个碱基对的片段个碱基对的片段-绿色荧光蛋白基因。绿色荧光蛋白基因。转基因实验表明，转入了海蛰的绿色荧光蛋白基转基因实验表明，转入了海蛰的绿色荧光蛋白基因的转基因鼠，在紫外线的照射下，也能象海蛰因的转基因鼠，在紫外线的照射下，也能象海蛰一样发光。一样发光。 说明基因是特定的说明基因是特定的DNADNA片段，可拼接到其片段，可拼接到其他生物的他生物的DNADNA上去，有遗传效应上去，有遗传效应, ,可独立起作用可独立
3、起作用 基因是特定的基因是特定的DNADNA片段，可以片段，可以切除切除，可以，可以拼接拼接到到其他生物的其他生物的DNADNA上去，从而获得某种性状的表达，所上去，从而获得某种性状的表达，所以基因是遗传物质的以基因是遗传物质的结构单位结构单位。 资料资料3 3、人类基因组计划测定的是、人类基因组计划测定的是2424条染色体条染色体（2222条染色体条染色体+X+Y+X+Y）上的上的DNADNA的碱基序列。其中，的碱基序列。其中，每条染色体上有一个每条染色体上有一个DNADNA分子。这分子。这2424个个DNADNA分子大分子大约有约有31.631.6亿个碱基对，其中构成基因的碱基数占亿个碱基
4、对，其中构成基因的碱基数占碱基总数的比例不超过碱基总数的比例不超过2%2%。 并不是随便一段并不是随便一段DNADNA就称为基因。基因就称为基因。基因是一段是一段DNADNA，但是一段但是一段DNADNA不一定是基因。不一定是基因。-ATGCATGCATCCATGCTAGCCATCCCTAAGGACAG-TACGTACGTAGGTACGATCGGTAGGGATTCCTGTC-基因基因基因基因非基因片段非基因片段 资料资料4 4、不少人认为，人和动物的胖瘦是、不少人认为，人和动物的胖瘦是由基因决定的。近来的科学研究发现，小鼠体由基因决定的。近来的科学研究发现，小鼠体内的内的HMGICHMGIC基
5、因与肥胖直接相关。具有基因与肥胖直接相关。具有HMGICHMGIC基基因缺陷的实验鼠与作为对照的小鼠，吃同样多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，而具有得十分肥胖，而具有HMGICHMGIC基因缺陷的实验鼠基因缺陷的实验鼠体重仍然保持正常。体重仍然保持正常。 没有没有HMGICHMGIC基因，就没有肥胖的表现，基因，就没有肥胖的表现，有有HMGICHMGIC基因就有肥胖表现。说明基因就有肥胖表现。说明基因能基因能控制生物的性状控制生物的性状( (功能单位功能单位) )。 结论：结论：基因基因是有遗传
6、效应的是有遗传效应的DNADNA片段，它是生物体遗传的片段，它是生物体遗传的功能单位和功能单位和结构单位结构单位. .综合上述资料，请你给基因下个定义？综合上述资料，请你给基因下个定义？遗传效应：遗传效应：指具有复制、转录、翻译、指具有复制、转录、翻译、重组突变及调控等功能。重组突变及调控等功能。二、二、DNADNA片段中的遗传信息片段中的遗传信息每个染色体含有一个每个染色体含有一个DNADNA分子，每个分子，每个DNADNA分分子有很多基因，每个基因都是特定的子有很多基因，每个基因都是特定的DNADNA片片段，有着特定的遗传效应，这说明段，有着特定的遗传效应，这说明DNADNA必然必然蕴含了
7、大量的遗传信息。蕴含了大量的遗传信息。DNADNA分子为什么能储存大量的遗传信息呢？分子为什么能储存大量的遗传信息呢？构成构成DNADNA的基本单位是什么？的基本单位是什么？-脱氧核苷酸脱氧核苷酸1.1.基因的化学组成：基因的化学组成：每个基因含有成百每个基因含有成百上千个脱氧核苷酸。上千个脱氧核苷酸。 基因的脱氧核苷酸排列顺序代表遗传基因的脱氧核苷酸排列顺序代表遗传信息。例如：白花基因有特定的脱氧核苷信息。例如：白花基因有特定的脱氧核苷酸排列顺序，这样特定的排列顺序就代表酸排列顺序，这样特定的排列顺序就代表白花的遗传信息。上一代传给下一代的是白花的遗传信息。上一代传给下一代的是遗传信息而不是
8、白花遗传信息而不是白花( (性状性状) )的本身，在下的本身，在下一代就可以将白花遗传信息表达为白花。一代就可以将白花遗传信息表达为白花。2.2.基因不同的实质：基因不同的实质： 不同的基因，四种脱氧核苷酸（碱基）不同的基因，四种脱氧核苷酸（碱基）的排列顺序不同（的排列顺序不同（DNADNA分子的多样性），但分子的多样性），但是每个基因都有特定的排列顺序（是每个基因都有特定的排列顺序（DNADNA分子分子的特异性）。的特异性）。3.3.基因的位置：基因的位置： 染色体是基因的主要载体，每个染色染色体是基因的主要载体，每个染色体含有一个体含有一个DNADNA分子，每个分子，每个DNADNA分子含
9、有多分子含有多个基因，基因在染色体上呈直线排列（果个基因，基因在染色体上呈直线排列（果蝇某一条染色体上的几个基因）。蝇某一条染色体上的几个基因）。果果蝇蝇某某染染色色体体上上的的几几个个基基因因 仔细观察基因在染色体（DNA）上是如何排列的。4.4.基因是有遗传效应的基因是有遗传效应的DNADNA片段片段 这就是说，基因这就是说，基因是是DNADNA的片段，但必须具有遗传的片段，但必须具有遗传效应（指具有复制、转录、翻译、重组突变及调控效应（指具有复制、转录、翻译、重组突变及调控等功能）。有的等功能）。有的DNADNA片段属间隔区段，没有控制性状片段属间隔区段，没有控制性状的作用，这样的的作用
10、，这样的DNADNA片段就不是基因。片段就不是基因。 控制某种性状的基因有特定的控制某种性状的基因有特定的DNADNA片段，蕴含特片段，蕴含特定的遗传信息，可以切除，可以拼接到其他生物的定的遗传信息，可以切除，可以拼接到其他生物的DNADNA上，从而获得某种性状的表达。例如：把牛的胰上，从而获得某种性状的表达。例如：把牛的胰岛素基因拼接到大肠杆菌的岛素基因拼接到大肠杆菌的DNADNA上，大肠杆菌可以生上，大肠杆菌可以生产胰岛素。产胰岛素。 基因中脱氧核苷酸的排列顺序基因中脱氧核苷酸的排列顺序就代表着遗传信息，而基因中脱氧核苷就代表着遗传信息，而基因中脱氧核苷酸的排列顺序又导致了控制不同性状的酸
11、的排列顺序又导致了控制不同性状的基因之间的差别。归根到底，基因之间的差别。归根到底，生物性状生物性状的遗传就是基因通过四种脱氧核苷酸的的遗传就是基因通过四种脱氧核苷酸的序列来传递和表达信息的。序列来传递和表达信息的。基因和遗传信息的关系？基因和遗传信息的关系？ 从从基基因因在在染染色色体体( (染染色色质质) )上上的的关关系系看看：基基因因在在染染色色体体上上具具有有一一定定的的位位置置，并并且且呈呈线线性性排排列列。基基因因与与染染色色体体的的行行为为具具有有一致性。一致性。 基基基基因因因因与与与与染染染染色色色色体体体体( ( ( (染染染染色色色色质质质质) ) ) )、DNADNA
12、DNADNA、性状、遗传信息的关系？、性状、遗传信息的关系？、性状、遗传信息的关系？、性状、遗传信息的关系？小结：小结： 从从基基因因与与DNADNA的的关关系系看看：每每个个DNADNA分分子子上上有有许许多多基基因因，基基因是有遗传效应的因是有遗传效应的DNADNA片段片段(DAN(DAN片段不一定是基因片段不一定是基因) ) 。 从从基基因因与与性性状状的的关关系系看看：基基因因是是控控制制生生物物性性状状的的结结构构和和功能单位。功能单位。 从从基基因因与与遗遗传传信信息息的的关关系系看看：基基因因的的脱脱氧氧核核苷苷酸酸的的排排列列顺顺序序包包含含着着遗遗传传信信息息。对对于于某某个
13、个基基因因来来说说，其其“顺顺序序”是是固固定定的，而不同的基因，其脱氧核苷酸的顺序又是各不相同的。的，而不同的基因，其脱氧核苷酸的顺序又是各不相同的。染色体染色体DNADNA基因基因脱氧核苷酸脱氧核苷酸染染色色体体是是DNADNA的主要载体的主要载体每每个个染染色色体体上上有有一个一个DNADNA分子分子基因是有遗传效应基因是有遗传效应的的DNADNA片断片断每个每个DNADNA分子分子上有许多基因上有许多基因基基因因中中的的脱脱氧氧核核苷苷酸酸排排列顺序代表着遗传信息列顺序代表着遗传信息每每个个基基因因由由许许多多脱氧核苷酸组成脱氧核苷酸组成DNADNA是主要的是主要的遗传物质遗传物质1
14、1下列关于下列关于DNADNA、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 A 基因是有遗传效应的基因是有遗传效应的DNADNA片段片段 B DNA B DNA是遗传信息的主要载体是遗传信息的主要载体 C DNA C DNA分子在染色体上成念珠状排列分子在染色体上成念珠状排列 D DNA D DNA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2 2下列有关下列有关DNADNA与基因关系的叙述中，正确的是与基因关系的叙述中，正确的是 A A 基因是碱基对随机排列而成的基因是碱基对随机排列而成的DNADNA片段片段 B B 一个一个DNADNA分子上有许多个基
15、因分子上有许多个基因 C DNAC DNA的碱基排列顺序就代表基因的碱基排列顺序就代表基因 D D 组成不同的基因的碱基数量一定不同组成不同的基因的碱基数量一定不同C C B B课堂练习课堂练习3 3DNADNA分子结构多样性的原因是分子结构多样性的原因是 A A 碱基配对方式的多样性碱基配对方式的多样性 B B 磷酸和脱氧核糖排列顺序的多样性磷酸和脱氧核糖排列顺序的多样性 C C 螺旋方向的多样性螺旋方向的多样性 D D 碱基对排列次序的多样性碱基对排列次序的多样性4 4DNADNA指纹技术也可以帮助人们确认亲子关系，这指纹技术也可以帮助人们确认亲子关系，这是因为是因为 A A 每个人的指纹
16、大多相同每个人的指纹大多相同 B B 每个人的指纹是不同的每个人的指纹是不同的 C C 不同的个体的相同的组织中的不同的个体的相同的组织中的DNADNA指纹是相同的指纹是相同的 D DNAD DNA技术是检测技术是检测DNADNA上碱基种类上碱基种类D DB B5 5、分析下面的概念图，回答有关问题：分析下面的概念图，回答有关问题： A A染色体染色体B B+ + C CDNADNA D D基因基因 E E脱氧核苷酸脱氧核苷酸构成构成 H磷酸磷酸+ + +FG（1 1）图中）图中B B是是 ，F F是是 ，G G是是 。（2 2）1 1个个A A与与C C有两种比例关系：有两种比例关系： 和和
17、 。（3 3）每个）每个C C含有含有 个个D D，每个每个D D中可以由中可以由 个个E E组成。组成。蛋白质蛋白质含含N N碱基碱基脱氧核糖脱氧核糖1 1：1 11 1：2 2很多很多成百上千成百上千（4 4）D D和和A A的位置关系：的位置关系： 。（5 5）从分子水平看）从分子水平看D D和和C C的关系是的关系是 。（6 6）C C的基本组成单位是图中的的基本组成单位是图中的 。（7 7）在）在E E构成的链中，与一分子构成的链中，与一分子G G相连接的有相连接的有 分子分子F F和和 分子分子H H。（8 8）遗传信息是遗传信息是D D中中 的排列顺序。的排列顺序。 D D位于位
18、于A A上上基因（基因（D D）是有遗传效应的是有遗传效应的DNADNA（C C）片断片断E E1 12 2E E（脱氧核苷酸）脱氧核苷酸） A A染色体染色体B B+ + C CDNADNA D D基因基因 E E脱氧核苷酸脱氧核苷酸构成构成 H磷酸磷酸+ + +FG 6 6中国青年科学家陈炬成功地把人的抗病毒中国青年科学家陈炬成功地把人的抗病毒干扰素基因干扰素基因“嫁接嫁接”到烟草的到烟草的DNADNA分子上，使分子上，使烟草具备了抗病毒的能力，试分析：烟草具备了抗病毒的能力，试分析：（1 1）人的基因所以能接到植物体内去，物质基）人的基因所以能接到植物体内去，物质基础是础是_。（2 2）
19、烟草具备抗病毒能力，表明烟草体内产生）烟草具备抗病毒能力，表明烟草体内产生了了_，这个事实说明：人和植物，这个事实说明：人和植物体内蛋白质的合成方式体内蛋白质的合成方式_。DNADNA结构基本相同结构基本相同干扰素干扰素基本相同基本相同解析：解析：人和植物的人和植物的DNADNA都是由脱氧都是由脱氧核苷酸组成，都是规则的双螺旋结核苷酸组成，都是规则的双螺旋结构，这是转基因技术的物质基础；构，这是转基因技术的物质基础；同时所有生物合成蛋白质时都共用同时所有生物合成蛋白质时都共用那那2020种氨基酸，因此将人的基因移种氨基酸，因此将人的基因移植到植物体内后可以在植物体内合植到植物体内后可以在植物体内合成相应的蛋白质。成相应的蛋白质。
