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1、第第4 4节节 基因是有遗传效应的基因是有遗传效应的DNADNA片段片段第三章第三章 基因的本质基因的本质基因基因= =DNA吗？吗？基因和基因和DNA有什么关系呢？有什么关系呢？一、用实例说明基因与一、用实例说明基因与DNA的关系的关系1、大肠杆菌细胞的拟核有、大肠杆菌细胞的拟核有1个个DNA分子，长度分子，长度约为约为4700000个碱基对，在个碱基对，在DNA分子上分布着分子上分布着4400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1000个个碱基对。碱基对。问题问题1：计算所有：计算所有基因的碱基对基因的碱基对总数占所有的比例。总数占所有的比例。基因的碱基对基因的碱基
2、对总数只是总数只是DNA的碱基对的碱基对总数的一部分总数的一部分.问题问题2：根据资料根据资料1，你能得出什么结论？，你能得出什么结论？基因是基因是DNA的片段的片段.2 2、把海蜇的绿色荧光基因、把海蜇的绿色荧光基因转入鼠的体内，转入鼠的体内，鼠鼠体内出现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。它可以独立起作用。基因有遗传效应。它可以独立起作用。资料资料2：说明了什么？：说明了什么？ 基因是特定的基因是特定的DNA片段，片段，可以切除，可以拼接到其他可以切除，可以拼接到其他生物的生物的DNA上去，从而获得上去，从而获得某种性状的表达，所以某种性状的表达，所以基因基因是结构
3、单位。是结构单位。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条条常染色体常染色体+X+Y+X+Y）上的）上的DNADNA的碱基序列。其中，每的碱基序列。其中，每条染色体上有一个条染色体上有一个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，构成基因的碱基亿个碱基对，其中，构成基因的碱基数占碱基总数的比例不超过数占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。就称为基因。 基因是一段基因是一段DNADNA，但是一段，但是一段DNADNA不一定是基因。不一
4、定是基因。资料资料3说明了什么？说明了什么？4 4、没有、没有HMGICHMGIC基因，就没有基因，就没有肥胖的表现，有肥胖的表现，有HMGICHMGIC基因基因就有肥胖表现。就有肥胖表现。资料资料4说明了什么？说明了什么？基因能控制生物的性状。基因能控制生物的性状。基因是一段基因是一段DNADNA。基因具有遗传效应，它可以独立起作用。基因具有遗传效应，它可以独立起作用。基因是一段基因是一段DNADNA，但是一段，但是一段DNADNA不一定是基因。不一定是基因。资料资料资料资料1 1 1 1：资料资料资料资料2 2 2 2：资料资料资料资料3 3 3 3：资料资料资料资料4 4 4 4：基因能
5、控制生物性状基因能控制生物性状。基因基因（gene）是具有遗传效应的是具有遗传效应的DNADNA片段，片段，是生物体遗传的结构单位和功能单位。是生物体遗传的结构单位和功能单位。二、二、脱氧核苷酸、基因、脱氧核苷酸、基因、DNA DNA 、染色体之间的关系、染色体之间的关系染色体染色体DNA基因基因脱氧核苷酸脱氧核苷酸染色体染色体是是DNADNA的的主要主要载体载体每每个个染染色色体体上上有有1 1个个或或2 2个个DNADNA分分子子基因基因是有遗传效应是有遗传效应的的DNADNA片断片断每个每个DNADNA分子上分子上有有许多许多基因基因基基因因中中的的脱脱氧氧核核苷苷酸酸排排列列顺序顺序代
6、表着遗传信息代表着遗传信息每每个个基基因因由由许许多多( (成成百百上上千千) )脱脱氧氧核苷酸组成核苷酸组成DNADNA是主要的是主要的遗传物质遗传物质五、五、DNADNA分子的特性分子的特性1 1）稳定性稳定性2 2）特异性）特异性3 )3 )多样性多样性 不同的生物不同的生物 碱基对碱基对的的数目数目可能不同，可能不同， 碱基对碱基对的的排列顺序排列顺序肯定不同。肯定不同。外侧链：基本骨架外侧链：基本骨架(磷酸与脱氧核糖磷酸与脱氧核糖) 固定不变。固定不变。碱基对：严格遵循碱基互补配对原则。碱基对：严格遵循碱基互补配对原则。碱基对的碱基对的排列顺序排列顺序的的千变万化千变万化，构成了，构
7、成了DNA分子的分子的多样性多样性。4 4n n(n(n(n(n为碱基对数为碱基对数为碱基对数为碱基对数) ) ) )特定特定的的DNADNA分子具有分子具有特定特定的的碱基数目和排列顺序碱基数目和排列顺序。：4)贮存遗传信息贮存遗传信息:DNA分子中分子中碱基对的排列顺序碱基对的排列顺序代表遗传信息代表遗传信息,DNA分分子能够贮存大量遗传信息子能够贮存大量遗传信息.1. DNA分子中储存着足够量的分子中储存着足够量的 ；2. 遗传信息蕴藏在遗传信息蕴藏在 之中；之中； 3. ，又构成了每一个，又构成了每一个DNA分子分子 的特异性；的特异性；4. DNA分子的多样性和特异性是分子的多样性和
8、特异性是 多样性和多样性和 特异性的物质基础。特异性的物质基础。4种碱基的排列顺序种碱基的排列顺序小结：小结：碱基碱基(碱基对或脱氧核碱基对或脱氧核甘酸甘酸)的特定的排列顺的特定的排列顺序序生物生物遗传信息遗传信息分析下面的概念图，回答有关问题：分析下面的概念图，回答有关问题：（1）图中）图中B是是 ，H是是 ，F是是 。（2 ）每个）每个C含有含有 个个D，每个，每个D中可以由中可以由 个个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很多很多成百上千成百上千C DNAC DNAG G 磷酸磷酸磷酸磷酸HHD D 基因基因基因基因F FA A 染色体染色体染色体染色体E E 脱氧
9、核苷酸脱氧核苷酸脱氧核苷酸脱氧核苷酸B B（3 ）D 和和A的位置关系：的位置关系： 。（4 ）从分子水平看）从分子水平看D和和C的关系是的关系是 。（5）C的基本组成单位是图中的的基本组成单位是图中的 。（6）遗传信息是）遗传信息是D中中 的排列顺序。的排列顺序。 基因位于染色体上基因位于染色体上基因是有遗传效应的基因是有遗传效应的DNADNA片断片断E EE E（脱氧核苷酸）（脱氧核苷酸）P57答案答案:2、在人类的、在人类的DNA分子分子 中中,核苷酸序列核苷酸序列多样性多样性表现为表现为每个人的每个人的DNA几乎不可能完全相同。几乎不可能完全相同。3、不是。、不是。理论上理论上可以，但
10、可以，但事实上事实上基因要有特定的遗基因要有特定的遗传效应，其控制的性状要适应环境，经受自然环境传效应，其控制的性状要适应环境，经受自然环境的选择、进化。的选择、进化。P58答案：答案：二二1、并非任何一个、并非任何一个DNA片段都是基因，只有具有片段都是基因，只有具有遗传遗传效应效应的的DNA片段才是基因。片段才是基因。2、DNA包括包括基因基因和和非基因非基因的碱基序列。的碱基序列。3、有道理。但中日常生活中，如报刊、杂志、广、有道理。但中日常生活中，如报刊、杂志、广播等传播媒体常将基因与播等传播媒体常将基因与DNA这两个概念等同使用，这两个概念等同使用，因此，在具体情况中要因此，在具体情
11、况中要注意区分注意区分。1 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 DNAB DNA是遗传信息的主要载体是遗传信息的主要载体 C C 基因基因在染色体上成念珠状排列在染色体上成念珠状排列 D DNAD 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人类遗传信息的携带者是人类遗传信息的携带者是( ) A.DNA A.DNA和和RNA B.DNARNA B.DNA或或RNA C.DNA D.RNA RNA C.DNA D.RNA 3 3下
12、列有关下列有关DNADNA与基因的关系的叙述中，正确的是与基因的关系的叙述中，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巩固练习：4 4DNADNA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
13、.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5 5有关有关DNADNA的结构的叙述中，不正确的一项是（的结构的叙述中，不正确的一项是（ ） A.A.每个每个DNADNA分子都含有分子都含有4 4种脱氧核苷酸种脱氧核苷酸 B.B.每个每个DNADNA分子中核糖上连结一个磷酸和一个碱基分子中核糖上连结一个磷酸和一个碱基 C.DNAC.DNA分子两条链中的碱基通过氢键连接起来，形成碱基对分子两条链中的碱基通过氢键连接起来，形成碱基对 D.D.双链双链DNADNA分子中，某一段链上若含有分子中，某一段链上若含有3030个胞嘧啶，就一定会个胞嘧啶，就一定会
14、 同时有同时有3030个鸟嘌呤个鸟嘌呤6 6基因存在于植物细胞的（基因存在于植物细胞的（ ） 染色体染色体核糖体核糖体叶绿体叶绿体高尔基体高尔基体线粒体线粒体A . B. C. D. DBC转基因生物转基因生物 为了达到特定的目的而将为了达到特定的目的而将DNADNA进行人为改造的生物。进行人为改造的生物。通常的做法是提取某生物具有特殊功能（如抗病虫害、通常的做法是提取某生物具有特殊功能（如抗病虫害、增加营养成分）的基因片断，通过基因技术加入到目增加营养成分）的基因片断，通过基因技术加入到目标生物当中。标生物当中。转基因食品转基因食品 移动动植物的基因并加以改变，制造出具备新特移动动植物的基因
15、并加以改变，制造出具备新特征的食品种类。人们可以用鲜鱼的基因帮助西红柿、征的食品种类。人们可以用鲜鱼的基因帮助西红柿、草莓等普通植物来抵御寒冷；把某些细菌的基因接入草莓等普通植物来抵御寒冷；把某些细菌的基因接入玉米、大豆的植株中，就可以更好地保护它们不受害玉米、大豆的植株中，就可以更好地保护它们不受害虫的侵袭。而以这些转基因生物为原料加工生产的食虫的侵袭。而以这些转基因生物为原料加工生产的食品就是转基因食品。品就是转基因食品。历史背景历史背景转基因烟草转基因烟草 1983 1983年年 世界上第一例转基因植物世界上第一例转基因植物一种含有抗一种含有抗生素药类抗体的烟草在美国成功培植。生素药类抗
16、体的烟草在美国成功培植。 迄今迄今 全世界已有近全世界已有近5050个国家和地区开展转基因作物个国家和地区开展转基因作物种植实验，有种植实验，有1616个国家的近个国家的近600600万农民以种植转基因作物万农民以种植转基因作物为主。为主。 2002 2002年年 全球转基因农作物种植面积已扩大到全球转基因农作物种植面积已扩大到58705870万公顷。万公顷。19961996年年 世界转基因作物种植总面积仅为世界转基因作物种植总面积仅为170170万公顷。万公顷。 1993 1993年年 世界上第一种转基因食品世界上第一种转基因食品转基因晚熟转基因晚熟西红柿正式投放美国市场。西红柿正式投放美国
17、市场。 美国密苏里大学培育出四只含有荧光水母基因的美国密苏里大学培育出四只含有荧光水母基因的小猪。左为荧光小猪，右为正常小猪。小猪。左为荧光小猪，右为正常小猪。中国首批中国首批t-PAt-PA转基因羊在山东东营诞生转基因羊在山东东营诞生 t-PAt-PA是目前治疗急性心肌梗塞最好的溶血栓药物，如果从是目前治疗急性心肌梗塞最好的溶血栓药物，如果从国外进口，价格非常昂贵，由动物的乳腺生产出含有国外进口，价格非常昂贵，由动物的乳腺生产出含有t-PAt-PA的药的药物蛋白，价格就会大大降低。物蛋白，价格就会大大降低。首只转基因猴降生首只转基因猴降生首只转基因猴降生首只转基因猴降生 人类未来喜忧参半人类未来喜忧参半人类未来喜忧参半人类未来喜忧参半安迪在安迪在安迪在安迪在2000200020002000年年年年10101010月月月月2 2 2 2日出生日出生日出生日出生 此项成果可能意味着人类医学进步步伐加快，具体涉及的疾此项成果可能意味着人类医学进步步伐加快，具体涉及的疾病可能包括糖尿病、乳腺癌、帕金森症和艾滋病。病可能包括糖尿病、乳腺癌、帕金森症和艾滋病。美科学家研制出世界上第一只转基因蝴蝶美科学家研制出世界上第一只转基因蝴蝶 过去过去现在现在将来将来转基因食品 -想说爱你不容易！
