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1、第三章 基因的本质1知识回顾p1865年，孟德尔通过豌豆实验证明了生物的性状由年，孟德尔通过豌豆实验证明了生物的性状由_控制控制p1909年，约翰逊给遗传因子起了新名，叫做年，约翰逊给遗传因子起了新名，叫做_p1910年，摩尔根证明基因在年，摩尔根证明基因在_上上p20世纪中叶：世纪中叶： 染色体主要由两种物质组成染色体主要由两种物质组成_p1928、1944、1952年：年： 实验证明实验证明_p1953年：沃森、克里克提出年：沃森、克里克提出_遗传因子遗传因子基因基因染色体染色体DNA和蛋白质和蛋白质DNA是主要的遗传物质是主要的遗传物质DNA双螺旋结构模型双螺旋结构模型 基因基因=DNA
2、？2如何定义基因？如何定义基因？如何定义基因？如何定义基因？基因和DNA有何关系？资料资料1：大肠杆菌的拟核中只有一个：大肠杆菌的拟核中只有一个DNA分子，长度约为个碱基对，在分子，长度约为个碱基对，在DNA分子上分子上分布着大约分布着大约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个碱基对。个碱基对。p请计算所有基因的碱基总数与请计算所有基因的碱基总数与DNA分子的碱基总数，并比较二者的大分子的碱基总数，并比较二者的大小关系。小关系。基因的碱基对总数基因的碱基对总数 DNADNA分子的碱基对总数分子的碱基对总数分析分析: : 推理：推理：大肠杆菌的一个大肠杆菌
3、的一个DNADNA分子上含有多个基因。分子上含有多个基因。 DNADNA分子数目分子数目 基因数目基因数目说明基因是一段说明基因是一段DNA4DNA片段一定是基因吗？资料资料2：人类基因组计划测定的是：人类基因组计划测定的是24条染色体上条染色体上DNA的碱基序列。其中，每条染色的碱基序列。其中，每条染色体上有一个体上有一个DNA分子。这分子。这24个个DNA分子大约有分子大约有31.6亿个碱基对，其中，构成基因的亿个碱基对，其中，构成基因的碱基数占碱基总数的比例不超过碱基数占碱基总数的比例不超过2%。p这说明人的基因与这说明人的基因与DNA有怎样的关系？有怎样的关系？人体中构成基因的碱基对组
4、成比较少，不超过全部碱基总数的2%。这说明并不是随便一段DNA就称为基因。基因是一段基因是一段基因是一段基因是一段DNADNA，但是一段，但是一段，但是一段，但是一段DNADNA不一定是基因不一定是基因不一定是基因不一定是基因。5基因可以独立起作用吗？资料资料3：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：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DNA分子分子上有一段长度为上有一段长度为5170个碱基对的片段个碱基对的片段绿色荧光蛋白基因。转基因实验表明，转绿色荧光蛋白基因。转基因实验表明，转入了海蛰的绿色荧光蛋白基因的转基因鼠，在紫外线的照射下，也能象海蛰一
5、样发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，也能象海蛰一样发光。光。p这则资料说明了什么问题？这则资料说明了什么问题？说明基因是特定的说明基因是特定的DNA片段，可片段，可拼接拼接拼接拼接到其他生物的到其他生物的DNA上去，有遗传效应上去，有遗传效应,可独立起可独立起作用。作用。基因是遗传物质的结构单位基因是遗传物质的结构单位6基因可以遗传吗？资料资料4：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：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，小鼠体内的体内的HMGIC基因与肥胖直接相关。具有基因与肥胖直接相关。具有HMGIC基因缺陷的实
6、验鼠与作为对照的小基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，对照组的小鼠变得十分肥胖，而具有鼠，吃同样多的高脂肪食物，一段时间后，对照组的小鼠变得十分肥胖，而具有HMGIC基因缺陷的实验鼠体重仍然保持正常。基因缺陷的实验鼠体重仍然保持正常。p这说明基因与性状有怎样的关系？这说明基因与性状有怎样的关系？没有没有HMGIC基因，就没有肥胖的表现，有基因，就没有肥胖的表现，有HMGIC基因就有肥胖表现。说明基因能控基因就有肥胖表现。说明基因能控制生物的性状。制生物的性状。基因是遗传物质的功能单位基因是遗传物质的功能单位7综合上述材料，给基因下一个定义p综合上述资料，请你给基
7、因下个定义？综合上述资料，请你给基因下个定义？基因是有遗传效应的基因是有遗传效应的基因是有遗传效应的基因是有遗传效应的DNADNADNADNA片段，片段，片段，片段，它是生物体遗传的功能单位和结构单位。它是生物体遗传的功能单位和结构单位。p什么叫做遗传效应？它包含了哪些方面？什么叫做遗传效应？它包含了哪些方面？遗传效应：遗传效应：指具有复制、转录、翻译、重组、突变及调控等功能。指具有复制、转录、翻译、重组、突变及调控等功能。8基因和遗传信息有什么关系？基因和遗传信息有什么关系？基因和遗传信息有什么关系？基因和遗传信息有什么关系？遗传信息：生物的遗传性状以遗传信息：生物的遗传性状以_形式编排在形
8、式编排在DNA分子上，表现为特定的分子上，表现为特定的_。由于基因是。由于基因是_的的DNA片段，因此基因中碱基的排列顺序可片段，因此基因中碱基的排列顺序可以代表遗传信息；不同基因的以代表遗传信息；不同基因的_排列顺序不同，因此不同的基因就含有不同的排列顺序不同，因此不同的基因就含有不同的_。什么是遗传信息？DNA分子结构分子结构基本骨架：脱氧核糖和磷酸交替连接，从头至尾基本骨架：脱氧核糖和磷酸交替连接，从头至尾_(没有、有没有、有)变化变化骨架内侧：碱基之间互补配对，其排列顺序是骨架内侧：碱基之间互补配对，其排列顺序是_的。的。没有没有可变可变遗传信息遗传信息碱基排列顺序碱基排列顺序有遗传效
9、应有遗传效应碱基碱基遗传信息遗传信息10脱氧核苷酸的序列存储信息的能力怎样？情境情境1：假如决定脸型的一个基因由：假如决定脸型的一个基因由17个碱基对组成，那么这种排列有多少种可能个碱基对组成，那么这种排列有多少种可能？ 情境情境2：全球人口总数约为：全球人口总数约为60亿。假设人类基因组中第亿。假设人类基因组中第1号染色体的第号染色体的第1个基因是个基因是由由17个碱基对随机排列构成的，那么，个碱基对随机排列构成的，那么，17个碱基对的所有排列是否都有机会出现个碱基对的所有排列是否都有机会出现？你与你同桌相比，这个基因的脱氧核苷酸序列完全相同的可能性有多大？你与你同桌相比，这个基因的脱氧核苷
10、酸序列完全相同的可能性有多大？417（大约为一百七十二亿种）（大约为一百七十二亿种）4-17 4-1711基因不同的实质是什么？不同的基因，四种脱氧核苷酸（碱基）的排列顺序不同不同的基因，四种脱氧核苷酸（碱基）的排列顺序不同DNA分子的多样性分子的多样性p生物体内的生物体内的DNA序列是随机排列的吗？序列是随机排列的吗？事实上，大部分随机排列的碱基序列从来不曾出现在生物体事实上，大部分随机排列的碱基序列从来不曾出现在生物体DNA内，而有些序列却内，而有些序列却重复许多次。重复许多次。 每个基因都是特定的每个基因都是特定的DNA片段片段 具有特定的碱基排列顺序具有特定的碱基排列顺序 具有特定的遗
11、传效应具有特定的遗传效应DNA分子的特异性分子的特异性12基因与物种多样性有什么关联？p 多样性多样性 _ 多样性多样性 多样性多样性p 特异性特异性 特异性特异性 特异性特异性碱基排列顺序碱基排列顺序DNA分子分子生物生物碱基排列顺序碱基排列顺序DNA分子分子生物生物DNA分子的多样性和特异性是生物体多样性和特异性的分子的多样性和特异性是生物体多样性和特异性的_，生物多样性的，生物多样性的直接原因是直接原因是 的多样性；生物多样性的根本原因是的多样性；生物多样性的根本原因是 的多样性的多样性物质基础物质基础蛋白质蛋白质核酸核酸13基因与染色体又有什么关系？基因与染色体又有什么关系？基因与染色
12、体又有什么关系？基因与染色体又有什么关系？基因、DNA、脱氧核苷酸、染色体有何关系？15基因、DNA、脱氧核苷酸、染色体有何关系？染色体染色体DNA基因基因脱氧核苷酸脱氧核苷酸染染色色体体是是DNA的的主主要要载载体体每每个个染染色色体体上上有有一一个个或或两两个个DNA分子分子基因是有遗传基因是有遗传效应的效应的DNA片断片断每个每个DNA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列顺序代表着遗传信息顺序代表着遗传信息DNA是主要的是主要的遗传物质遗传物质16课堂小结染色体染色体1个或个或2个个遗传物质遗传物质基本单位基本单位效应效应线性线性脱氧核苷酸脱氧核苷酸许多许多17
