3.4基因是具有遗传效应的DNA片段

第4节基因是有遗传效应的DNA片段资料1、大肠杆菌细胞的拟核有1个DNA分子，长度约为4700000个碱基对，在DNA分子上分布着大约4400个基因，每个基因的平均长度约为1000个碱基对。带有纤毛的大肠杆菌一、证明基因与DNA关系的实例大肠杆菌一个DNA分子上含有多个基因。说明基因是一段DNA。资料2、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分子上有一段长度为5170个碱基对的片段---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，也能象海蛰一样发光。说明基因是特定的DNA片段，可拼接到其他生物的DNA上去，有遗传效应,可独立起作用基因是特定的DNA片段，可以切除，可以拼接到其他生物的DNA上去，从而获得某种性状的表达，所以基因是遗传物质的结构单位。资料3、人类基因组计划测定的是24条染色体（22条染色体+X+Y）上的DNA的碱基序列。其中，每条染色体上有一个DNA分子。这24个DNA分子大约有31.6亿个碱基对，其中构成基因的碱基数占碱基总数的比例不超过2%。DNA分子上只有部分碱基参与基因组成。基因是一段DNA，但是一段DNA不一定是基因。--ATGCATGCATCCATGCTAGCCATCCCTAAGGACAG-----TACGTACGTAGGTACGATCGGTAGGGATTCCTGTC---基因基因非基因片段资料4、、不少人认为，人和动物体的胖瘦是由遗传决定的。近来的科学研究发现，小鼠体内的HMGIC基因与肥胖直接相关。具有HMGIC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HMGIC基因缺陷的实验鼠体重仍然保持正常。你从资料４能得出什么结论？没有HMGIC基因，就没有肥胖的表现，有HMGIC基因就有肥胖表现。说明基因能控制生物的性状(功能单位)。结论：基因是有遗传效应的DNA片段，它是生物体遗传的功能单位和结构单位.综合上述资料，请你给基因下个定义？遗传效应：指具有复制、转录、翻译、重组突变及调控等功能。说明：基因是有遗传效应的DNA片段，也就说明有的DNA片段属于间隔区段，没有控制性状的作用，这样的DNA片段不是基因。控制某性状的基因是特定的DNA片段，可以切除、拼接到其他生物的DNA分子上去，从而获得某种性状的表达，所以说基因是决定性状的结构单位，具有一定的独立性。探究：脱氧核苷酸序列与遗传信息的多样性假如决定脸型的一个基因只有17个碱基对组成，那么这种排列有多少种可能？二、DNA片段中的遗传信息ATCATTGATCGAAT这两个碱基对相同吗？含有四种碱基的脱氧核苷酸：ATCG碱基互补配对ATCGGGCCGG排列顺序为4n，n为碱基对对数——DNA的基本组成单位染色体——是DNA的主要载体，每条染色体上有一个或两个DNA分子DNA——是主要的遗传物质基因基因是有遗传效应的DNA片段，每个DNA分子上分布着多个基因基因是决定生物性状的结构单位和功能单位，基因在染色体上呈线性排列基因中脱氧核苷酸的排列顺序代表遗传信息，每个基因中含有成百上千个脱氧核苷酸脱氧核苷酸线性排列于说明：①染色体并不是DNA的唯一载体，细胞质中的线粒体和叶绿体中也有少量的DNA。②并非所有生物的遗传信息都位于DNA上，有些病毒的遗传物质是RNA，其遗传信息存在于RNA分子中。3.DNA分子的特性（1）稳定性：指DNA分子双螺旋空间结构的相对稳定性。稳定性产生的原因：①DNA分子的基本骨架由磷酸和脱氧核糖交替连接而成，从头至尾没有变化。②碱基配对方式始终不变，即A与T配对，G与C配对。③DNA分子碱基对间的氢键维持着两条链的偶联。（2）多样性：构成DNA分子的碱基只有4种，配对方式只有2种，但是碱基对的数目却可以成千上万，形成的碱基对的排列顺序也可以千变万化（如一个由1000个碱基对组成的DNA分子，它的碱基对可能的排列方式就有41000种），从而构成了DNA分子的多样性，也决定了遗传信息的多样性。（3）特异性：每个特定的DNA分子都有特定的碱基排列顺序，而特定的碱基排列顺序中有遗传效应的片段就代表了遗传信息，所以每个特定的DNA分子中都贮存着特定的遗传信息，因此这种特定的碱基排列顺序就构成了DNA分子的特异性。说明：DNA分子的多样性和特异性是生物体多样性和特异性的物质基础。生物界多样性的直接原因是蛋白质的多样性，生物界多样性的根本原因是核酸的多样性。DNA分子能像指纹一样用来鉴定身份吗？有科学依据吗？在人类的DNA分子中，核苷酸序列多样性表现为每个人的DNA几乎不可能完全相同，因此，DNA可以像指纹一样用来鉴别身份。刑侦领域的应用DNA分子为什么能储存大量的遗传信息呢？探究：脱氧核苷酸序列与遗传信息的多样性417种。碱基排列顺序的千变万化，构成了DNA分子的多样性假如决定脸型的一个基因只有17个碱基对组成，那么这种排列有多少种可能？（大约为一百七十二亿种）情境1：全球人口总数约为６０亿。假设人类基因组中第１号染色体的第１个基因是由１７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？————。不是DNA分子为什么能储存大量的遗传信息呢？探究：脱氧核苷酸序列与遗传信息的多样性你与你的同桌相比，这个基因的脱氧核苷酸序列完全相同的可能性有多大？４-１７×４-１７碱基特定的排列顺序，又构成了DNA分子的特异性情境2：上面的探究是建立在所有碱基对的随机排列都能构成基因的这一假设下的。事实上，大部分随机排列的脱氧核苷酸序列从来不曾出现在生物体内，而有些序列却火在生物体内重复千万次。你认为，基因是碱基对随机排列成的DNA片段吗？CTGACCTCAATGGG讨论：基因是碱基对随机排列成的DNA片段吗？（提示：从进化角度分析）理论上，每一个基因中的碱基对是可以随机排列的，但大量随机排列的核苷酸序列一般不能表达出某种适应环境的性状，这种序列在长期进化过程中会逐渐被淘汰掉。CTGACCTCAATGGG①从基因在染色体(染色质)上的关系看：基因在染色体上具有一定的位置，并且呈线性排列。基因与染色体的行为具有一致性。基因与染色体(染色质)、DNA、性状、遗传信息的关系？小结：②从基因与DNA的关系看：每个DNA分子上有许多基因，基因是有遗传效应的DNA片段(DAN片段不一定是基因)。③从基因与性状的关系看：基因是控制生物性状的结构和功能单位。④从基因与遗传信息的关系看：基因的脱氧核苷酸的排列顺序包含着遗传信息。对于某个基因来说，其“顺序”是固定的，而不同的基因，其脱氧核苷酸的顺序又是各不相同的。⑤基因的基本组成单位是脱氧核苷酸，每个基因含有成百上千个脱氧核苷酸。基因中脱氧核苷酸的排列顺序称为遗传信息1.基因是有遗传效应的DNA片段，因此，基因的基本单位是。2.对于真核细胞来说，基因分布于、和。1.“人类基因组计划”最新研究表明：人体24条染色体上含有2.0万～2.5万个基因，这一事实说明()A.基因是有遗传效应的DNA片段B.一个DNA分子上有许多个基因C.基因是染色体片段D.基因主要存在于染色体上叶绿体脱氧核苷酸细胞核线粒体B【例1】对于一个基因的正确描述是（）Ａ.基因是ＤＮＡ分子上有一定功能的特异碱基排列顺序B.一个ＤＮＡ分子就是一个基因C.基因是ＤＮＡ分子上特定的片段D.它的化学结构不会发生改变【解析】基因是控制生物性状的遗传物质的结构单位和功能单位，是有遗传效应的ＤＮＡ片段。ＤＮＡ分子中不仅包括碱基，还包括脱氧核糖和磷酸分子，所以Ａ项是错误的。每个ＤＮＡ分子可分为许许多多的片段，其中有的能控制生物的性状，有的却不能控制性状，能控制生物性状的ＤＮＡ特定片段称为有遗传效应的ＤＮＡ片段，也就是基因，所以Ｃ项正确。由于每个ＤＮＡ分子上有许多具有遗传效应的片段，所以每个ＤＮＡ分子上有许多基因，故Ｂ项错误。ＤＮＡ在复制过程中，可能由于各种原因而发生差错，使碱基的排列顺序发生局部改变，从而导致ＤＮＡ的化学结构发生变化，所以Ｄ项错误。C【例2】DNA指纹技术是法医物证学上进行个人认定的主要方法。自1984年杰夫里斯发明ＤＮＡ指纹鉴别技术以来，该技术已经在多方面得到改进和应用。实施ＤＮＡ指纹鉴别时，首先要从人的血液或其他组织中提取ＤＮＡ，用特定的方法把ＤＮＡ切割成很多长短不等的片段，再通过电泳的方法按长短分开，然后转移、固定和杂交。这些杂交的片段再经过显影或染色处理显示出来，形成图谱。不同个体的图谱是不同的，就像人的指纹互不相同，因此被称为ＤＮＡ“指纹”。ＤＮＡ“指纹”是指ＤＮＡ的（）A.双螺旋结构B.磷酸和脱氧核糖的排列顺序C.碱基配对原则D.脱氧核苷酸的排列顺序Ｄ1.DNA分子的特性是、和。2.DNA分子具有结构，DNA分子外侧是和交互排列，内侧是碱基对，碱基互补配对遵循一定的规律，即A与配对，G与配对。2.ＤＮＡ分子具有多样性和特异性是由于()A.ＤＮＡ分子是高分子化合物，相对分子质量大B.ＤＮＡ分子中碱基数目很多，能形成很多氢键C.ＤＮＡ分子中两条链上的脱氧核糖和磷酸的排列顺序变化多端D.ＤＮＡ分子中碱基对的排列顺序千变万化，但在特定的ＤＮＡ分子中碱基对的排列顺序不变C稳定性多样性特异性规则的双螺旋磷酸脱氧核糖TＤ1．下列关于DNA、基因、染色体的叙述错误的是A基因是有遗传效应的DNA片段BDNA是遗传信息的主要载体CDNA分子在染色体上成念珠状排列DDNA的相对稳定性决定染色体的相对稳定性2．下列有关DNA与基因关系的叙述中，正确的是A基因是碱基对随机排列而成的DNA片段B一个DNA分子上有许多个基因CDNA的碱基排列顺序就代表基因D组成不同的基因的碱基数量一定不同CB课堂练习3．DNA分子结构多样性的原因是A碱基配对方式的多样性B磷酸和脱氧核糖排列顺序的多样性C螺旋方向的多样性D碱基对排列次序的多样性4．DNA指纹技术也可以帮助人们确认亲子关系，这是因为A每个人的指纹大多相同B每个人的指纹是不同的C不同的个体的相同的组织中的DNA指纹是相同的DDNA技术是检测DNA上碱基种类DB5、分析下面的概念图，回答有关问题：A染色体B+CDNAD基因E脱氧核苷酸构成H磷酸++FG（1）图中B是，F是，G是。（2）1个A与C有两种比例关系：和。（3）每个C含有个D，每个D中可以由个E组成。蛋白质含N碱基脱氧核糖1：11：2很多成百上千（4）D和A的位置关系：。（5）从分子水平看D和C的关系是。（6）C的基本组成单位是图中的。（7）在E构成的链中，与一分子G相连接的有分子F和分子H。（8）遗传信息是D中的排列顺序。D位于A上基因（D）是有遗传效应的DNA（C）片断E12E（脱氧核苷酸）A染色体B+CDNAD基因E脱氧核苷酸构成H磷酸++FG6．中国青年科学家陈炬成功地把人的抗病毒干扰素基因“嫁接”到烟草的DNA分子上，使烟草具备了抗病毒的能力，试分析：（1）人的基因所以能接到植物体内去，物质基础是__________________________。（2）烟草具备抗病毒能力，表明烟草体内产生了_____________，这个事实说明：人和植物体内蛋白质的合成方式_____________。DNA结构基本相同干扰素基本相同•解析：人和植物的DNA都是由脱氧核苷酸组成，都是规则的双螺旋结构，这是转基因技术的物质基础；同时所有生物合成蛋白质时都共用那20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成相应的蛋白质。