高中生物 第三單元 遺傳與變異的分子基礎(chǔ) 第二章 基因?qū)π誀畹目刂?2.1 認(rèn)識基因教學(xué)課件 中圖版必修2

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1、第二章基因?qū)π誀畹目刂频诙禄驅(qū)π誀畹目刂频谝还?jié)認(rèn)識基因第一節(jié)認(rèn)識基因一、一、基因概念的發(fā)展基因概念的發(fā)展2染色體外基因：真核生物的染色體外基因：真核生物的線粒體線粒體基因和基因和葉葉綠體綠體基因，原核生物的基因，原核生物的擬核和質(zhì)粒擬核和質(zhì)粒。1“基因基因”的提出的提出(1)1865年，孟德爾首次提出年，孟德爾首次提出“遺傳因子遺傳因子”，并認(rèn)識到，并認(rèn)識到它具有兩個基本屬性：它具有兩個基本屬性：世代相傳世代相傳。決定決定遺傳表達(dá)遺傳表達(dá)。(2)1909年，丹麥遺傳學(xué)家約翰遜首次提出并使用年，丹麥遺傳學(xué)家約翰遜首次提出并使用“基因基因”這個名詞。其含義與這個名詞。其含義與“遺傳因子遺傳因子

2、”完全一致。完全一致。3基因概念的發(fā)展基因概念的發(fā)展(1)摩爾根：發(fā)表基因論，提出一條染色體上摩爾根：發(fā)表基因論，提出一條染色體上含有許多基因，基因以含有許多基因，基因以線性線性形式排列在染色體上的形式排列在染色體上的特定位置上。特定位置上。(2)比德爾和泰特姆：通過實驗提出比德爾和泰特姆：通過實驗提出“一基因一酶說一基因一酶說”為為進(jìn)一步認(rèn)識基因的功能奠定了基礎(chǔ)。后來又有人提出進(jìn)一步認(rèn)識基因的功能奠定了基礎(chǔ)。后來又有人提出“一個基因一個肽鏈一個基因一個肽鏈”的學(xué)說。的學(xué)說。(3)艾弗里：最終證實了基因的本質(zhì)是艾弗里：最終證實了基因的本質(zhì)是DNA 。(4)沃森和克里克：沃森和克里克：1953年

3、提出年提出DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)雙螺旋結(jié)構(gòu)模型為模型為進(jìn)一步探明基因結(jié)構(gòu)和功能奠定了基礎(chǔ)。人們對基因進(jìn)一步探明基因結(jié)構(gòu)和功能奠定了基礎(chǔ)。人們對基因認(rèn)識發(fā)展到了認(rèn)識發(fā)展到了分子分子水平，基因是水平，基因是DNA分子上的一段分子上的一段核核苷酸序列苷酸序列 ，是遺傳的，是遺傳的功能功能單位，可編碼一段單位，可編碼一段肽鏈肽鏈或者或者編碼一段編碼一段RNA 。起調(diào)控作用：起調(diào)控作用：啟動基因啟動基因、操縱基因操縱基因。(5)雅各布和莫諾：雅各布和莫諾：1961年證明基因在結(jié)構(gòu)或功年證明基因在結(jié)構(gòu)或功能上是能上是可分可分的，在功能上可分為：的，在功能上可分為：負(fù)責(zé)編碼某種蛋白質(zhì)的：負(fù)責(zé)編碼某種蛋白質(zhì)的：結(jié)構(gòu)

4、基因結(jié)構(gòu)基因；負(fù)責(zé)調(diào)節(jié)其他負(fù)責(zé)調(diào)節(jié)其他基因基因的功能：的功能：調(diào)節(jié)基因調(diào)節(jié)基因；啟動基因啟動基因調(diào)節(jié)基因調(diào)節(jié)基因操縱基因操縱基因結(jié)構(gòu)基因結(jié)構(gòu)基因(1)基因的基本組成單位是脫氧核苷酸?；虻幕窘M成單位是脫氧核苷酸。(2)基因中脫氧核苷酸的排列順序稱為遺傳信息。基因中脫氧核苷酸的排列順序稱為遺傳信息。(3)基因中脫氧核苷酸的排列順序的多樣性決定基因中脫氧核苷酸的排列順序的多樣性決定了基因的多樣性。了基因的多樣性。基因與脫氧核苷酸的關(guān)系基因與脫氧核苷酸的關(guān)系(1)基因是有遺傳效應(yīng)的基因是有遺傳效應(yīng)的DNA序列，每個序列，每個DNA分子分子上有許多個基因。一個上有許多個基因。一個DNA分子上的堿基總

5、數(shù)大分子上的堿基總數(shù)大于該于該DNA分子上所有基因上的堿基數(shù)之和。分子上所有基因上的堿基數(shù)之和。(2)基因具有遺傳效應(yīng)是指其能控制生物的性狀?；蚓哂羞z傳效應(yīng)是指其能控制生物的性狀?；蚴强刂粕镄誀畹慕Y(jié)構(gòu)和功能的基本單位，特基因是控制生物性狀的結(jié)構(gòu)和功能的基本單位，特定的基因控制特定的性狀。定的基因控制特定的性狀?；蚺c基因與DNA的關(guān)系的關(guān)系染色體主要由染色體主要由DNA和蛋白質(zhì)構(gòu)成。通常情況下和蛋白質(zhì)構(gòu)成。通常情況下一條染色體上含有一條染色體上含有1個個DNA分子，但染色體復(fù)制分子，但染色體復(fù)制后，后，1條染色體上有條染色體上有2個個DNA，染色體是，染色體是DNA的的主要載體。主要載體

6、。DNA與染色體的關(guān)系與染色體的關(guān)系(1)基因在染色體上呈線性排列?；蛟谌旧w上呈線性排列。(2)染色體是基因的主要載體，但不是唯一載體，染色體是基因的主要載體，但不是唯一載體，如線粒體、葉綠體中也有少量的如線粒體、葉綠體中也有少量的DNA，也是基因，也是基因的載體。的載體?；蚺c染色體的關(guān)系基因與染色體的關(guān)系脫氧核苷酸、基因、脫氧核苷酸、基因、DNA和染色體的關(guān)系圖和染色體的關(guān)系圖解如下解如下練習(xí)練習(xí)1染色體、染色體、DNA、基因三者關(guān)系密切，下列敘述中不、基因三者關(guān)系密切，下列敘述中不正確的是正確的是()A正常細(xì)胞中每個染色體含有一個正常細(xì)胞中每個染色體含有一個DNA分子，每個分子，每個

7、DNA分子有很多個基因分子有很多個基因B復(fù)制、分離和傳遞，三者都能相伴而行復(fù)制、分離和傳遞，三者都能相伴而行C三者都是遺傳物質(zhì)，三者都能行使生物的遺傳作用三者都是遺傳物質(zhì)，三者都能行使生物的遺傳作用D在生物的傳宗接代過程中，染色體行為決定后兩者在生物的傳宗接代過程中，染色體行為決定后兩者C2對于一個基因的正確描述是對于一個基因的正確描述是()它是它是DNA分子上特定的片段分子上特定的片段它是由沃森和克它是由沃森和克里克共同提出的里克共同提出的它決定某一遺傳性狀或功能它決定某一遺傳性狀或功能染色體的一段就是基因染色體的一段就是基因A和和 B和和C和和 D和和B二、二、基因的現(xiàn)代含義基因的現(xiàn)代含義

8、大多數(shù)真核生物的基因的編碼序列在大多數(shù)真核生物的基因的編碼序列在DNA分子上分子上不是連續(xù)的，而是被不編碼的序列隔開，稱為不是連續(xù)的，而是被不編碼的序列隔開，稱為斷斷裂基因裂基因。其中的編碼序列稱為。其中的編碼序列稱為外顯子外顯子，非編碼序，非編碼序列稱為列稱為內(nèi)含子內(nèi)含子。斷裂基因往往由一些交替存在的。斷裂基因往往由一些交替存在的外顯子和內(nèi)含子構(gòu)成。外顯子和內(nèi)含子構(gòu)成。1基因的結(jié)構(gòu)特點基因的結(jié)構(gòu)特點(1)斷裂基因斷裂基因外顯子外顯子 內(nèi)含子內(nèi)含子 外顯子外顯子 內(nèi)含子內(nèi)含子 外顯子外顯子在染色體上通過某種方式從一個位置轉(zhuǎn)移到另外一在染色體上通過某種方式從一個位置轉(zhuǎn)移到另外一個位置的基因，稱為

9、可動基因，也叫做個位置的基因，稱為可動基因，也叫做轉(zhuǎn)座因子轉(zhuǎn)座因子。(2)重疊基因重疊基因指兩個基因共用一段重疊的指兩個基因共用一段重疊的核苷酸序列核苷酸序列。(3)可動基因可動基因基因是遺傳的基本基因是遺傳的基本物質(zhì)和功物質(zhì)和功能能單位，它攜帶了逐單位，它攜帶了逐代傳遞的信息，是組成一個轉(zhuǎn)錄區(qū)域和代傳遞的信息，是組成一個轉(zhuǎn)錄區(qū)域和轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)的一段的一段DNA序列。序列。2基因的概念基因的概念項目項目實例實例可說明的情況可說明的情況實例實例1大腸桿菌一個大腸桿菌一個DNA分子上分子上含有多個基因含有多個基因基因位于基因位于DNA分子分子上或基因是一小段上或基因是一小段DNA實例實例2把海

10、蜇的綠色熒光蛋白基因把海蜇的綠色熒光蛋白基因轉(zhuǎn)入鼠的體內(nèi)，鼠體內(nèi)出現(xiàn)轉(zhuǎn)入鼠的體內(nèi)，鼠體內(nèi)出現(xiàn)了以前沒有的熒光了以前沒有的熒光基因有遺傳效應(yīng)，基因有遺傳效應(yīng)，它可以獨立起作用它可以獨立起作用實例實例3人體中構(gòu)成基因的堿基對組人體中構(gòu)成基因的堿基對組成比較少，不超過全部堿基成比較少，不超過全部堿基總數(shù)的總數(shù)的2%基因是一段基因是一段DNA，但是任一段但是任一段DNA不不一定是基因一定是基因基因與基因與DNA關(guān)系的實例關(guān)系的實例實例實例4沒有沒有HMGIC基因，就沒有基因，就沒有肥胖的表現(xiàn)，有肥胖的表現(xiàn)，有HMGIC基基因就有肥胖表現(xiàn)因就有肥胖表現(xiàn)基因具有特定的遺基因具有特定的遺傳效應(yīng)傳效應(yīng)結(jié)論結(jié)論

11、基因是有遺傳效應(yīng)的基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段，它是生物體遺傳片段，它是生物體遺傳的功能單位和結(jié)構(gòu)單位；每個的功能單位和結(jié)構(gòu)單位；每個DNA分子上有許多分子上有許多個基因個基因基因與基因與DNA關(guān)系的實例關(guān)系的實例是否是否DNA上任何一段脫氧核糖核苷酸序列都可稱為一上任何一段脫氧核糖核苷酸序列都可稱為一個基因？為什么？個基因？為什么？不是?；蚴怯羞z傳效應(yīng)的不是?；蚴怯羞z傳效應(yīng)的DNA序列。序列。細(xì)胞中所有的基因均會表達(dá)為一定的產(chǎn)物嗎？為什么？細(xì)胞中所有的基因均會表達(dá)為一定的產(chǎn)物嗎？為什么？不一定，要在特定時間、特定空間才會表達(dá)為一定的不一定，要在特定時間、特定空間才會表達(dá)為一定的產(chǎn)物。產(chǎn)物

12、。研究表明大腸桿菌細(xì)胞的擬核有研究表明大腸桿菌細(xì)胞的擬核有1個個DNA分子長分子長度約為度約為4 700 000個堿基對，在個堿基對，在DNA分子上分布著分子上分布著大約大約4 400個基因，每個基因的平均長度約為個基因，每個基因的平均長度約為1 000個堿基對。由此你想到了什么？個堿基對。由此你想到了什么？DNA分子的長度遠(yuǎn)大于其上面所有基因總和的長分子的長度遠(yuǎn)大于其上面所有基因總和的長度。這表明度。這表明DNA分子上除基因外，還有許多分子上除基因外，還有許多“非非基因基因”片段。片段。練習(xí)練習(xí)1絕大多數(shù)基因在染色體上的位置是固定不變絕大多數(shù)基因在染色體上的位置是固定不變的，但有些基因可以通

13、過某種方式從一個位置轉(zhuǎn)的，但有些基因可以通過某種方式從一個位置轉(zhuǎn)移到另外一個位置，這些能在染色體上移動位置移到另外一個位置，這些能在染色體上移動位置的基因稱為的基因稱為()A斷裂基因斷裂基因 B重疊基因重疊基因C轉(zhuǎn)座因子轉(zhuǎn)座因子 D操作子操作子C2下圖表示基因、下圖表示基因、DNA和染色體之間的關(guān)系。和染色體之間的關(guān)系。1、2、3、4分別表示分別表示()A胸腺嘧啶、啟動基因和操縱基因、內(nèi)含子、外顯子胸腺嘧啶、啟動基因和操縱基因、內(nèi)含子、外顯子B尿嘧啶、非編碼區(qū)、外顯子、內(nèi)含子尿嘧啶、非編碼區(qū)、外顯子、內(nèi)含子C胸腺嘧啶、非編碼序列、外顯子、內(nèi)含子胸腺嘧啶、非編碼序列、外顯子、內(nèi)含子D尿嘧啶、啟動基因和操縱基因、內(nèi)含子、外顯子尿嘧啶、啟動基因和操縱基因、內(nèi)含子、外顯子A