第第4 4节基因是有遗传效应的节基因是有遗传效应的DNADNA片段片段基因基因= =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，长度约为分子，长度约为4 4 700 000700 000个碱基对，在个碱基对，在DNADNA分子上分布着大约分子上分布着大约4 4004 400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1 0001 000个碱基对。个碱基对。一、证明基因与一、证明基因与DNADNA关系的实例关系的实例 DNA分子数目分子数目 基因数目基因数目基因的碱基总数基因的碱基总数 DNA分子的碱基总数分子的碱基总数 大肠杆菌的一个大肠杆菌的一个DNA分子上含有多个基因。分子上含有多个基因。说明每个基因是一段说明每个基因是一段DNA。图图B B：正常光线（左）及紫外线：正常光线（左）及紫外线照射下（右）的照射下（右）的4 4只小鼠，其中只小鼠，其中3 3号小鼠为对照组，号小鼠为对照组，第第1 1、2 2、4 4号号小鼠转入了绿色荧光基因小鼠转入了绿色荧光基因图图A：发出：发出绿色荧光绿色荧光的海蜇的海蜇海蜇的海蜇的DNA分子上有一段长分子上有一段长度为度为5170个碱基对的片段个碱基对的片段绿色荧光基因绿色荧光基因资料二海蛰中的绿色荧光基因在小鼠中表达海蛰中的绿色荧光基因在小鼠中表达基因有遗传的功能，能控制生物性状基因有遗传的功能，能控制生物性状资料资料2 2 基因是特定的基因是特定的DNA片段，片段，有遗传效应有遗传效应,可可独独立立起作用起作用,可以可以切除切除，可以，可以拼接拼接到其他生物的到其他生物的DNA上去，从而获得某种性状的表达，所以基上去，从而获得某种性状的表达，所以基因是遗传物质的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，每条染色体上有一个的碱基序列。其中，每条染色体上有一个DNADNA分子。这分子。这2424个个DNADNA分子大约有分子大约有31.631.631.631.6亿个碱基对亿个碱基对亿个碱基对亿个碱基对，其中，其中，构成基因的碱基数构成基因的碱基数构成基因的碱基数构成基因的碱基数占占碱基总数的比例不超过碱基总数的比例不超过2%2%2%2%。并不是随便一段并不是随便一段DNADNA就称为基因。基因是一段就称为基因。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，DNADNA包括包括基因基因和和非非基因基因的碱基序列。的碱基序列。-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，人和动物的胖瘦是由不少人认为，人和动物的胖瘦是由基因决定的。近来的科学研究发现，基因决定的。近来的科学研究发现，小鼠体内的小鼠体内的HMGICHMGIC基因与肥胖直接相基因与肥胖直接相关。具有关。具有HMGICHMGIC基因缺陷的实验鼠与基因缺陷的实验鼠与作为对照的小鼠，吃同样多的高脂肪作为对照的小鼠，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基因缺陷基因缺陷的实验鼠体重仍然保持正常。的实验鼠体重仍然保持正常。 没有没有HMGICHMGIC基因，就没有肥胖的表现，有基因，就没有肥胖的表现，有HMGICHMGIC基基因就有因就有肥胖表现。肥胖表现。进一步说明：进一步说明： 基因具有遗传效应，幷能控制生物的性状基因具有遗传效应，幷能控制生物的性状( (功能单位功能单位) )。结论：结论：基因基因是有遗传效应的是有遗传效应的DNADNA片段，它片段，它是生物体遗传的是生物体遗传的功能单位和结构单位功能单位和结构单位. .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？基因A基因B基因C含有含有3个基因的个基因的DNA片段的模式图片段的模式图情境情境1 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1717个碱基对个碱基对组成，那么这种排列有多少种可能？组成，那么这种排列有多少种可能？4 41717种种结论：结论：DNA分子具有多样性分子具有多样性4 4种碱基的排列顺序蕴藏着遗传信息种碱基的排列顺序蕴藏着遗传信息提示：提示：参考数学上的排列组合的计算方法参考数学上的排列组合的计算方法。（约为（约为172172亿种）亿种）二二:DNA:DNA片段中的遗传信息片段中的遗传信息情境情境2 2：全球人口总数约为全球人口总数约为6060亿。假设人类基因组亿。假设人类基因组中第中第1 1号染色体的第号染色体的第1 1个基因是由个基因是由1717个碱基对随机排个碱基对随机排列构成的，那么，列构成的，那么，1717个碱基对的所有排列是否都有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？酸序列完全相同的可能性有多大？完全相同的可能性是完全相同的可能性是-17-17-17-17，几乎为零几乎为零不可能都有机会出现不可能都有机会出现结论：结论：DNADNA分子具有特异性分子具有特异性碱基排列顺序碱基排列顺序的千变万化的千变万化-构成构成DNA分子的分子的多样性多样性碱基的碱基的特定排列顺序特定排列顺序-构成构成DNA分子的分子的特异性特异性 DNA分子的多样性和特异性是分子的多样性和特异性是生生物体物体多样性和特异性的基础。多样性和特异性的基础。三、三、DNA的特点的特点: 多样性、特异性、稳定性多样性、特异性、稳定性稳定性稳定性 多样性多样性 特异性特异性 1 1）脱氧核苷酸（或碱基）数目脱氧核苷酸（或碱基）数目不同不同2 2）脱氧核苷酸（或碱基）比例脱氧核苷酸（或碱基）比例不同不同3 3）脱氧核苷酸（或碱基）脱氧核苷酸（或碱基）排列顺序排列顺序不同不同1 1）脱氧核苷酸（或碱基）数目脱氧核苷酸（或碱基）数目特定特定2 2）脱氧核苷酸（或碱基）比例脱氧核苷酸（或碱基）比例特定特定3 3）脱氧核苷酸（或碱基）脱氧核苷酸（或碱基）排列顺序排列顺序特定特定4 4、小结：、小结：DNADNA分子的特征分子的特征DNADNA分子中分子中脱氧核糖脱氧核糖和和磷酸磷酸交替排列组成交替排列组成了了DNADNA的基本骨架，具有稳定性的基本骨架，具有稳定性 基因中脱氧核苷酸的排列顺序就代表着遗传信息，基因中脱氧核苷酸的排列顺序就代表着遗传信息，而基因中脱氧核苷酸的排列顺序又导致了控制不同性状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基因之间的差别。归根到底，的基因之间的差别。归根到底，生物性状的遗传就生物性状的遗传就是基因通过四种脱氧核苷酸的序列来传递和是基因通过四种脱氧核苷酸的序列来传递和表达信息的。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？染色体染色体DNA基因基因脱氧核苷脱氧核苷酸酸染色体是染色体是DNADNA的的主要载体主要载体每每个个染染色色体体上上有有一一个个或两个或两个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脱氧氧核核苷苷酸组成酸组成DNADNA是主要的是主要的遗传物质遗传物质染色体、染色体、DNA、基因、脱氧核苷酸、基因、脱氧核苷酸之间的关系之间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为具有一致性。行为具有一致性。基因与染色体基因与染色体( (染色质染色质) )、DNADNA、性状、遗传信息的关系、性状、遗传信息的关系从从基基因因与与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(DNA(DNA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。对对于于某某个个基基因因来来说说，其其“顺顺序序”是是固固定定的的，而而不不同同的的基基因因，其其脱脱氧氧核核苷苷酸酸的的顺顺序序又又是是各各不不相相同的。同的。识图归纳：识图归纳：(1)(1)图中图中A A是是_C_C是是_G_G是是_(2)B(2)B有有_种，分别是种，分别是_(3)(3)图中图中D D和和F F的关系是的关系是_(4)(4)图中图中D D和和E E的关系是的关系是_(5)(5)图中图中E E和和F F的关系是的关系是_(6)(6)图中图中F F和和H H的关系是的关系是_ _ F DNAF DNAF DNAF DNAB B B B 碱基碱基碱基碱基C C C CE E E E基因基因基因基因A A A AH H H H染色体染色体染色体染色体D D D D脱氧核苷酸脱氧核苷酸脱氧核苷酸脱氧核苷酸G G G G磷酸磷酸磷酸磷酸脱氧核糖脱氧核糖脱氧核糖脱氧核糖蛋白质蛋白质蛋白质蛋白质四四四四A A、T T、C C、GGD D是是是是F F 的基本组成单位的基本组成单位的基本组成单位的基本组成单位D D是是是是E E的基本组成单位的基本组成单位的基本组成单位的基本组成单位E E是有遗传效应的是有遗传效应的是有遗传效应的是有遗传效应的F F片段片段片段片段H H是是是是F F的主要载体的主要载体的主要载体的主要载体3 3、