第四节基因是有遗传效应的DNA片段一、教学目标1.举例说明基因是有遗传效应的DNA片段。2.运用数学方法说明DNA分子的多样性和特异性。3.说明基因和遗传信息的关系。二、教学重点和难点1.教学重点（1）基因是有遗传效应的DNA片段。（2）DNA分子具有多样性和特异性。2.教学难点：脱氧核苷酸序列与遗传信息的多样性。三、自学质疑1.“资料分析”中的4个材料，从这些资料中可以发现主要是从遗传现象和数量关系这两方面提供推理的哪些依据？资料1、3，主要是从数量关系上说明基因是DNA分子的片段；资料2、4分别提供了海蜇的绿色荧光蛋白基因和小鼠体内的肥胖基因的相关信息，主要是说明基因具有遗传效应。2．假如你是一名法医，你将如何利用DNA指纹技术来处理案件？DNA指纹的特异性主要是由于在人（或其他生物）的染色体DNA中，不表达的碱基对中存在着的一部分串联重复的短序列，它们在个体之间具有显著的差异性。DNA指纹在其他领域的应用，如孑遗物种的保存和孑遗动物的繁殖、亲子鉴定等。3.生物体内的DNA分子数目与基因数目相同吗？生物体内所有基因的碱基总数与DNA分子的碱基总数相同吗？如果不同，说明了什么？生物体的DNA分子数目小于基因数目。生物体内所有基因的碱基总数小于DNA分子的碱基总数。这说明基因是DNA的片段，基因不是连续分布在DNA上的，而是由碱基序列将其分隔开的。4.请分析DNA为什么能够作为遗传物质？提示：从遗传物质必须具备的条件来分析：（1）在细胞增殖过程中能够精确地进行复制；（2）能够控制生物体的性状；（3）能够贮存足够量的遗传信息；（4）结构比较稳定。5.基因是DNA片段，基因与DNA是局部和整体的关系吗？提示：并非任何一个DNA片段都是基因，只有具有遗传效应的DNA片段才是基因。6.基因在DNA上，DNA是基因的集合？提示：DNA包括基因与非基因的碱基序列。3.原核生物基因组的特点（1）不具备明显的核结构，只有DNA的集中区，称拟核（nucleoid）。（2）基因组较小，只含有一价染色体，呈环状，只有一个复制起点，一个基因组就是一个复制子。（3）染色体不与组蛋白结合。已经发现大肠杆菌拟核中有几种类似真核生物染色体蛋白质的碱性蛋白，但其作用尚不清楚。（4）重复序列和不编码序列很少。越简单的生物，其基因数目越接近用DNA分子量所估计的基因数。如MS2和λ噬菌体，它们每一个基因的平均碱基对数目大约是1300。如果扣除基因中的不编码功能区，如附着点attP，复制起点、黏着末端、启动区、操纵基因等，几乎就没有不编码的序列了。这点与真核生物明显不同，据估算，真核生物不编码序列可占基因组的90%以上。这些不编码序列，其中大部分是重复序列。在原核生物中只有嗜盐细菌、甲烷细菌和一些嗜热细菌、有柄细菌的基因组中有较多的重复序列，在一般细菌中则只有rRNA基因等少数基因有较多的重复。（5）功能密切相关的基因常高度集中，越简单的生物，集中程度越高。例如，除已知的操纵子外，λ噬菌体7个头部基因和11个尾部基因都各自相互邻接，头部和尾部基因又相邻接。又如，有关DNA复制基因O、P；整合和切离基因int、xis；重组基因redα、redβ；调控基因N、cI、cⅡ、cⅢ、cro也集中在一个区域，而且和有关的结构基因又相邻近。这种集中现象在真核生物中是极少见的。章节拓展题提示：形成杂合双链区的部位越多，DNA碱基序列的一致性越高，说明在生物进化过程中，DNA碱基序列发生的变化越小，因此亲缘关系越近。
