人教版 必修2 基因是有遗传效应的DNA片段 学案

第4节基因是有遗传效应的DNA片段

[学习导航] 1.阅读分析教材“资料分析”，归纳概括基因和DNA的关系。2.阅读教材“DNA片段中的遗传信息”，利用数学方法归纳DNA分子的多样性和特异性。3.归纳基因的概念。

[重难点击] 1.基因的本质。2.DNA与染色体的关系。

【课堂导入】

在孟德尔分离定律中我们提到了遗传因子，它是一种可以遗传的物质，也就是我们常说的基因。随后又学习了萨顿假说，摩尔根通过果蝇的遗传实验将基因定位在染色体上。而在本章学习中知道了染色体中只有DNA是遗传物质。回忆了这些知识，我们会提出问题：基因是不是在DNA上？它有遗传性吗？基因与DNA究竟是什么关系？下面我们学习“基因是有遗传效应的DNA片段”。

一、说明基因与DNA关系的实例

合作探究

1.请计算教材资料分析1中的基因碱基数目，与DNA的总碱基数目比较能说明什么？

答案基因总的碱基数目＝4 400×1 000＝4.4×106(对)，小于该DNA中总的碱基数目4.7×106(对)，说明DNA分子中并非所有的片段都属于基因。

2.请分析资料2和3：是不是DNA的任意一个片段都是基因？

答案资料2和3说明基因具有一定的遗传效应，所以并非DNA的任意一个片段都属于基因，只有具有一定遗传效应的DNA片段才是基因。

3.请据图回答下列问题。

(1)若图中A为糖类，则A、C、G分别是什么？

答案A、C、G分别为脱氧核糖、磷酸、蛋白质。

(2)D、E、F、H之间有什么数量关系？

答案每一条H(染色体)上有1个或者2个F(DNA)分子；每个F(DNA)分子上有许多个E(基因)；每个E(基因)含有许多个D(脱氧核苷酸)。

(3)真核生物中，H是F的唯一载体吗？

答案不是，染色体是DNA的主要载体，另外叶绿体和线粒体也是DNA 的载体。

1.如图表示染色体、DNA、基因三者之间的关系，关于三者之间关系的叙述不正确的是()

A.都能复制、分离和传递，且三者行为一致

B.染色体的任一片段均可称作基因

C.每条染色体上含有1个或2个DNA分子，DNA分子上含有多个基因

D.在生物的细胞核遗传中，染色体的行为决定着DNA和基因的行为

答案 B

解析在有染色体的生物体中，DNA是遗传物质。染色体是遗传物质的主要载体。基因是具有遗传效应的DNA片段。

一题多变

判断正误

(1)每个基因都是DNA分子上的一个片段()

(2)基因是控制生物性状的遗传物质的功能单位()

(3)基因一定位于染色体上()

(4)DNA分子上每一个片段都是一个基因()

答案(1)√(2)√(3)×(4)×

二、DNA片段中的遗传信息

1.遗传信息

生物的遗传性状以遗传信息形式编排在DNA分子上，表现为特定的碱基排列顺序。由于基

因是有遗传效应的DNA片段，因此基因中脱氧核苷酸的排列顺序可以代表遗传信息；由于不同基因的脱氧核苷酸的排列顺序(碱基顺序)不同，因此不同的基因就含有不同的遗传信息。

2.基因的多样性和特异性

(1)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，从而构成了DNA分子的多样性，也决定了遗传信息的多样性，即基因的多样性。

(2)特异性：每个特定的DNA分子都有特定的碱基排列顺序，都储存着特定的遗传信息，即基因的特异性。

3.生物多样性与DNA分子多样性的关系

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。

合作探究

1.假设长度为17个碱基对的脱氧核苷酸序列组成一个基因，那么这17个碱基对可以排列出大约多少种基因？这说明了遗传信息的什么特性？

答案417种。说明了遗传信息的多样性。

2.假设人类基因组中第1号染色体上第1个基因由17个碱基对随机排列构成的，那么你与你同桌相比，这个基因的脱氧核苷酸序列完全相同的可能性为多少？这说明遗传信息的什么特点？

答案417×417，几率很小。说明遗传信息的特异性。

2.由50个脱氧核苷酸构成的DNA分子，按其碱基的排列顺序不同，可分为多少种，说明了DNA分子的什么特性()

①504种②450种③425种④遗传性⑤多样性⑥特异性

A.①④

B.②⑤

C.②⑥

D.③⑤

答案 D

解析50个脱氧核苷酸构成的DNA分子，每条单链有25个脱氧核苷酸，第一个脱氧核苷酸有4种可能，第二个脱氧核苷酸同样有4种可能，以此类推，形成的DNA分子共有425种。存在多种多样的DNA分子，说明了DNA分子的多样性。自然界中不同生物的DNA分子不同，说明了DNA分子的特异性。

一题多变

“DNA指纹技术”在刑事侦破、亲子鉴定等方面作用巨大，这主要是根据DNA具有() A.稳定性 B.特异性 C.多样性 D.可变性

答案 B

解析每个特定的DNA分子都具有特定的碱基排列顺序，即DNA分子具有特异性，根据这一特性可辅助进行刑事侦破、亲子鉴定等。

1.下列关于基因的叙述，正确的是()

A.DNA分子上任意一个片段都是基因

B.人体细胞中染色体是基因的唯一载体

C.等位基因的根本区别是脱氧核苷酸的排列顺序不同

D.基因的多样性决定了DNA分子的多样性

答案 C

解析基因是有遗传效应的DNA片段，而不是DNA分子中任意一片段；人体细胞中染色体是基因的主要载体，线粒体中也分布着一定数量的基因；构成基因的基本单位是脱氧核苷酸；基因的多样性与DNA分子的多样性均与脱氧核苷酸的数量和排列顺序有关。

2.科学研究发现，小鼠体内HMGIC基因与肥胖直接相关。具有HMGIC基因缺陷的实验小鼠与作为对照的正常小鼠，吃同样多的高脂肪食物，一段时间后，对照组小鼠变得十分肥胖，而具有HMGIC基因缺陷的实验小鼠体重仍然保持正常，这说明()

A.基因在DNA上

B.基因在染色体上

C.基因具有遗传效应

D.DNA具有遗传效应

答案 C

解析根据对照实验，正常小鼠吃高脂肪食物则肥胖，具有HMGIC基因缺陷的小鼠吃同样多的高脂肪食物体重仍保持正常，说明肥胖由基因控制，从而得出基因能够控制性状，具有遗传效应。

3.人类14号染色体信息已被破译，总计含87 410 661个碱基对，这一结果于2003年1月4日发表在英国科学周刊《自然》杂志上。研究报告称，第14号染色体含有1 050个基因。则平均每个基因含有的碱基数为()