高中生物必修2课件：3-4 基因是有遗传效应的DNA片段

[解析]
(1)同一个体的所有体细胞都是由同一个受精卵
有丝分裂而来的，所以DNA相同，具有个体的特异性和稳定 性，故基因身份证终身有效。(2)同卵双胞胎DNA相同，但异 卵双胞胎DNA不同。(3)对比DNA指纹图谱就会发现孩子的 基因有一半与母亲相同，还有一半与B相同，而A、C、D与 孩子DNA指纹图谱不相同，所以B是孩子真正生物学上的父 亲。
1．染色体和DNA的关系是( (1)DNA位于染色体上 (2)染色体就是DNA (3)DNA是染色体的主要成分 (4)染色体和DNA都是遗传物质
)
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(5)每条染色体上含有一个或二个DNA分子 A．(1)(3)(5) C．(2)(3)(4) B．(1)(2)(3) D．(3)(4)(5)
[答案]
A
[解析] 因为核酸(DNA和RNA)是一切生物的遗传物 质，DNA是主要的遗传物质，染色体是遗传物质DNA的主要 载体，每条染色体上都有一个DNA分子(每条染色单体上也 含有一个DNA分子)，染色体的主要化学成分是DNA，所 以，供选答案中可排除(2)和(4)。
答案：一、 1．(1)多个 二、 1．脱氧核苷酸 2．(1)碱基排列顺序 3．物质基础 (2)特定的碱基排列顺序 (2)小于 2.有遗传效应
互 动 探 究
1.DNA分子上的非基因片段的碱基排列顺序有特异性 吗？ 提示：有。现在常对这些片段进行DNA测序可以用于对 犯罪嫌疑人的确定及追踪。
课堂合作探究
二、DNA片段中的遗传信息 1．定义：DNA分子中________的排列顺序。 2．特点 (1)多样性：________________的千变万化。 (2)特异性：每一个DNA分子有____________。 3．与生物多样性和特异性的关系 DNA分子的多样性和特异性是生物体多样性和特异性的 ________。
知识点1
基因与DNA的关系
要 点 归 纳
结论：基因是有遗传效应的DNA片段，是遗传物质的结 构与功能单位。
遗传信息并不只存在于DNA分子中，以RNA作遗传物质 的生物，遗传信息存在于RNA分子中。
典 例 导 析
下列有关基因的叙述，正确的是( )
A．基因是控制生物性状的遗传物质的结构单位和功能 单位 B．经测定，一个由n个脱氧核苷酸构成的DNA分子中 n 包含了m个基因，则每个基因的平均长度为 个脱氧核苷酸 2m 对
[答案]
(1)是 因为同一个体的不同生长发育阶段和不
同组织的DNA是相同的，所以它有高度的个体特异性和稳定 性 同 (2)不一定 (3)B 如果是异卵双生的双胞胎，其遗传物质不相
子代遗传物质一半来自父亲，一半来自母亲
课堂知识构建
课堂巩固练习
课堂巩固练习仅在教师书中体现， 学生书中没有，仅供教师备用。
1．基因是有遗传效应的DNA片段。 2．DNA中碱基对的排列顺序表示遗传信息。 3．DNA分子具有多样性和特异性。
学习目标定位
学习目标：1.理解基因与DNA的关系。 2．运用数学方法说明DNA分子的多样性和特异性。 3．明确基因和遗传信息的关系。 重点与难点：(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；(3)核苷酸序列与遗传信 息的多样性。
C．人体细胞内的基因全部位于染色体上 D．基因中脱氧核苷酸的排列顺序就是遗传信息，只能 通过减数分裂传递给后代
[解析]
[答案] A
下列有关基因长短的论述正确的是( A．基因是DNA分子中的一个片段 B．基因是DNA分子中的任意片段 C．不同的基因长度不同 D．基因的长度都相同
)
[答案] A
[解析] 考查基因概念。根据基因概念可知，基因是 DNA分子中的一个片段，但不是任意片段。每个DNA分子可 分为许多片段，其中有的能控制生物的性状，有的却不能控 制，只有能控制生物性状的DNA特定片段，即有遗传效应的 DNA片段，才是一个基因。不同的基因可能含有不同数量的 碱基对，其长度不同；也可能含有相同数目的碱基对，但这 些碱基对的排列顺序可能不同，因而不同基因长度可能相 同，但可能含有不同的遗传信息。
问题探究：摩尔根通过果蝇杂交实验证明基因位于染色 体上，染色体主要由DNA和蛋白质组成，肺炎双球菌转化实 验和噬菌体侵染细菌的实验说明DNA是遗传物质，那么基因 和DNA有什么关系？ 提示：基因是有遗传效应的DNA片段。
教材问题释疑
(一)问题探讨 提示：本节“问题探讨”的目的主要是让学生体会碱基 排列顺序的多样性。 (二)资料分析 1．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。
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DNA分子，它的碱基对可能的排列方式就有41
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。
知识点2
DNA片段中的遗传信息
要 点 归 纳
1.遗传信息 (1)概念：基因中的脱氧核苷酸的排列顺序代表遗传信 息。
(2)分析：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．关于基因的概念，错误的是( A．基因是有遗传效应的DNA片段
)
B．基因是DNA上有一定功能的特异碱基排列顺序 C．基因是DNA上任意一段 D．基因是控制生物性状的遗传物质的结构单位和功能 单位
[答案] C
[解析] 基因是有遗传效应的DNA片段，是一特定的碱 基排列顺序。由于DNA分子上有很多不能控制生物性状的区 段，所以基因不能是DNA上的任意一段。
课后强化作业（点此链接）
情境导入：人的高矮、胖瘦、外貌等都与基因有关，现 在科学家已经找到了与身高、肥胖相关的基因，几乎所有的 生命现象都与基因有关，因此我们可以毫不过分地称基因就 是生命的真谛。但是人们对于基因的认识，经历了一个漫长 的过程。
1865年，在解释豌豆杂交实验中性状的遗传行为时，孟 德尔首次提出了“遗传因子”的概念。孟德尔认为，生物的 某种性状是由“遗传因子”决定的，传递下来的不是性状， 而是“遗传因子”。“遗传因子”是颗粒状的，在体细胞中 成对存在，在生殖细胞中单个存在。事实上，孟德尔所说的 “遗传因子”只是代表决定某个遗传性状的抽象符号。
(1)2002年6月，我国第一张位点的“基因身份证明”在 湖北武汉诞生。人的“基因身份证明”是否终身有效？ _______。理由是____________________________________ __________________________________________________。
2．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1 000个碱基对组成的
孟德尔在阐明“遗传因子”的传递规律时，认识到“遗 传因子”具有两个基本属性。“遗传因子”世代相传；“遗 传因子”决定遗传表现。 1909年，丹麦遗传学家约翰逊首先提出并使用了“基 因”这个名词，其含义与当年孟德尔提出的“遗传因子”完 全一致，基因只是逻辑推理的产物，并没有实质性意义。但 是“基因”这个名词却一直伴随着遗传学发展至今。
2．提示：此题旨在引导学生理解遗传效应的含义，并 不要求唯一答案。可以结合提供的资料来理解，如能使生物 体发出绿色荧光、控制人和动物体的胖瘦，等等。 3．基因是有遗传效应的DNA片段。
(三)探究 1．碱基排列顺序的千变万化，构成了DNA分子的多样 性，而碱基特定的排列顺序，又构成了每一个DNA分子的特 异性。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。 2．提示：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。 3．提示：可以从进化的角度来分析基因为什么不能是 碱基的随机排列。
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。
典 例 导 析
由80个碱基组成的DNA分子片段，可由其碱基 对组成不同的序列而携带不同的遗传信息，其种数最多可达 ( ) A．4120 C．440 B．1202 D．260
的遗传定律的，因此人类可以利用PCR技术合成的DNA进行 亲子鉴定，其原理是：首先获取被测试者的DNA，并进行 PCR扩增，取其中一样本DNA用限制性内切酶切成特定的小 片段，放进凝胶内，用电泳推动DNA小片段分离，再使用特 制的“探针”去寻找基因。相同的基因会凝聚在一起，然后 利用特别的染料在X光照射下，便会显示由DNA探针凝聚在 一起的黑色条码。每个人的条码一半与其母亲的条码吻合， 另一半与其父亲的条码吻合。
[答案] C
遗传信息是指(
)
A．有遗传效应的脱氧核苷酸序列 B．脱氧核苷酸 C．氨基酸序列 D．核苷酸
[答案] A
[解析] 所谓的遗传信息是指能够表达(形成特定氨基酸 顺序的蛋白质)出来的DNA(基因)脱氧核苷酸序列(有遗传效 应的DNA片段)，不同的脱氧核苷酸序列能够控制形成不同 氨基酸顺序的蛋白质。
思维拓展升华
思维拓展
染色体、DNA、基因、脱氧核苷酸的关系
注意：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。
方法技巧提升
[例]
由于DNA上的“遗传因子”基本都是符合孟德尔
[解析]
DNA分子中特定的脱氧核苷酸排列顺序代表着
遗传信息。在DNA分子内部碱基互补配对的方式虽然只有两 种，但碱基对的排列顺序有多种。因为DNA分子的两条链是 遵循碱基互补配对原则结合而成的，所以一条链的碱基序列 决定了另一条链的碱基序列。根据数学的排列知识，n个不 同碱基对的排列有4n种，由于在一条单链上有40个碱基，其 排列的种类就有440种之多。
课前预习导学
自 主 预 习
一、基因与DNA的关系 1．数量关系 (1)每个DNA分子上有________基因。 (2)所有基因的碱基总数________(填“大于”、“等 于”、或“小于”)DNA分子的碱基总数，即DNA分子上只有 部分碱基参与基因的组成。 2．基因是________的DNA片段。
(2)双胞胎或多胞胎的“基因身份证明”是否一定完全相 同？________，原因是______________________________。 (3)图示某小孩和其母亲以及待测定的四位男性的DNA指 纹图谱示意图，请推测该小孩真正生物学上的父亲是 ________，原因是__________________________________。