人教版 (2019)必修2《遗传与进化》第4节 基因通常是有遗传效应的DNA片段教案及反思

第4节　基因通常是有遗传效应的DNA片段

[学习目标]　1.阅读“思考·讨论”，概括基因与DNA的关系。2.利用数学方法分析DNA的多样性和特异性。3.说明基因和遗传信息的关系。

知识点一　说明基因与DNA关系的实例

　　DNA都分布在染色体上吗？DNA片段都有遗传效应吗？

提示：不全都分布在染色体上，真核细胞的DNA分布在细胞核内的染色体上和细胞质中的线粒体、叶绿体中，原核细胞的DNA则分布在拟核和质粒上；不都有遗传效应，DNA片段包含有遗传效应的基因片段和无遗传效应的非基因片段。

[例]　下列关于DNA和基因相互关系的叙述，不正确的是(　　)

A．基因通常是具有遗传效应的DNA片段

B．生物体的DNA分子数目小于基因数目

C．基因在DNA上，DNA上所有序列都属于基因

D．基因并不是碱基对随机排列成的DNA片段

解题分析　DNA分子上分布着多个基因，基因通常是具有遗传效应的DNA片段，DNA上还包含不具有遗传效应的片段，这些片段不能称为基因。

答案　C

知识拓展

基因与染色体、DNA、脱氧核苷酸之间的关系

知识点二　DNA片段中的遗传信息

1．遗传信息：DNA分子中4种碱基的排列顺序。

2．DNA的特点

(1)多样性：碱基排列顺序的千变万化，构成了DNA的多样性。

(2)特异性：每个DNA分子都有碱基特定的排列顺序。

(3)意义

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。

3．基因概念：基因通常是有遗传效应的DNA片段。有些病毒的基因是有遗传效应的RNA片段。例如，遗传物质为RNA的人类免疫缺陷病毒(艾滋病病毒)、流感病毒等。

　　DNA分子如何能够储存足够多的遗传信息？

提示：不同的DNA分子中脱氧核苷酸的数目有差异，排列顺序多种多样。不同的排列顺序，可以表示不同的遗传信息，所以DNA分子能够储存足够多的遗传信息。

　　生物多样性和特异性的直接原因是什么？根本原因是什么？

提示：蛋白质结构的多样性和特异性。DNA分子(基因)的多样性和特异性。

[例1]　下列有关基因的叙述，不正确的是(　　)

A．可以准确地复制

B．能够存储遗传信息

C．是4种碱基的随机排列

D．通常是有遗传效应的脱氧核苷酸序列

解题分析　基因通常是有遗传效应的DNA片段，可以随着DNA复制而复制，A正确；其基本单位是脱氧核苷酸，脱氧核苷酸(或碱基)的排列顺序中存储遗传信息，B、D正确；每个基因有特定的碱基排列顺序，并不是4种碱基的随机排列，C错误。

答案　C

[例2]　“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

解题分析　不同的DNA分子中脱氧核苷酸的排列顺序不同，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。

答案　B

知识拓展

DNA指纹具有的特点

(1)高度的特异性：除非是同卵双生，否则几乎不可能有两个人的DNA指纹图完全相同。

(2)稳定的遗传性：DNA是人的遗传物质，是由父母遗传给子女的。

(3)体细胞稳定性：同一个人的不同组织，如血液、肌肉等产生的DNA指纹图完全一致。

1．如图是果蝇染色体上的白眼基因示意图，下列叙述正确的是(　　)

A．白眼基因片段中，含有成百上千个核糖核苷酸

B．S基因是有遗传效应的DNA片段

C．白眼基因在常染色体上

D．基因片段中有5种碱基，8种核苷酸

答案　B

解析　白眼基因位于X染色体上，组成基因片段的基本单位是脱氧核苷酸，有4种碱基，4种脱氧核苷酸。

2．下列物质从复杂到简单的结构层次关系正确的是(　　)

A．染色体→DNA→脱氧核苷酸→基因

B．染色体→DNA→基因→脱氧核苷酸

C．基因→染色体→脱氧核苷酸→DNA

D．染色体→脱氧核苷酸→DNA→基因

答案　B

解析　染色体由DNA和蛋白质组成，DNA的主要载体是染色体；基因通常是有遗传效应的DNA片段，每个DNA上有很多个基因；基因的基本组成单位是脱氧核苷酸，基因的不同在于脱氧核苷酸的排列顺序不同，故从复杂到简单的结构层次是染色体→DNA→基因→脱氧核苷酸，B正确，A、C、D错误。

3．如果基因中四种碱基的排列顺序发生变化，这种变化则意味着(　　)

A．遗传信息的改变  B．基因数量的改变

C．基因位置的改变  D．DNA空间结构的改变

答案　A

解析　基因中碱基的排列顺序代表的就是遗传信息。

4．下图所示真核细胞中与基因有关的物质或结构，请分析并回答：

(1)细胞内的遗传物质是[　　]________，基因和b的关系是______________________________________。

(2)遗传物质的主要载体是[　　]________，基因和a的关系是________________________。

(3)c和b的关系是________________________，b被彻底水解后的产物是________(填字母)。

(4)h可用________试剂鉴定。

(5)如果基因存在于________上，则其遗传方式与性别相关联，这就是________。

(6)b的空间结构是_________________________________________________ ___________________。

若其中的＝0.25，则G占总碱基数比例为________，其中一条单链中＝________。

答案　(1)b　DNA　基因通常是有遗传效应的DNA(b)片段

(2)a　染色体　基因在a上呈线性排列

(3)c是组成b的基本单位　d、e、f　(4)双缩脲

(5)性染色体　伴性遗传　(6)规则的双螺旋结构　40%　0.25

解析　图中a为染色体，b为DNA，c为脱氧核苷酸，d、e、f可代表磷酸、脱氧核糖、含氮碱基，g为C、H、O、N、P五种元素，h为蛋白质。

(6)b(DNA)的空间结构是规则的双螺旋结构，根据碱基互补配对原则，双链DNA中A＝T，C＝G，若其中的＝0.25＝，则G＋C＝＝，由于G＝C，则G占总碱基数的比例＝÷2＝＝40%；DNA分子的一条单链中(A＋T)与(G＋C)的比值等于其互补链和整个DNA分子中该种比例的比值，即该DNA分子中＝0.25，则其中一条单链中的值也为0.25。