新教材生物人教版课件34基因通常是有遗传效应的DNA片段

第4节基因通常是有遗传效应的DNA片段一、说明基因与DNA关系的实例必备知识·自主学习【问·答】所有的DNA片段都是基因吗？提示：不是，只有具有遗传效应的DNA片段才是基因。二、DNA片段中的遗传信息1.判一判：基于对基因概念的理解，判断下列说法的正误：(1)DNA的一个片段就是基因。 ()提示：基因通常是有遗传效应的DNA片段。(2)遗传信息是指DNA分子中的碱基排列顺序。 ()提示：生物的遗传信息蕴藏在DNA分子的碱基排列顺序中。(3)一条染色体上只有一个DNA分子，每个DNA分子上有多个基因。()提示：一条染色体上可以有一个DNA分子，也可以有两个DNA分子。×√×(4)基因中所含的碱基总数等于DNA分子中的碱基总数。 ()提示：基因中所含的碱基总数要远远少于DNA分子中的碱基总数。(5)人体细胞内的所有基因都在染色体上。()提示：染色体是基因的主要载体，人体细胞内的基因也可以存在于线粒体的DNA上。(6)基因具有多样性的原因是构成基因的碱基种类、数目和排列顺序不同。()提示：基因具有多样性的原因是构成基因的碱基数目和排列顺序不同，基因中的碱基种类相同。×××分子的结构特点：(1)多样性：具有n个碱基对的DNA最多可具有__种碱基排列顺序。(2)特异性：每种DNA分子都有其特定的_____________。4n碱基排列顺序【问·答】——教材二次开发教材【思考·讨论】每个人的DNA分子中碱基的排列顺序是否相同？为什么？提示：一般不同(同卵双胞胎除外)，因为DNA分子具有特异性。关键能力·合作学习知识点基因与DNA、染色体、核苷酸之间的关系

1.染色体、DNA、基因和脱氧核苷酸的关系：特别提醒：①对于真核细胞来说，染色体是基因的主要载体，线粒体、叶绿体中也含有基因。②对于原核细胞来说，DNA不与蛋白质结合，并没有构成染色体。③对于某些病毒来说，基因是有遗传效应的RNA片段。的特性：(1)多样性：组成DNA的碱基的排列顺序千变万化。(2)特异性：DNA分子中碱基特定的排列顺序。(3)稳定性：DNA分子具有稳定的双螺旋结构。特别提醒：①DNA分子的多样性：针对生物界所有的DNA而言的。②DNA分子的特异性：针对某一特定DNA分子而言的。③DNA分子多样性和特异性是生物体多样性和特异性的物质基础。【思考探究】

1.情境探究：如图是人类某染色体上DNA的片段，含有基因A、基因b和无遗传效应的片段M。请思考：基因A和b的本质区别是什么？(生命观念)提示：不同基因的本质区别在于其脱氧核苷酸序列不同。2.教材二次开发：教材【思考·讨论】拓展：假如一个基因含有碱基对的数目是1，而我们知道DNA中的碱基有四种，基因可能的种类是多少呢？如果含有2N个碱基，基因可能的种类又是多少呢？(科学思维)提示：碱基对(A-T、T-A、C-G、G-C)有四种，一个基因含有1个碱基对，所以基因可能有4种；而如果含有2N个碱基，首先应该是N个碱基对，所以基因有4N种。【典例示范】下列有关基因、DNA、染色体关系的说法，错误的是()A.基因中脱氧核苷酸的排列顺序蕴藏着遗传信息B.遗传信息主要在DNA上，也有些生物的遗传信息在RNA上C.体细胞中的基因在同源染色体上都成对存在所含有的碱基数量多于其上所有基因的碱基数量之和【解题思维】解答本题需突破以下两个关键点：【解析】选C。基因中脱氧核苷酸的排列顺序蕴藏着遗传信息，A正确；具有细胞结构的生物和DNA病毒的遗传物质都是DNA，RNA病毒的遗传物质是RNA，B正确；基因在同源染色体上不一定都成对存在，如X染色体和Y染色体的非同源区段上基因是成单存在的，C错误；在DNA分子上存在非基因片段，因此，DNA所含有的碱基数量多于其上所有基因的碱基数量之和，D正确。【审答误区】不能正确理解基因与遗传信息的关系：不仅DNA上碱基对的排列顺序代表遗传信息，有些生物RNA上碱基对的排列顺序也代表遗传信息。【母题追问】(1)上述C项中同源染色体相同位置的碱基排列顺序是否相同？提示：不一定。如果基因相同，则相同，如果是等位基因则不相同。(2)有些生物的遗传信息是RNA，尝试列举有哪些常见的生物。提示：HIV、SARS病毒、新型冠状病毒、烟草花叶病毒、H1N1流感病毒等。【类题精练】历经近百年的发展，分子遗传学对于遗传物质有了充分的认识。下面关于遗传物质概念图的相关叙述，错误的是 ()有四种，E在H上呈线性排列B.同源染色体同一位置上存在的基因可能不同C.所有E的总和构成F且E在F上的排列顺序代表遗传信息通常是具有遗传效应的F片段【解题思维】解答本题的关键是：(1)明确基因的本质及其与染色体的位置关系。(2)明确同源染色体同一位置上基因的关系。【解析】选C。根据含氮碱基不同，D脱氧核苷酸分为四种，E基因在H染色体上呈线性排列，A正确；同源染色体同一位置上存在相同基因或等位基因，B正确；除E外，F中还有无遗传效应的片段，遗传信息是基因中脱氧核苷酸的排列顺序，DNA上的非基因片段不包含遗传信息，C错误；E基因通常是具有遗传效应的DNA片段，D正确。【补偿训练】下列关于基因的叙述中，正确的是 ()A.等位基因位于一对姐妹染色单体的相同位置上B.萨顿首先证明了基因在染色体上C.果蝇的X染色体上不具备与Y染色体所对应的基因D.基因的遗传信息蕴藏在4种碱基的排列顺序之中【解析】选D。等位基因通常位于一对同源染色体的相同位置上，位于一对姐妹染色单体的相同位置上的通常是相同基因，A错误；摩尔根等人采用“假说—演绎法”证明了基因在染色体上，B错误；果蝇的X染色体与Y染色体存在同源区段，故X染色体上具备与Y染色体所对应的基因，C错误；基因通常是有遗传效应的DNA片段，其遗传信息蕴藏在4种碱基的排列顺序之中，D正确。1.【科技情境】在2020年爆发的新型冠状病毒(单链RNA病毒)肺炎疫情中，核酸检测试剂盒发挥了重要作用。试剂盒检测基本都采用反转录聚合酶链式反应(RT-PCR)扩增病原体的核酸，同时通过荧光探针实时检测扩增产物。(1)新型冠状病毒的基因还是有遗传效应的DNA片段吗？(科学思维)提示：不是。其遗传物质是RNA，所以基因是有遗传效应的RNA片段。(2)推测PCR检测的过程中应用了什么原理？(生命观念)提示：碱基互补配对原则。核心素养·情境探究2.【生活情境】果蝇由于易饲养、繁殖速度快、染色体数目相对较少，经常被用于遗传学实验材料，如图为果蝇某一条染色体上的几个基因示意图，仔细识图，回答下列问题：(1)这条染色体上黄身基因(R)与基因S、基因N是否为等位基因？这几个基因之间不同的根本原因是什么？(科学思维)提示：位于同一条染色体上，不是等位基因。根本原因是碱基对的排列顺序不同。(2)基因S和基因R之间的区域，是否具有一定的遗传效应？为什么？(科学思维)提示：不一定，基因作为控制生物性状的基本单位，在基因S和基因R之间的区域，可能还有新的基因，也可能是没有遗传效应的脱氧核苷酸序列。课堂检测·素养达标1.基因是控制生物性状的遗传物质的结构单位和功能单位，关于基因的下列说法，错误的是____。

①DNA中碱基对数目等于其中所有基因的碱基对数目②基因可以控制生物一定的性状③真核生物的基因均在染色体上呈线性排列④基因的基本组成单位均为脱氧核苷酸⑤基因具有多样性⑥基因中碱基对的数目与其多样性有关【解析】选①③④。基因通常是有遗传效应的DNA片段，DNA中碱基对数目大于其中所有基因的碱基对数目，①错误；基因可以控制生物一定的性状，②正确；真核生物的基因也可能位于线粒体、叶绿体中，③错误；基因的基本组成单位为脱氧核苷酸或核糖核苷酸，④错误；基因具有多样性，⑤正确；基因中碱基对的数目与其多样性有关，⑥正确。2.下列选项中，最能体现等位基因A和a本质区别的是 ()A.基因A控制显性性状，基因a控制隐性性状B.在进行减数分裂时，基因A和基因a分离C.两者的碱基序列不同对a起显性作用【解析】选C。等位基因是位于同一对同源染色体上控制着一对相对性状的基因，A是显性基因，a是隐性基因，分别控制显性性状和隐性性状，但这不是本质区别，最本质区别是碱基对序列不同，表达不同的蛋白质来控制性状，C正确。3.决定DNA分子多样性和特异性的是 ()A.脱氧核苷酸链上磷酸和脱氧核糖的排列特点B.嘌呤总数与嘧啶总数的比值C.碱基互补配对原则D.碱基对的排列顺序【解析】选D。DNA分子的脱氧核苷酸链上脱氧核糖和磷酸交替连接，构成DNA分子的基本骨架，A错误；在双链DNA分子中，嘌呤总数与嘧啶总数的比值等于1，B错误；不同的DNA分子中，碱基互补配对原则相同，C错误；碱基之间通过氢键连接形成碱基对，碱基对的排列顺序千变万化，导致DNA具有多样性，特定的碱基对排列顺序导致DNA分子的特异性，D正确。4.如图表示果蝇某一条染色体上的几个基因，相关叙述中不正确的是 ()A.观察图示可知，基因在染色体上呈线性排列B.图示DNA中只有部分脱氧核苷酸序列能编码蛋白质C.每个基因均由多个脱氧核糖核苷酸组成D.由图可知染色体是生物体内基因的唯一载体【解析】选D。图示中一条染色体含多个基因，呈线性排列。图示中的基因是DNA上一段段的脱氧核苷酸序列。染色体不是基因的唯一载体，线粒体和叶绿体中也有基因的存在。5.人类基因组计划研究表明，人体的23对染色体的DNA分子上约含有亿个碱基对，含有3万～万多个基因，这一事实说明 ()A.基因只存在于染色体上B.基因是染色体的片段C.一个DNA分子上有许多基因D.基因是DNA上的有遗传效应的片段【解析】选C。基因是有遗传效应的DNA片段，线粒体、叶绿体中也含有基因，但线粒体、叶绿体中不含染色体，A、B均错误；正常情况下，人体的23对染色体共有46个DNA分子，约含有亿个碱基对，含有3万～万多个基因，这一事实说明，基因和DNA之间不是一一对应的，一个DNA分子上有许多基因，C正确；基因是DNA上的有遗传效应的片段，但从材料无法推测，D错误。6.通过分析，发现甲、乙两个生物的细胞中DNA总量完全相同，4种碱基的量也分别相同，下列对此现象的解释正确的是 ()A.这两个生物的遗传信息相同B.这两个生物的DNA分子数相同C.这两个生物的性状相同D.还不足以作出以上三项判断【解析】选D。虽然甲、乙两个生物的细胞中DNA总量完全相同，4种碱基的量也分别相同，但是它们的碱基的排列顺序不一定相同，故遗传信息不一定相同，DNA分子数也不一定相同，当然性状也不一定相同。7.下列结构或物质的层次关系正确的是 ()A.染色体→DNA→基因→脱氧核苷酸B.染色体→DNA→脱氧核苷酸→基因C.染色体→脱氧核苷酸→DNA→基因D.基因→染色体→脱氧核苷酸→DNA【解析】选A。染色体主要由蛋白质和DNA组成，基因通常是有遗传效应的DNA片段，基因的基本组成单位为脱氧核苷酸，所以它们的关系由大到小依次是染色体→DNA→基因→脱氧核苷酸。8.生长在太平洋西北部的一种水母能发出绿色荧光，这种水母的DNA分子上有一段长度为5170个碱基对的片段——绿色荧光蛋白基因。下列有关叙述错误的是 ()A.绿色荧光蛋白基因具有规则的双螺旋结构B.绿色荧光蛋白基因有A、U、C、G四种碱基C.绿色荧光蛋白基因是有遗传效应的DNA片段D.遗传信息蕴藏在碱基对的排列顺序中【解析】选B。基因通常是有遗传效应的DNA片段，DNA是双螺旋结构，因此绿色荧光蛋白基因也具有规则的双螺旋结构，A正确；绿色荧光蛋白基因有A、T、C、G四种碱基，B错误；基因通常是有遗传效应的DNA片段，C正确；遗传信息蕴藏在碱基对的排列顺序中，D正确。9.从分子水平上对生物体具有多样性或特异性的分析，错误的是 ()A.碱基对的排列顺序的千变万化，构成了DNA分子基因的多样性B.碱基对的特定的排列顺序，又构成了每一个DNA分子基因的特异性分子的多样性和特异性是构成生物体多样性和特异性的物质基础D.人体内控制β珠蛋白的基因由1700个碱基对组成，其碱基对可能的排列方式有41700种【解析】选D。碱基对的排列顺序的千变万化，构成了DNA分子基因的多样性，A正确；碱基对的特定的排列顺序，又构成了每一个DNA分子基因的特异性，B正确；DNA分子的多样性和特异性是构成生物体多样性和特异性的物质基础，C正确；β珠蛋白基因碱基对的排列顺序，是β珠蛋白所特有的，D错误。10.如图是染色体和DNA之间关系的示意图，请据图回答下列问题：(1)图中A表示的是__________，B表示的是________________，C表示的是__________

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(2)A物质主要由__________和__________两部分组成，人体中有______