新教材高中生物基因的本质4基因通常是有遗传效应的DNA片段课件新人教版必修2

第4节基因通常是有遗传效应的DNA片段根底预习自查问题一:基因与DNA、染色体有什么关系1.以下有关染色体的表达正确的选项是_______。①染色体的成分和核糖体的成分相同②染色体和染色质是同一物质不同时期的两种表现形式③在光学显微镜下,染色体可见,呈圆柱状或短棒状④染色体是DNA的载体2.基因通常是___________的DNA片段。②③④有遗传效应【微思考】小鼠体内存在一种HMGIC基因,而具有HMGIC基因缺陷小鼠与正常小鼠吃相同高脂肪食物,正常小鼠会十分肥胖,而基因缺陷小鼠体重仍保持正常。想一想,这说明基因有什么作用提示:肥胖这一性状与HMGIC基因有关,即基因可以控制生物性状。问题二:DNA为什么能够携带丰富的遗传信息1.遗传信息的定义:_______________________。分子的特性:(1)多样性:_____________的千变万化。(2)特异性:每一个DNA分子有___________________。分子的多样性和特异性是生物体多样性和特异性的_________。4.有些病毒的遗传物质是RNA,其基因是有遗传效应的____片段。DNA中4种碱基的排列顺序碱基排列顺序特定的碱基排列顺序物质根底RNA【微思考】在刑侦领域,DNA能像指纹一样用来鉴定个人身份,其科学依据是什么提示:DNA分子具有特异性。核心互动探究探究点一基因与DNA、染色体的关系1.基因的实质:(科学思维)分析教材P57思考·讨论,思考以下问题:(1)资料1和3说明了什么提示:由基因数目大于DNA数目,构成基因碱基数目小于DNA总碱基数可推知:基因是DNA的片段。(2)资料2说明了什么提示:基因可以控制生物性状,说明基因具有遗传效应。(3)请从DNA水平给基因下一个定义,既能反映基因与DNA关系,又能表达基因的作用。提示:基因通常是具有遗传效应的DNA片段。2.基因与染色体的关系:(科学思维)【图表情境】图甲表示现代分子生物学技术将基因定位在染色体上,图乙表示染色体与DNA的关系,探究问题:(1)根据图甲可知,基因与染色体的位置关系是什么提示:基因在染色体上呈线性排列。(2)根据图乙可知DNA与染色体的关系是什么提示:染色体是DNA的载体。(3)请根据以上分析,把脱氧核苷酸、基因、DNA和染色体填入图中的对应位置。【探究总结】理解基因的“四个方面〞:(1)本质上,基因是有遗传效应的DNA片段。(2)结构上,基因是含有特定遗传信息的脱氧核苷酸序列。(3)功能上,基因是决定生物性状的根本单位。(4)位置上,基因在染色体上呈线性排列(细胞质基因除外)。染色体、DNA、基因与脱氧核苷酸的关系:【定向训练】1.(2021·邢台高一检测)在真核生物中,以下有关基因、DNA、染色体的表达,不正确的选项是 ()A.染色体是DNA的主要载体B.双链DNA分子中含有2个游离的磷酸基团分子的碱基总数与所有基因的碱基总数相同D.在生物的遗传过程中,核基因是随染色体传递的【解析】选C。染色体主要由DNA和蛋白质组成,细胞中的大局部DNA都在染色体上,染色体是DNA的主要载体,A正确;双链DNA分子中含有2个游离的磷酸基团,B正确;基因通常是有遗传效应的DNA片段,即DNA分子中除了基因序列之外,基因和基因之间还存在无遗传效应的片段,所以DNA分子的碱基总数大于所有基因的碱基总数,C错误;基因在DNA上,染色体是DNA的主要载体,在生物的遗传过程中,核基因是随染色体传递的,D正确。2.“人类基因组方案〞研究说明,人体的23对染色体约含有万个基因,这一事实说明 ()A.基因是DNA上的有遗传效应的片段B.基因是染色体的片段C.一个DNA分子上有许多基因D.基因只存在于染色体上【解析】选C。由题干信息可知,人体只有23对染色体,其上却约有万个基因,所以1条染色体上必然有许多基因,而一般情况下,1条染色体上有1个DNA分子,所以1个DNA分子上有许多基因,C正确。探究点二DNA片段中的遗传信息【图表情境】如图是DNA分子的一个片段,由4种碱基排列而成的脱氧核苷酸序列,足以储存生物体必需的遗传信息,分析答复以下问题:(科学思维)1.遗传信息的实质是什么提示:碱基对(脱氧核苷酸)的排列顺序。2.运用数学方法,探究遗传信息多样性和碱基排列顺序的关系。(1)假设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4种,基因可能有__种。(2)假设一个基因含有碱基对的数目是2,根据数学中的排列组合计算基因可能有__种。(3)推广一下,假设基因中有n对碱基对,那它可能有__种。由上可以推测DNA分子具有:_______。4424n多样性3.生物多样性和DNA多样性有关系吗提示:有关系。碱基排列顺序多样性→DNA的多样性→生物多样性。4.每个特定的DNA分子都具有特定的碱基排列顺序表达了DNA具有:_______。特异性【探究总结】【定向训练】1.以下关于基因、遗传信息的描述,错误的选项是 ()A.基因是DNA上有遗传效应的片段,贮存着遗传信息B.遗传信息可以通过DNA复制传递给后代C.不同生物体内所有基因都是不同的D.基因中的脱氧核苷酸的排列顺序中蕴含着遗传信息【解析】选C。基因位于DNA分子上,是DNA上有遗传效应的片段,其中蕴含着遗传信息,A正确;DNA复制的意义是将DNA中的遗传信息经过精确复制传递给后代,B正确;不同生物体内可能有相同基因,如ATP合成酶基因,C错误;基因中的脱氧核苷酸的排列顺序中蕴含着遗传信息,D正确。2.(2021·北京高一检测)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。以下有关表达错误的选项是 ()A.绿色荧光蛋白基因具有规那么的双螺旋结构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。基因是具有遗传效应的DNA片段,DNA的两条链反向平行盘旋成双螺旋结构。组成DNA的脱氧核苷酸有四种,含有A、T、C、G四种碱基,但是如果脱氧核苷酸数量不限,在连接成长链时,排列顺序是多样化的,它所蕴藏的遗传信息的容量就非常大。【补偿训练】马和豚鼠体细胞具有相同数目的染色体,但性状差异很大,根本原因是 (

)A.生活环境不同分子中碱基配对方式不同C.着丝粒数目不同分子中碱基对排列顺序不同【解析】选D。不同生物间性状的差异与生活环境有一定的关系,但不是根本原因,A错误。细胞内DNA碱基配对方式都是A=T、G=C,B错误。题干中提示具有相同数目的染色体,所以着丝粒数目相同,C错误。生物性状不同的根本原因是DNA分子的不同,即DNA分子中碱基对排列顺序不同,D正确。基因概念通常是有遗传效应的DNA片段与碱基的关系与DNA的关系一个DNA有多个基因具有遗传效应的DNA片段多样性特异性排列顺序的千变万化特定的排列顺序构成决定决定情境素养探究【科技情境】人类基因组方案的目的是解码生命、了解生命的起源、了解生命体生长发育的规律、认识种属之间和个体之间存在差异的起因、认识疾病产生的机制以及长寿与衰老等生命现象、为疾病的诊治提供科学依据。如图是经过多个国家的不懈努力完成的人类基因组序列图,仔细读图结合所学知识答复下面两个小题:探究:(1)人类基因组与人类基因组方案的区别是什么(科学思维)提示:人类基因组:人体DNA所携带的全部遗传信息,包括(1～22号)常染色体和X、Y染色体共24条染色体上的遗传信息。人类基因组方案:分析测定人类基因组的核苷酸序列。(2)人类基因组方案有什么意义(社会责任)提示:认识到人类基因的组成、结构和功能及其相互关系,对于人类疾病的预防和治疗有重要意义。课堂素养达标1.以下有关真核生物基因的说法,正确的有________。(填序号)

①基因通常是有遗传效应的DNA片段②基因的根本单位是核糖核苷酸③基因存在于细胞核、核糖体等结构④一个染色体就是一个基因⑤DNA分子每一个片段都是一个基因⑥基因在染色体上呈线性排列【解析】选①⑥。基因通常是有遗传效应的DNA片段,①正确。真核生物基因的根本单位是脱氧核苷酸,②错误。基因存在于细胞核、线粒体等结构,核糖体中没有DNA,③错误。一条染色体上有许多基因,④错误。基因通常是有遗传效应的DNA片段,DNA分子每一个片段不都是一个基因,⑤错误。基因在染色体上呈线性排列,⑥正确。2.(2021·南宁高一检测)关于①DNA、②基因、③碱基三者之间的关系,可表示为 ()【解析】选D。A项图中三者为并列关系,不符合①DNA、②基因、③碱基三者之间的关系,A错误;B、C项图中三者之间局部存在交集,不符合①DNA、②基因、③碱基三者之间的关系,B项、C项错误;D项图中表示三者之间的包含关系,符合三者的关系特点,D项正确。3.(2021·宁德高一检测)如图表示果蝇某一条染色体上的几个基因,相关表达中不正确的选项是 ()A.观察图示可知,基因在染色体上呈线性排列B.图示DNA中只有局部脱氧核苷酸序列是基因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上一局部的脱氧核苷酸序列。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。4.我国科学家成功克隆水稻抗高温基因。随着全球气候变化,极端高温天气越来越频繁出现,使水稻产量的稳定遭受威胁。开掘作物抗高温基因资源,培育抗高温新品种,具有重要战略意义。以下有关基因的表达,错误的选项是 ()A.基因具有特异性,不同生物的基因不同B.基因是有遗传效应的DNA片段C.生物体的一切性状都只由基因控制D.基因控制性状可通过控制蛋白质的合成来实现【解析】选C。不同的基因其核苷酸的种类、数量和排列顺序不同,导致基因存在特异性,A正确;基因是有遗传效应的DNA片段,B正确;生物体的性状是由基因和环境共同作用的结果,C错误;基因可通过控制蛋白质的合成来控制代谢,从而控制生物体的性状,D正确。【新高考·新风向】5.果蝇由于易饲养、繁殖速度快、染色体数目相对较少,经常用于作为遗传学实验材料,如图为果蝇某一条染色体上的几个基因示意图,仔细识图,答复下面几个小题:(1)有关表达正确的选项是 ()基因中的全部脱氧核苷酸序列都能编码蛋白质、S、N、O互为非等位基因C.果蝇的每个基因都是由成百上千个核糖核苷酸组成的(2)这条染色体上黄身基因(R),其同源染色体上的相同位置基因是______。假设其同源染色体上的相同位置基因是r,那么R与r的区别是______________。

(3)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【解析】(1)基因中的非编码区和编码区的内含子不能编码蛋白质,A错误;R、S、N、O互为同一