2023-2024学年高一生物人教版（2019）必修第二册 学案 3.4 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
【学习目标】
1.通过分析材料案例,概括基因与DNA的关系,归纳基因通常是有遗传效应的DNA片段。(生命观念、科学思维)
2.通过应用数学方法理解DNA分子的多样性和特异性,培养归纳与概括、逻辑分析和计算能力。(科学思维、科学探究)
3.归纳基因与遗传信息的关系,形成结构与功能相适应的观念。(生命观念、科学思维)
【自主预习】
一、说明基因与DNA关系的实例
二、DNA片段中的遗传信息
1.遗传信息:基因中　脱氧核苷酸(碱基)　的排列顺序。不同基因的脱氧核苷酸(碱基)的排列顺序　不同　,含有的遗传信息　不同　。
2.DNA分子的结构特性
(1)稳定性;(2)　多样性　;(3)　特异性　。
3.生物体多样性和特异性与DNA的关系:　DNA　的多样性和特异性是生物体多样性和特异性的物质基础。
4.基因的本质:基因通常是　有遗传效应　的　DNA　片段。
【合作探究】
任务1　用实例说明基因与DNA的关系
活动1　阅读课本P57~58,分析资料,明确基因与DNA的关系
1.课本P57“思考·讨论”中的资料1能说明什么
提示　大肠杆菌细胞拟核中基因总的碱基对数目约为4.4×103×1×103=4.4×106个,小于该DNA中总的碱基对数目4.7×106个,说明一个DNA分子中并非所有的片段都是基因。
2.分析课本P57“思考·讨论”中的资料2,思考为什么水母这一荧光的性状能在小鼠身上表现。这说明基因有什么特点
提示　因为小鼠获得了水母的绿色荧光蛋白基因,所以荧光能在小鼠身上表现。说明基因具有遗传效应。
3.真核生物中,染色体是DNA的唯一载体吗
提示　不是,在真核生物的细胞中,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。
认知生成
基因、染色体、蛋白质和性状的关系
例1　下列关于DNA和基因关系的叙述,不正确的是(　　)。
A.基因通常是有遗传效应的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
【答案】　C
【解析】　DNA分子上分布着多个基因,基因通常是有遗传效应的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,C不正确。
对点练1　下列选项中,能正确表示染色体、碱基、基因和DNA之间结构层次关系的是(　　)。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
A 　　 B
C 　　D
【答案】　A
【解析】　染色体是细胞核中容易被碱性染料染成深色的物质,其主要由DNA和蛋白质组成。基因通常是有遗传效应的DNA片段,组成DNA的基本单位是脱氧核苷酸,一分子脱氧核苷酸是由一分子磷酸、一分子含氮碱基和一分子的脱氧核糖组成的,因此染色体、碱基、基因和DNA之间的结构层次关系是染色体>DNA>基因>碱基,A符合题意。
任务2　理解DNA储存着遗传信息
活动2　阅读课本P58~59,分析资料,归纳DNA片段中的遗传信息及特点
1.如果由2000个脱氧核苷酸构成一个基因,那么这2000个脱氧核苷酸可以排列出大约多少种基因 由此可说明DNA(基因)具有什么特性 若某个基因中有2000个脱氧核苷酸,则该基因中有多少种脱氧核苷酸排列顺序 由此可说明基因具有什么特性
提示　41000种。说明DNA具有多样性。1种。说明基因具有特异性。
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,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概率为多少 这说明了遗传信息的什么特点
提示　1/417,完全相同的概率很小。说明遗传信息具有特异性。
3.为什么DNA分子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。
4.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。
5.在刑侦领域,DNA能像指纹一样用来鉴定个人身份。结合脱氧核苷酸序列的多样性和特异性,你能分析这一方法的科学依据吗
提示　在人类的DNA中,脱氧核苷酸序列的多样性和特异性表现为每个人的DNA几乎不可能完全相同,因此,DNA可以像指纹一样用来鉴定个人身份。
认知生成
染色体、DNA、基因、脱氧核苷酸的关系
例2　(2023·眉山校考)遗传学上的遗传信息通常是指(　　)。
A.DNA分子的碱基排列顺序
B.tRNA分子的碱基排列顺序
C.rRNA分子的碱基排列顺序
D.蛋白质分子的氨基酸排列顺序
【答案】　A
【解析】　遗传学上的遗传信息是指基因中的碱基排列顺序,即通常是指有遗传效应的DNA片段上的碱基排列顺序,A正确。
对点练2　(不定项)下图是果蝇某条染色体上一个DNA片段的示意图。下列说法正确的是(　　)。
A.白眼基因含有多个核糖核苷酸
B.白眼基因是有遗传效应的DNA片段
C.白眼基因位于细胞质内
D.白眼基因的基本组成单位是4种脱氧核苷酸
【答案】　BD
【解析】　每个DNA分子上含有很多个基因,每个基因中含有许多个脱氧核苷酸,A错误;基因通常是有遗传效应的DNA片段,其基本组成单位与DNA相同,即为4种脱氧核苷酸,B、D正确;染色体是DNA的主要载体,白眼基因位于染色体上,是细胞核基因,C错误。
素能提升　DNA指纹技术(科学探究能力)
　　下图为某男性X和其两任妻子M、N以及四个在战乱中走失的孩子的DNA指纹图谱,下列分析正确的是(　　)。
A.b最可能是M与X的孩子,c最可能是N与X的孩子
B.c最可能是M与X的孩子,b最可能是N与X的孩子
C.d最可能是M与X的孩子,a最可能是N与X的孩子
D.d最可能是M与X的孩子,b最可能是N与X的孩子
【答案】　C
【解析】　子女的遗传物质来自父亲和母亲。分析DNA指纹图谱,a、d的DNA指纹图谱都有与X相同的部分,说明二者可能是X的孩子。另外,a的DNA指纹图谱有与N相同的部分,d的DNA指纹图谱有与M相同的部分,说明a可能是N与X所生的孩子,d可能是M与X所生的孩子。
【随堂检测】
课堂小结 课堂小测
判断正误。 (1)遗传信息是指DNA中的碱基排列顺序。 (×) (2)基因的基本组成单位均为脱氧核苷酸。 (×) (3)DNA分子上有基因,基因都在染色体上。 (×) (4)细胞中DNA分子的碱基总数与所有基因的碱基数之和不相等。 (√) (5)DNA分子上每一个片段都是一个基因。 (×) (6)从广义上来说,烟草花叶病毒中具有遗传效应的RNA片段也叫作基因。 (√)
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