3.4 基因通常是有遗传效应的DNA片段 讲义【新教材】2020-2021学年高一生物人教版（2019）必修二

基因的本质
第4节
基因通常是有遗传效应的DNA片段
【素养目标】
了解基因的定义。
掌握DNA分子的特点。
【必备知识】
一、相关概念
1、基因：基因是有遗传效应的DNA片段，是决定生物性状的遗传单位。
2、遗传信息：DNA上的碱基排列顺序，同的基因含有同的遗传信息。
二、染色体、基因和遗传信息的关系
1、一条染色体上有1或2个DNA分子，一个DNA分子上有许少个基因，染色体是DNA的主要载体。
2、基因是有遗传效应的DNA片段，是决定生物性状的结构功能单位，基因在染色体上呈现线形排列。
3、遗传信息是基因中的脱氧核苷酸的排列顺序，并是DNA分子上所有脱氧核苷酸排列序列。
4、每一个基因中可以含成百上千个核苷酸，但每个基因中的脱氧核苷酸的排列顺序是特定的。
三、DNA分子的特点
1、稳定性：DNA分子双螺旋空间结构的相对稳定性
2、多样性：碱基对的排列顺序可以千变万化（4n，n为碱基对数）
3、特异性：每一个特定的DNA分子都有着特定的碱基对的排列顺序，即储存特定的遗传信息。
四、DNA是遗传物质的条件：a、能自我复制
b、结构相对稳定
c、储存遗传信息
d、能够控制性状。
【本节重点】
对于某些RNA病毒而言，基因是有效遗传效应的RNA片段。
基因、DNA和染色体的关系:DNA是染色体的组成部分，基因是有遗传效应的DNA或RNA片段。
【例题解析】
例1.关于基因和中心法则的叙述，以下理解正确的是（??
）
A.?基因是DNA分子携带的遗传信息????????????????????????
B.?基因与性状之间是一一对应的关系
C.?中心法则总结了遗传信息在细胞内的传递规律????
D.?基因通过控制酶的合成来控制生物体的所有性状
例2.下列关于遗传学有关概念和应用的说法，正确的是（???
）
A.?基因是DNA分子中一条链上的有遗传效应的片段??????????
B.?位于一对同源染色体上同一位点，控制相对性状的两个基因称为等位基因
C.?一个基因型为AaXbY的果蝇，产生了一个AaXb的精子，则与此同时产生的另三个精子的基因型为AXb、aY、Y??????????
D.?一个含32P标记的双链DNA分子，在含31P标记的脱氧核苷酸原料中进行复制，若子代DNA分子中含32P的占1/8，则含31P的DNA分子占7/8
答案：例1.
C
【解析】A、基因是有遗传效应的DNA片段，A错误；
B、基因与性状之间并不都是一一对应的关系，有的性状受多对基因控制，B错误；
C、中心法则是指遗传信息在细胞内的传递规律，包括DNA复制、转录、翻译、逆转录和RNA复制，C正确；
D、生物体的性状，有的是基因通过控制蛋白质的结构直接控制的，有的是基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而间接控制的，D错误。
故答案为：C。
例2.
B
【解析】A、基因是DNA分子中具有遗传效应的DNA片段，是双链的，A不符合题意；
B、等位基因是位于同源染色体上相同位置，控制相对性状的两个基因，B符合题意；
C、一个基因型为AaXbY的果蝇，产生了一个AaXb的精子，则与此同时产生的另三个精子的基因型为AaXb、Y、Y，C不符合题意；
D、一个含32P标记的双链DNA分子，在不含32P标记的脱氧核苷酸原料中进行复制，因为DNA是半保留复制，若子代DNA分子中含32P的占1/8，则全部DNA都含31P，D不符合题意。
故答案为：B
【素养作业】
1.关于染色体、DNA和基因三者的关系，下列叙述错误的是（??
）
A.?染色体是基因的主要载体????????????????????????????????????B.?染色体主要由DNA和蛋白质组成
C.?一条染色体只含有一个DNA分子????????????????????????D.?一个核DNA通常含成百上千个基因
2.下列有关基因的叙述中，错误的是（??
）
A.?基因是具有遗传效应的DNA片段????????????????????????B.?基因只存在于细胞核中
C.?基因是决定生物性状的基本单位??????????????????
???????D.?基因在染色体上呈直线排列
3.关于①DNA，②基因、③碱基三者之间的关系，可表示为（??
）
A.?????????B.?????????C.?????????D.?
4.等位基因A与a
的最本质的区别是??
（??
）
A.?A对a起显性的作用????????????????????????????B.?在减数分裂时，基因A与基因a分离
C.?两者的碱基序列不同???????????????????????????D.?基因A能控制显性性状，基因a能控制隐性性状
5.染色体、DNA，基因、脱氧核苷酸之间具有一定的逻辑关系，下列叙述错误的是（??
）
A.?在DNA分子结构中，一个脱氧核苷酸中的磷酸与脱氧核糖之间是以磷酸二酯键相连
B.?基因是具有遗传效应的DNA片段，一个DNA分子上可含有成百上千个基因
C.?一个基因含有许多个脱氧核苷酸，基因的特异性是由脱氧核苷酸排列顺序和数量决定的
D.?染色体是DNA的主要载体，一条染色体上含有1个或2个DNA分子
6.如图为人体中基因对性状控制过程的示意图，据图分析可以得出(??
)
A.?过程①②都主要发生在细胞核中?????????????????????????B.?基因1、2对生物性状的控制方式相同
C.?M1和M2不可能同时出现在同一个细胞中????????????D.?老年人的黑色素细胞中不含M2
7.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，包含了m个基因，则每个基因的平均长度为n/2m个脱氧核苷酸对
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
8.如图为基因的作用与性状的表现流程示意图。请据图分析，正确的选项是（??
）
?①过程是转录，它以DNA的两条链为模板、四种核糖核苷酸为原料合成mRNA
B.?②过程中只需要mRNA，氨基酸、核糖体、酶、ATP即可完成
C.?人的镰刀型细胞贫血症是基因对性状的直接控制，使得结构蛋白发生变化所致
D.?某段DNA上发生了基因突变，则形成的mRNA，蛋白质一定会改变
参考答案
1.【答案】
C
【解析】A、真核细胞中，基因主要分布在细胞核的染色体上，因此染色体是基因的主要载体，A正确；
B、染色体主要是由蛋白质和DNA组成的，B正确；
C、一个染色体上有1个或2个DNA分子，C错误；
D、基因是有遗传效应的DNA片段，因此1个DNA分子上有多个基因，D正确。
故答案为：C。
2.【答案】
B
【解析】A、基因是具有遗传效应的DNA片段，A正确；
B、真核细胞中，基因主要分布在细胞核中，此外在线粒体和叶绿体中也有少量基因，B错误；
C、基因是决定生物性状的基本单位，C正确；
D、基因在染色体上呈线性排列，D正确。
故答案为：B。
3.【答案】
D
【解析】A项，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项、C项，三者之间部分存在交集，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，表示三者之间的包含关系，符合三者的关系特点，
D项正确。
故答案为：D。
4.【答案】
C
【解析】等位基因A与a的本质区别在于基因片段中脱氧核苷酸的排列顺序的差别，即两者的碱基序列的不同，A、B、D都不是二者的本质区别，故答案为：C。
5.【答案】
A
【解析】A、磷酸二酯键是两个相邻的核苷酸相互连接时经脱水缩合形成的，一个脱氧核苷酸中没有磷酸二酯键，A错误；
B、基因是有遗传效应的DNA片段，一个DNA分子上含有许多个基因，B正确；
C、基因的基本组成单位是脱氧核苷酸，且脱氧核苷酸的种类、数量和排列顺序代表遗传信息，也决定了基因的特异性，C正确；
D、DNA主要分布在染色体上，一条染色体含1个DNA分子，经过DNA复制后一条染色体上含有2个DNA分子，D正确。
故答案为：A。
6.【答案】
C
【解析】①代表转录过程，②代表翻译过程，人体细胞为真核细胞，转录主要发生在细胞核，翻译主要发生在细胞质中，故A错误；基因1对生物性状的控制方式是直接控制蛋白质分子的结构，从而控制生物的性状，基因2对生物性状的控制方式是间接控制酶的合成，从而控制代谢过程，进而控制生物的性状，故B错误；M1、M2体现了特定基因的选择性表达，不可能同时出现在同一个细胞中，故C正确；老年人的黑色素细胞中含有M2
，
但其翻译合成的酪氨酸酶的活性降低，使黑色素的合成减少，进而导致白头发的出现，故D错误；综上所述，选C项。
7.【答案】
A
【解析】A、基因是控制生物性状的遗传物质的功能和结构单位，A正确；
B、基因是有遗传效应的DNA片段，经测定一个由n个脱氧核苷酸构成的DNA分子中，包含了m个基因，则每个基因的平均长度小于n/2m个脱氧核苷酸对，B错误；
C、人体细胞中的基因大多数位于染色体上，少数位于线粒体中，C错误；
D、基因中脱氧核苷酸的排列顺序就是遗传信息，通过有丝分裂、减数分裂等均可以传递给后代，D错误。
故答案为：A。
8.【答案】
C
【解析】A、①过程是转录，它以DNA的一条链为模板、四种核糖核苷酸为原料合成mRNA，A错误；
B、②表示翻译，除了需要mRNA，氨基酸、核糖体、酶、ATP外，还需要tRNA，B错误。
C、人的镰刀型细胞贫血症是基因对性状的直接控制，是通过控制血红蛋白的分子结构来直接影响性状的，C正确。
D、某段DNA上发生了基因突变，如果参与转录，则形成的mRNA会改变，但由于密码子的简并性，所以合成的蛋白质不一定会改变，D错误。
故答案为：C。