高中生物人教版 (2019)必修2《遗传与进化》第4节 基因通常是有遗传效应的DNA片段优秀导学案

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1.通过P57-58页思考与讨论的相关资料分析，说明基因与DNA的关系。
2.运用数学方法说明DNA的多样性和特异性，举例说明基因通常是有遗传效应的DNA片段。
3.认同遗传物质的结构和功能相适应、多样性和特异性相统一的观点。
知识精讲
知识点01 基因与DNA关系的实例分析
1.由资料1、3可以看出：基因的碱基数目只是DNA碱基总数的一部分，每个DNA分子上有许多基因，只有部分碱基参与基因组成。基因是DNA的片段。
2.由资料2可以看出：绿色荧光性状受绿色荧光蛋白基因控制，且基因具有一定的独立性，具有特定的遗传效应。
3.综合分析资料1、2、3可以知道：基因是遗传效应的DNA片段。

知识点02 DNA片段中的遗传信息
1.遗传信息是指基因中的脱氧核苷酸的排列顺序。不同基因的 脱氧核苷酸的排列顺序不同，含有的遗传信息不同。
2.DNA分子的多样性和特异性
①多样性：DNA分子中共有4 种类型的碱基，但是碱基对的排列顺序却可以成千上万，形成的碱基对的 也可以千变万化，若某个DNA分子具有n个碱基对，则DNA分子可有4n种组合方式，从而构成了DNA分子碱基排列的多样性。
②特异性：每个特定的DNA分子都有特定的碱基排列顺序，即DNA分子的特异性。
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.有些病毒的遗传物质是RNA，对这类病毒而言，基因就是有遗传效应的RNA片段。
知识点03 基因、DNA、染色体的关系
1.DNA是主要的遗传物质，染色体是遗传物质DNA的主要载体，每条染色体上有1个或2个DNA分子。
2.基因是决定生物性状的基本单位，是由有遗传效应DNA片段，每个DNA分子上有许多个基因。
能力拓展
考法01 准确理解基因
①从功能上讲：基因是遗传物质的结构和功能的基本单位。
②从本质上看：基因是由遗传效应的DNA或RNA片段。
③从结构上看：基因是含有特定遗传信息的脱氧核苷酸序列或含有特定遗传信息的核糖核苷酸序列。
④从存在位置看：基因在真核生物中存在于染色体、线粒体和叶绿体，且在染色体上呈线性排列；基因在原核生物中存在于拟核、质粒的DNA分子中；基因在病毒存在于DNA或RNA分子中。
【典例1】下列关于基因的叙述，正确的是( )
A.DNA分子上任意一个片段都是基因
B.人体细胞中染色体是基因的唯一载体
C.等位基因的根本区别是脱氧核苷酸的排列顺序不同
D.基因的多样性决定了DNA分子的多样性
1.【答案】C
【解析】基因是有遗传效应的DNA片段，而不是DNA分子中任意一片段；人体细胞中染色体是基因的主要载体，线粒体中也分布着一定数量的基因；构成基因的基本单位是脱氧核苷酸；基因的多样性与DNA分子的多样性均与脱氧核苷酸的数量和排列顺序有关。
考法02 真核生物中染色体、DNA、基因、脱氧核苷酸的关系
真核生物中染色体、DNA、基因、脱氧核苷酸的关系
【典例2】下图表示基因与染色体之间的关系，下列相关叙述错误的是( )
A.H是遗传物质的主要载体
B.C的种类有五种
C.E在H上呈线性排列
D.E在复制过程中遵循碱基互补配对原则
【答案】B
【解析】细胞核中的遗传物质全部分布在染色体上，但细胞质中的遗传物质分布在线粒体和叶绿体中，所以说染色体是遗传物质的主要载体；因为D是构成DNA的基本单位——脱氧核苷酸，所以C(碱基)只有四种；基因是具有遗传效应的DNA片段，基因在染色体上呈线性排列；基因在复制过程中要严格遵循碱基互补配对原则，以确保遗传信息准确地传递给子代。
考法03 基因中脱氧核苷酸的排列顺序代表遗传信息
1.基因中脱氧核苷酸的排列顺序代表遗传信息
(1)每条染色体上含有一个或两个(复制后)DNA分子，每个DNA分子上有许多个基因，每个基因通常都是特定的DNA片段，有着特定的遗传效应。
(2)遗传信息蕴藏在4种碱基的排列顺序之中，而DNA片段并不都携带遗传信息。基因通常是有遗传效应的DNA片段。
2.脱氧核苷酸序列与遗传信息的多样性：碱基排列顺序的千变万化，构成了DNA的多样性，而碱基特定的排列顺序，又构成了每个DNA分子的特异性。
3.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。
【典例3】人类14号染色体信息已被破译，总计含87 410 661个碱基对，这一结果发表在英国科学周刊《自然》杂志上。研究报告称，14号染色体含有1 050个基因。则平均每个基因含有的碱基数为( )
A．83 248 B．166 496
C．1 050 D．不能确定
【答案】 D
【解析】 一个DNA分子中含有多个基因。基因之间的DNA片段属于间隔区段，这些间隔区段因为没有遗传效应而不属于基因。人类14号染色体上的87 410 661个碱基对是该染色体DNA分子上的碱基对总数，但据此无法确定1 050个基因上的碱基对数，故不能确定每个基因含有的碱基数。
分层提分
题组A 基础过关练
1．下列关于基因和染色体的关系叙述，错误的是（ ）
A．染色体是基因的主要载体
B．染色体就是由基因组成
C．基因在染色体上呈线性排列
D．一条染色体上有多个基因
2．下列与DNA分子结构多样性有关的是（ ）
A．碱基对的连接方式
B．脱氧核苷酸的连接方式
C．脱氧核苷酸的排列顺序
D．DNA分子的立体结构
3．关于基因与染色体关系的说法，正确的是（ ）
A．基因与染色体是一一对应的关系
B．细胞内的基因都位于染色体上
C．非等位基因只位于非同源染色体上
D．等位基因可以位于一对性染色体上
4．下列有关染色体、DNA、基因、脱氧核苷酸的说法，不正确的是（ ）
A．基因是具有遗传效应的 DNA 片段
B．一个 DNA 分子上可含有成百上千个基因
C．基因的特异性由脱氧核苷酸的多样的排列顺序决定
D．一条染色体上含有 1 个或 2 个 DNA 分子
5．下列关于染色体、DNA和基因三者关系说法错误的是（ ）
A．基因均位于染色体上
B．染色体是DNA和基因的载体
C．一个DNA分子上有多个基因
D．每条染色体含1个或2个DNA分子
6．下列关于基因和染色体关系的叙述，错误的是（ ）
A．染色体是基因的主要载体B．基因在染色体上呈线性排列
C．一条染色体上有多个基因D．染色体就是由基因组成的
7．遗传信息是指 （ ）
A．核酸中特定的脱氧核苷酸种类
B．核酸中特定的五碳糖种类
C．核酸中特定的碱基排列顺序
D．染色体上特定的基因排列顺序
8．揭示基因化学本质的表述是（ ）
A．基因是遗传物质的功能单位B．基因是具有遗传效应的片段
C．基因是蕴含遗传信息的核苷酸序列D．基因在染色体上呈线性排列
9．下列关于真核生物中基因的叙述，正确的是（ ）
A．基因的基本组成单位是葡萄糖B．一个DNA分子只含有一个基因
C．基因与生物体性状遗传无关D．基因是具有遗传效应的DNA片段
10．下列关于基因的说法错误的是（ ）
A．基因通常DNA分子上的一个片段
B．基因是控制生物性状的遗传物质的功能单位
C．基因是控制生物性状的遗传物质的结构单位
D．DNA分子上每一个片段都是一个基因
题组B 能力提升练
11．下列说法正确的是（ ）
①基因均位于染色体上；② DNA和基因是同一概念；③ DNA是染色体的主要成分；④基因是4种碱基对的随机排列；⑤每条染色体上总是只含一个 DNA分子；⑥ DNA是主要遗传物质；⑦等位基因位于一对姐妹染色单体的相同位置上；⑧ DNA指纹技术的原理是DNA的多样性。
A．①④⑤B．③⑥C．⑤⑥D．⑥⑧
12．科学研究发现，小鼠体内HMGIC基因与肥胖直接相关。具有HMGIC基因缺陷的实验鼠与作为对照的小鼠，吃同样多的高脂肪食物，一段时间后，对照组小鼠变得十分肥胖，而具有HMGIC基因缺陷的实验鼠体重仍然保持正常，这说明（ ）
A．基因在DNA上B．基因在染色体上
C．基因能控制生物的性状 D．DNA具有遗传效应
13.下列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分子的特异性
C．一个含2000个碱基的DNA分子，其碱基对可能的排列方式就有41000种
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
14.如图为果蝇某一条染色体上的几个基因示意图，下列有关叙述正确的是( )
A．基因R、S、N、O在果蝇所有体细胞中都表达
B．R、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
D．基因R、S、N、O中eq \f(A＋T,G＋C)的比值一般相同
15.关于基因和染色体的叙述不正确的是( )
A．基因主要位于染色体上
B．基因在染色体上是由萨顿提出的，而证实基因位于染色体上的是摩尔根
C．果蝇的X染色体比Y染色体短小，因此Y染色体上含有与X染色体对应的全部基因，而X染色体上不具备与Y染色体所对应的全部基因
D．同源染色体同一位置上的基因可能不同，但所控制的性状是同一性状
16．下列有关基因的叙述中，错误的是( )
A．每个基因都是核酸的一个片段
B．DNA上的每一个片段都是基因
C．DNA的结构发生改变，基因的结构不一定发生改变
D．真核细胞的核基因位于染色体上，在染色体上呈线性排列
17.由80个碱基组成的DNA分子片段，可由其碱基对组成不同的序列而携带不同的遗传信息，其种类数最多可达( )
A．4120 B．404 C．440 D．260
18.人类14号染色体信息已被破译，总计含87410661个碱基对，这一结果于2003年1月4日发表在英国科学周刊《自然》杂志上。研究报告称，第14号染色体含有1050个基因。则平均每个基因含有的碱基数为( )
A．83248B．166496
C．1050D．不能确定
19.下图所示细胞中与基因有关的物质或结构，请分析并回答下列问题：
(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eq \f(A＋T,G＋C)＝0.25，则G占总碱基数比例为____________，其中一条单链中eq \f(A＋T,G＋C)＝____________。
20．由于DNA上的“遗传因子”基本都是符合孟德尔的遗传定律的，因此人类可以利用PCR技术合成的DNA进行亲子鉴定，其原理是：首先获取被测试者的DNA，并进行PCR扩增，取其中一样本DNA用限制酶切成特定的小片段，放进凝胶内，用电泳推动DNA小片段分离，再使用特制的“探针”去寻找基因。相同的基因会凝聚在一起，然后利用特别的染料在X光照射下，便会显示由DNA探针凝聚在一起的黑色条码。每个人的条码一半与其母亲的条码吻合，另一半与其父亲的条码吻合。
(1)2002年6月，我国第一张18位点的“基因身份证明”在湖北武汉诞生。人的“基因身份证明”是否终身有效？________。理由是___________________________________________。
(2)双胞胎或多胞胎的“基因身份证明”是否一定完全相同？________，原因是___________
________________________________________________________________________。
(3)图示某小孩和其母亲以及待测定的四位男性的DNA指纹图谱示意图，请推测该小孩真正生物学上的父亲是________，原因是_________________________________________________
________________________________________________________________________。
题组C 培优拔尖练
21．下图是用集合的方法表示各种概念之间的关系，表中与图示相符的是( )
22．下列有关染色体、DNA、基因、脱氧核苷酸的说法，不正确的是( )
A．真核生物的染色体存在于细胞核中，原核生物的染色体存在于拟核中
B．基因通常是有遗传效应的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，基因的特异性由碱基特定的排列顺序决定
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
23．基因通常是有遗传效应的DNA片段。下列关于基因与DNA的说法正确的是( )
A．豌豆体细胞中的基因都是成对存在的，在产生配子时成对的基因都彼此分离
B．同源染色体上含有等位基因A、a的两个DNA分子中(A＋G)/(T＋C)的值不同
C．同一条染色体上的DNA和基因的复制与分离总是同步的
D．同一生物体不同细胞的结构功能不同的根本原因是所含基因不同
24．下列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．碱基排列顺序的千变万化，构成了DNA分子的多样性
B．碱基特定的排列顺序，又构成了每一个DNA分子的特异性
C．一个含2 000个碱基的DNA分子，其碱基对可能的排列方式有41 000种
D．人体内控制β-珠蛋白的基因由1 700个碱基对组成，其碱基对排列方式有41 700种
25．如图所示，为了鉴定男孩8与本家族的亲缘关系，需采用特殊的鉴定方案。下列方案可行的是( )
A．比较8与2的线粒体DNA序列
B．比较8与3的线粒体DNA序列
C．比较8与5的Y染色体DNA序列
D．比较8与2的X染色体DNA序列
26．分析下图并回答有关问题：
(1)图中B是______________________，C是__________________________。
(2)F的基本组成单位是图中的____________(填字母)。
(3)一个H中含有________个F。
(4)基因中的遗传信息蕴藏在______________________________________中，不同基因的遗传信息不同是因为________________________________________不同。
27.．DNA指纹技术正发挥着越来越重要的作用，在亲子鉴定、侦察罪犯方面，可以说是目前最为可靠的鉴定技术。请回答下列有关DNA指纹技术的问题：
(1)亲子鉴定中，DNA探针必不可少，DNA探针实际是一种已知碱基序列的DNA片段，用DNA探针寻找基因所用的原理是_____________________________________________。
(2)用DNA做亲子鉴定时，小孩的条带会一半与其生母相吻合，另一半与其生父相吻合，原因是______________________________________________________________________。
(3)提取某小孩和其生母以及待检测的三位男性的DNA，进行DNA指纹鉴定，部分结果如图所示。则该小孩的生物学父亲是____________(填字母)。
(4)现在已知除了同卵双生的双胞胎外，每个人的DNA都是独一无二的，就好像指纹一样，这说明了__________________________________________________________________。
(5)为什么用DNA做亲子鉴定，而不用RNA？__________________________________。选项
1
2
3
4
A
染色体
DNA
RNA
基因
B
DNA
基因
脱氧核苷酸
碱基
C
核酸
DNA
脱氧核苷酸
基因
D
核酸
染色体
DNA
基因