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3.4基因是有遗传效应的DNA片段第三章情境导入1：一份重要的文化要留下完全相同的副本，最好的办法是将它复印一次。作为遗传物质的DNA，在传递信息的时候，也要进行复制。问题探究：在了解了DNA分子的双螺旋结构以后，你能推测出DNA的复制方式吗？提示：DNA分子复制时，其双螺旋将解开，互补的碱基之间的氢键断裂，解开的两条单链作为复制的模板，游离的脱氧核苷酸依据碱基互补配对原则，通过形成氢键，结合到作为模板的单链上。情境导入2：人的高矮、胖瘦、外貌等都与基因有关，现在科学家已经找到了与身高、肥胖相关的基因，几乎所有的生命现象都与基因有关，因此我们可以毫不过分地称基因就是生命的真谛。但是人们对于基因的认识，经历了一个漫长的过程。1865年，在解释豌豆杂交实验中性状的遗传行为时，孟德尔首次提出了“遗传因子”的概念。孟德尔认为，生物的某种性状是由“遗传因子”决定的，传递下来的不是性状，而是“遗传因子”。“遗传因子”是颗粒状的，在体细胞中成对存在，在生殖细胞中单个存在。事实上，孟德尔所说的“遗传因子”只是代表决定某个遗传性状的抽象符号。孟德尔在阐明“遗传因子”的传递规律时，认识到“遗传因子”具有两个基本属性。“遗传因子”世代相传；“遗传因子”决定遗传表现。1909年，丹麦遗传学家约翰逊首先提出并使用了“基因”这个名词，其含义与当年孟德尔提出的“遗传因子”完全一致，基因只是逻辑推理的产物，并没有实质性意义。但是“基因”这个名词却一直伴随着遗传学发展至今。问题探究：摩尔根通过果蝇杂交实验证明基因位于染色体上，染色体主要由DNA和蛋白质组成，肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌的实验说明DNA是遗传物质，那么基因和DNA有什么关系？提示：基因是有遗传效应的DNA片段。一、基因是有遗传效应的DNA片段（一）问题探讨提示：本节“问题探讨”的目的主要是让学生体会碱基排列顺序的多样性。（二）资料分析1、生物体的DNA分子数目小于基因数目。生物体内所有基因的碱基总数小于DNA分子的碱基总数。这说明基因是DNA的片段，基因不是连续分布在DNA上的，而是由碱基序列将其分隔开的。2、提示：此题旨在引导学生理解遗传效应的含义，并不要求唯一答案。可以结合提供的资料来理解，如能使生物体发出绿色荧光、控制人和动物体的胖瘦，等等。3、基因是有遗传效应的DNA片段。（三）探究1、碱基排列顺序的千变万化，构成了DNA分子的多样性，而碱基特定的排列顺序，又构成了每一个DNA分子的特异性。DNA分子的多样性和特异性是生物体多样性和特异性的物质基础。2、提示：在人类的DNA分子中，核苷酸序列多样性表现为每个人的DNA几乎不可能完全相同，因此，DNA可以像指纹一样用来鉴别身份。3、提示：可以从进化的角度来分析基因为什么不能是碱基的随机排列。二、基因与DNA的关系：许多部分DNA生物的性状遗传效应具有遗传效应的DNA片段三、DNA片段中的遗传信息：（1）遗传信息：DNA分子中________的排列顺序。（2）DNA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____________________。（3）DNA分子的多样性和特异性是生物体多样性和特异性的___________。4种碱基碱基排列顺序特定的碱基排列顺序物质基础四、基因与DNA的关系结论：基因是有遗传效应的DNA片段，是遗传物质的结构与功能单位。1、遗传信息（1）概念：基因中的脱氧核苷酸的排列顺序代表遗传信息。（2）分析：生物的遗传性状以遗传信息形式编排在DNA分子上，表现为特定的碱基排列顺序。由于基因是有遗传效应的DNA片段，因此基因中脱氧核苷酸的排列顺序可以代表遗传信息。由于不同基因的脱氧核苷酸的排列顺序（碱基顺序）不同，因此不同的基因就含有不同的遗传信息。五、DNA片段中的遗传信息2、DNA分子的特性（1）稳定性：指DNA分子双螺旋空间结构的相对稳定性。稳定性产生的原因：①DNA分子的基本骨架由磷酸和脱氧核糖交替连接而成，从头至尾没有变化。②碱基配对方式始终不变，即A与T配对，G与C配对。③DNA分子碱基对间的氢键维持着两条链的偶联。（2）多样性：构成DNA分子的碱基只有4种，配对方式只有2种，但是碱基对的数目却可以成千上万，形成的碱基对的排列顺序也可以千变万化（如一个由1000个碱基对组成的DNA分子，它的碱基对可能的排列方式就有41000种），从而构成了DNA分子的多样性，也决定了遗传信息的多样性。DNA分子的多样性和特异性是生物体多样性和特异性的物质基础。生物界多样性的直接原因是蛋白质的多样性；生物界多样性的根本原因是核酸的多样性。（3）特异性：每个特定的DNA分子都有特定的碱基排列顺序，而特定的碱基排列顺序中有遗传效应的片段就代表了遗传信息，所以每个特定的DNA分子中都贮存着特定的遗传信息，因此这种特定的碱基排列顺序就构成了DNA分子的特异性。六、染色体、DNA、基因、脱氧核苷酸的关系注意：①染色体并不是DNA的唯一载体，细胞质中的线粒体和叶绿体中也有少量的DNA。②并非所有生物的遗传信息都位于DNA上，有些病毒的遗传物质是RNA，其遗传信息存在于RNA分子中。