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第4节基因是有遗传效应的DNA片段[学习目标][核心素养]1.举例说明基因是有遗传效应的DNA片段。2．说明基因和遗传的关系。3．初步理解DNA分子的多样性。1.科学思维——运用数学方法说明DNA的多样性和特异性，归纳基因、DNA和染色体的关系。2．社会责任——查阅资料，归纳总结基因理论的广泛应用。3．生命观念——举例说明基因是有遗传效应的DNA片段。读教材、抓双基自主预习一、基因与DNA的关系1．染色体的组成成分主要是1_______和2________，其中只有3_________是遗传物质。2．生长在太平洋西北部的一种海蜇能发出绿色荧光的原因是：它的DNA分子上有一个4________________基因，实际上就是一段5___________。DNA蛋白质DNA绿色荧光蛋白DNA片段3．人类基因组计划测定了24条染色体上DNA的6_________，其中，每条染色体上有一个DNA分子。这24个DNA分子大约含有31.6亿个碱基对，其中，构成基因的碱基数占碱基总数的比例不超过2%，这一事实说明，基因是DNA上的7_________，一个DNA分子上含有8_________基因。碱基序列片段许多二、基因的化学本质1．基因的本质：有9_________的10_________片段。2．遗传信息：基因中11____________的排列顺序。3．染色体、DNA、基因和脱氧核苷酸的关系12_________←13_________←14_________←15_____________遗传效应DNA脱氧核苷酸染色体DNA基因脱氧核苷酸4．功能：遗传信息的16_________和17_________。传递表达三、DNA片段中的遗传信息1．DNA分子能够储存足够量的18_________。遗传信息蕴藏在4种碱基的19_________之中。碱基排列顺序的20_________，构成了DNA分子的21_________，而碱基的特定的22_________，又构成了每一个DNA分子的23_________；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．DNA上分布着多个24_________，基因是有25_________的DNA片段。遗传信息排列顺序千变万化多样性特异性基因遗传效应排列顺序1．判断正误(1)基因是DNA上有一定功能的特异性碱基排列顺序。()(2)基因是控制生物性状的遗传物质的结构和功能单位。()(3)基因是一段DNA，但一段DNA不一定就是基因。()√√√(4)基因是有遗传效应的DNA片段，是遗传物质的结构和功能单位。()(5)人体24条染色体(22＋XY或22＋XX)上DNA的碱基中构成基因的碱基数占碱基总数的比例不足2%。()(6)基因A和基因B的根本区别是这两种基因所含的脱氧核苷酸的种类不同。()√√×2．(2019·延庆期中)下列关于基因的叙述中，不正确的是()A．基因能够储存遗传信息B．基因是有遗传效应的DNA片段C．基因在染色体上呈线性排列D．一段染色体就是一个基因解析：选D基因能够储存遗传信息，A项正确；基因是有遗传效应的DNA片段，B项正确；基因在染色体上呈线性排列，C项正确；一段染色体上有许多个基因，D项错误。3．(2019·郑州期中)下列有关真核生物基因的说法，正确的有()①基因是有遗传效应的DNA片段②基因的基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基因表达时会受到环境的影响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A．两个B．三个C．四个D．五个解析：选B基因是有遗传效应的DNA片段，①正确；基因的基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；基因表达时会受到环境的影响，④正确；基因是有遗传效应的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。解疑难、提能力课堂探究探究点一|基因与DNA的关系及DNA片段中的遗传信息|核心探究|一、基因与DNA的关系1．教材资料分析结论：基因是有遗传效应的DNA片段，是遗传物质的结构和功能单位。2．基因与DNA关系概括二、DNA片段中的遗传信息1．遗传信息(1)概念：基因中脱氧核苷酸的排列顺序代表遗传信息。(2)特点①多样性：碱基排列顺序千变万化。②特异性：每一个DNA分子都有特定的碱基排列顺序。2．探究：脱氧核苷酸序列与遗传信息的多样性(2)探究的问题：4种脱氧核苷酸的排列顺序，是否足以储存生物体必需的全部遗传信息。(3)探究思路17个碱基对可排列出基因的可能性：情境1假设每一个碱基为一个“座位”，则DNA中的一条链中共有17个“座位”，而每个“座位”上都有可能坐4个不同的“人”(A、T、G、C)中的任意一个，也就是说每个“座位”都存在4种可能，那么17个“座位”上就有417种可能。DNA一条链上的碱基固定后，另一条链上的碱基也随之固定，所以含有17个碱基对的DNA分子中所携带的遗传信息有417＝1.7179869×1010种≈172亿种。推理：含有n个碱基对的DNA分子所携带的遗传信息可以有4n种。情境2根据以上计算，17个碱基对可排列出基因的可能性约为172亿，全球人口已突破70亿，17个碱基对的所有排列不可能全部出现，两个人的基因(指1号染色体上的第1个基因，假设有17个碱基对)的脱氧核苷酸会相同的可能性为1/417，概率非常小。推理：每一个DNA分子都有特定的碱基排列顺序，即DNA分子具有特异性。(4)结论：遗传信息蕴藏在4种碱基的排列顺序之中。[知识拓展]有些病毒的遗传物质是RNA，其遗传信息就储存于RNA片段中。|探究演练|1．(2019·榆社中学期中)科学研究发现，小鼠体内HMIGIC基因与肥胖直接相关。具有HMIGIC基因缺陷的实验小鼠与作为对照的正常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HMIGIC基因缺陷的实验小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．基因具有遗传效应D．DNA具有遗传效应解析：选C根据对照实验，正常小鼠吃高脂肪食物则肥胖，具有HMIGIC基因缺陷的小鼠吃同样多的高脂肪食物体重仍保持正常，说明肥胖由基因控制，从而得出基因能够控制性状，具有遗传效应。2．下列关于遗传信息的说法，不确切的是()A．基因的脱氧核苷酸的排列顺序代表遗传信息B．遗传信息的传递是通过染色体上的基因传递的C．生物体内的遗传信息主要储存在DNA分子上D．遗传信息即生物表现出来的性状解析：选D生物的性状是指生物体表现出来的形态结构特点和生理特性，而遗传信息是指基因(代表遗传物质)中脱氧核苷酸的排列顺序，遗传信息和性状是两个层面的内容。探究点二|遗传信息、基因、DNA、染色体与性状之间的关系|核心探究|1．染色体、DNA、基因、脱氧核苷酸的关系2．基因、染色体、蛋白质、性状的关系(1)对于真核细胞来说，染色体是基因的主要载体；线粒体和叶绿体是基因的次要载体。(2)对于原核细胞来说，基因存在于拟核中的DNA分子或质粒上，DNA是裸露的，并没有与蛋白质一起构成染色体，因此，没有染色体这一载体。3．理解“基因”的概念(1)从本质上看，基因是有遗传效应的DNA片段。(2)从结构上看，基因是含有特定遗传信息的脱氧核苷酸序列。(3)从功能上看，基因是遗传物质的结构和功能的基本单位。(4)从位置上看，基因在染色体上呈线性排列。(5)范围大小：|探究演练|3．(2019·洛阳期末)下列有关染色体、DNA、基因、脱氧核苷酸的说法中，不正确的是()A．染色体是DNA的唯一载体，一条染色体上含有1个或2个DNA分子B．基因的特异性是由脱氧核苷酸的排序决定的C．基因是有遗传效应的DNA片段，一个DNA分子上可含多个基因D．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解析：选A染色体是DNA的主要载体，线粒体、叶绿体也是DNA的载体；没有复制时，一条染色体上含有1个DNA分子，当染色体复制后，一条染色体上含有2个DNA分子。4．(2019·天水期中)下列有关染色体、DNA、基因、脱氧核苷酸的说法，不正确的是()A．在DNA分子结构中，与脱氧核糖直接相连的一般是一个磷酸和一个碱基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的排列顺序决定的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分子解析：选A在DNA分子结构中，与脱氧核糖直接相连的一般是两个磷酸和一个碱基，A错误；基因是具有遗传效应的DNA片段，一个DNA分子可能含有成百上千个基因，B正确；基因的组成单位是脱氧核苷酸，且脱氧核苷酸的排列顺序代表遗传信息，也决定了基因的特异性，C正确；DNA主要分布在细胞核的染色体上，因此染色体是DNA的主要载体，且一条染色体上含有1个或2个DNA分子，D正确。|网络构建||巩固基础|1．基因中脱氧核苷酸(碱基)的排列顺序代表遗传信息。2．稳定性：两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构，是DNA分子结构稳定的基础。3．多样性：构成DNA分子的脱氧核苷酸的数目和排列顺序不同，决定了DNA分子的多样性，也决定了遗传信息的多样性。4．特异性：每个特定的DNA分子都具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代表着遗传信息，所以每个特定的DNA分子中都储存着特定的遗传信息。