内容正文:
第二章 基因对性状的控制
第一节 认识基因
学习目标 1.概述基因的概念及其发展。 2.举例说明基因的现代含义。 列举脱氧核糖核苷酸、基因、DNA和染色体之间的关系。(重点)
一、基因概念的发展
1.“基因”的提出
(1)1865年,孟德尔首次提出“遗传因子”,并认识到它具有两个基本属性:
①世代相传。
②决定遗传表达。
(2)1909年,丹麦遗传学家约翰逊首次提出并使用“基因”这个名词。其含义与“遗传因子”完全一致。
2.染色体外基因:
真核生物的线粒体基因和叶绿体基因,原核生物的拟核和质粒。
3.基因概念的发展
(1)摩尔根:发表《基因论》,提出一条染色体上含有许多基因,基因以线性形式排列在染色体上的特定位置上。
(2)比德尔和泰特姆:通过实验提出“一基因一酶说”为进一步认识基因的功能奠定了基础。后来又有人提出“一个基因一个肽链”的学说。
(3)艾弗里:最终证实了基因的本质是DNA。
(4)沃森和克里克:1953年提出DNA双螺旋结构模型,为进一步探明基因结构和功能奠定了基础。人们对基因的认识发展到了分子水平,基因是DNA分子上的一段核苷酸序列,是遗传的功能单位,可编码一段肽链或者编码一段RNA。
(5)雅各布和莫诺:1961年证明基因在结构或功能上是可分的,在功能上可分为:
①负责编码某种蛋白质的:结构基因;
②负责调节其他基因的功能:调节基因;
③起调控作用:启动基因、操纵基因。
二、基因的现代含义
1.基因的结构特点
(1)断裂基因
大多数真核生物的基因的编码序列在DNA分子上不是连续的,而是被不编码的序列隔开,称为断裂基因。其中的编码序列称为外显子,非编码序列称为内含子。断裂基因往往由一些交替存在的外显子和内含子构成。
(2)重叠基因
指两个基因共用一段重叠的核苷酸序列。
(3)可动基因
在染色体上通过某种方式从一个位置转移到另外一个位置的基因,称为可动基因,也叫作转座因子。
2.基因的概念
基因是遗传的基本物质和功能单位,它携带了逐代传递的信息,是组成一个转录区域和转录调节的一段DNA序列。
1.判断对错
(1)基因都位于染色体上。
( )
(2)遗传信息是指基因中核糖核苷酸的排列顺序。
( )
(3)基因是遗传的基本物质和功能单位。
( )
[答案](1)× 分析:染色体是基因的主要载体,叶绿体和线粒体中也含有基因。
(2)× 分析:遗传信息是指基因中脱氧核苷酸的排列顺序。
(3)√
2.下列有关基因的叙述,不正确的是( )
A.基因是有遗传效应的DNA片段
B.基因在染色体上呈线性排列
C.基因的基本单位是脱氧核苷酸
D.每个DNA分子有一个基因
D [基因是有遗传效应的DNA序列,每个DNA分子上有许多个基因。]
3.下列有关基因、DNA、染色体的叙述,不正确的是( )
A.染色体是DNA的主要载体
B.双链DNA分子中含有2个游离的磷酸基团
C.DNA分子的碱基总数与所有基因的碱基总数相同
D.在生物的传种过程中,基因是随染色体而传递的
C [染色体主要由DNA和蛋白质组成,细胞中的大部分DNA都在染色体上,染色体是DNA的主要载体,A正确;双链DNA分子中含有2个游离的磷酸基团,B正确;基因是有遗传效应的DNA片段,即DNA分子中除了基因序列之外,基因和基因之间还存在无遗传效应的片段,所以DNA分子的碱基总数大于所有基因的碱基总数,C错误;基因在染色体上呈线性排列,在生物的传种过程中,基因是随染色体而传递的,D正确。]
基因概念的发展
[思考交流]
1.生物体的DNA数目与基因数目是否相同?
提示:不相同,DNA数目远少于基因数目。
2.请你猜测,烟草花叶病毒有基因吗?若有,应位于何种分子上?
提示:有。位于RNA分子上。
3.某男患者患有某种肌肉萎缩病,该病致病基因位于线粒体DNA分子上,请推测该患者的致病基因是源自父亲,还是母亲?为什么?
提示:源自母亲。因为受精卵形成时,细胞质基因只由卵细胞提供,精子仅提供细胞核。
1.基因与脱氧核苷酸的关系
(1)基因的基本组成单位是脱氧核苷酸。
(2)基因中脱氧核苷酸的排列顺序称为遗传信息。
(3)基因中脱氧核苷酸的排列顺序的多样性决定了基因的多样性。
2.基因与DNA的关系
(1)基因是有遗传效应的DNA序列,每个DNA分子上有许多个基因。一个DNA分子上的碱基总数大于该DNA分子上所有基因上的碱基数之和。
(2)基因具有遗传效应是指其能控制生物的性状。基因是控制生物性状的结构和功能的基本单位,特定的基因控制特定的性状。
3.DNA与染色体的关系
染色体主要由DNA和蛋白质构成。通常情况下1条染色体上含有1个DNA分子,但染色体复制后,1条染色体上有2个DNA分子;染色体是DNA的主要载体。
即:
4.基因与染色体的关系
(1)基因在染色体