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第3章
基因的本质
第4节 基因通常是有遗传效应的DNA片段
[学习目标]
1.举例说出DNA与基因、遗传信息间的关系。
2.举例说出基因通常是有遗传效应的DNA片段。
3.理解基因多样性和特异性的原因。
第4节 基因通常是有遗传效应的DNA片段
[对应学生用书第70页]
第4节 基因通常是有遗传效应的DNA片段
一、说明基因与DNA关系的实例
第4节 基因通常是有遗传效应的DNA片段
二、DNA片段中的遗传信息
1.遗传信息:蕴藏在4种碱基的 排列顺序 之中。
2.特点
(1)多样性:碱基 排列顺序 的千变万化。
(2)特异性:每一个DNA分子的碱基有特定 排列顺序 。
3.与生物体多样性和特异性的关系
(1)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 。
(2)生物体的多样性和特异性是DNA分子多样性和特异性的客观体现。
排列顺序
排列顺序
排列顺序
物质基础
第4节 基因通常是有遗传效应的DNA片段
4.基因的概念
(1)基因通常是有遗传效应的 DNA片段 。
(2)有些病毒的遗传物质是RNA,基因就是有遗传效应的RNA片段。
DNA片段
第4节 基因通常是有遗传效应的DNA片段
判断正误,正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)一个基因含多个脱氧核苷酸,遗传信息就蕴含在碱基排列顺序中。 ( √ )
(2)真核细胞的基因只存在于细胞核中,而核酸并非仅存在于细胞核中。
( × )
(3)一条染色体上有许多基因,基因在染色体上呈线性排列。 ( √ )
(4)不管是原核生物还是真核生物,体内所有基因的碱基总数均小于DNA分子的碱基总数。 ( √ )
√
×
√
√
第4节 基因通常是有遗传效应的DNA片段
[对应学生用书第70页]
知识点 基因通常是有遗传效应的DNA片段
1.分析教材第57至58页“思考·讨论”1,回答下列问题:
(1)真核细胞中的基因分布在哪里?
提示:主要分布在细胞核内(核基因),其次分布在线粒体和叶绿体内(质基因)。
第4节 基因通常是有遗传效应的DNA片段
(2)DNA和基因是一一对应的关系吗?
提示:不是,一个DNA上有多个基因。
(3)结合材料,你能得出什么结论?
提示:基因是DNA片段。
(4)材料中能证明“基因是DNA片段”的信息是什么?
提示:DNA个数<基因的个数,基因的碱基数<DNA分子的碱基总数。
第4节 基因通常是有遗传效应的DNA片段
2.分析教材第57至58页“思考·讨论”2,回答下列问题:
(1)为什么水母这一荧光的性状能在小鼠身上表现?
提示:因为小鼠获得了水母的绿色荧光蛋白基因,所以荧光性状能在小鼠身上表现。
(2)说明基因有什么特点?
提示:基因具有遗传效应。
第4节 基因通常是有遗传效应的DNA片段
第4节 基因通常是有遗传效应的DNA片段
2.染色体、DNA、基因和脱氧核苷酸的关系
第4节 基因通常是有遗传效应的DNA片段
(1)基因的本质:基因通常是有遗传效应的DNA片段,一个DNA分子含有多个基因。
(2)基因与脱氧核苷酸的关系:一般来说,脱氧核苷酸是基因的基本单位,每个基因含有成千上万个脱氧核苷酸。
(3)基因与染色体的关系:染色体是基因的主要载体,基因在染色体上呈线性排列。
(4)基因的功能:基因是控制性状的遗传物质的结构、功能单位,特定基因控制相应的性状。
(5)基因和脱氧核苷酸的关系:每个基因中含有成百上千个脱氧核苷酸。
第4节 基因通常是有遗传效应的DNA片段
(6)基因和遗传信息的关系:基因中的脱氧核苷酸排列顺序代表遗传信息。不同的基因具有不同的脱氧核苷酸的排列顺序。
3.DNA分子的多样性与特异性
(1)多样性:碱基排列顺序的千变万化,构成了DNA的多样性。
(2)特异性:每个DNA分子的碱基的排列顺序是特定的。
(3)与生物多样性的关系:DNA多样性→蛋白质多样性→生物多样性。
第4节 基因通常是有遗传效应的DNA片段
1.下列有关基因的叙述,正确的是 ( )
A.基因是体现生物遗传效应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.基因就是DNA片段
第4节 基因通常是有遗传效应的DNA片段
解析 基因是体现生物遗传效应的结构单位和功能单位,A正确;一个DNA分子上有许多基因,DNA上并非基因与基因紧密相连,那些没有遗传效应的DNA片段并不是基因,因此基因的平均长度小于n/2m个脱氧核苷酸对,B错误;人体细胞内的基因主要在染色体上,线粒体DNA分子上也有少量基因,C错误;基因通常是有遗传效应的DNA片段,D错误。
答案 A
第4节 基因通常是有遗传效应的DNA片段
第4节 基因通常是有遗传效应的DNA片段
第4节 基因通常是有遗传效应的DNA片段
——素养发展 探究应用——
[情境]
第4节 基因通常是有遗传效应的DNA片段
第4节 基因通常是有遗传效应的DNA片段
第4节 基因通常是有遗传效应的DNA片段
第4节 基因通常是有遗传效应的DNA片段
[对应学生用书第72页]
第4节 基因通常是有遗传效应的DNA片段
1.下列叙述中,正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)DNA的一个片段就是基因。 ( × )
(2)基因中所含的碱基总数等于DNA分子中的碱基总数。 ( × )
(3)遗传信息是指DNA分子中的碱基排列顺序。 ( √ )
×
×
√
第4节 基因通常是有遗传效应的DNA片段
(4)DNA的多样性和特异性主要与它的空间结构密切相关。
( × )
(5)基因A和基因a的根本区别是这两种基因所含的脱氧核苷酸的种类不同。
( × )
(6)基因控制的性状都能在后代中表现出来。
( × )
×
×
×
第4节 基因通常是有遗传效应的DNA片段
2.科学研究发现,小鼠体内HMGIC基因与肥胖直接相关。给具有HMGIC基因缺陷的实验组小鼠与作为对照组的正常小鼠喂食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基因缺陷的实验组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
第4节 基因通常是有遗传效应的DNA片段
解析 该实验说明肥胖由基因控制,从而说明基因能够控制生物体性状,具有遗传效应。
答案 C
第4节 基因通常是有遗传效应的DNA片段
3.下列有关遗传信息的叙述,正确的是 ( )
A.遗传信息多样性的物质基础是脱氧核糖序列的多样性
B.在同一个生物体中,遗传信息不能传递
C.小麦的遗传信息储存于DNA中,且在细胞核和细胞质中均有分布
D.遗传信息即生物体所表现出来的遗传性状
第4节 基因通常是有遗传效应的DNA片段
解析 遗传信息蕴藏在4种碱基(4种脱氧核苷酸)的排列顺序之中,4种脱氧核苷酸的排列顺序的千变万化,构成了DNA分子的多样性,所以遗传信息多样性的物质基础是脱氧核苷酸序列的多样性,A错误;在同一个生物体中,通过细胞分裂,遗传信息也可由亲代细胞传给子代细胞,B错误;遗传信息是DNA上脱氧核苷酸的排列顺序,DNA主要分布于细胞核中,在细胞质中也有,C正确,D错误。
答案 C
第4节 基因通常是有遗传效应的DNA片段
4.如图表示果蝇某一条染色体上的几个基因,相关叙述不正确的是 ( )
A.观察图示可知,基因在染色体上呈线性排列
B.图示DNA中只有部分脱氧核苷酸序列能编码蛋白质
C.图中每个基因均由多个脱氧核糖核苷酸组成
D.由图可知染色体是生物体内基因的唯一载体
第4节 基因通常是有遗传效应的DNA片段
解析 图示中一条染色体含多个基因,呈线性排列,A正确;分析题图可知,基因在染色体上是不连续的,染色体上存在不编码蛋白质的核苷酸序列,果蝇的基因是具有遗传效应的DNA片段,每个基因均由多个脱氧核苷酸组成,BC正确,染色体不是基因的唯一载体,线粒体和叶绿体中也有基因,D错误。
答案 D
第4节 基因通常是有遗传效应的DNA片段
5.根据如图,回答相关问题。
(1)若图中A为糖类,则A是 ,C是 ,G是 。
(2)F的基本组成单位是图中的 (填图中字母)。
(3)F和H的关系是 。
(4)在D构成的长链中,与1分子的A相连接的有 分子的B。
第4节 基因通常是有遗传效应的DNA片段
(5)生物的性状遗传主要通过H上的 (填图中字母,下同)传递给后代,实际上是通过 的排列顺序来传递遗传信息。
解析 (1)A为脱氧核糖,C为磷酸,G为蛋白质。(2)F基因是具有遗传效应的DNA片段,其基本组成单位是D脱氧核苷酸。(3)F(DNA)和H(染色体)的关系是H是F的主要载体。(4)由于1个脱氧核糖核苷酸中只含1分子碱基、1分子磷酸和1分子脱氧核糖,所以与1分子A脱氧核糖相连接的有1分子的B碱基。(5)生物的性状遗传主要通过H上的DNA(F)传递给后代,实际上是通过脱氧核苷酸(D)的排列顺序来传递遗传信息。
第4节 基因通常是有遗传效应的DNA片段
答案 (1)脱氧核糖 磷酸 蛋白质 (2)D (3)H(染色体)是F(DNA)的主要载体 (4)1 (5)F D
第4节 基因通常是有遗传效应的DNA片段
[对应学生用书第70页]
知识点 基因通常是有遗传效应的DNA片段
1.全方位理解基因
(1)本质上,基因通常是有遗传效应的DNA片段。
(2)结构上,基因是含有特定遗传信息的脱氧核苷酸序列。
(3)功能上,基因是遗传物质的结构和功能的基本单位。
(4)位置上,真核生物基因主要在染色体上呈线性排列。
2.(浙江高考)下列关于双链DNA分子结构的叙述,正确的是( )
A.磷酸与脱氧核糖交替连接构成了DNA的基本骨架
B.双链DNA中T占比越高,DNA热变性温度越高
C.两条链之间的氢键形成由DNA聚合酶催化
D.若一条链的G+C占47%,则另一条链的A+T也占47%
解析 DNA的外侧由脱氧核糖和磷酸交替连接构成的基本骨架,内侧是碱基通过氢键连接形成的碱基对,A正确;双链DNA中GC碱基对占比越高,DNA热变性温度越高,B错误;DNA聚合酶催化形成的是磷酸二酯键,C错误;互补的碱基在单链上所占的比例相等,若一条链的G+C占47%,则另一条链的G+C也占47%,A+T占1-47%=53%,D错误。
答案 A
________________________素养发展 探究应用_______________________
[情境]
放射性心脏损伤是由电离辐射诱导的大量心肌细胞凋亡产生的心脏疾病。一项新的研究表明,circRNA可以通过miRNA调控P基因表达进而影响细胞凋亡,调控机制见图。miRNA是细胞内一种单链小分子RNA,可与mRNA靶向结合并使其降解。circRNA是细胞内一种闭合环状RNA,可靶向结合miRNA使其不能与mRNA结合,从而提高mRNA的翻译水平。
[探究]
(1)据图分析,miRNA表达量升高可影响细胞凋亡,其可能的原因是什么?
提示:P蛋白能抑制细胞凋亡,miRNA表达量升高,与P基因的mRNA结合并将其降解的概率上升,导致合成的P蛋白减少,无法抑制细胞凋亡。
(2)根据以上信息,除了减少miRNA的表达之外,试提出一个治疗放射性心脏损伤的新思路。
提示:可通过增大细胞内circRNA的含量,靶向结合miRNA使其不能与P基因的mRNA结合,从而提高P基因的表达量,抑制细胞凋亡。
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