3.4基因通常是有遗传效应的DNA片段课件-2024-2025学年高一下学期生物人教版必修2

第4节　基因通常是有遗传效应的DNA片段 第3章　基因的本质 1.举例说明基因通常是有遗传效应的DNA片段。 2.描述DNA的多样性和特异性。 「学习目标」 预习案·自主学习 一、说明基因与DNA关系的实例 许多个 DNA 独立性 性状 遗传效应 有遗传效应的DNA 二、DNA片段中的遗传信息 1.遗传信息 蕴藏在DNA分子中4种碱基的 之中。 2.DNA的特点 (1)多样性:碱基 的千变万化。 (2)特异性:每一个DNA分子有特定的 。 3.与生物体多样性和特异性的关系 DNA的多样性和特异性是生物体多样性和特异性的 。 排列顺序 排列顺序 碱基排列顺序 物质基础 4.基因本质 通常是 的 片段。 有遗传效应 DNA (1)染色体是DNA的唯一载体。(　 　) × 提示:染色体是DNA的主要载体,此外线粒体、叶绿体中也含有少量的DNA。 (2)任何生物的基因都是有遗传效应的DNA片段。(　 　) × [正误判断] 提示:RNA病毒(如烟草花叶病毒、禽流感病毒、埃博拉病毒等)的遗传物质是RNA,其基因是有遗传效应的RNA片段。 (3)DNA的多样性和特异性主要与它的空间结构密切相关。 (　 　) × 提示:DNA的多样性和特异性主要与碱基的排列顺序有关。 (4)DNA中碱基特定的排列顺序构成了每个DNA分子的特异性。 (　 　) √ 探究案·互动探究 探究一　说明基因与DNA关系的实例 「问题情境」 下图中的字母A～H表示的是与生物遗传有关的各种化学物质,箭头表示的是这些化学物质间的关系,尝试回答下列问题。 (1)写出图中各字母的含义。 B代表 ,G代表 ,F代表 。 (2)请说出A、C、D、E的数量关系。 蛋白质 脱氧核糖 4种含氮碱基 提示:每一条A(染色体)上有1个或2个C(DNA)分子;每个C(DNA)分子上有许多个D(基因);每个D(基因)含有许多个E(脱氧核苷酸)。 (3)C、D彻底水解的产物相同吗?说明原因。 提示:相同,彻底水解产物都是4种含氮碱基、脱氧核糖和磷酸。 1.大熊猫有21对染色体,包含2万～3万个基因。下列叙述合理的是(　 　) A.一个DNA上的任意一个片段均可构成一个基因 B.大熊猫的基因都位于染色体上 C.由1 000个碱基对组成的某基因具有特定的碱基排列顺序 D.大熊猫基因组计划测定的是21条染色体上DNA的碱基序列 「即时应用」 C 解析:基因通常是有遗传效应的DNA片段,并非任意一个片段均可构成一个基因;大熊猫的基因主要位于染色体上,线粒体中也存在少量的基因;每一个特定的基因都具有特定的碱基排列顺序,由1 000 个碱基对组成的某基因具有特定的碱基排列顺序;大熊猫基因组计划测定的是22条染色体(20条常染色体+X+Y)上DNA的碱基序列。 2.基因通常是有遗传效应的DNA片段。下列有关基因的叙述,错误的是(　 　) A.基因能够自我复制并遗传给后代 B.基因的碱基排列顺序代表了遗传信息 C.生物体细胞内的基因都是成对存在的 D.基因的碱基总数小于DNA分子的碱基总数 C 解析:基因是遗传物质结构和功能的基本单位,能够进行自我复制并遗传给后代;遗传信息蕴藏在4种碱基的排列顺序之中,即基因的碱基排列顺序代表了遗传信息;生物体细胞内的基因不都是成对存在的,如线粒体、叶绿体中的基因以及生殖细胞中的基因不成对存在;基因通常是有遗传效应的DNA片段,DNA上还存在非基因片段,故基因的碱基总数小于DNA分子的碱基总数。 探究二　DNA片段中的遗传信息 「问题情境」 海啸遇难人员的遗体辨认可借助于DNA杂交技术。该方法是从遗体和家属提供的遇难者生前的生活用品中分别提取DNA,在一定温度下,水浴共热,使DNA氢键断裂,双链打开。若两份DNA样本来自同一个体,在温度降低时,两份样本的DNA单链会通过氢键连接在一起;若不是来自同一个 体,则两份样本中的DNA单链在一定程度上不能互补。通过DNA杂交技术可对难以辨别的遗体进行辨认。请回答下列问题。 (1)遗传信息蕴藏在什么部位? 提示:遗传信息蕴藏在4种碱基的排列顺序之中。 (2)分析同一个体不同组织细胞的细胞核的DNA分子中(A+T)/(G+C)相同的原因。 提示:同一个体的所有组织细胞都是由一个受精卵通过有丝分裂和分化形成的。 (3)你认为基因是碱基对随机排列形成的DNA片段吗?为什么? 提示:不是。每个基因都有特定的遗传效应,蕴含着特定的遗传信息,因此其碱基排列顺序也是特定的,而不是随机排列的。 1.DNA分子的结构特性 (1)稳定性:DNA中脱氧核糖和磷酸交替连接的方式不变,两条链间碱基互补配对的方式不变。 归纳总结 (3)特异性:每种DNA都具有不同于其他DNA的特定的碱基排列顺序。 2.染色体、DNA、基因、脱氧核苷酸的关系 3.人类14号染色体信息已被破译,总计含 87 410 661 个碱基对。研究报告称,第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 「即时应用」 D 解析:一个DNA分子中含有多个基因。在基因之间的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。人类第14号染色体上的87 410 661个碱基对并不全属于该染色体上含有的 1 050个基因,故不能确定每个基因平均含有的碱基数。 4.现已知基因M共含有碱基N个,腺嘌呤n个,具有类似如图的平面结构,下列说法不正确的是(　 　) A.基因M共有2个游离的磷酸基团,(1.5N-n)个氢键 B.如图a可以代表基因M,基因M的等位基因m可以用b表示 C.基因M的碱基排列顺序中蕴藏着遗传信息 D.基因M和它的等位基因m含有的碱基数可以不相等 B 解析:DNA分子的两条单链各有1个游离的磷酸基团,基因M含有N/2个碱基对,其中A=T,则G=C碱基对为(N/2-n)个,氢键数=2n+3(N/2-n)= (1.5N-n)个;基因是DNA双链片段,图示ab表示一个基因;遗传信息指基因中碱基的排列顺序;基因M和它的等位基因m区别在于DNA碱基序列不同,含有的碱基数可以不相等。 课堂小结 思维导图 金句必备 1.遗传信息蕴藏在DNA(或RNA)4种碱基的排列顺序中。 2.基因通常是有遗传效应的DNA片段,对少数病毒而言,基因是有遗传效应的RNA片段。 3.基因的功能 (1)储存、传递遗传信息。 (2)控制生物体性状。 随堂检测 1.下列从分子水平上对生物体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,构成了每一个DNA分子的特异性 C.人体控制血红蛋白的基因由1 700个碱基对组成,其碱基对可能的排列顺序有41 700种 D.一个含2 000个碱基的DNA分子,其碱基对可能的排列顺序有 41 000种 C 1 2 3 4 1 2 3 4 解析:遗传信息蕴藏在4种碱基的排列顺序之中,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,又构成了每个DNA分子的特异性;特定的基因(人体控制血红蛋白的基因)中只能是特定的碱基对排列顺序,不能有多种排列方式;一个DNA分子含有2 000个碱基,即一条脱氧核苷酸链中有1 000个碱基,每个碱基都可能是A、T、C、G中的任意一种,故该DNA分子碱基对可能的排列顺序有41 000种。 2.如图是染色体、DNA、蛋白质、基因之间的关系示意图,正确的是(　 　) 2 3 4 1 C A B C D 解析:染色体主要由DNA和蛋白质组成,染色体是DNA的主要载体,一条染色体上有一个或两个DNA分子;一个DNA分子上包含多个基因,基因通常是有遗传效应的DNA片段。 2 3 4 1 3.(多选)下列关于DNA、基因和遗传信息的叙述,正确的是 (　 　) A.DNA通过复制,将遗传信息从亲代细胞传递给子代细胞 B.基因是有遗传效应的核酸片段 C.生物体(除病毒外)内所有基因含有的碱基总数与所有DNA分子含有的碱基总数不同 D.DNA复制是以细胞中游离的4种核糖核苷酸为原料,主要在细胞核内进行 ABC 3 4 1 2 3 4 1 2 解析:DNA中蕴藏着大量的遗传信息,DNA通过复制,将遗传信息从亲代细胞传递给子代细胞,从而保持了遗传信息的连续性;基因通常是有遗传效应的DNA片段,也可能是有遗传效应的RNA片段;除RNA病毒外,基因是有遗传效应的DNA片段,但DNA中的某些片段不属于基因,因此生物体内所有基因含有的碱基总数少于所有DNA分子含有的碱基总数;DNA复制是以细胞中游离的4种脱氧核糖核苷酸为原料,主要在细胞核内进行。 4.如图表示一个DNA分子上的三个片段A、B、C,请回答下列问题。 1 2 3 4 遗传 (1)片段A和片段C之所以被称为基因,是因为它们都具有 　　　　效应。  解析:(1)片段A与片段C之所以能被称为基因,是因为它们都是一段具有遗传效应的DNA片段,能控制一定的生物体性状。 (2)片段A和片段C的不同之处是 　 。 1 2 3 4 脱氧核苷酸的数目和排列顺序不同 解析:(2)片段A和片段C的不同之处也就是基因与基因的不同之处:其内部的遗传信息即脱氧核苷酸的排列顺序及数目不同。 (3)片段A和片段B的不同之处是片段B的碱基序列 　 。 不携带遗传信息,不具有遗传效应 解析:(3)片段A和片段B的不同之处是片段B中的碱基序列不具有遗传效应,而片段A是具有遗传效应的DNA片段。 (4)一般情况下,在一个DNA分子中类似于B的片段的长度要 　　　 　(填“大于”“小于”或“等于”)类似于A的片段的长度。  1 2 3 4 大于 解析:(4)一般情况下,在一个DNA分子中类似于B的片段的长度要大于类似于A的片段的长度。 联系实际·迁移应用 DNA分子杂交的基础是具有互补碱基序列的DNA分子,可以通过碱基对之间形成氢键等,形成稳定的双链区。当两种生物的DNA单链具有互补的碱基序列时,互补的碱基序列就会结合在一起,形成杂合双链区;在没有互补碱基序列的部位,仍然是两条游离的单链。形成杂合双链区的部位越多,说明这两种生物的亲缘关系越近。人的遗传信息主要分布于染色体上的DNA中。两个随机个体具有相同DNA序列的可能性微乎其微, 因此,DNA可以像指纹一样用来识别身份,这种方法就是DNA指纹技术。因为每个人的DNA指纹图是独一无二的,所以我们可以根据分析指纹图的吻合程度来帮助确认身份。 探究:(1)DNA亲子鉴定中,DNA探针必不可少,DNA探针是一种已知碱基顺序的DNA片段。请问用DNA探针检测基因的原理是什么? 提示:碱基互补配对原则和DNA分子的特异性。 (2)现在已知除了同卵双生的双胞胎,每个人的DNA都是独一无二 的,就好像指纹一样,这说明了什么? 提示:DNA分子具有多样性和特异性。 谢 谢 观 看 (2)多样性:DNA分子中碱基对(脱氧核苷酸对)的排列顺序多种多样,构成了DNA的多样性遗传信息的多样性生物体多样性。 $$