第3章 第4节 基因通常是有遗传效应的DNA片段-【优化探究】2025-2026学年新教材高中生物学必修2同步导学案配套PPT课件（人教版）多选

基因的本质 第3章　 第4节　基因通常是有遗传效应的DNA片段   [目标导学]　1.举例说明基因通常是有遗传效应的DNA片段。2.说出DNA分子的多样性和特异性。 内容索引 NEIRONGSUOYIN 学习任务二　DNA片段中的遗传信息 学习任务一　说明基因与DNA关系的实例 课时作业 巩固提升 备选题库 教师独具 说明基因与DNA关系的实例 学习任务一 梳理 归纳教材知识 独立性　 许多　 部分　 DNA 性状　 　 遗传效应 　遗传效应的DNA片段 [正误辨析] (1)基因是DNA上任意的一个片段。(　　) (2)基因和DNA是同一概念。(　　) (3)真核生物的基因均在染色体上呈线性排列。(　　) (4)基因一定是有遗传效应的DNA片段。(　　) × × × × 1．图甲表示果蝇某一条染色体上的几个基因，图乙表示物质或结构的从属关系，请分析回答下列问题。 探究 要点合作突破 (1)图甲体现了基因与染色体有什么关系？基因都在染色体上吗？ 提示：①基因在染色体上呈线性排列；②一条染色体上含有多个基因；③染色体是基因的载体。基因并不是都在染色体上，真核生物的核基因位于染色体上，质基因位于叶绿体或线粒体中，原核生物的基因位于拟核或质粒中，病毒的基因位于核酸分子中。 (2)一条染色体上有几个DNA分子？一个DNA分子中有很多个基因，这些基因是不是连续排列的？ 提示：一条染色体上有1个或2个DNA分子。一个DNA分子中基因并非连续排列，基因之间有一些碱基序列不属于基因。 (3)图乙中表示染色体、基因、DNA、脱氧核苷酸之间的关系，则a、b、c、d分别是什么？ 提示：a为染色体，b为DNA，c为基因，d为脱氧核苷酸。 2．基因通常是具有遗传效应的DNA片段。你怎样理解“通常”“遗传效应”的含义？请举例说明。 提示：自然界中绝大多数生物的遗传物质是DNA，但是有少数病毒的遗传物质是RNA，对这类病毒而言，基因就是有遗传效应的RNA片段，因此说基因通常是具有遗传效应的DNA片段。“遗传效应”是指基因能够控制某种蛋白质的合成，呈现出某种性状。例如我国科学家把外源的生长激素基因导入鲤鱼受精卵培育出转基因鲤鱼，生长速率加快，说明外源的生长激素基因控制了生长激素的合成，体现了遗传效应。 [归纳总结] 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；线粒体和叶绿体中也含有基因。 (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。 1．“人类基因组计划”研究表明，人类基因组计划测定的24条染色体上有2～2.5万个基因，这一事实说明(　　) A．基因是DNA上有遗传效应的片段 B．基因是染色体的片段 C．一个DNA分子上有许多个基因 D．基因只存在于染色体上 强化 题点对应训练 C 解析：人类基因组计划测定的24条染色体上含有24个DNA分子，由题中所给数据可知，其上的基因已发现的有2～2.5万个，因此可推出一个DNA分子上有许多个基因。 2．如图表示脱氧核苷酸、基因、DNA和染色体间的关系。下列有关叙述错误的是(　　)   A．d是脱氧核苷酸，其种类取决于c的种类 B．基因通常是具有遗传效应的f片段 C．e含有的碱基总数等于f D．基因的主要载体是染色体 C 解析：图中c为含氮碱基，d为脱氧核苷酸，根据含氮碱基不同，可将脱氧核苷酸分为四种，A正确；基因(e)是有遗传效应的DNA(f)片段，故基因含有的碱基总数小于f，B正确，C错误；基因的主要载体是染色体，并在其上呈线性排列，D正确。 [易错提醒] 基因概念理解的三个误区 (1)不是所有的DNA片段都是基因，有遗传效应的DNA片段才是基因。 (2)不是所有的基因都位于染色体上，叶绿体、线粒体和拟核区也有基因。 (3)基因不全是有遗传效应的DNA片段，对于遗传物质是RNA的生物而言，基因就是有遗传效应的RNA片段，遗传信息蕴藏在4种碱基(A、U、G、C)的排列顺序之中。 DNA片段中的遗传信息 学习任务二 1．遗传信息：蕴藏在4种碱基的__________之中。 2．DNA分子的多样性和特异性 (1)多样性：碱基的排列顺序__________。 (2)特异性：碱基______的排列顺序，构成了DNA分子的特异性。 (3)意义：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。 梳理 归纳教材知识 千变万化 排列顺序 特定 3．基因的概念 (1)基因通常是____________的DNA片段。 (2)有些病毒的遗传物质是RNA，对这些病毒而言，基因就是有遗传效应的__________。 有遗传效应 RNA片段 [正误辨析] (1)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。(　　) (2)基因中碱基对的数目与其多样性有关。(　　) (3)基因的基本组成单位均为脱氧核苷酸。(　　) (4)从广义上来说，烟草花叶病毒中有遗传效应的RNA片段也叫作基因。(　　) × √ × √ 1．为什么一个含有2n个碱基的DNA分子有4n种碱基排列顺序，而不是42n种？ 提示：因为一个DNA分子有两条链，两条链上的碱基互补配对，只要其中一条链上的碱基排列顺序确定，另一条链上的碱基排列顺序也就确定了，故只考虑DNA分子中一条链上碱基的种类和排列顺序即可。 探究 要点合作突破 2．假设长度为17个碱基对的脱氧核苷酸序列组成一个基因，那么这17个碱基对可以排列出大约多少种基因？这说明了基因的什么特性？ 提示：417种基因。说明了基因的多样性。 3．假设人类基因组中第1号染色体上第1个基因由17个碱基对随机排列构成，那么你与你同桌相比，这个基因的脱氧核苷酸序列完全相同的可能性为多少？这说明基因的什么特点？ 提示：1/(417×417)，完全相同的概率很小。说明基因的特异性。 [归纳总结] 1．遗传信息储存在遗传物质中，所以DNA和RNA中都有遗传信息，所以基因是具有遗传效应的DNA或RNA片段。 2．DNA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多样性和特异性的客观体现。 3．DNA特异性的应用 特定的DNA具有特定的碱基排列顺序，蕴含着特定的遗传信息，不同的DNA蕴含的遗传信息不同。故DNA的特异性可用于刑事侦破、尸体鉴定、亲子鉴定、判断亲缘关系远近等。 1．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 强化 题点对应训练 C 解析：遗传信息多样性的物质基础是核苷酸序列的多样性；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；遗传信息通常是DNA上脱氧核苷酸的排列顺序，并不是生物体表现出来的遗传性状。 2．(多选)从分子水平上对生物体具有多样性或特异性的分析，正确的是(　　) A．碱基排列顺序的千变万化，决定了DNA分子的多样性 B．碱基特定的排列顺序，决定了DNA分子的特异性 C．一个含2 000个碱基的DNA分子，其碱基对可能的排列方式就有41 000种 D．人体内控制β－珠蛋白的基因由1 700个碱基对组成，其碱基对可能的排列方式有41 700种 ABC 解析：碱基排列顺序的千变万化，构成了DNA分子的多样性，A正确；碱基特定的排列顺序，构成了每一个DNA分子的特异性，B正确；DNA中的碱基有A、T、C、G 4种，由n对碱基形成的DNA分子，其碱基对可能的排列方式最多有4n种，1个含2 000个碱基(即1 000对碱基)的DNA分子，其碱基对可能的排列方式有41 000种，C正确；β－珠蛋白基因碱基对的排列顺序是β－珠蛋白所特有的，D错误。 课堂小结 备选题库 教师独具 1．下列层次关系正确的是(　　) A．脱氧核苷酸→基因→DNA→染色体 B．基因→脱氧核苷酸→DNA→染色体 C．基因→DNA→脱氧核苷酸→染色体 D．DNA→脱氧核苷酸→染色体→基因 2 3 1 4 A 解析：染色体是DNA的主要载体，基因(通常)是有遗传效应的DNA片段，脱氧核苷酸是DNA的基本组成单位，也是基因的基本组成单位，A正确。 2 3 1 4 2．如图是果蝇某条染色体上的一段DNA的示意图。下列说法正确的是(　　)   A．白眼基因含有多个核糖核苷酸 B．白眼基因是有遗传效应的DNA片段 C．白眼基因位于细胞质内 D．白眼基因的基本组成单位是4种碱基 2 3 1 4 B 解析：白眼基因中含有多个脱氧核苷酸，A错误；白眼基因是有遗传效应的DNA片段，其基本组成单位为脱氧核苷酸，脱氧核苷酸共有4种，B正确，D错误；染色体是DNA的主要载体，白眼基因位于染色体上，是核基因，C错误。 2 3 1 4 3．决定DNA分子的多样性和特异性的是(　　) A．脱氧核苷酸链上磷酸和脱氧核糖的排列特点 B．嘌呤总数与嘧啶总数的比值 C．碱基互补配对原则 D．碱基排列顺序 2 3 1 4 D 解析：DNA分子的多样性主要表现为碱基排列顺序的千变万化；特异性主要表现为每个特定的DNA分子的碱基都有特定的排列顺序。 2 3 1 4 4．(多选)下列有关基因的说法，正确的是(　　) A．生物体内的DNA数与基因数不相同 B．染色体是基因的主要载体，但不是唯一载体 C．生物体内所有基因的碱基总数与DNA的碱基总数相同 D．每个基因的长度相同 2 3 1 4 AB 解析：生物体内的一个DNA分子上含有许多个基因，故DNA分子数与基因数不同，A正确；染色体是基因的主要载体，但不是唯一载体，B正确；基因通常是有遗传效应的DNA片段，DNA中还有无遗传效应的片段，故生物体内所有基因的碱基总数远远少于DNA分子的碱基总数，C错误；每个基因都有特定的碱基序列，故其长度和排列顺序不同，D错误。 2 3 1 4 课时作业 巩固提升 [基础巩固练] 1．下列有关基因的叙述，正确的是(　　) A．真核细胞中的基因都以染色体为载体 B．细菌中的RNA上有少量的基因 C．等位基因的根本区别是脱氧核苷酸的排列顺序不同 D．基因是有遗传效应的DNA片段 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 C 解析：真核细胞的细胞核基因以染色体为载体，细胞质基因不以染色体为载体，A错误；细菌的遗传物质是DNA，RNA不是细菌的遗传物质，其上没有基因，B错误；等位基因位于一对同源染色体的相同位置上，两者的根本区别是脱氧核苷酸的排列顺序不同，C正确；基因通常是有遗传效应的DNA片段，对于RNA病毒来说，基因是有遗传效应的RNA片段，D错误。 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 2．大肠杆菌细胞的拟核有1个DNA分子，长度约为4.7×106 bp(碱基对)，在该DNA分子上分布有大约4 400个基因，每个基因的平均长度约为1 000 bp。根据题中信息，不能得出的结论是(　　) A．基因位于DNA分子上 B．1个DNA分子上有多个基因 C．DNA分子上有非基因片段 D．DNA分子的碱基对总数与所含有的基因的碱基对总数相等 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 D 解析：该DNA分子上分布有大约4 400个基因，每个基因的平均长度约为1 000 bp，则所有基因含有的碱基对总数约为4.4×106个，小于DNA分子含有的碱基对总数，这同时也说明DNA分子上有非基因片段，故选D。 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 3．下列有关遗传信息的叙述，正确的是(　　) A．遗传信息是指DNA分子中脱氧核苷酸的排列顺序 B．某基因导入其他生物细胞内并未表现出相应性状，说明遗传信息丢失 C．亲代的遗传信息可以通过DNA复制传递给后代 D．HIV是RNA病毒，没有DNA分子，所以没有遗传信息 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 C 解析：DNA和RNA都可携带遗传信息，遗传信息是指核苷酸的排列顺序，A错误；某基因导入细胞后未表现出相应性状，不能说明遗传信息丢失，B错误；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，C正确；HIV是RNA病毒，其遗传信息蕴藏在RNA中，D错误。 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 4．下列关于染色体、DNA、基因关系的叙述，正确的是(　　) A．一个DNA分子上通常有多个基因 B．DNA片段就是基因 C．DNA是染色体的唯一成分 D．三者的基本结构单位都是脱氧核苷酸 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 A 解析：基因通常是有遗传效应的DNA片段，一个DNA分子上有多个基因，A正确，B错误；染色体主要由DNA和蛋白质组成，DNA的基本组成单位是脱氧核苷酸，蛋白质的基本组成单位是氨基酸，DNA和基因的基本结构单位都是脱氧核苷酸，C、D错误。 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 5．如图表示一个DNA分子上的三个片段A、B、C，下列有关分析错误的是(　　)   A．片段A、C中的碱基序列均携带遗传信息 B．片段B中的碱基序列不携带遗传信息 C．片段A与片段C中的碱基种类和数目都不同 D．一般情况下，片段B的长度要大于片段A或C的长度 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 C 解析：片段A、C属于基因片段，其中的碱基序列均携带遗传信息，A正确；片段B为基因间区，其中的碱基序列不携带遗传信息，B正确；片段A与片段C中的碱基数目可能不同，但碱基种类相同，C错误；一般情况下，片段B的长度要大于片段A或C的长度，D正确。 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 6．下列关于基因的理解，正确的是(　　) A．真核细胞的基因只存在于细胞核中，而核酸并非仅存在细胞核中 B．基因中碱基的排列顺序代表遗传信息 C．基因只存在于染色体上，所以染色体是基因的载体 D．真核生物的遗传物质是DNA，原核生物的遗传物质是RNA 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 B 解析：真核细胞的基因主要存在于细胞核中，核酸包括DNA和RNA，其中RNA主要分布在细胞质中，DNA主要分布在细胞核中，A错误；遗传信息是指基因中核苷酸的排列顺序，不同的基因含有不同的核苷酸的排列顺序，B正确；基因在染色体上呈线性排列，染色体是基因的主要载体，有些基因位于叶绿体和线粒体中，C错误；真核生物和原核生物的遗传物质都是DNA，D错误。 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 7．由50个脱氧核苷酸构成的DNA，按其碱基的排列顺序不同，可分为多少种？这体现了DNA的什么特性？(　　) ①504种　②450种　③425种　④遗传性　⑤多样性　⑥特异性 A．①④　　　　　　　 B．②⑤ C．②⑥ D．③⑤ 解析：50个脱氧核苷酸形成25个碱基对，可形成425种DNA，这体现了DNA的多样性。 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 D 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 [素能培优练] 8．如图为果蝇X染色体上的部分基因示意图，下列对此X染色体的叙述，错误的是(　　) A．图中所示的基因不一定能在Y染色体上存在 B．图中四个基因之间的本质区别是所含碱基数量不同 C．图中四个基因在染色体上呈线性分布 D．雄性X染色体上的基因来自其雌性亲本 B 解析：Y染色体为X染色体的同源染色体，二者之间存在非同源区段，在Y染色体上不一定有X染色体上相应的基因，A正确；基因之间最本质的区别在于碱基的排列顺序不同，B错误；结合图示可知，基因在染色体上呈线性排列，C正确；雄性Y染色体来自父方，X染色体只能来自母方，故雄性X染色体上的基因来自其雌性亲本，D正确。 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 9．Y－STR检测技术是一种特殊的DNA指纹技术，可检测Y染色体的DNA序列。警方可利用已有的Y－STR数据库，迅速定位犯罪分子的家族。该技术利用了DNA分子的(　　) A．稳定性 B．特异性 C．多样性 D．可变性 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 B 解析：碱基特定的排列顺序构成了每个DNA分子的特异性，导致每个人的DNA指纹都是独一无二的，据此，我们可以根据分析指纹的吻合程度来帮助确认身份。 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 10．(多选)微卫星DNA(STR)是真核细胞基因组中含有高度重复序列的DNA。富含A—T碱基对，不同个体的STR具有明显的差异。下列有关STR的说法错误的是(　　) A．不同生物STR序列不同体现了DNA具有特异性 B．STR序列彻底水解产物是磷酸、核糖和四种碱基 C．相对于其他DNA序列，STR序列结构的稳定性可能较差 D．STR序列可作为遗传标记基因用于个体鉴定 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 AB 解析：由于碱基的排列顺序不同，导致不同生物的 STR 不同，体现了 DNA 具有多样性，A错误；STR 是 DNA 分子，彻底水解后可以得到6种小分子物质，即四种碱基、磷酸、脱氧核糖，B 错误；STR的A—T碱基对所占的比例较多，而 A 与 T 之间形成两个氢键， G 与 C 之间形成三个氢键，相对于其他DNA序列，STR的稳定性可能较差， C 正确；由于不同个体的 STR 具有明显的差异， STR 序列可作为遗传标记基因用于个体鉴定， D 正确。 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 11．(多选)深圳华大基因研究院在深圳第十届“高交会”上宣布：大熊猫“晶晶”的基因组框架图绘制完成。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．基因就是任意一个DNA片段 B．大熊猫的基因不都位于染色体上 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．大熊猫的基因在染色体上的排列顺序代表了遗传信息 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 BC 解析：基因通常是有遗传效应的DNA片段，A错误；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，B正确；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，C正确；DNA中碱基的排列顺序蕴含遗传信息，D错误。 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 12．如图为某生物体内的部分物质与结构关系图，请据图回答下列问题。 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 (1)若图1中A为糖类，则A是__________。 (2)F的基本组成单位是图1的______(填字母，下同)，F的主要载体是图1中的______。 (3)如图2所示，E在H上呈______排列，E中的遗传信息是________(填“随机的”或“特定的”)碱基排列顺序。 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 脱氧核糖 D　 H 线性　 特定的 解析：(1)若图1中A为糖类，参与构建脱氧核苷酸，则A是脱氧核糖。 (2)F表示DNA，DNA的基本组成单位是图1的D(脱氧核苷酸)，F(DNA)的主要载体是图中的H染色体。 (3)如图2所示，E基因在H染色体上呈线性排列，E基因中的遗传信息是特定的碱基排列顺序。 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 13．DNA指纹技术正发挥着越来越重要的作用，在亲子鉴定、侦察罪犯方面，可以说是目前最为可靠的鉴定技术。请回答下列有关DNA指纹技术的问题。 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 (1)亲子鉴定中，DNA探针必不可少，DNA探针实际是一种已知碱基序列的DNA片段，用DNA探针寻找基因所用的原理是___________________。 (2)用DNA做亲子鉴定时，小孩的条带会一半与其生母相吻合，另一半与其生父相吻合，原因是___________________________________________ _________________________________。 (3)现在已知除了同卵双生的双胞胎外，每个人的DNA都是独一无二的，就好像指纹一样，这说明了________________________。 (4)为什么用DNA做亲子鉴定，而不用RNA？________________________ _______________________________________________________。 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 碱基互补配对原则 孩子的每一对同源染色体中的两条染色体必定一条来自母亲，一条来自父亲 DNA具有多样性和特异性 因为对于细胞生物来说，基因在DNA上，而不在RNA上，且DNA具有特异性 解析：(1)DNA指纹技术应用的原理是碱基互补配对原则。 (2)小孩的一对同源染色体中的两条染色体一条来自父亲，一条来自母亲。 (3)不同人的DNA不一样，说明DNA分子具有多样性，每个人的DNA是独一无二的，说明DNA具有特异性。 (4)对于细胞生物而言，基因是具有遗传效应的DNA片段，且DNA具有特异性，所以用DNA做亲子鉴定，而不用RNA。 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 $$