第3章 第4节 基因通常是有遗传效应的DNA片段-【精讲精练】2025-2026学年高中生物必修2 遗传与进化教师用书word（人教版 多选）

本讲义聚焦“基因通常是有遗传效应的DNA片段”核心知识点，以基因与DNA关系的实例分析为起点，通过材料解读明确基因本质，进而阐述DNA遗传信息的多样性与特异性，构建基因、DNA、染色体、脱氧核苷酸的层级关系。 该资料设计“思考·讨论”“探究点分析”等环节，引导学生通过实例归纳基因与DNA关系，通过碱基排列计算理解遗传信息特性，培养科学思维与生命观念。课中助力教师引导主动探究，课后分层练习帮助学生巩固知识，查漏补缺。

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 生命观念、科学思维 2.举例说出基因通常是有遗传效应的DNA片段 生命观念、科学思维 3.理解基因多样性和特异性的原因 生命观念、科学思维 一、说明基因与DNA关系的实例 二、DNA片段中的遗传信息 1．遗传信息：DNA分子中4种碱基的排列顺序。 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分子有特定的碱基排列顺序。 (3)稳定性：DNA分子的结构较稳定。 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物质基础。 4．基因概念：基因通常是有遗传效应的DNA片段。有些病毒的基因是有遗传效应的RNA片段。例如，遗传物质为RNA的人类免疫缺陷病毒(艾滋病病毒)、流感病毒等。 古代常用滴血认亲的方式进行亲子鉴定，结果并不准确。现代则用DNA指纹技术，准确度极高。请对以下相关叙述进行判断： (1)碱基排列顺序的千变万化，构成了DNA分子的多样性。(√) (2)遗传信息是指DNA中的碱基排列顺序。(√) 探究点一　基因、DNA、染色体的关系 1．阅读教材P57～58“思考·讨论，分析基因与DNA的关系”，思考下列问题： (1)通过材料1能得到什么结论？ 提示：DNA分子数目＜基因数目，基因的碱基总数＜DNA分子的碱基总数。 (2)通过材料2能得到什么结论？ 提示：基因是特定的DNA片段，可以切除，可以拼接到其他生物的DNA上去，从而获得某种性状的表达。 (3)通过材料3能得到什么结论？ 提示：基因是DNA的一小部分。 (4)从材料1和3得出什么、从材料2得出什么？ 提示：材料1和3得出：基因是有遗传效应的DNA的片段。 材料2得出：基因具有特定的遗传效应，能够控制生物性状。 2．下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： (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。不是，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的，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。 染色体、DNA、基因和脱氧核苷酸的关系 (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：基因是控制性状的结构、功能单位，特定基因控制相应的性状。 (5)基因与遗传信息的关系：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排列顺序。 1．(2025·广东佛山高一质检)下图表示染色体、DNA、基因三者之间的关系，下列关于三者之间关系的叙述，错误的是(　　) A．都能复制、分离和传递，且三者行为一致 B．染色体的任一片段均可称作基因 C．每条染色体含有1个或2个DNA分子，DNA分子上含有多个基因 D．在生物的细胞核遗传中，染色体的行为决定着DNA和基因的行为 解析　染色体、DNA和基因都能复制、分离和传递，且三者行为一致，A正确；基因通常是有遗传效应的DNA片段，B错误；每条染色体一般含1个DNA分子，复制后含有2个DNA分子，DNA分子上往往含有多个基因，C正确；在生物的细胞核遗传中，染色体的行为决定着DNA和基因的行为，D正确。 答案　B 2．(2025·南阳高一期末)下图为某昆虫一条染色体上几个基因的示意图。下列叙述正确的是(　　) A．图中的4个基因在该昆虫所有体细胞中都能表达 B．图中的4个基因是一条染色体上的非等位基因 C．图中4个基因的碱基数相同，但碱基对的排列顺序不同 D．图中的4个基因的遗传遵循自由组合定律 解析　图中的4个基因不会在该昆虫所有体细胞中都表达，基因选择性表达使生物体出现多种多样的体细胞，A错误；等位基因是指同源染色体上同一位置上控制一对相对性状的基因，图中的4个基因是一条染色体上的非等位基因，B正确；由于省略号处碱基对的数目未知，因此图中4个基因的碱基数不一定相同，C错误；图中的4个基因是位于一条染色体上，不遵循自由组合定律，D错误。 答案　B 探究点二　DNA片段中的遗传信息 　如图是人类某染色体上DNA的片段，含有基因A、基因b和无遗传效应的片段M。请思考： (1)基因A和b的本质区别是什么？ 提示：不同基因的本质区别在于其脱氧核苷酸序列不同。 (2)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。 (3)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？这说明了遗传信息的什么特性？ 提示：417。说明了遗传信息的多样性。 (4)假设人类基因组中第1号染色体上第1个基因长度为17个碱基对随机排列构成的，那么与你的朋友相比，这个基因的脱氧核苷酸序列完全相同的可能性是多少？这说明遗传信息的什么特性？ 提示：1/(417×417)，概率很小，说明了遗传信息的特异性。 1．基因的多样性和特异性 (1)多样性：基因中碱基对的排列顺序千变万化决定了DNA的多样性。 (2)特异性：每个特定的基因都有特定的碱基排列顺序，即基因的特异性。 2．生物多样性与DNA多样性的关系 DNA(基因)多样性蛋白质多样性生物多样性 (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．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 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。 答案　D 4．下列从分子水平上对生物体具有多样性或特异性的分析，错误的是(　　) A．碱基的排列顺序千变万化，构成了DNA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．一个含2000个碱基的DNA分子，其碱基对可能的排列方式就有41000种 D．人体内合成β­珠蛋白的基因长度为1700个碱基对，其碱基对可能的排列方式有41700种 解析　DNA的多样性是指碱基排列顺序的千变万化，DNA的特异性是指每一个DNA分子的碱基具有特定的排列顺序，A、B正确；2000个碱基组成1000个碱基对，其碱基对可能的排列方式就有41000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，任意改变碱基的排列顺序后，合成的不一定是β­珠蛋白，其碱基对的排列方式只有1种，D错误。 答案　D [构建课堂要点] [检测学习效果] 1．下列有关DNA多样性的叙述，正确的是(　　) A．DNA多样性的原因是DNA分子空间结构千变万化 B．含有200个碱基的DNA分子，碱基对可能的排列方式有4200种 C．DNA的多样性和特异性是生物体多样性和特异性的基础 D．DNA的多样性是指一个DNA分子上有许多个基因 解析　DNA的多样性是指DNA分子中碱基排列顺序的千变万化；含有200个碱基的DNA分子中，碱基对可能的排列方式有4100种。 答案　C 2．如图表示果蝇某一条染色体上的几个基因，相关叙述中不正确的是(　　) 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．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 解析　图示中一条染色体含多个基因，呈线性排列。图示中的基因是DNA上一段段的脱氧核苷酸序列。染色体不是基因的唯一载体，线粒体和叶绿体中也有基因的存在。 答案　D 3．下列有关染色体、DNA、基因、脱氧核苷酸的说法，错误的是(　　) A．在DNA分子结构中，与脱氧核糖直接相连的一般是1个磷酸和1个碱基 B.基因通常是有遗传效应的DNA片段，1个DNA分子上可含有许多个基因 C．基因可以是一段DNA，但一段DNA不一定是基因 D．染色体是DNA的主要载体，基因在染色体上呈线性排列 解析　在DNA分子结构中，与脱氧核糖直接相连的一般是2个磷酸和1个碱基。 答案　A 4．(多选)生长在太平洋西北部的一种水母能发出绿色荧光，这种水母的DNA分子上有一段长度为5170个碱基对的片段——绿色荧光蛋白基因。下列有关叙述正确的是(　　) A．绿色荧光蛋白基因具有规则的双螺旋结构 B．绿色荧光蛋白基因有A、U、C、G四种碱基 C．绿色荧光蛋白基因是有遗传效应的DNA片段 D．遗传信息蕴藏在碱基对的排列顺序中 解析　基因通常是有遗传效应的DNA片段，DNA是双螺旋结构，因此绿色荧光蛋白基因也具有规则的双螺旋结构，A正确；绿色荧光蛋白基因有A、T、C、G四种碱基，B错误；基因通常是有遗传效应的DNA片段，C正确；遗传信息蕴藏在碱基对的排列顺序中，D正确。 答案　ACD 5．分析图示，回答有关问题： (1)图中B是________，G是__________。 (2)A与C有两种数量关系：________和________。 (3)D与A的位置关系是______________。 (4)从分子水平看，D与C的关系是________。 (5)真核生物中，D的主要载体是图中的____，除此之外，______和______中也含有D。 (6)在E构成的链中，与1分子G相连接的有________分子的F和________分子的H。 (7)遗传信息是D中______的特定排列顺序。 (8)生物的性状遗传主要通过A上的______传递给后代。 解析　(1)染色体的主要成分是蛋白质和DNA，因此B是蛋白质；1分子脱氧核苷酸由1分子磷酸、1分子脱氧核糖和1分子含氮碱基组成，因此G是脱氧核糖，F是含氮碱基。(2)一般情况下，一条染色体含有1个DNA分子，DNA复制后、着丝粒分裂之前，一条染色体上含有2个DNA分子，因此A与C有两种数量关系：1∶1和1∶2。(3)基因与染色体的位置关系是基因在染色体上呈线性排列。(4)基因与DNA的关系是基因通常是有遗传效应的DNA片段。(5)真核生物中，染色体是基因的主要载体，线粒体和叶绿体中也含有基因。(6)在脱氧核苷酸构成的链中，与1分子脱氧核糖相连接的有1分子的含氮碱基和1或2分子的磷酸。(7)遗传信息是基因中碱基的特定排列顺序。(8)生物的性状遗传主要通过染色体上的基因传递给后代。 答案　(1)蛋白质　脱氧核糖　(2)1∶1　1∶2 (3)D在A上呈线性排列　(4)D通常是有遗传效应的C片段　(5)A　线粒体　叶绿体 (6)1　1或2　(7)碱基　(8)基因(D) [基础达标练] 1．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4400个基因，每个基因的平均长度约为1000 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 解析　该DNA分子上分布有大约4400个基因，每个基因的平均长度约为1000 bp，则所有基因含有的碱基对总数约为4.4×106个，小于该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。 答案　D 2．下列有关真核生物细胞中染色体、DNA、基因、脱氧核苷酸的说法，不正确的是(　　) A．基因与DNA是局部与整体的关系 B．基因是四种碱基对的随机排列 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特定的排列顺序决定的 D．DNA能够存储遗传信息且可以准确复制 解析　真核生物细胞中，基因是有遗传效应的DNA片段，基因与DNA是局部与整体的关系，A正确；基因是含有特定遗传信息的特异序列，不是碱基对的随机排列，B错误；真核生物细胞中，一个基因含多个脱氧核苷酸，基因的特异性是由脱氧核苷酸特定的排列顺序决定的，C正确；DNA能够存储遗传信息且可以准确复制，D正确。 答案　B 3．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　该题干中没有涉及基因和DNA的关系；该题干没有涉及染色体与基因的关系；由题干信息可知，肥胖这一性状是由HMIGIC基因决定的，说明基因控制生物体的性状，具有遗传效应；该实验中没有涉及性状表现与DNA的关系，因此不能说明DNA具有遗传效应。 答案　C 4．有关遗传信息的叙述，正确的是(　　) A．遗传信息只储存在DNA分子中 B．HIV的遗传信息储存在RNA分子中 C．所有生物的DNA，都具有相同的脱氧核苷酸排列顺序 D．组成DNA的核苷酸只有4种，所以连成长链时，其排列顺序是有限的 解析　遗传信息储存在DNA或RNA中，A错误；HIV的遗传物质是RNA，因此其遗传信息储存在RNA分子中，B正确；不同生物的DNA具有不同的脱氧核苷酸排列顺序，C错误；组成DNA的核苷酸只有4种，但连成长链时，其排列顺序是千变万化的，D错误。 答案　B 5．生长在太平洋西北部的一种海蜇能发出绿色荧光，这是因为该种海蜇DNA分子上有一段长度为5170个碱基对的片段——绿色荧光蛋白基因。转基因实验表明，转入了海蜇的绿色荧光蛋白基因的转基因鼠，在紫外线的照射下，也能像海蜇一样发光。这个资料不能表明(　　) A．基因是有遗传效应的DNA片段 B．基因是DNA上的有一定功能的特异性的碱基排列顺序 C．基因是控制生物体性状的遗传物质的结构单位和功能单位 D．DNA的任意片段都能在另一种生物体内控制性状 解析　根据题干信息“生长在太平洋西北部的一种海蜇能发出绿色荧光，这是因为该种海蜇DNA分子上有一段长度为5 170个碱基对的片段——绿色荧光蛋白基因”可知，基因是DNA分子上的片段，是有遗传效应的DNA片段，A正确；根据以上分析可知，基因在DNA分子上，是具有一定功能的特异性的碱基排列顺序，B正确；基因是有遗传效应的DNA片段，是控制生物性状的遗传物质的结构单位和功能单位，C正确；基因是有遗传效应的DNA片段，只有基因才能控制生物性状，因此DNA上有些片段是不能控制生物性状的，D错误。 答案　D 6．(2025·无锡高一期末)Y­STR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Y­STR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 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指纹图都是独一无二的，据此，我们可以根据分析指纹图的吻合程度来帮助确认身份。 答案　B 7．现在通过人脸识别能为手机解锁，通过刷脸与核对身份证信息，无需取火车票就能进站上车，人脸识别技术的应用使我们的生活更加便利。下列说法错误的是(　　) A．人脸识别技术是通过直接识别人面部的基因来实现的 B．人脸识别技术的前提是每个人都有独特的面部特征 C．每个人相关基因的碱基排列顺序及多样化的基因组合，决定了人脸特征的多样性 D．DNA的多样性和特异性是人脸多样性和特异性的物质基础 解析　人脸识别技术是通过直接识别人面部的多个性状来实现的，其前提是每个人都有独特的面部特征，A错误，B正确；不同个体中相关基因的碱基排列顺序不同，指导合成的蛋白质不同，蛋白质的不同决定了不同个体脸部特征不同，因此人体中相关基因的碱基排列顺序，决定了人脸特征的多样性，C正确；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，决定了人脸识别技术的可行性，D正确。 答案　A 8．(2025·江西新余高一质检)人类基因组计划测定的是24条染色体上DNA的碱基序列。每条染色体上有1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%。下列说法正确的是(　　) A．人类基因组计划需要测定22条常染色体和X、Y染色体上DNA的碱基序列 B．生物体的DNA分子数目和基因数目相同，但构成基因的碱基总数小于构成DNA分子的碱基总数 C．虽然构成基因的碱基数目所占比例较小，但基因在DNA分子上是连续分布的 D．构成每个基因的碱基都包括A、T、G、C、U 5种 解析　基因通常是有遗传效应的DNA片段，因此生物体的DNA分子数目和基因数目不相同，构成基因的碱基总数小于构成DNA分子的碱基总数，B错误；基因在DNA分子上不是连续分布的，C错误；若基因是有遗传效应的DNA片段，则含A、T、G、C 4种碱基，若基因是有遗传效应的RNA片段，则含A、U、G、C 4种碱基，D错误。 答案　A [素能提升练] 9．(多选)染色体、DNA和基因三者关系密切，下列叙述中正确的是(　　) A．正常细胞中每个染色体含有一个DNA分子，每个DNA分子有很多个基因 B．复制、分离和传递，三者都能相伴而行 C．三者都是遗传物质，三者都能行使生物的遗传作用 D．在进行有性生殖的生物的传宗接代过程中，染色体行为决定后两者 解析　DNA是主要的遗传物质；基因是有遗传效应的DNA片段；染色体是DNA与基因的载体，而不是遗传物质。 答案　ABD 10．(多选)下列关于遗传信息的说法，错误的是(　　) A．豌豆的高茎基因与矮茎基因储存的遗传信息相同 B．人类遗传信息的传递主要是通过染色体上的基因传递的 C．T2噬菌体的遗传信息蕴含在核糖核苷酸的排列顺序中 D．RNA病毒的基因是有遗传效应的RNA片段 解析　豌豆的高茎基因与矮茎基因是一对等位基因，它们储存的遗传信息不同，A错误；遗传信息是指基因中4种碱基的排列顺序，而人体中基因的主要载体是染色体，因此人类遗传信息的传递主要是通过染色体上的基因传递的，B正确；T2噬菌体的遗传物质是DNA，因此其遗传信息蕴含在脱氧核糖核苷酸的排列顺序中，C错误；RNA病毒的遗传物质是RNA，因此其基因是有遗传效应的RNA片段，D正确。 答案　AC 11．根据下图，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A相连接的有__________分子的B。 (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。 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 12．由于DNA上的“遗传因子”基本都是符合孟德尔遗传定律的，因此人类可以利用PCR技术合成的DNA进行亲子鉴定，其步骤是：首先获取被测试者的DNA，并进行PCR扩增，取其中一样本DNA用限制酶切成特定的小片段，放进凝胶内，用电泳推动DNA小片段分离，再使用特制的“探针”去寻找基因。相同的基因会凝聚在一起，然后利用特别的染料在X光照射下，便会显示由DNA探针凝聚在一起的黑色条码。每个人的条码一半与其母亲的条码吻合，另一半与其父亲的条码吻合。 (1)2002年6月，我国第一张18位点的“基因身份证明”在湖北武汉诞生。人的“基因身份证明”是否终身有效？__________。理由是______________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)双胞胎或多胞胎的“基因身份证明”是否一定完全相同？__________，原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 (3)图示为某小孩和其母亲以及待测定的四位男性的DNA指纹图谱示意图，请推测该小孩真正生物学上的父亲是__________，原因是________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析　(1)同一个体的所有体细胞都是由同一个受精卵增殖分化而来的，所以DNA相同，具有个体的特异性和稳定性，故“基因身份证明”终身有效。(2)同卵双胞胎DNA相同，但异卵双胞胎DNA不一定相同。(3)对比DNA指纹图谱就会发现孩子的基因有一半与母亲相同，还有一半与B相同，而A、C、D与孩子DNA指纹图谱不相同，所以B是孩子真正生物学上的父亲。 答案　(1)是　同一个体的不同生长发育阶段和不同组织的DNA是相同的，有高度的个体特异性和稳定性 (2)不一定　如果是异卵双生的双胞胎，其遗传物质不一定相同　 (3)B　该小孩的基因一半与母亲相同，另一半与B相同 学科网（北京）股份有限公司 $