第3章 第4节 基因通常是有遗传效应的DNA片段-【新课程能力培养】2025-2026学年高中生物必修2 遗传与进化学习手册（人教版）

N 高中生物学必修2（人教版） 第4节 基因通常是有 核心素养 1.通过实例，认识生命现象，揭示生命规 律。（生命观念） 2.比较归纳基因、DNA和染色体的关系。 (科学思维) II知识点一说明基因与DNA关系的实例： 知识梳理 分析基因与DNA的关系 1.通过教材P57思考·讨论1分析可得出， 大肠杆菌拟核区的一个DNA分子中，碱 基对总数是4.7×10，其中基因中的碱基 对总数为4.4×10°。 2.通过教材P58思考·讨论3分析可得出， 在人类基因组DNA中，构成基因的碱基 数占碱基总数的比例不超过2%。 通过1和2总结：基因是DNA分子的 但由于生物种类的不同，基因占 DNA分子的比例有所区别，原核生物所占 比例更大一些。 3.通过教材P57思考·讨论2分析可得出， 水母含有绿色荧光蛋白基因，能发出绿色 荧光。将绿色荧光蛋白基因转入小鼠体 内，小鼠也能像水母一样发出绿色荧光。 即绿色荧光蛋白基因具有遗传效应，可通 过指导蛋白质的合成控制生物的性状，使 生物体发出绿色荧光。 通过1、2和3总结：基因通常是有 (54学 遗传效应的DNA片段 的DNA片段。 教材拓展 整理总结染色体、DNA和基因三者之间 的关系，并以你认为最简明的形式表示出来。 要点精析 基因(gene)这个词是1909年由遗传 学家约翰逊提出来的，用来表示遗传的独立 单位，相当于孟德尔在豌豆实验中提出的遗 传因子。存在于一对同源染色体的相同位置 上控制同一性状不同表现类型的D基因和d 基因是等位基因，高茎豌豆的基因型是DD 或Dd。但约翰逊只是提出了基因的符号， 没有提出基因的物质概念。 例1大肠杆菌细胞的拟核有1个DNA分 子，长度约为4.7×10bp(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1000bp。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 答案：D 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1000bp, 则所有基因含有的碱基对总数约为4.4×10的 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。 I川知识点二DNA片段的遗传信息 知识梳理 1.通过对教材中思考·讨论的分析可知，一 个DNA分子上有许多个基因，每一个基 因都是特定的DNA片段，有着特定的遗 传效应。那么DNA分子的遗传信息储存 在 。DNA分子中的碱 基有4种，若一个基因由23个碱基对组 成，那么该基因的碱基对的排列顺序可 以有 种。 2.DNA分子的结构特点 (1) :碱基排列顺序的千变万化， 构成了DNA的多样性。具有n个碱基 对的DNA有4种碱基对排列顺序。 (2) ：每种DNA分子都有其特定 的碱基对排列顺序。 (3)稳定性：两条链中磷酸与脱氧核糖交替 连接的顺序不变，碱基对构成方式不 变等。 教材拓展 染色体、DNA、基因、脱氧核苷酸之间 的关系 染色体 染色体是DNA 每条染色体上含有一个或 的主要载体 一两个DNA分子 DNA一是主要的遗传物质 基因是有遗传效 应的DNA片段→《一每个DNA分子含有许多个基因 基因在染色体>基因一是遗传物质的结构和功能单位 上呈线性排列 《一每个基因中含有许多脱氧核苷酸 基因的脱氧核 苷酸排列顺序 脱氧核苷酸 代表遗传信息 第3章基因的本质。 要点精析 1.一个必清：DNA分子中脱氧核苷酸的排 列顺序代表了遗传信息。基因通常是具有 遗传效应的DNA片段。 2.三个结构特点： (1)DNA的两条脱氧核苷酸链反向平行盘 旋成规则的双螺旋结构。 (2)DNA双螺旋结构的基本骨架是由脱氧 核糖和磷酸交替连接而成的。 (3)DNA上的碱基对严格遵循碱基互补配 对原则，通过氢键连接。 3.四个复制条件：DNA复制需要模板、解 旋酶和DNA聚合酶、能量、原料。 例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 1磷酸 de基因f h染色体 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.e在h上呈线性排列 答案：C 解析：图中c为含氨碱基，d为脱氧核苷酸， 根据含氨碱基不同，可将脱氧核苷酸分为四 种，A正确；基因(e)通常是有遗传效应 的DNA(f)片段，故基因(e)含有的碱基 总数小于f,B正确，C错误；基因(e)的 主要载体是(h)染色体，并在其上呈线性 排列，D正确。 学 55 N 高中生物学必修2（人教版） 例3（不定项）下列关于基因、DNA、遗 传信息和染色体的描述，错误的是(） A.遗传信息是指DNA中碱基的排列顺序 B.碱基排列顺序的千变万化，构成了DNA 分子的多样性和特异性 C.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 D.染色体是DNA的主要载体，每一条染色 体上都只有一个DNA分子 答案：ABD 解析：RNA病毒的遗传物质是RNA,所以 遗传信息是指DNA或RNA中碱基的排列 顺序，A错误；碱基排列顺序的千变万化， 构成了DNA分子的多样性，碱基的特定排 列顺序构成了每一个DNA分子的特异性， B错误；生物体内所有基因的碱基总数小于 DNA分子的碱基总数，C正确；DNA主要 存在于染色体上，一条染色体上通常只有一 个DNA分子，但在染色体复制过程中着丝 粒未分裂时，一条染色体上有两个DNA分 子，D错误。 例4（不定项）下列有关基因、DNA、遗 传信息的叙述，正确的是（) (56)学 A.人体细胞中所有基因含有的碱基总数小 于所有DNA分子含有的碱基总数 B.真核生物内染色体是基因的主要载体 C.人的B-珠蛋白基因由1700个碱基对组 成，则其碱基排列顺序有40种 D.遗传信息就是指DNA中碱基的排列顺序 答案：AB 解析：由于DNA中存在非基因片段，故人 体细胞中所有基因含有的碱基总数均小于所 有DNA分子含有的碱基总数，A正确；人 的阝-珠蛋白基因中碱基的排列顺序是特定 的，C错误；RNA病毒的遗传物质是RNA, 所以遗传信息是指RNA中碱基的排列顺序， D错误。 D变式训练 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.碱基排列顺序教材拓展 提示：6个；这些错误产生的影响可能很大，也可 能没有影响。 >"第4节基因通常是有遗传效应的 DNA片段 知识点一说明基因与DNA关系的实例 知识梳理 2.片段3.遗传效应 教材拓展 提示：染色体主要由DNA和蛋白质组成，基因通 第4章 >m第1节基因指导蛋白质的合成 知识点一遗传信息的转录 知识梳理 1.C、H、O、N、P2.核孔 3.(2)DNA的一条链RNA聚合酶(3)游离 的核糖核苷酸与DNA模板链上的碱基互补配对，在 RNA聚合酶的作用下开始mRNA的合成(4)5'端→3' 端(6)信使RNA,转运RNA,核糖体RNA 要点精析 变式训练1D【解析】①为DNA上的模板链 RNA聚合酶只能在3'端进行mRNA分子的延伸，故② 链的右侧为3端，左侧为5'端，A错误；②中含有U, 表示多聚核糖核苷酸链，B错误；图中甲处圆圈内为 腺嘌呤脱氧核苷酸，乙处为腺嘌呤核糖核苷酸，C 错误。 变式训练2C【解析】题图中正在合成的单链含 有碱基U,说明该链为RNA,据此结合题意可知，图示 为人体细胞核中发生的转录过程，其中的酶为RNA聚 合酶，DNA单链为转录时的模板链，游离的核糖核苷 酸为转录的原料。该过程主要发生在细胞核内，此外还 可以发生在人体细胞的线粒体中，A错误；该过程与 DNA复制时碱基互补配对方式不完全相同，该过程中 存在A一U的碱基互补配对方式，而DNA复制过程中 没有A一U的碱基互补配对方式，B错误：转录时需要 RNA聚合酶，不需要DNA聚合酶，D错误。 知识点二遗传信息的翻译 知识梳理 1.核糖体2.mRNA21种氨基酸tRNA 3.AUG肽键终止密码子5.5'端→3'端 教材拓展 1.对应的氨基酸序列为甲硫氨酸一谷氨酸一丙氨 酸一半胱氨酸一脯氨酸一赖氨酸 2.说明当今生物可能有着共同的起源。 参考答案与解析。 常是有遗传效应的DNA片段。能说明其关系即可，形 式不限。 知识点二DNA片段的遗传信息 知识梳理 1.4种碱基排列顺序之中4 2.(1)多样性(2)特异性 要点精析 变式训练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。 基因的表达 3.提示：当密码子中有一个碱基改变时，由于密码 子的简并性，可能并不会改变其对应的氨基酸，在一定 程度上保证了遗传性状的稳定性：当某种氨基酸使用频 率高时，几种不同的密码子都编码同一种氨基酸可以保 证翻译的速度。 要点精析 变式训练3C【解析】结构②为tRNA,其反密码 子为AAG,对应的密码子为UUC,则其转运的氨基酸 为苯丙氨酸，A错误；物质③为mRNA,mRNA在细胞 核内合成后，通过核孔进人细胞质，其跨膜方式不是协 助扩散，B错误；结构④为核糖体，线粒体内能发生翻 译过程，所以含有核糖体，C正确；根据tRNA的移动 方向可知，翻译的方向（即核糖体移动的方向）为从左 到右，D错误。 变式训练4C【解析】大肠杆菌是原核生物，其 细胞中没有细胞核，也没有线粒体，A、B错误；图中 展示的是翻译过程，除mRNA外，该过程还涉及rRNA 和RNA,C正确；图中不同核糖体结合在同一条 mRNA分子上，由于模板相同，所以不同核糖体合成的 蛋白质相同，D错误。 知识点三中心法则 知识梳理 1.(1)DNADNA (2)DNA RNA (3)RNA 蛋白质(4)RNA RNA(5)RNA DNA 2.(1)信息(2)表达产物(3)ATP 教材拓展 1.提示：蛋白质是生物性状的体现者，基因通过控 制蛋白质的合成从而控制生物的性状。 2.直接原因：蛋白质的种类及其多样性，体现了不 同的性状。 根本原因：DNA分子上的脱氧核苷酸的排列顺序 不同。 要点精析 变式训练5C【解析】分析图乙可知，图中五碳 107