第3章 第4节 基因通常是有遗传效应的DNA片段（Word教参）-【学霸笔记·同步精讲】2025-2026学年高中生物必修2 遗传与进化（人教版）

本讲义聚焦“基因通常是有遗传效应的DNA片段”核心知识点，系统梳理基因与DNA的关系（基因是有遗传效应的DNA片段，存在非基因片段）、DNA分子多样性（碱基排列顺序千变万化）和特异性（碱基特定排列顺序）的原因，以及基因、DNA、染色体的从属关系，承接DNA结构知识，为基因表达等后续内容奠定基础。 该资料以新课标核心素养为导向，通过“思考·讨论”资料分析（如大肠杆菌基因与DNA碱基数量比较）、模型构建（染色体-DNA-基因-脱氧核苷酸关系图解）等设计，培养学生结构与功能观（基因与DNA的功能关系）和科学思维（建模与逻辑推理）。课中助力教师引导学生通过探究活动（如绿色荧光蛋白基因转移实验分析）深化理解，课后通过例题、知识框架及判断题帮助学生巩固知识、查漏补缺，提升对基因本质的认知。

第4节　基因通常是有遗传效应的DNA片段 [课标要求] 1．运用结构与功能观，说出DNA分子多样性和特异性的原因。　2.采用模型与建模，理解DNA、基因和染色体的关系。　3.基于DNA分子的特异性，认同基因检测在科研、医学和刑侦等领域中的应用。 考点一　说明基因与DNA关系的实例 [答案自填] 独立性　许多　部分　性状　有遗传效应 (1)DNA上任何一个片段都是基因。(　　) (2)一个DNA分子上有许多基因。(　　) (3)真核生物的基因均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。(　　) 答案：(1)×　DNA分子中存在非基因片段。 (2)√ (3)×　真核生物的基因也可能位于线粒体、叶绿体中。 (4)√ [探究1] 阅读教材P57～58，分析资料，明确基因与DNA的关系，并回答下列问题： (1)分析教材P57“思考·讨论”中的资料1可得出的结论是_____________________________________________________________ ___________________________________________________________， 依据是_____________________________________________ _________________________________________________________。 (2)分析教材P57～58“思考·讨论”2和3，回答下列问题： ①绿色荧光蛋白基因能够成功转移到小鼠体内的主要原因是_____________________________________________________________ _________________________________________________________。 ②把绿色荧光蛋白基因通过技术手段切成两部分后，将其中的一部分转移到小鼠体内，结果小鼠在紫外线的照射下不再发出荧光，这说明_________________________________________________________。 提示：(1)一个DNA分子中并非所有的片段都是基因　大肠杆菌细胞拟核中基因总的碱基对数目约为4.4×103×1×103＝4.4×106个，小于该DNA中总的碱基对数目4.7×106个 (2)①构成水母和小鼠基因的基本单位都是4种脱氧核苷酸 ②基因是控制生物性状的基本单位 [探究2] 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，请回答下列问题： (1)DNA上________(填“是”或“不是”)所有碱基都参与基因组成。 (2)由图甲可以看出：一个DNA分子中有很多个基因，这些基因并非连续排列的原因是______________________________________。 (3)图乙表示染色体、基因、DNA、脱氧核苷酸之间的关系，则a、b、c、d分别是_______________________________________________ _________________________________________________________。 提示：(1)不是 (2)基因之间有一些碱基序列不属于基因 (3)染色体、DNA、基因、脱氧核苷酸 1．基因与DNA的关系 (1)基因：通常是有遗传效应的DNA片段。 (2)基因间区：没有遗传效应的片段。 (3)基因通常是一段DNA，但一段DNA不一定是基因。 2．染色体、基因、DNA、脱氧核苷酸关系图解 1．下图所示为某雄果蝇一条X染色体的DNA上部分基因的位置分布。下列说法正确的是(　　) A．由图可知染色体是基因的主要载体 B．该染色体上的基因存在于该果蝇的各个体细胞中 C．朱红眼基因和暗红眼基因在减数分裂过程中遵循分离定律 D．该染色体所有基因所含有的碱基数等于该染色体DNA所含有的碱基数 解析：选B。染色体是基因的主要载体，但据题图无法得出此结论，A错误；该果蝇的各个体细胞都是由一个受精卵经过有丝分裂、分化产生的，因此，该染色体上的基因存在于该果蝇的各个体细胞中，B正确；分离定律仅适用于同源染色体上的等位基因分离，朱红眼基因和暗红眼基因在同一条染色体上，因此在遗传时不遵循基因的分离定律，C错误；基因通常是有遗传效应的DNA片段，DNA上还存在非基因片段，因此，该染色体所有基因所含有的碱基数小于该染色体DNA所含有的碱基数，D错误。 2．下列有关染色体、DNA、基因、脱氧核苷酸的说法，正确的是(　　) A．一个基因含多个脱氧核苷酸，脱氧核苷酸的排列顺序中储存着遗传信息 B．基因通常是具有遗传效应的DNA片段，一个DNA分子上只含一个基因 C．在DNA分子结构中，与脱氧核糖直接相连的都是两个磷酸基团和一个碱基 D．原核生物的染色体主要由DNA和蛋白质组成 解析：选A。一个DNA分子上可含有成百上千个基因；在DNA分子结构中，除3′端外，与脱氧核糖直接相连的一般都是两个磷酸基团和一个碱基；原核生物不含染色体。 考点二　DNA片段中的遗传信息 1．遗传信息：蕴藏在____________________________之中。 2．特点 是生物体多样性的物质基础 　　 (1)多样性：碱基____________的千变万化。 是生物体特异性的物质基础 　　 (2)特异性：每一个DNA分子的碱基有____________。 3．基因：通常是有遗传效应的DNA片段。 有些病毒的遗传物质是RNA，对这类病毒而言，基因就是有遗传效应的RNA片段 [答案自填] 4种碱基的排列顺序　排列顺序　特定的排列顺序 (1)基因A和基因B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)遗传信息是指DNA中的碱基排列顺序。(　　) (3)基因具有多样性的原因是构成基因的碱基数目和排列顺序不同。(　　) (4)任何生物的基因都是有遗传效应的DNA片段。(　　) 答案：(1)×　基因A和基因B的根本区别在于碱基排列顺序的不同。 (2)×　遗传信息蕴藏在DNA或RNA的碱基排列顺序之中。 (3)√ (4)×　有些病毒的遗传物质是RNA，这类病毒的基因是有遗传效应的RNA片段。 [探究1] 阅读教材P58～59的内容，回答下列问题： (1)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种的原因是________________________________________________ _____________________________________________________________ _____________________________________________________________ _____________________________________________________________ _________________________________________________________。 (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____________种基因，这说明了基因具有____________性。 (3)假设人类基因组中1号染色体上的第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____________，这说明基因具有____________。 提示：(1)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 (2)417　多样 (3)1/(417×417)　特异性 [探究2] DNA指纹法在案件侦查工作中有着重要的用途。刑侦人员将从案发现场得到的血液、头发等样品中提取的DNA，与犯罪嫌疑人的DNA进行对比，就有可能为案件的侦破提供重要证据。 (1)DNA之所以能为案件的侦破提供证据是因为它是细胞内携带________信息的物质，该信息蕴藏在DNA分子(或基因)的_____________________________________________________________ ________________________________________________之中。 (2)DNA侦破的准确率非常高，是因为不同人体内的DNA分子存在差异，说明DNA分子具有________。 提示：(1)遗传　碱基排列顺序 (2)特异性 1．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，构成了每个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，其碱基对排列方式有41 700种 解析：选D。β-珠蛋白基因的碱基对排列顺序是特定的，其碱基对排列方式应只有1种，D错误。 2．(2025·广东珠海高一质检)下表为生物学家在分析大麦、果蝇、猪、牛和人等生物DNA碱基比例时得到的结果： 生物的种类 大麦 果蝇 猪 牛 人 1.21 1.37 1.43 1.31 1.52 根据上表，可获得的最恰当的结论是(　　) A．DNA具有特异性 B．DNA具有多样性 C．DNA具有遗传性 D．DNA具有特异性和多样性 解析：选D。在双链DNA中A＝T、G＝C，但(A＋T)/(G＋C)的值因生物种类的不同而不同，每一种生物都有其特定的比值，构成了DNA的特异性；不同生物，其比值又不同，构成了DNA的多样性。 【知识框架】 1．大肠杆菌细胞的拟核中有1个DNA，长度约为4.7×106 bp (碱基对)，在该DNA上大约分布有4 400个基因，每个基因的平均长度约为1×103 bp。根据题中信息，不能得出的结论是(　　) A．基因位于DNA上 B．一个DNA上有多个基因 C．DNA上有非基因片段 D．DNA的碱基总数与其所含有的基因的碱基总数相等 解析：选D。该DNA分子上大约分布有4 400个基因，每个基因的平均长度约为1×103 bp，则所有基因的长度约为4.4×106 bp，小于1个DNA分子的长度，D符合题意。 2．豌豆的高茎基因(D)与矮茎基因(d)的根本区别是(　　) A．基因D能控制显性性状，基因d能控制隐性性状 B．基因D、基因d所含的碱基种类不同 C．4种脱氧核苷酸的排列顺序不同 D．在染色体上的位置不同 解析：选C。显性基因D能控制显性性状，隐性基因d能控制隐性性状，这是对显性基因与隐性基因功能的描述，不是它们的根本区别，A不符合题意；基因D、基因d所含的碱基种类相同，都是T、A、G、C，B不符合题意；高茎基因(D)与矮茎基因(d)的根本区别是4种脱氧核苷酸的排列顺序不同，C符合题意；高茎基因(D)与矮茎基因(d)是一对等位基因，位于同源染色体的相同位置上，D不符合题意。 3．(2025·山东济宁高一期中)下列关于基因、DNA、染色体及其相互关系的叙述，错误的有(　　) ①基因中的遗传信息蕴藏在4种碱基的排列顺序之中 ②基因是具有遗传效应的DNA片段 ③DNA中的碱基对数目不等于其上所有基因中的碱基对数目之和 ④同源染色体同一位置上的基因都是等位基因 ⑤染色体是基因的载体，所有基因都位于染色体上 ⑥基因、DNA、染色体均能复制、分离和传递 A．2项　　　　　　　 B．3项 C．4项 D．5项 解析：选B。不同基因的碱基排列顺序不同，基因中的遗传信息蕴藏在4种碱基的排列顺序之中，①正确；基因通常是有遗传效应的DNA片段，某些病毒的基因是有遗传效应的RNA片段，②错误；基因通常是有遗传效应的DNA片段，且基因在DNA中是不连续的，因此DNA中碱基对数目多于其上所有基因中碱基对的数目之和，③正确；位于一对同源染色体相同位置上的基因可以是等位基因也可以是相同基因，④错误；染色体是基因的主要载体，但并不是所有基因都位于染色体上，如原核细胞中没有染色体，其基因不位于染色体上，真核细胞的细胞质基因也不位于染色体上，⑤错误；在真核生物中，染色体复制时DNA和基因同步复制，细胞分裂时三者同步分离并传递到子细胞中，因此基因、DNA、染色体均能复制、分离和传递，⑥正确。综上所述，错误的是②④⑤。 4．决定DNA结构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．碱基互补配对的原则 D．碱基排列顺序 解析：选D。DNA分子的特异性是指每个DNA分子具有特定的碱基序列，DNA分子的多样性是指DNA分子的碱基排列顺序多种多样，D符合题意。 5．现代生活中，手机的人脸识别解锁、购物时的刷脸支付等都运用了人脸识别技术，其原理与DNA的结构、功能和特性有关。下列与人脸识别技术原理无关的是(　　) A．所有细胞生物的遗传物质都是DNA B．DNA的碱基排列顺序中蕴藏着遗传信息 C．人脸具有特异性的原因是DNA分子具有特异性 D．基因中碱基序列的多样性决定了基因的多样性 解析：选D。所有细胞生物的遗传物质都是DNA，人脸识别技术的原理与遗传物质控制的性状有关，A不符合题意；遗传信息蕴藏在DNA的4种碱基排列顺序中，B不符合题意；人脸识别技术是通过识别人面部多个性状实现的，人脸具有特异性的原因是DNA分子具有特异性，C不符合题意；人脸识别技术利用的是DNA分子的特异性，而不是多样性，D符合题意。 学科网（北京）股份有限公司 $