2020新教材高中生物第3章基因的本质第4节基因通常是有遗传效应的DNA片段课件 人教版必修第二册

2020新教材高中生物第3章基因的本质第4节基因通常是有遗传效应的DNA片段课件 人教版必修第二册

第 4 节　基因通常是有遗传效应的 DNA 片段 一、说明基因与 DNA 关系的实例 预习反馈 1 . 判断正误。 (1) 基因是 DNA 上任意的一个片段。 ( × ) (2) 基因是 DNA 上有一定功能的特异性碱基排列顺序。 ( √ ) (3) 基因和 DNA 是同一概念。 ( × ) (4) 人体基因全部位于染色体上。 ( × ) 2 . 科学研究发现 , 小鼠体内 HMGIC 基因与肥胖直接相关。给具有 HMGIC 基因缺陷的实验组小鼠与作为对照组的正常小鼠 , 喂食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 HMGIC 基因缺陷的实验组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 : 该实验说明肥胖由基因控制 , 从而得出基因能够控制性状 , 具有遗传效应。 答案 : C 二、 DNA 片段中的遗传信息 1 . 遗传信息 遗传信息是指基因中的 脱氧核苷酸 的排列顺序或 碱基 的排列顺序。不同基因的脱氧核苷酸的排列顺序不同 , 含有的遗传信息不同。 2 . 基因的多样性和特异性 (1) 多样性 :DNA 中共有 4 种类型的碱基对 , 但是碱基对的 数目 却可以成千上万 , 形成的碱基对的 排列顺序 也可以千变万化 , 若某个 DNA 分子具有 n 个碱基对 , 则该 DNA 分子可有 4 n 种组合方式 , 从而构成了 DNA 的多样性。 (2) 特异性 : 每个特定的 DNA 分子都有特定的 碱基排列 顺序 , 都储存着特定的遗传信息。 预习反馈 判断正误。 (1)DNA 的遗传信息蕴藏在 4 种碱基的排列顺序中。 ( √ ) (2) 碱基排列顺序的千变万化 , 构成了 DNA 的多样性。 ( √ ) (3) 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。 ( × ) (4)DNA 的多样性是指一个 DNA 分子上有许多个基因。 ( × ) (5)DNA 的多样性和特异性主要与它的空间结构密切相关。 ( × ) 探究点一 探究点二 基因、 DNA 、染色体的关系 问题情景 结合下列基因、 DNA 、染色体的关系图解 , 讨论解决下列问题。 探究点一 探究点二 1 . 如何描述基因 (DNA) 和染色体的关系 ? 细胞中的基因都位于染色体上吗 ? 提示 : 染色体是基因 (DNA) 的主要载体 , 基因在染色体上呈线性排列。真核生物细胞的线粒体、叶绿体中的少量 DNA 以及原核细胞中的 DNA 分子 , 都没有参与形成染色体 , 因此这些结构中的基因不在染色体上。 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体内培育的转基因鲤鱼 , 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。 探究点一 探究点二 归纳提升 1 . 集合法表示基因、 DNA 、染色体和脱氧核苷酸的关系 2 . 全方位理解 “ 基因 ” (1) 本质上 , 基因通常是有遗传效应的 DNA 片段。 (2) 结构上 , 基因通常是含有特定遗传信息的脱氧核苷酸序列。 (3) 功能上 , 基因是遗传物质的结构和功能的基本单位。 (4) 位置上 , 基因在染色体上呈线性排列。 探究点一 探究点二 典例剖析 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 上有一个长度为 5 170 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。下列叙述错误的是 ( 　　 ) A. 基因通常是有遗传效应的 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 : 基因通常是有遗传效应的 DNA 片段 , 是控制生物性状的基本单位 ,DNA 的任意片段不一定都具有遗传效应。 答案 : D 探究点一 探究点二 活学活练 1 . 果蝇的体细胞有 8 条染色体 , 携带有 1 万个以上的基因。这一事实说明 ( 　　 ) A. 基因通常是 DNA 上有遗传效应的片段 B. 基因即染色体 C.1 条染色体上有许多个基因 D. 基因只存在于染色体上 解析 : 8 条染色体上含有 1 万多个基因 , 说明 1 条染色体上含有许多个基因 ; 线粒体内基因就不在染色体上。 答案 : C 探究点一 探究点二 2 . 据下图分析有关叙述错误的是 ( 　　 ) A. C 在 A 上 ,A 与 C 有两种比例关系 B. D 在 C 上 ,1 个 C 上有多个 D C. D 在 A 上呈线性排列 D. F 是含氮碱基 ,G 的种类不唯一 解析 : 图中 B 、 F 、 G 分别是蛋白质、含氮碱基和脱氧核糖 , 染色体是遗传物质 DNA 的主要载体。一条染色体上通常含有一个 DNA 分子 , 在间期 DNA 复制后 , 每条染色体上含有两个 DNA 分子 , 一个 DNA 分子上有许多个基因 , 一个基因由成百上千个脱氧核苷酸构成。 答案 : D 探究点一 探究点二 DNA 的多样性和特异性 问题情景 资料 1 　 1 个 DNA 分子的基本骨架是由脱氧核糖和磷酸交替连接而成的 , 从头至尾没有变化 , 而骨架内侧 4 种碱基的排列顺序却是可变的。如果 1 个碱基对组成 1 个基因 ,4 种碱基对的排列可能形成 4 种基因 ( 这仅仅是假设 ); 如果 2 个碱基对组成 1 个基因 ,4 种碱基对的排列可能形成 16( 即 4×4) 种基因 ; 如果 3 个碱基对组成 1 个基因 ,4 种碱基对的排列可能形成 64( 即 4×4×4) 种基因。 资料 2 　 央视 “ 每周质量报告 ” 曾播出 “ 假羊肉真相 ” 。餐桌上热气腾腾的涮羊肉可能是用其他肉品加工的 , 而且还添加了严禁使用的亚硝酸盐等非食用物质 , 如果亚硝酸盐在人们的体内积蓄到一定的含量 , 就可能致癌、致畸、中毒 , 甚至导致死亡。 请结合上述资料讨论解决下列问题。 探究点一 探究点二 1 . 假设有 4 000 个碱基组成一个 DNA 分子 , 其碱基对可能的排列方式有多少种 ? 假设人体内控制编码胰岛素的基因由 318 个碱基组成 , 其碱基对可能的排列方式有多少种 ? 由此说明什么问题 ? 提示 : 4 000 个碱基组成 2 000 个碱基对 , 每个碱基对都可以随机排列 , 因此有 种。控制编码胰岛素的基因由 318 个碱基组成 , 但其碱基对的排列方式是唯一的 , 如果改变了 , 就不是胰岛素基因了。由此说明 DNA( 基因 ) 既有多样性又有特异性。 2 . 有人认为基因就是碱基对随机排列形成的 DNA 片段 , 你认同这个观点吗 ? 提示 : 不认同。有些碱基对形成的片段没有遗传效应 , 有些具有遗传效应 , 只有具有遗传效应的 DNA 片段才是基因。 探究点一 探究点二 3 . 在同一草场 , 牛和羊虽吃同样的草料 , 但牛肉和羊肉的味道却不同 , 其根本原因是什么 ? 不法商人往往用鸭肉冒充牛羊肉 , 检测机构如何鉴别鸭源性成分 ? 提示 : DNA( 基因 ) 不同 , 控制合成的蛋白质不同。检测机构可以利用基因检测鉴别鸭源性成分。 4 . 如何理解 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 ? 提示 : 蛋白质的多样性和特异性是生物体多样性和特异性的直接原因 ,DNA 的多样性和特异性是生物体多样性和特异性的根本原因 , 可以说 DNA 的多样性和特异性是生物多样性和特异性的物质基础。 探究点一 探究点二 归纳提升 1 . 基因的多样性和特异性 (1) 多样性 :DNA 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 DNA 分子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 (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。 探究点一 探究点二 典例剖析 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. 碱基对的排列顺序千变万化 , 构成了 DNA 的多样性 B. 碱基对特定的排列顺序 , 又构成了每一个 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就有 4 1 000 种 D. 人体内合成 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 4 1 700 种 探究点一 探究点二 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 两项正确 ;2 000 个碱基组成 1 000 个碱基对 , 其碱基对可能的排列方式就有 4 1 000 种 ,C 项正确 ; 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 , 合成的就不一定是 β - 珠蛋白 , β - 珠蛋白基因的碱基对排列顺序是特定的 ,D 项错误。 答案 : D 探究点一 探究点二 活学活练 1 . 下列关于基因的叙述 , 正确的是 ( 　　 ) A.DNA 上任意一个片段都是基因 B. 人体细胞中染色体是基因的唯一载体 C. 等位基因的根本区别是脱氧核苷酸的排列顺序不同 D. 基因的多样性决定了 DNA 的多样性 解析 : 基因通常是有遗传效应的 DNA 片段 , 而不是 DNA 上任意一个片段 ; 人体细胞中染色体是基因的主要载体 , 线粒体中也分布着一定数量的基因 ; 构成基因的基本单位是脱氧核苷酸 , 等位基因的根本区别是脱氧核苷酸的排列顺序不同 ; 基因的多样性与 DNA 的多样性均与脱氧核苷酸的数量和排列顺序有关。 答案 : C 探究点一 探究点二 2 . 由 80 个碱基组成的 DNA 片段 , 可由其碱基对组成不同的序列而携带不同的遗传信息 , 其种类数最多可达 ( 　　 ) A.4 120 B.40 4 C.4 40 D.2 60 解析 : 因为一个 DNA 分子两条链上的碱基遵循碱基互补配对原则 , 所以一条链的碱基序列决定了另一条链的碱基序列。根据数学的排列知识 , n 个不同碱基对的排列有 4 n 种 ,80 个碱基构成 40 个碱基对 , 排列的种类数为 4 40 。 答案 : C