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3.4基因通常是有遗传效应的DNA片段学案
【学习目标】
1.举例说明基因通常是有遗传效应的DNA片段。
2.运用数学方法说明DNA分子的多样性和特异性。
3.说明基因和遗传信息的关系。
【学习重难点】
1、举例说明基因是有遗传效应的DNA片段。[教学重点]
2、运用数学方法说明DNA分子的多样性和特异性。[教学重点]
3、说明基因和遗传信息的关系。[教学难点]
【预习新知】
说明基因与DNA关系的实例
阅读课本第57页-58页“分析基因与DNA的关系”相关内容：
通过阅读第1段资料可知：
DNA分子数目 基因数目
基因的碱基总数 DNA分子的碱基总数
进而可以推断出：DNA分子上含有多个 ， 是一段DNA
通过阅读第2段资料可知：
能通过控制 的合成来控制生物的性状，即基因具有 。
通过阅读第3段资料可知：
每条染色体上有一个 分子。是 的片段。
DNA片段中的遗传信息
阅读教材“思考讨论”，说明基因与DNA的关系
1.一个DNA分子上有许多 ，每一个 都是特定的 片段，有着特定的 。 必然蕴含着大量的遗传信息。
2.阅读课本第58页-59页“分析脱氧核苷酸序列与遗传信息的多样性”相关内容：
（1）遗传信息蕴藏在 种碱基的排列顺序之中。
（2）DNA的特性
稳定性：是指DNA 空间结构的相对稳定性。每个特定的DNA分子中，碱基的 和排列顺序稳定不变。
：碱基排列顺序的千变万化
：每一个DNA分子有特定的碱基排列顺序。
【易错提示】
基因通常是有遗传效应的DNA片段
1.脱氧核苷酸、基因、DNA和染色体的关系图解
2.全方位理解“基因”
(1)本质上，基因是有遗传效应的DNA片段。
(2)结构上，基因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。
[易错提醒]　对于真核细胞来说，基因(核基因)在染色体上呈线性排列，染色体是基因的主要载体，但细胞质基因存在于线粒体、叶绿体中的DNA分子上；对于原核细胞来说，基因则存在于拟核中的DNA分子上，没有染色体这一载体。对于遗传物质为DNA的生物来说，基因是有遗传效应的DNA片段；对于RNA病毒，基因是有遗传效应的RNA片段。
3.遗传信息
(1)遗传信息概念：生物为复制与自己相同的东西、由亲代传递给子代或各细胞每次分裂时由细胞传递给细胞的信息，即碱基对的排列顺序(或指DNA分子的脱氧核苷酸的排列顺序)。
(2)基因与遗传信息的关系：由于基因是有遗传效应的DNA片段，因此基因中脱氧核苷酸的排列顺序可以代表遗传信息；由于不同基因的脱氧核苷酸的排列顺序(碱基顺序)不同，因此不同的基因就含有不同的遗传信息。
4.基因的多样性和特异性：
(1)多样性：构成DNA分子的碱基只有4种，配对方式只有2种，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，从而构成了DNA分子的多样性，也决定了遗传信息的多样性，即基因的多样性。
(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，即基因的特异性。
5.生物多样性与DNA分子多样性的关系：
DNA分子的多样性和特异性是生物体多样性和特异性的物质基础。
【深化探究】
知识点一　DNA的复制
1．对DNA复制的拓展理解
(1)复制的场所
2．DNA复制的相关计算
某DNA分子中，含有p个碱基对，其中腺嘌呤为q个，该DNA分子用15N标记，其复制所需原料含14N，其连续复制n次。过程如图。
(1)DNA分子数
子代DNA分子数 2n
含15N的DNA分子数 2
含14N的DNA分子数 2n
只含14N的DNA分子数 2n－2
(2)脱氧核苷酸链数
子代DNA中脱氧核苷酸链数 2n＋1
含15N的脱氧核苷酸链数 2
含14N的脱氧核苷酸链数 2n＋1－2
(3)消耗脱氧核苷酸数
消耗胸腺嘧啶脱氧核苷酸数 (2n－1)q
消耗胞嘧啶脱氧核苷酸数 (2n－1)(p－q)
知识点二　基因通常是有遗传效应的DNA片段
1．基因的内涵
2．脱氧核苷酸、基因、DNA和染色体的关系
【巩固训练】
1.狗是人类最早驯化的动物，有研究对27个古代犬的基因组进行测序，发现所有的狗都来自一个共同祖先一一已经绝种的一种狼。下列有关分析错误的是( )
A.狗的基因是由两条反向平行的脱氧核苷酸链通过氢键连接构成的
B.脱氧核糖与磷酸连接的顺序决定了不同品种狗所含遗传信息不同
C.判定共同祖先主要依据的是不同品种狗的相同基因序列
D.通过基因组测序可以确定不同生物间亲缘关系的远近
2.下列有关染色体、DNA、基因、脱氧核苷酸的说法,正确的是( )
A.—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的比例决定的
B.染色体是DNA的主要载体，一条染色体上只含有1个DNA分子
C.在DNA分子结构中，脱氧核苷酸的排列构成了DNA分子的基本骨架
D.基因是具有遗传效应的DNA片段，不是4种碱基对的随机排列
3.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不同
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
4.现已知基因M共含有N个碱基，其中腺嘌呤有n个，基因M具有类似如图所示的平面结构，下列说法正确的是( )
A.基因M共有4个游离的磷酸基团，1.5N-n个氢键
B.图中a可以代表基因M，基因M的等位基因m可以用b表示
C.基因M的碱基排列顺序中蕴藏着遗传信息
D.基因M及其等位基因m含有的碱基总数一定相等
5.下列关于染色体、DNA、基因三者间关系的叙述，错误的是( )
A.三者都是生物细胞内的遗传物质
B.基因是有遗传效应的DNA片段，其只分布在染色体上
C.每条染色体上含有1个或2个DNA分子,DNA分子上含有多个基因
D.在生物的繁衍过程中，染色体的行为决定着其上DNA和基因的行为
参考答案
1.答案：B
解析：狗的基因是有遗传效应的DNA片段，由两条反向平行的脱氧核苷酸链通过氢键连接构成，A正确；DNA分子中，脱氧核糖与磷酸都是交替连接的，不同品种狗所含遗传信息不同是因为不同DNA中碱基排列顺序不同，B错误；不同品种的狗有相同的基因序列，说明这些狗有共同的祖先，C正确；通过基因组测序可以确定不同生物间亲缘关系的远近，相同序列越多，说明亲缘关系越近，D正确。
2.答案：D
解析：A、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的排列顺序决定的，A错误；B、染色体是DNA的主要载体，一条染色体上只含有1或2个DNA分子，B错误；C、在DNA分子结构中，磷酸和脱氧核糖交替排列构成了DNA分子的基本骨架，C错误；D、基因通常是具有遗传效应的DNA片段，其中碱基对的排列顺序是特定的，因此基因不是4种碱基对的随机排列，D正确。故选D。
3.答案：C
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正确；遗传信息是指基因中脱氧核苷酸的排列顺序，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。
4.答案：C
解析：基因通常是有遗传效应的DNA片段，图中a和b共同组成基因M，基因M的每一条链有1个游离的磷酸基团，故共有2个游离的磷酸基团，A、B错误；遗传信息蕴藏在碱基的排列顺序之中，C正确；基因M及其等位基因m控制的性状不同，故两者的碱基总数可能不同，D错误。
5.答案：AB
解析：染色体是遗传物质的主要载体，不是遗传物质，A、B错误。

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