資源簡介

3.4 基因通常是有遺傳效應的DNA片段學案
班級_________姓名_________
學習目標
1.舉例說明基因是有遺傳效應的DNA片段。
2.運用數學方法說明DNA的多樣性和特異性。
3.說明基因與DNA的關系。
【基礎學習】
一、說明基因與DNA關系的實例
實例1：大腸桿菌細胞的擬核有1個DNA分子，長度約為4.7×106個堿基對，在DNA分子上分布著大約4.4×103個基因，每個基因的平均長度約為1×103個堿基對。
個數 總堿基對數
DNA 1個 470萬
基因 4400個 440萬
DNA分子數目＜基因數目,
DNA分子的堿基總數 ＞ 基因的堿基總數
（含有3個基因的DNA片段的模式圖）
結論: 基因是DNA的片段，但是一段DNA不一定是基因,DNA 中存在非基因片段。
實例3：人類基因組計劃測定的是24條染色體（22條染色體+X+Y）上的DNA的堿基序列。其中，每條染色體上有一個DNA分子。這24個DNA分子大約有31.6億個堿基對，其中，構成基因的堿基數占堿基總數的比例不超過2%。
結論：1.基因不是連續分布在DNA上的，而是由堿基序列將其分隔開的。
2.DNA中存在大量的非基因片段。
人類基因組計劃測定的是24條染色體（22條常染色體+X+Y）
1.已知果蠅體細胞染色體有8條，進行“基因組測序”要測定其（ ）條染色體
2.已知豌豆體細胞2n=14，進行“豌豆基因組測序”要測定其（ ）條染色體
實例2：生長在太平洋西北部的一種海蟄能發出綠色熒光，這是因為海蟄的DNA分子上有一段長度為5170個堿基對的片段—綠色熒光蛋白基因。轉基因實驗表明，轉入了海蟄的綠色熒光蛋白基因的轉基因鼠，在紫外線的照射下，也能象海蟄一樣發光。
實驗說明：
基因能控制生物性狀,基因是具有遺傳效應的特定DNA片段；
可切除，可拼接到其他生物的DNA上去，從而獲得某種性狀的表達，是遺傳物質的結構單位,可以獨立起作用。
能否從DNA水平上給基因下一個定義，要求既能反映基因與DNA的關系，又能體現基因的作用。
基因通常是有 （對蛋白質合成有直接或間接影響的能力，能控制生物的性狀）的DNA片段。
有些病毒的遺傳物質是RNA，如HIV（人類免疫缺陷病毒），流感病毒、煙草花葉病毒等，對這類病毒而言：基因是有遺傳效應的 片段。
基因與脫氧核苷酸、DNA和染色體的關系：
基因與脫氧核苷酸的關系：
基因的基本組成單位是 。
基因中脫氧核苷酸的排列順序稱為 。
基因與DNA的關系：
基因是有遺傳效應的DNA片段，每個DNA分子上有很多個基因。
基因與染色體的關系：
染色體是基因的 ，基因在染色體上呈 排列。
二、DNA片段中的遺傳信息
資料1：1 個DNA分子的基本骨架是由脫氧核糖和磷酸交替連接而成的，從頭至尾沒有變化，而骨架內側4種堿基對排列順序卻是可以改變的。
若1個堿基對組成1個基因有_____排列方式
若2個堿基對組成1個基因有_____排列方式
若3個堿基對組成1個基因有_____排列方式
若100個堿基對組成1個基因有 排列方式
若n個堿基對組成1個基因有_____排列方式
堿基排列順序千變萬化→DNA的
資料2：資料1的推算是建立在所有堿基對的隨機排列都能構成基因這一假設上的。事實上，大部分隨機排列的脫氧核苷酸序列從來不曾出現在生物體內，而有些序列卻會在生物體內重復許多次。
討論：1.怎樣理解DNA的多樣性和特異性？你能從DNA的結構特點分析生物體具有多樣性和特異性的原因嗎？
堿基排列順序的千變萬化，構成了DNA的 ；
而堿基特定的排列順序，又構成了每個DNA分子的 ；
DNA的多樣性和特異性是生物體多樣性和特異性的 。
討論：2.在刑偵領域，DNA能像指紋一樣用來鑒定個人身份。結合脫氧核苷酸序列的多樣性和特異性，你能分析這一方法的科學依據嗎？
在人類的DNA中，脫氧核苷酸序列的多樣性表現為每個人的DNA幾乎不可能完全相同，因此，DNA可以像指紋一樣用來鑒別身份。
討論：3.你認為基因是堿基對隨機排列成的DNA片段嗎？為什么？
不是，基因的堿基序列都有特定的排列順序。
研究表明：
DNA能夠儲存足夠量的遺傳信息；遺傳信息蘊藏在4種堿基的 之中；
堿基排列順序的千變萬化，構成了DNA的 ，
堿基特定的排列順序，又構成了每個DNA分子的 ；
DNA的多樣性和特異性是生物體多樣性和特異性的物質基礎。
DNA上分布著許多個基因，基因通常是有 的DNA片段。
DNA結構的特性：
：是指DNA雙螺旋空間結構的相對穩定性。
：堿基的排列順序可以千變萬化，構成了DNA的多樣性。
：每個特定的DNA分子中都存在特定的堿基排列順序，特定的堿基排列順序中有遺傳效應的片段代表遺傳信息，所以每個特定的DNA分子中都儲存著特定的遺傳信息，構成了每個DNA分子的特異性。
【鞏固練習】
下列關于基因的敘述中，不正確的是（ ）
A. 不同的基因含有不同的遺傳信息 B. 每一個DNA分子片段都是一個基因
C. 每一個基因分別控制著不同的遺傳性狀 D. 基因存在于染色體上
2. 馬和豚鼠體細胞具有相同數目的染色體，但性狀差異很大，原因是（ ）
A.生活環境不同 B. DNA分子中堿基配對方式不同
C. 著絲點數目不同 D. DNA分子中堿基對排列順序不同
3.下列有關染色體、DNA、基因、脫氧核苷酸的說法，正確的是(　　)
A.染色體是DNA的主要載體，一條染色體上含有2個DNA分子
B.基因是具有遺傳效應的DNA片段，不是4種堿基對的隨機排列
C.基因在DNA分子雙鏈上成對存在，叫做等位基因
D.一個DNA分子上有多個基因，一個基因含有一個脫氧核苷酸
4．基因Ⅰ和基因Ⅱ在某條染色體DNA上的相對位置如圖所示。下列說法正確的是（　?。?br/>A．基因Ⅰ和基因Ⅱ的結構差別僅在于內部堿基對的排列順序不同
B．基因Ⅰ中不一定具有遺傳信息但一定具有遺傳效應
C．四分體時期，基因Ⅱ中的兩條脫氧核苷酸鏈之間可能發生交叉互換
D．基因I與基因Ⅱ位于同一條染色體上，減數分裂時一般不能發生分離
5．DNA指紋技術正發揮著越來越重要的作用，在親子鑒定、偵查罪犯等方面是目前最為可靠的鑒定技術。請思考回答下列有關DNA指紋的問題：
（1）DNA親子鑒定中，DNA探針必不可少，DNA探針實際上是一種已知堿基序列的DNA片段，DNA探針尋找基因所用的原理是 　堿基互補配對原則　。
（2）用DNA做親子鑒定時，小孩的條碼一半與其生母相吻合，另一半與其生父相吻合，其原因是孩子的每一對 同源染色體 必定一條來自母親，一條來自父親。
（3）如圖為通過提取某小孩和其生母以及待檢測的三位男性的DNA，進行DNA指紋鑒定，部分結果如圖所示。則該小孩的真正生物學父親是 　B　。
（4）現在已知除了一卵雙生雙胞胎外，每個人的DNA都是獨一無二的，就好像指紋一樣，這說明了　DNA分子具有 多樣性 和 特異性　。
（5）為什么用DNA做親子鑒定，而不用RNA？　因為DNA是人類的遺傳物質　。

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