我國科學家將外源生長激素基因導入鯉魚的受精卵，培育出了轉基因鯉魚。與對照組相比，轉基因鯉魚的生長速率加快。據(jù)科學家介紹，外源基因導入受體細胞后，必須整合到受體細胞的DNA上才能發(fā)揮作用。
因為外源生長激素基因整合到轉基因鯉魚的DNA中，并發(fā)揮了促進生長激素合成的能，而生長激素可使鯉魚的生長速率加快。
導入的是DNA分子的一段脫氧核苷酸序列。
說明基因與DNA關系的實例
資料1.大腸桿菌細胞的擬核有1個DNA分子，長度約為4.7×107個堿基對，在DNA分子上分布著4.4×103個基因，每個基因的平均長度約為1×103個堿基對。
1.生物體內(nèi)的DNA分子數(shù)目與基因數(shù)目相同嗎?
DNA分子數(shù)目 ＜ 基因數(shù)目
2.生物體內(nèi)所有基因的堿基總數(shù)與DNA分子的堿基總數(shù)相同嗎?如果不同，說明了什么?
基因的堿基總數(shù) ＜ DNA分子的堿基總數(shù)
資料2.生長在太平洋西北部的一種水母能發(fā)出綠色熒光(圖B )，這是因為水母的DNA上有一段長度為5.17 × 103個堿基對的片段——綠色熒光蛋白基因。轉基因實驗表明，轉入了水母綠色熒光蛋白基因的轉基因鼠，在紫外線的照射下，也能像水母一樣發(fā)光(圖C)。
分析本資料，說明基因的作用是什么?
資料3.人類基因組計劃測定的是24條染色體(22條常染色體+X+Y)上DNA的堿基序列。每條染色體上有一個DNA分子。這24個DNA分子大約含有31.6億個堿基對，其中，構成基因的堿基數(shù)占堿基總數(shù)的比例不超過2%。
問題探討”中提到的生長激素基因的遺傳效應是使鯉魚的生長速率加快。
請結合模式圖完成下面內(nèi)容，并從以下兩方面理解“基因”：
1．D、E、F、H之間有什么數(shù)量關系？
每一條H(染色體)上有1個或者2個F(DNA)分子；每個F(DNA)分子上有許多個E(基因)；每個E(基因)含有許多個D(脫氧核苷酸)。
不是，染色體是DNA的主要載體，另外葉綠體和線粒體也是DNA的載體。
2．真核生物中，H是F的唯一載體嗎？
1.基因通常是DNA上的片段(　　)2.基因通常是DNA上有一定功能的特異性堿基排列順序(　　)3.基因和DNA是同一概念(　　)
[典例1] “人類基因組計劃”研究表明，人類基因組計劃測定的24條染色體上有2～2.5萬個基因，這一事實說明(　　)A．基因是DNA上有遺傳效應的片段B．基因是染色體的片段C．一個DNA分子上有許多個基因D．基因只存在于染色體上
人類基因組計劃測定的24條染色體上含有24個DNA分子，由題中所給數(shù)據(jù)可知，其上的基因已發(fā)現(xiàn)的有2～2.5萬個，因此可推出一個DNA分子上有許多個基因。
分析脫氧核苷酸序列與遺傳信息的多樣性
DNA的外側是基本骨架，由脫氧核糖和磷酸交替連接而成，從頭到尾沒有變化。
完善下面DNA平面結構圖
骨架內(nèi)側4種堿基的排列順序是可變的
堿基的排列順序決定了DNA之間的差異
如果是100個堿基對組成1個基因，可能組合成多少種基因?
N種堿基可能組合成4N種基因
堿基排列順序的千變?nèi)f化構成了DNA分子的多樣性
堿基特定的排列序列，構成了DNA的特異性
上面的探究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(xiàn)在生物體內(nèi)，而有些序列卻重復千百次。
在生物體內(nèi)，基因中的堿基并不是隨機排列的
每個基因都是特定的DNA片段具有特定的堿基排列順序具有特定的遺傳效應
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(jù)嗎?
在人類的DNA中，核苷酸序列多樣性表現(xiàn)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。
生物體多樣性和特異性的根本原因和直接原因分別是什么?
生物多樣性的直接原因是蛋白質(zhì)的多樣性
DNA的多樣性和特異性是生物體多樣性和特異性的物質(zhì)基礎
生物多樣性的根本原因是遺傳物質(zhì)的多樣性
DNA片段中的遺傳信息
嘗試構建基因與染色體、DNA、脫氧核苷酸之間的關系的概念圖
染色體是DNA的主要載體
每條染色體上有1個或2個DNA分子
基因在染色體上呈線性排列
每個DNA分子上有許多基因
特定脫氧核苷酸排列順序代表著遺傳信息
每個基因由許多脫氧核苷酸組成
具有遺傳效應的DNA片段
4.基因A和基因a的根本區(qū)別是這兩種基因所含的脫氧核苷酸的種類不同(　　)5.基因中堿基對的數(shù)目與其多樣性有關(　　)6.基因的基本組成單位均為脫氧核苷酸(　　)7.從廣義上來說，煙草花葉病毒中有遺傳效應的RNA片段也叫作基因(　　)
[典例2] 決定DNA分子的多樣性和特異性的是(　　)A．脫氧核苷酸鏈上磷酸和脫氧核糖的排列特點B．嘌呤總數(shù)與嘧啶總數(shù)的比值C．堿基互補配對原則D．堿基排列順序
DNA分子的多樣性主要表現(xiàn)為堿基排列順序的千變?nèi)f化；特異性主要表現(xiàn)為每個特定的DNA分子的堿基都有特定的排列順序。
我國一些城市在交通路口啟用了人臉識別技術，針對行人和非機動車闖紅燈等違規(guī)行為進行抓拍。這種技術應用的前提是每個人都具有獨一無二的面孔。請從基因的角度說明，為什么人群中沒有一模一樣的兩個人呢？
人臉識別技術的前提是每個人都有獨特的面部特征，即生物性狀(同卵雙胞胎或多胞胎除外)。而這些性狀都是由基因決定的，不同的人基因是不一樣的，每個人的基因都是獨特的。
1.下列有關基因的敘述，正確的是(　　) A.真核細胞中的基因都以染色體為載體 B.細菌中的RNA上有少量的基因 C.等位基因的根本區(qū)別是脫氧核苷酸的排列順序不同 D.基因是有遺傳效應的DNA片段
真核細胞的細胞核基因以染色體為載體，細胞質(zhì)基因不以染色體為載體，A錯誤；細菌的遺傳物質(zhì)是DNA，RNA不是細菌的遺傳物質(zhì)，其上沒有基因，只有RNA病毒的基因位于RNA上，B錯誤；等位基因位于一對同源染色體的相同位置上，兩者的根本區(qū)別是脫氧核苷酸的排列順序不同，C正確；基因通常是有遺傳效應的DNA片段，對于RNA病毒來說，基因是有遺傳效應的RNA片段，D錯誤。
2.科學研究發(fā)現(xiàn)，小鼠體內(nèi)HMGIC基因與肥胖直接相關。具有HMGIC基因缺陷的實驗小鼠與作為對照的正常小鼠吃同樣多的高脂肪食物，一段時間后，對照組小鼠變得十分肥胖，而具有HMGIC基因缺陷的實驗小鼠體重仍然保持正常，這說明(　　) A.基因在DNA上B.基因在染色體上 C.基因具有遺傳效應D.DNA具有遺傳效應
題干中沒有涉及基因和DNA的關系，A錯誤；題干中沒有涉及基因與染色體的關系，B錯誤；由題干信息可知，肥胖這一性狀是由HMGIC基因決定的，說明基因控制生物的性狀，具有遺傳效應，C正確；該實驗中沒有涉及性狀表現(xiàn)與DNA的關系，因此不能說明DNA具有遺傳效應，D錯誤。

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第4節(jié) 基因通常是有遺傳效應的DNA片段

版本： 人教版 (2019)

年級： 必修2《遺傳與進化》

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