第4节 基因是有遗传效应的DNA片段
课程标准
说明基因和遗传信息的关系。
课标解读
1．举例说明基因是有遗传效应的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。
基因与DNA的关系
1．分析资料
DNA
遗传效应
基因是__________________片段，是遗传物质的结构和功能单位。
2. 结论
有遗传效应的DNA
提示　DNA分为基因片段和非基因片段，碱基改变若发生在非基因片段，则生物的性状不会发生改变。
[思维激活1] DNA分子内个别碱基改变，生物性状一定发生
变化吗？
(1)基因是有遗传效应的DNA片段——即基因是DNA的片段，但必须有遗传效应，有的DNA片段属间隔区段，没有控制性状的作用，这样的DNA片段就不是基因。
(2)基因是决定性状的结构单位。控制某性状的基因是特定的DNA片段，可以切除，可以拼接到其他生物的DNA分子上去，从而获得某种性状的表达，所以说基因是决定性状的结构单位，具有一定的独立性。
(3)基因是决定性状的功能单位，即生物的特定基因决定生物的特定性状。如人的黑发由黑发基因控制，人的双眼皮由双眼皮基因控制。
1．对基因概念的理解
2．基因和DNA关系的概括
A．每个基因都是DNA分子上的一个片段
B．基因是控制生物性状的遗传物质的功能单位
C．基因是控制生物性状的遗传物质的结构单位
D．DNA分子上每一个片段都是一个基因
解析　DNA分子上有遗传效应的片段才是基因，同时DNA上存在着没有遗传效应的DNA片段——基因间区。
答案　D
【巩固1】 下列关于基因的说法错误的是 (　　)。
1．基因中___________________代表了遗传信息。
2．碱基___________________，构成了DNA分子的多样性，
碱基的_____________，构成了每个DNA分子的特异性。
3．生物多样性和特异性的根本原因是__________________
_________。
DNA片段中的遗传信息
4种碱基的排列顺序
排列顺序的千变万化
特定排列顺序
DNA分子的多样性
和特异性
提示　蛋白质结构的多样性和特异性。
[思维激活2] 生物多样性和特异性的直接原因是什么？
染色体、DNA、基因、脱氧核苷酸的关系
特别提醒　(1)染色体是基因的主要载体，但不是唯一载体，如线粒体、叶绿体中也含有少量的DNA。
(2)基因是一段DNA，但一段DNA不一定就是基因。
(3)细胞中遗传物质是DNA，而遗传信息是指基因中的碱基排列顺序。
A．DNA分子是高分子化合物
B．脱氧核糖结构不同
C．磷酸的排列方式不同
D．碱基的排列顺序不同，碱基数目很多
解析　考查DNA分子的结构特性。DNA分子中的碱基种类只有四种，但其排列顺序变化多端，不同的DNA分子所含的碱基排列顺序不同，这些决定了DNA分子的多样性和特异性。
答案　D
【巩固2】 组成DNA的碱基只有4种，4种碱基的配对方式只有2
种，但DNA分子具有多样性和特异性，主要原因是(　　)。
A．碱基对的排列顺序相同
B．在DNA分子双链中成对存在
C．碱基对的排列顺序可能相同也可能不同
D．是一对控制相对性状的等位基因
思维导图：
【例1】 同源染色体上的两个DNA分子一般大小是相同的，那
么在这两个DNA分子的同一位置上的基因 (　　)。
深度剖析　基因是DNA分子上有遗传效应的片段，是具有特定脱氧核苷酸序列的DNA片段，只有相同的基因才具有相同的脱氧核苷酸序列。同源染色体的形态、大小一般相同，是指一条来自父方，另一条来自母方的两条染色体，同源染色体的同一位置上可能是相同基因，也可能是等位基因。
答案　C
误区警示　本题容易误选B项。误认为等位基因位于DNA分子双链上，而实际上基因在同源染色体上是成对存在的，基因是有遗传效应的DNA双链片段。
A．基因的脱氧核苷酸的排列顺序代表遗传信息
B．遗传信息的传递是通过染色体上的基因传递的
C．生物体内的遗传信息主要储存在DNA分子上
D．遗传信息即生物表现出来的性状
思维导图：
【例2】 下列关于遗传信息的说法，不确切的是 (　　)。
深度剖析　生物体的所有性状，都由一种特定的脱氧核苷酸的排列顺序来控制，这种排列顺序就是遗传信息。
答案　D
归纳提升　对基因和遗传信息的理解
(1)对基因的理解
①从遗传学角度分析，基因是遗传物质的结构单位和功能单位。
②从细胞学角度分析，基因在染色体上呈线性排列。
③从分子生物学角度分析，基因是具有遗传效应的DNA片段。
(2)遗传信息是指基因中脱氧核苷酸的排列顺序，即其排列顺序中蕴含着遗传信息。
特定的DNA具有特定的碱基排列顺序，蕴含着特定的遗传信息，而不同的DNA蕴含的遗传信息不同。故可利用DNA分子的特异性用于刑事侦破、尸体鉴定、亲子鉴定、判断亲缘关系远近等方面。
————DNA分子特异性的应用—————
技法必备
在现代刑侦领域中，DNA指纹技术正在发挥着越来越重要的作用，刑侦人员只需要一滴血、精液或是一根头发等样品，就可以进行DNA指纹鉴定。此外，DNA指纹技术还可以用于亲子鉴定、死者遗骸的鉴定等。
(1)利用指纹技术进行DNA指纹鉴定的原理是___________
_______________________________________________。
(2)现有从一受害者体内取出的精液样品，请利用DNA指纹技术来确认怀疑对象。
鉴定步骤：
①用合适的酶将待检测的样品DNA切成片段。
能力展示
②用电泳的方法将这些片段按大小分开，再经过一系列步骤，最后形成如图所示的DNA指纹图。
请从上图的DNA指纹图中判断出怀疑对象中________号是罪犯，原因是___________________________________。
解析　(1)利用指纹技术进行DNA指纹鉴定的原理是DNA分子的特异性，因为每个人的DNA都具有特定的排列顺序，故每个人的DNA指纹图都是独一无二的。(2)从图解中可以看出，在怀疑对象中1号与从受害者体内分离出来的精液中DNA的指纹图一致，故可判定1号是罪犯。
答案　(1)DNA分子的特异性
(2)1　1号的DNA指纹图与从受害者体内分离的精液样品的DNA指纹图相同
1. 在檀香山举办的2010 International Conference on Alzheimer's Disease(简称“AAICAD 2010”)上，一项早期研究发现，与人类肥胖似乎密切相关的FTO基因也可能会增加患阿尔茨海默氏病和痴呆症的风险。下列关于基因的叙述中，正确的是 (　　)。
A．基因是DNA的基本组成单位
B．基因全部位于细胞核中
C．基因是遗传物质的结构和功能单位
D．基因是DNA分子上任意的一个片段
解析　DNA的基本组成单位是脱氧核苷酸；基因主要位于细胞核中；基因是有遗传效应的DNA片段。
答案　C
A．基因是DNA上的有遗传效应的片段
B．基因是染色体的片段
C．一个DNA分子上有许多基因
D．基因只存在于染色体上
解析　由题中所给数据可知人类基因组24条染色体上含有24个DNA分子，其上的基因已发现的约2～2.5万个，因此可推出一个DNA分子上有许多个基因。
答案　C
2．“人类基因组计划”研究表明，人类基因组24条染色体上
已发现含有2～2.5万个基因，这一事实说明 (　　)。
A．分别控制显性和隐性性状
B．所含的核苷酸种类不同
C．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　D与d的根本区别是脱氧核苷酸的排列顺序不同。
答案　C
3．豌豆的高茎基因(D)与矮茎基因(d)的根本区别是 (　　)。
A．DNA分子是高分子化合物，相对分子质量大
B．DNA分子中碱基数目很多，能形成很多氢键
C．DNA分子中两条链上的脱氧核糖和磷酸之间的排列顺
序变化多端
D．DNA分子中碱基对的排列顺序千变万化，但在特定的
DNA分子中碱基排列顺序不变
解析　DNA分子中碱基对的排列顺序的千变万化，构成了DNA分子的多样性，而特定的碱基排列顺序又构成了特定的DNA分子。
答案　D
4．DNA分子具有多样性和特异性是由于 (　　)。
A．DNA上的脱氧核苷酸种类
B．DNA的双螺旋结构
C．DNA上特定的碱基排列顺序
D．DNA上的磷酸和核糖的排列顺序
解析　选项A、B、D所说的内容在个体之间无差异，只有C选项所说内容存在个体差异，故可用来进行DNA指纹鉴定。
答案　C
5．下列各项中，在现代刑侦领域，可以用来进行DNA指纹鉴
定的是 (　　)。
6．下图表示一个DNA分子上的三个片段A、B、C，请回答
下列问题。
(1)片段A和片段C之所以被称为基因，是因为它们都是
________________________________________________。
(2)片段A和片段C的不同之处是____________________。
(3)片段A和片段B的不同之处是____________________。
(4)人类染色体DNA不表达的片段中有一部分是串联重复的序列，它们在个体之间具有显著的差异性，这种短序列应该位于图中的________。
答案　(1)有遗传效应的DNA片段，能控制生物性状
(2)遗传信息即脱氧核苷酸排列顺序不同
(3)片段B中不携带遗传信息，不具有遗传效应
(4)基因间区B
课堂小结