生物中圖版學案：第三單元第二章第一節(jié)認識基因

學必求其心得，業(yè)必貴于專精學必求其心得，業(yè)必貴于專精學必求其心得，業(yè)必貴于專精第一節(jié)認識基因1．說明基因和遺傳信息的關系.2．嘗試運用類比推理的方法，解釋基因位于染色體上，提高分析和解決問題的能力。3．運用有關基因和染色體的知識闡明孟德爾遺傳規(guī)律的實質(zhì)。1．“基因”的提出(1）1865年，孟德爾首次提出了“遺傳因子”。（2）孟德爾認識到“遺傳因子”具有兩個基本屬性：“遺傳因子”是世代相傳的；“遺傳因子"是決定遺傳表達的.（3）1909年，丹麥遺傳學家約翰遜首先提出并使用了“基因"這個名詞。思考：控制植物開紅花的基因能決定人皮膚的性狀嗎?提示：不能。決定植物開紅花和人皮膚性狀的DNA的堿基序列不同，所以代表的遺傳信息也不同.2．基因概念的發(fā)展(1）摩爾根在《基因論》中提出一條染色體上含有許多基因,基因以線性形式排列在染色體的特定位置上.(2）比德爾和泰特姆的實驗證明：特定的酶的產(chǎn)生是由一個特定的基因負責的，這就是“一基因一酶說”。后來有人提出“一個基因一個肽鏈”學說。(3）艾弗里等科學家最終證實了基因的本質(zhì)是DNA,基因是DNA分子上的一段核苷酸序列，是遺傳的功能單位，可編碼一段肽鏈或者編碼一段RNA。（4）1961年雅各布和莫諾認為基因是可分的，這不僅體現(xiàn)在基因的結(jié)構(gòu)上，而且在功能上也可以分為負責編碼某種蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)基因，以及負責調(diào)節(jié)其他基因功能的調(diào)節(jié)基因和起調(diào)控作用的啟動基因、操縱基因，后來啟動基因和操縱基因分別被稱為啟動子和操作子。3．基因的現(xiàn)代含義（1）大多數(shù)真核生物的基因的編碼序列在DNA分子上不是連續(xù)排列的，而是被不編碼的序列隔開，稱為斷裂基因，由內(nèi)含子和外顯子構(gòu)成.思考:外顯子和內(nèi)含子的數(shù)量關系是什么?提示:外顯子和內(nèi)含子的數(shù)量關系為外顯子＝內(nèi)含子＋1。（2）在許多原核生物和一些真核生物中發(fā)現(xiàn)有兩個基因共用一段重疊的核苷酸序列的現(xiàn)象,這就是重疊基因.(3）基因可以通過某種方式從染色體上的一個位置轉(zhuǎn)移到另外一個位置，這類基因稱為可動基因，也叫做轉(zhuǎn)座因子.（4)現(xiàn)代遺傳學認為，基因在絕大多數(shù)生物中是有遺傳效應的DNA序列，這些序列是遺傳信息的物質(zhì)載體,可以表達為一定的產(chǎn)物，如蛋白質(zhì)或RNA。1．染色體、DNA、基因、脫氧核糖核苷酸的關系2．脫氧核苷酸序列與遺傳信息多樣性的關系（1)雖然構(gòu)成DNA分子的堿基只有4種，但由于DNA分子的堿基對數(shù)目眾多，不同的DNA分子之間的脫氧核苷酸的排列順序不同，所以對某一特定的DNA分子而言,其脫氧核苷酸的排列順序是特有的，具有特異性。（2）每個人都有與其他人不同的典型的性狀特征，這些特征受遺傳物質(zhì)DNA的控制。不同人同一性狀的不同表現(xiàn)類型取決于DNA分子的多樣性，而某人特定的性狀取決于DNA分子的特異性，故可用DNA分子鑒定個人身份。基因不是堿基對隨機排列而成的DNA片段。理論上所有堿基對的隨機排列都可構(gòu)成基因,但事實上，基因要有特定的遺傳信息，其控制的性狀要適應環(huán)境，“大部分隨機排列的脫氧核苷酸順序從來不曾出現(xiàn)在生物體內(nèi)，而有些序列卻在生物體內(nèi)重復千次甚至萬次”的事實也證明了基因的堿基排列順序不是隨機的，而是具有一定的穩(wěn)定性.3．如何理解基因的概念？（1）與性狀的關系：是控制性狀的遺傳物質(zhì)的結(jié)構(gòu)、功能單位.（2）與DNA的關系:基因是具有遺傳效應的DNA序列，一個DNA分子含有多個基因。(3）基因的位置：存在于染色體（核基因)中，線粒體、葉綠體內(nèi)（質(zhì)基因）.（4）與染色體的關系：染色體為基因的主要載體，且在染色體上以線性形式排列。（5)與脫氧核苷酸的關系：每個基因中含有成百上千個脫氧核苷酸.（6)基因中脫氧核苷酸的排列順序代表遺傳信息,脫氧核苷酸順序的特異性和多樣性決定了基因的特異性和多樣性.題型一基因的結(jié)構(gòu)【例題1】下圖為人體內(nèi)某DNA分子結(jié)構(gòu)示意圖,其中a、b、c、d均為DNA分子中有遺傳效應的片段，e、f、g、h、i不具遺傳效應，則下列關于e、f、g、h、i的敘述正確的是（）。A．e、f、g、h、i屬于基因的非編碼區(qū)B．e、f、g、h、i為內(nèi)含子C．e、f、g、h、i為外顯子D．e、f、g、h、i不屬于基因結(jié)構(gòu)解析：基因是具有遺傳效應的DNA序列，e、f、g、h、i不具有遺傳效應，因此不屬于基因結(jié)構(gòu).答案:D反思領悟:有遺傳效應的DNA序列是基因，基因的編碼序列和非編碼序列都屬于有遺傳效應的DNA序列,沒有遺傳效應的DNA序列不屬于基因結(jié)構(gòu)。題型二基因、DNA、染色體之間的關系【例題2】下圖示基因、DNA和染色體之間的關系。1、2、3、4分別表示（）。A．胸腺嘧啶、啟動基因和操縱基因、內(nèi)含子、外顯子B．尿嘧啶、非編碼區(qū)、外顯子、內(nèi)含子C．胸腺嘧啶、非編碼序列、外顯子、內(nèi)含子D．尿嘧啶、啟動基因和操縱基因、內(nèi)含子、外顯子解析：圖示中1是構(gòu)成脫氧核苷酸的成分，所以是胸腺嘧啶T,2是啟動基因和操縱基因。3和4構(gòu)成結(jié)構(gòu)基因,4編碼蛋白質(zhì)，說明是外顯子，3是內(nèi)含子。答案：A反思領悟：斷裂基因的結(jié)構(gòu)包括外顯子和內(nèi)含子，外顯子編碼蛋白質(zhì),內(nèi)含子不編碼蛋白質(zhì).1根據(jù)下圖所示，下列相關敘述正確的是（)。A．非編碼序列是外顯子,編碼序列是內(nèi)含子B．啟動基因沒有遺傳效應C．結(jié)構(gòu)基因有三個內(nèi)含子和四個外顯子D．結(jié)構(gòu)基因有三個外顯子和四個內(nèi)含子解析：從題圖中可以看出，結(jié)構(gòu)基因內(nèi)外顯子與內(nèi)含子交替排列，外顯子是能編碼蛋白質(zhì)的序列，內(nèi)含子是不能編碼蛋白質(zhì)的序列。啟動基因雖然不編碼蛋白質(zhì),但是具有調(diào)控遺傳信息表達的功能,也具有遺傳效應.答案：C2下列有關染色體、DNA、基因、脫氧核苷酸的說法,不正確的是（）。A．在DNA分子結(jié)構(gòu)中，與脫氧核糖直接相連的一般是一個磷酸基和一個堿基B．基因是具有遺傳效應的DNA片段，一個DNA分子上可含有成百上千個基因C．一個基因含有許多個脫氧核苷酸，基因的特異性是由脫氧核苷酸的排列順序決定的D．染色體是DNA的主要載體，一條染色體上含有1個或2個DNA解析:在一個單獨的脫氧核苷酸中，與脫氧核糖直接相連的是一個磷酸基和一個堿基；但在DNA分子結(jié)構(gòu)中，與脫氧核糖直接相連的一般