高中生物人教版 (2019)必修2《遗传与进化》第4节 基因通常是有遗传效应的DNA片段学案设计

这是一份高中生物人教版 (2019)必修2《遗传与进化》第4节 基因通常是有遗传效应的DNA片段学案设计，共13页。学案主要包含了思考·讨论，问题探讨，练习与应用，师问导学，过程评价等内容，欢迎下载使用。
课程标准
概述多数生物的基因是DNA分子的功能片段，有些病毒的基因在RNA分子上
素养达成
1.理解遗传信息，认同DNA的遗传物质观。(生命观念)
2．比较归纳基因、DNA和染色体的关系。(科学思维)
设疑激趣
染色体是遗传信息的载体，染色体的主要组成成分是DNA和蛋白质。那么蕴藏生物遗传信息的究竟是DNA，还是蛋白质？遗传信息分子应该具备什么特点？这些遗传信息与我们常说的基因又有什么关系呢？
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学习主题一 说明基因与DNA关系的实例
活动1 阅读教材P57～58资料分析，讨论下列问题：
1．生物体内的DNA分子数与基因数目相同吗？
2．生物体内所有基因的碱基总数与DNA的碱基总数相同吗？
3．由1和2题你能得出什么结论？
活动2 请据图回答下列问题：
1．D、E、F、H之间有什么数量关系？
2．真核生物中，H是F的唯一载体吗？
名师提醒
(1)基因通常是有遗传效应的DNA片段，即具有复制、转录、翻译等功能，能够控制一定的性状(转录、翻译的相关知识见第4章)。
(2)基因可以是一段DNA，但一段DNA不一定是基因。有的DNA片段没有控制性状的作用，这样的DNA片段就不是基因。
(3)对于RNA病毒来说，基因是有遗传效应的RNA片段。
对教材第57～58页【思考·讨论】的总结如下：
1．(合格考)最新研究表明，人类24条染色体上含有3万～4万个蛋白质编码基因。这一事实说明( )
A．基因是DNA上有遗传效应的片段
B．基因是染色体
C．1条染色体上有许多个基因
D．基因只存在于染色体上
2．(合格考)如图表示基因与染色体之间的关系，下列相关叙述，错误的是( )
A.H是遗传物质的主要载体
B．C的种类有五种
C．E在H上呈线性排列
D．E中的遗传信息在复制过程中严格遵循碱基互补配对原则
学习主题二 DNA片段中的遗传信息
活动1 基因通常是有遗传效应的DNA片段，对于不含DNA的RNA病毒而言，该定义准确吗？试完善基因的定义。
活动2 如图甲表示果蝇某一条染色体上的几个基因，图乙表示物质或结构的从属关系，请分析回答：
1．图甲体现了基因与染色体有什么关系？基因都在染色体上吗？
2．一条染色体上有几个DNA分子？一个DNA分子中有很多个基因，这些基因是不是连续排列的？
3．若由2 000个脱氧核苷酸构成一个基因，则可能有多少种脱氧核苷酸排列顺序？由此可说明DNA(基因)具有什么特性？某个基因中含2 000个脱氧核苷酸，则该基因中有多少种脱氧核苷酸排列顺序？
4．图乙中表示染色体、基因、DNA、脱氧核苷酸之间的关系，则a、b、c、d分别是什么？
5．在刑侦领域，DNA分子能够像指纹一样用来鉴定个人的身份，你能解释其中的生物学原理吗？
归纳总结
脱氧核苷酸、基因、DNA和染色体的关系
1.基因的内涵
2．染色体、DNA、基因、脱氧核苷酸的关系
3．基因、染色体、蛋白质、性状的关系
(1)对于真核细胞来说，染色体是基因的主要载体；线粒体和叶绿体是基因的次要载体。
(2)对于原核细胞来说，基因存在于拟核中的DNA分子或质粒上，DNA是裸露的，并没有与蛋白质一起构成染色体，因此，没有染色体这一载体。
4．DNA分子的特性
(1)稳定性：DNA中脱氧核糖和磷酸交替连接的方式不变；两条链间碱基互补配对的方式不变。
(2)多样性：不同DNA分子中脱氧核苷酸的数量不同，排列顺序多种多样。n个碱基对构成的DNA分子中，脱氧核苷酸的排列顺序有4n种。
(3)特异性：每种DNA都有区别于其他DNA的特定的碱基排列顺序。
1．(合格考)下列关于基因的叙述中，不正确的是( )
A．同种生物不同个体之间DNA完全相同
B．一个DNA可以控制许多性状
C．基因中脱氧核苷酸的排列顺序代表遗传信息
D．基因中的脱氧核苷酸共有4种
2．(合格考)用a表示DNA，b表示基因，c表示脱氧核苷酸，d表示碱基，则四者的关系是( )
3．(等级考)下列关于染色体、DNA、基因之间关系的叙述，正确的是( )
A．染色体是DNA的唯一载体
B．1条染色体上含有1个或2个基因
C．基因在染色体上呈线性排列
D．基因是DNA分子的任意片段
强化落实·学业达标——归纳·提升·素养
网络建构
主干落实
1.基因通常是有遗传效应的DNA片段。
2．DNA分子具有多样性、特异性和稳定性。
3．DNA中碱基对的排列顺序代表遗传信息。
高效课堂·实践运用——巩固·达标·反馈
1.遗传信息是指( )
A．核苷酸
B．脱氧核苷酸
C．蛋白质上的氨基酸序列
D．DNA上的脱氧核苷酸序列
2．下列属于基因的是( )
A．控制抗体合成的DNA片段
B．组成DNA的4种脱氧核苷酸及其序列
C．组成染色体的主要化学成分
D.含有编码淀粉酶遗传信息的DNA分子
3．DNA分子的多样性和特异性分别决定于( )
A．碱基对不同的排列顺序和特定的碱基排列顺序
B．细胞分裂的多样性和DNA复制的稳定性
C．碱基对不同的排列顺序和碱基互补配对原则
D．DNA分子的双螺旋结构和解旋酶的特异性
4．据图回答下列相关问题。
(1)1条A含有________个B分子。
(2)C在A上一般呈________，C通常是________的DNA片段，每个B上有许多个________(填字母，下同)。
(3)每个C中可以含成百上千个________，________的排列顺序代表着E。
(4)生物的性状遗传主要是通过B上的________传递给后代的，实际上是通过________的排列顺序来传递________的。
疑难解答·全程培优——释疑·解惑·教材
教材第57页►【问题探讨】
1．提示：导入了生长激素基因。
2．提示：导入的外源基因是DNA分子的一段脱氧核苷酸序列。
教材第57～58页►【思考·讨论】
1．提示：生物体内的DNA分子数目小于基因数目。生物体内所有基因的碱基总数小于DNA分子的碱基总数。这说明基因是DNA的片段，基因不是连续分布在DNA上的，而是由碱基序列将其分隔开的。
2．提示：基因具有遗传效应就是说可以编码蛋白质。生长激素基因的遗传效应是使生长速率更快。
3．提示：基因通常是有遗传效应的DNA片段。
教材第58～59页►【思考·讨论】
1．4100种。
2．提示：碱基排列顺序的千变万化，构成了DNA的多样性，而碱基的特定的排列顺序，又构成了每一个DNA分子的特异性。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。
3．提示：在人类的DNA分子中，脱氧核苷酸序列的多样性表现为每个人的DNA几乎不可能完全相同，因此，DNA可以像指纹一样用来鉴别身份。
4．提示：基因不是碱基对随机排列成的DNA片段。理论上，所有碱基对的随机排列都能构成基因，但是在生物的进化过程中，由于自然选择的作用，环境只选择能与其相适应的具有特定脱氧核苷酸序列的基因，因此，一些随机排列的脱氧核苷酸序列会被淘汰，从而消失。
教材第59页►【练习与应用】
一、概念检测
1．B 基因中4种碱基对的排列顺序是特定的。
2.
二、拓展应用
1．提示：DNA测序，DNA具有特异性，每种生物的基因的碱基序列都有特定的排列顺序。
2．略。
第4节 基因通常是有遗传效应的DNA片段
夯基提能·分层突破
学习主题一
【师问导学】
活动1
1．提示：不相同。生物体内的DNA分子数少于基因数目。
2．提示：不相同。生物体内所有基因的碱基总数小于DNA的碱基总数。
3．提示：基因是DNA的片段，基因不是连续地分布在DNA上的，而是由碱基序列分隔开的。
活动2
1．提示：每一条H(染色体)上有1个或者2个F(DNA)分子；每个F(DNA)分子上有许多个E(基因)；每个E(基因)含有许多个D(脱氧核苷酸)。
2．提示：不是，染色体是DNA的主要载体，另外叶绿体和线粒体也是DNA的载体。
【过程评价】
1．解析：24条染色体上含有3万～4万个基因，说明1条染色体上含有许多个基因，C正确。
答案：C
2．解析：细胞核中的遗传物质全部分布在染色体上，但细胞质中的遗传物质分布在线粒体和叶绿体中，所以说染色体是遗传物质的主要载体，A正确；因为D是构成DNA的基本单位——脱氧核苷酸，所以C(碱基)的种类只有四种，B错误；基因是具有遗传效应的DNA片段，基因在染色体上呈线性排列，C正确；基因在复制过程中要严格遵循碱基互补配对原则，以确保遗传信息准确地传递给子代，D正确。
答案：B
学习主题二
【师问导学】
活动1
提示：不准确。对于RNA病毒而言，基因是有遗传效应的RNA片段。准确地说，基因是有遗传效应的DNA或RNA片段。
活动2
1．提示：①基因在染色体上呈线性排列；②一条染色体上含有多个基因；③染色体是基因的主要载体。不是，真核生物的核基因位于染色体上，质基因位于叶绿体或线粒体中，原核生物的基因位于拟核或质粒中，病毒的基因位于核酸分子中。
2．提示：一条染色体上有1个或2个DNA分子。一个DNA分子中基因并非是连续排列的，基因之间有一些碱基序列不属于基因。
3．提示：41 000种；多样性；1种。
4．提示：a为染色体，b为DNA，c为基因，d为脱氧核苷酸。
5．提示：DNA分子具有多样性和特异性，每个人的DNA分子中脱氧核苷酸序列是不同的，故每个人的DNA分子中脱氧核苷酸序列是特定的。
【过程评价】
1．解析：DNA具有多样性，不同种生物、同种生物的不同个体之间DNA不同，每一个体的DNA又具有特异性。基因能控制性状，一个DNA上有多个基因，可以控制多种性状；遗传信息是基因中脱氧核苷酸的排列顺序；脱氧核苷酸是构成基因的基本组成单位，有4种。
答案：A
2．解析：基因通常是有遗传效应的DNA片段，二者的基本组成单位均为脱氧核苷酸，每一分子脱氧核苷酸又是由一分子磷酸、一分子脱氧核糖，一分子含氮碱基组成的。
答案：D
3．解析：染色体是DNA的主要载体，A错误；每条染色体上含有一个或两个DNA，DNA分子上含有多个基因，B错误；一条染色体含有多个基因，基因在染色体上呈线性排列，C正确；基因是有遗传效应的DNA片段，D错误。
答案：C
高效课堂·实践运用
1．解析：遗传信息是指基因中能控制生物性状的脱氧核苷酸的排列顺序。
答案：D
2．解析：基因通常是有遗传效应的DNA片段，而非任意的DNA序列，故A正确、B错误；染色体的主要成分是蛋白质和DNA，C错误；含有编码淀粉酶遗传信息的DNA分子中可能含有一个或多个基因，同时存在无遗传效应的片段，D错误。
答案：A
3．解析：碱基对的不同排列顺序决定了DNA分子的多样性，而特定的碱基排列顺序决定了DNA分子的特异性。
答案：A
4．解析：(1)1条染色体含有1个或2个DNA分子。(2)基因在染色体上一般呈线性排列，基因通常是有遗传效应的DNA片段，每个DNA上有许多个基因。(3)遗传信息是指基因中脱氧核苷酸的排列顺序。(4)性状的遗传主要是通过基因的遗传来完成的，实际上是通过脱氧核苷酸的排列顺序来传递遗传信息的。
答案：(1)1个或2 (2)线性排列 有遗传效应 C (3)D D (4)C D E