高一生物（人教版）学案必修二 第3章 第4节 基因通常是有遗传效应的DNA片段

第4节基因通常是有遗传效应的DNA片段

【学习目标】

1.举例说明基因通常是有遗传效应的DNA片段，明确基因与DNA的关系;

2.明确DNA（基因）复制与细胞分裂中的臾色体标记的关系。

聚焦.学案一基因通常是有遗传效应的DNA片段

［学案设计］

1.基因与DNA关系的实例分析

（结合教材P57“思考・讨论''资料分析）

资料1、资料3资料2

基因中的碱基数只是DNA绿色荧光性状与基因

分子碱基总数的一部分有关，且基因具有一定

的独立性

每个DNA分子只有部分碱基基因能控制生物的

上有许多基因参与基因组成性状

基因是片段基因具有特定的

基因通常是

2.DNA片段中的遗传信息

（H'DNA分子中4种喊基的

|/侈样性卜的千变万化

稳定性-DNA分子的结构较稳定

每一个DNA分子有特定的碱基

I

域a1A基因通常是有遗传效应的DNA片段

3.染色体、DNA、基因、脱氧核甘酸的关系

染色体

数量i每条染色体上有

染色体是DNA的主，位置'个DNA募字

要我体不二

DNA

算南次正直------：；M数量J每个DNA分子含有许

基因通常是......产―多个茎也

——j।因।1

施登核存筱亮衣而；_tJ-i亩而扉

的基本单位r--列顺序代袤遗传棺息

脱包核仔酸

微点拨:①DNA的多样性和特异性是生物体多样性和特异性的物质基础。

②对于遗传物质是RNA的生物而言、基因是有遗传效应的RNA片段。

I典例］下列有关生物体基因的叙述，正确的是(

A.基因通常是有遗传效应的脱氧核甘酸序列

B.所有生物基因的基本单位都是脱氧核昔酸

C.组成基因的碱基数量多于组成DNA分子的碱基数量

D.基因与DNA是同一物质在不同时期的两种名称

尝试解答:选

I情I境I思I考I探I究I

请据图回答下列问题：

A脱氧核谷酸IB基因卜~乖DNA)—>E

r~^r染色体

(DDNA上任何一个片段都是基因吗?不同基因的本质区别是什么?

⑵图中C和D均具有多样性，其多样性的决定因素分别有哪些?

(3)在有丝分裂后期、减数分裂I后期和减数分裂H后期,一条染色体中分别含有几个DNA分子?

(4)真核生物体内，基因都在染色体上吗?

［迁移训练］

1.判断下列叙述的正误

(1)染色体是DNA的唯一载体。()

(2)真核生物的基因均在染色体上呈线性排列。()

⑶基因中碱基对的数目与其多样性有关。()

(4)基因的基本组成单位均为脱氧核甘酸。()

(5)烟草花叶病毒中有遗传效应的RNA片段也叫作基因。()

2.下图为果蝇某一条染色体上的几个基因示意图，下列叙述正确的是()

黄身白眼截翅棒眼

N

---r-s—1—r-r~O=^—

…：ATGT-CGA；GTC-ACA:GCTAC…AGTG：CAGTG<；GCA-TGCC：GACC-TGA：G-

•••：TACA-GCT!CAG-TGT［CGATG-TCAC：GTeACG)CGT*-ACGG：CTGG--ACT：C-

iIIaIi•

A.基因R、S、N、O互为非等位基因

B.基因R、S、N、O中A/T的值各不相同

C.基因R、S、N、。的排列顺序代表遗传信息

D.基因就是生物体内具有遗传效应的DNA片段

3.基因通常是有遗传效应的DNA片段,基于这一表述理解正确的是()

A.所行基因均具有双螺旋结构

B.所有基因中“A+G=T+C”恒成立

C.对有些病毒而言,基因是有遗传效应的RNA片段

D.所有基因均位于染色体上

4.在细胞生物中，下列关于基因、DNA与染色体的叙述，正确的是

A.细胞分裂前的间期随着DNA的复制，染色体和基因的数目也会发生改变

B.基因通常是有遗传效应的DNA的片段，一个DNA分子上有许多的基因

C.染色体是基因的载体，基因只分布在染色体上

D.基因中储存着遗传信息,基因不同的根本原因在于核甘酸的连接方式不同

聚焦.学案一DNA(基因)复制与细胞分裂中的染色体标记问题

［学案设计］

(一)有丝分裂中染色体的标记情况分析

用,5N标记细胞的DNA分子，然后将其放到含,4N的培养液中进行两次有丝分裂而况如图所示(以

一对同源染色体为例)：

由图可以看出，第一次有丝分裂形成的两个细胞中所有的DNA分子都呈“杂合状态”，即,5N/,4N-

DNA;第二次有丝分裂形成的子细胞有多种可能性，可能子细胞的所有染色体都含”N,也可能子细

胞的所有染色体都不含"N,即子细胞含有,5N的染色体为0〜2〃条（体细胞染色体为2"条）。

微点拨:若只复制一次.产生的子染色体都带有,5N标记,若复制两次,产生的子染色体只有一半带有,5N标记。

I例1］物质B与碱基T的结构相似，可替代碱基T参与DNA的复制。两条单链均含有物质B

的DNA（记为BB）可被染成浅色一条单链含物质B的DNA（记为BT）能染成深色，而不含物质B的

DNA（记为TT）不被染色。如图是将1个普通的蚕豆根尖细胞（2片12）用物质B处理后，在不同细胞

周期

XXX

BBBT

甲乙丙

观察到的某条染色体的三种图像。下列分析错误的是（）

A.第一次复制的中期，所有染色体均为乙图类型

B.甲图的染色单体复制成乙图的事实支持DNA的半保留复制学说

C.丙图染色体最早出现在蚕豆根尖细胞的第三个细胞周期中

D.第三个细胞周期的中期，含有图丙类型染色体的细胞数目至少为1个,最多为4个

尝试解答:选

（二）减数分裂中染色体的标记情况分析

用"N标记细胞的DNA分子，然后将其放到含l4N的培养液中进行正常减数分裂,情况如图所示（以

•对同源染色体为例）:

细胞中的

染色体

每条染色体

中的DNAHIli

注：|表示I5N标记的DNA链，：表示口标记的DNA链。

微点拨:由图可以看出，在减数分裂过程中细胞连续分裂两次,DNA只复制一次.所以四个子细胞中所有的

l5

DNA分子都呈“杂合状态［即i5N*N-DNA,子细胞的所有染色体都含No

［例2］将两条单链均被32P标记的S基因导入某动物的精原细胞中（该细胞不含32P标记），选

取染色体中插入2个S基因的精原细胞，再置于不含32P的培养液中培养，得到4个子细胞，检测子细

胞中的标记情况。若不考虑互换和变异等异常情况,则下列叙述错误的是（）

A.若咳精原细胞进行一次减数分裂,一定有子细胞中不含32P

B.若该精原细胞进行两次有丝分裂,4个子细胞可能都含32P

C.若该精原细胞进行两次有丝分裂,可能有2个子细胞含32P

D.若咳精原细胞进行两次有丝分裂,可能有3个子细胞含32P

尝试解答:选

［迁移训练］

1.蚕豆根尖细胞在含3H标记的胸腺暗咤脱氧核甘酸的培养基中完成一个细胞周期，然后在不含放射

性标记的培养基中继续分裂至中期，其染色体的放射性标记分布情况是（）

A.每条染色体的两条单体都被标记

B.每条染色体中都只有一条单体被标记

C.只有半数的染色体中一条单体被标记

D.每条染色体的两条单体都不被标记

2.用32P标记了玉米体细胞（含20条染色体）的DNA分子双链。再将这些细胞转入不含32P的培养

基中培养，在第二次细胞分裂完成后每个细胞中被32P标记的染色体条数是（）

A.0条B.20条

C.大于0条小于20条D.以上都有可能

3.将两个双链均被3H标记的A基因导入某动物（2〃=42）精原细胞的染色体中，然后置于不含3H的培

养液中培养，经过两次细胞分裂后产生4个子细胞,测定子细胞的染色体被标记情况。不考虑染色体

片段的互换等情况，下列叙述错误的是（）

A.若4个子细胞中只有2个含有3日则可能进行了有丝分裂

B.可能出现3个子细胞中含3H,1个子细胞中不含3H的情况

C.每个子细胞中含有的基因A的数量是0个或2个

D.4个子细胞中3H标记的染色体总数最多为4条,最少为2条

4.1个精原细胞（2片4,假定DNA中的P元素都为32p,其他分子不含32p）在不含32P的培养液中正常

培养，先进行一次有丝分裂得到2个子细胞,2个子细胞继续分裂至减数分裂II后期，得到4个次级精

母细胞。分析某次级精母细胞中染色体的32P的标记情况，下列叙述错误的是（

A.若含2条32P标记的染色体，则形成该细胞过程中未发生互换

B.若含3条32P标记的染色体，则形成该细胞过程中发生了互换

C.若含3条32P标记的染色体，则该细胞中移向两极的基因组成可能不同

D.同一精原细胞产生的两个次级精母细胞中含32P的染色体数目可能不同

一、建构概念体系

实例基因与

DNA基因

的关系通常

是有

遗传信息

遗传

的概念

DNA效应

片段

的

的

DNA分子中

传

的特异性遗DNA

息

信片段

DNA分子

的多样性

DNA（基因）复制与细胞分裂中的染色体标记问题

有丝分裂中染色体的减数分裂中染色体的

标记情况标记情况

二、融通科学思维

1.脱氧核苜酸序列与遗传信息的多样性的关系是

2.为什么一个含有2〃个碱基的DNA分子有4〃种碱基排列顺序,而不是42n种?

三、综合检测反馈

1.下列有关基因、DNA、染色体的说法，错误的是（)

A.碱基特定的排列顺序构成了每一个DNA分子的特异性

B.随着细胞质基因的发现,基因与染色体的关系可概括为染色体是基因的主要载体

C.分子大小相同、碱基含量相同的基因所携带的遗传信息一定相同

D.一条染色体上含有1个或2个DNA分子

2.生长在海洋中的一种水母的DNA上有绿色荧光蛋白基因。转基因实验表明，转入了水母绿色荧

光蛋3基因的转基因鼠，在紫外线照射下，也能像水母一样发出绿色荧光。下列相关叙述错误的是

（）

A.水母和老鼠的基因都是4种碱基对的随机排列

B.水母和老鼠的基因都是有遗传效应的DNA片段

C.水母和老鼠的DNA中碱基序列和数目不同，但二者所含碱基种类相同

D.水母和老鼠的DNA均具有规则的双螺旋结构,这是转基因技术得以实现的理论基矶之一

3.现代生活中，手机的指纹识别解锁、考试时的指纹信息对比等都运用了指纹识别技术，下列与指纹

识别技术原理无关的是（）

A.所有细胞生物的遗传物质都是DNA

B.DNA的碱基排列顺序中蕴藏着遗传信息

C.指纹具有特异性的根本原因是DNA分子具有特异性

D.基因中碱基序列的多样性决定了基因的多样性

4.果蝇的部分隐性基因及其在染色体上的相对位置如下图所示，下列相关叙述错误的是（）

X染色体2号染色体3号染色体

H——I--I------1--1---------1—

wsndpprnie

白眼焦刚毛翅外展紫眼粗糙眼黑檀体

A.一条染色体上有多个基因,基因在染色体上呈线性排列

B.正常情况下,雄果蝇的一条X染色体上可能有0个、1个或2个白眼基因

C.若果蝇的Y染色体上存在sn（焦刚毛基因）或sn的等位基因sn+（直刚毛基因）,sn和sn+基因所控制

的性状在遗传上会与性别相关联

D.pr（紫眼基因）和ru（粗糙眼基因）不是控制一对相对性状的等位基因，而pr（紫眼基因）和w（白眼基因）

是控制一对相对性状的等位基因

课下请完成课时跟踪检测（十三）第4节基因通常是有遗传效应的DNA片段

聚焦.学案一

（学案设计］

1.DNA遗传效应有遗传效应的DNA片段

2.排列顺序碱基排列顺序排列顺序

3.一个或两有遗传效应的DNA片段脱氧核甘酸

【典例1选A基因通常是有遗传效应的DNA片段，其基本单位为脱氧核昔酸，但部分RNA病毒的

基因是有遗传效应的RNA片段.其基本单位是核糖核昔酸A正确,B、D错误:组成基因的碱基总数

小于组成DNA分子的碱基总数C错误。

I情境思考探究1

⑴提示:不一定,DNA上具有遗传效应的DNA片段才是基因,DNA分子中存在非基因片段。不同基

因的本质区别在于其脱氧核甘酸序列不同。

(2)提示:DNA©的多样性决定于脱氧核甘酸的排列顺序蛋白质(D)的多样性决定于组成蛋白质的

氨基酸的种类、数量、排列顺序和肽链盘曲、折叠形成的空间结构。

(3)提示:1个、2个、1个。

(4)提示:基因并不都在染色体上，染色体是基因的主要载体，叶绿体和线粒体中也含有基因。

I迁移训练I

1.⑴x(2)x(3)4(4)x(5)4

2.选A基因R、S、N、。在一条染色体上，目为非等位基因,A正确:基因R、S、N、。中A/T的

值相同.都为1,B错误:基因R、S、N、0中的碱基排列顺序代表遗传信息,C错误;对于某些RNA病

毒而言,基因是有遗传效应的RNA片段.D错误。

3.选CDNA具有双螺旋结构，若基因为RNA,一般为单链,不具有双螺旋结构,A错误:对于双链的

DNA分子，由于A=T,G=C，故A+G=T+C成立，但对于单链DNA分子和RNA分子不成立,B错误;基

因通常是有遗传效应的DNA片段，但对有些病毒而言，基因是有遗传效应的RNA片段,C正确:染色

体是基因的主要载体，除此之外,线粒体和叶绿体以及原核细胞等也有基因存在,D错误。

4.选B细胞分裂前的间期随着DNA的复制，基因数目会发生改变,但染色体数目不变,A错误:染色

体是基因的主要载体，此外在线粒体、叶绿体等中也含有少量的基因,C错误:基因不同的根本原因

是碱基（核甘酸）的排列顺序不同,D错误。

聚焦.学案二

［学案设计］

（一）［例II选DDNA分子在含物质B的条件下.进行两次复制.经过第一次复制后产生的两个

DNA分子均为一条链含有B,一条链不含B,即为BT类型,被染成深色;而后经过第二次复制，一个

BT类型的DNA分子经过复制后产生的两个DNA分子一个是BT类型、一个是BB类型，则在第二

次分裂中期的细胞中，共用着丝粒的每条染色体均为乙图类型,A正确。甲图的染色单体均为BT型,

乙图的两姐妹染色单体分别为BB和BT型，说明两个DNA分子均保留了亲代DNA分子的一条链.

因此该事实支持DNA的半保留复制学说.B正确。丙图染色体中含有的两个DNA分子均为浅色，

即其中包含的DNA分子均为BB型，其至少需要经过三次复制后产生，即最早出现在蚕豆根尖细胞

的第三个细胞周期中,C正确。第二次细胞周期的中期,T染色体由TB和BB两个染色单体组成

后期时姐妹染色单体分开后随机分配到两子细胞中，整个过程共产生4个子细胞，则第三个细胞周期

的中期.含有图丙（BBBB）类型染色体的细胞数目至少为2个,最多为4个,D错误。

（二）［例2］选A若该细胞进行减数分裂按照DNA半保留复制原则，无论S基因位置如何，所有子

细胞都含有32P,A错误;若两个S基因插入到两条非同源染色体中，该精原细胞进行两次有丝分裂，考

虑DNA的半保留复制和有丝分裂特点,第一次有丝分裂产生的两个子细胞均含有32p,经第二次有

丝分裂，由于姐妹染色单体分开后随机进入两个子细胞，可能出现4个子细胞中均含32P或3个子细

胞中含32p,l个不含32P或2个子细胞中含32p,B、c、D正确。

［迁移训练］

1.选BDNA复制是半保留复制，蚕豆根尖细胞在含3H标记的胸腺嚏陡脱氧核吉酸培养基中完成

一个细胞周期.每一个DNA分子都有一条脱氧核甘酸链含3乩一条含然后在不含放射性标记

的培养液中培养至中期、每个DNA复制能得到两种DNA位于一条染色体的两条姐妹染色单体上,

一种是一条链含3从另一条链含旧,一种是两条链都是H因此每条染色体的一条染色单体被标记,

一条染色单体不被标记.B正确。

2.选D依题意和DNA分子的半保留复制可推知.在第一次有丝分裂结束后.每个子细胞中均含有

20条染色体.且每条染色体上含有的双链DNA分子中都只有一条链被32P标记。在第二次有丝分

裂前的间期DNA分子完成复制后，每条染色体含有的2个DNA分子,分别组成该染色体的2条姐

妹染色单体,其中只有一条染色单体上的DNA的一条链被：午标记。在第二次有丝分裂后期.因着

丝粒分裂导致姐妹染色单体分开成为子染色体，此时细胞中的染色体数目加倍为40条,其中被32P

标记的染色体有20条。由于子染色体移向细胞两极是随机的，所以在第二次分裂结束后，所形成的

子细胞中,含有被32P标记的染色体数为0-20条。综上分析,D正确。

3.选C若两个A基因插入到两条染色体中,则共有4条DNA单链被标记，则该精原细胞进行两次

有丝分裂或减数分裂，含3H的染色体共有4条，则4个子细胞中被标记染色体的总条数为4条;若2

个A基因插入到同一条染色体上，则4个子细胞中被标记染色体的总条数为2条.因此若4个子细胞

中只有2个含有3乩则可能进行的是有丝分裂或减数分裂，无论是减数分裂还是有丝分裂,4个子细

胞中3H标记的染色体总数最多为4条,最少为2条,A、D正确:若两个A基因插入到两条染色体中

并进行的是有丝分裂M,则共有4条DNA单链被标记，进行复制后，有4条染色体含有标记.分裂后期,

染色体随机分配，则可能出现3个子细胞中含3氏1个子细胞中不含3H的情况,B正确:若2个A基

因插入到非同源染色体上并进行减数分裂时减数分裂I后期同源染色体分离，非同源染色体自由

组合则每个子细胞中有（）个或1个或2个A基因,C错误。

4.选A由题可知,1个精原细胞在不含32P的培养液中正常培养，先进行一次有丝分裂得到2个子

细胞,每个子细胞中的每个DNA双链中只有一条含32P.经过减数分裂前的间期，每条染色体上有两

条姐妹染色单体,其中一条染色单体的DNA双链中只有一条含32p,另一条染色单体的DNA双链都

不含32P,在减数分裂I前期联会:①如果未发生互换，生成的次级精母细胞中，含2条32P标记的染色

体;②若发生互换的两条非姐妹染色单体都是不含32P或者都是含有32P的，生成的次级精母细胞中，

含2条32P标记的染色体,A错误。若发生互换的两条非姐妹单体一条含有32p,另一条不含32p,生成

的次级精母细胞中，可含3条或4条32P标记的染色体,B正确。若含3条32P标记的染色体的情况，

是因为减数分裂I的前期发生了互换,可能会使得减数分裂II后期移向两极的基因组成不同,C