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5.1 基因的概念

减数分裂、受精作用与遗传的分子基础 · 高三
先确认一下:这一关能不能学
上面这几节是它的地基 —— 没通的话,补完再回来,比硬啃快得多。
讲清楚它是什么

定义 基因是有遗传效应的DNA片段,是控制生物性状的基本遗传单位。

从哪来 基于6.2 减数分裂过程中染色体的行为规律,理解染色体是基因的主要载体;结合1.2 有丝分裂中DNA复制与染色体分配,理解基因在细胞世代传递中的稳定性。

为什么 生物性状由蛋白质体现,而蛋白质合成受DNA控制。DNA分子很长,若整个DNA都控制性状,则效率极低且无法实现特异性调控。因此,DNA上只有特定的、能转录出功能RNA(进而指导合成蛋白质或执行功能)的片段才具有遗传效应,这些片段即为基因。基因通过控制蛋白质合成来表现性状,并在减数分裂和有丝分裂中随染色体复制和分离而传递,保证遗传信息的稳定延续。

讲法
类比法:基因是“功能代码块” 适合形象思维强、抽象概念理解困难的学生。 将DNA比作一本厚重的“生命百科全书”,染色体是装订好的书册。基因不是整本书,而是书中具体的“段落”或“句子”,每个句子编码一种功能(如“制造血红蛋白”)。减数分裂就像把书拆成两半分给子女,有丝分裂则是复印整本书。强调“有遗传效应”即“能读懂并执行指令”的段落,非编码区则是“空白页”或“注释”。
讲法
逻辑推导法:从中心法则倒推 适合逻辑推理能力强、偏好机制分析的学生。 从“性状→蛋白质→mRNA→DNA模板”链条出发,指出并非所有DNA序列都能转录为mRNA。只有能启动转录、具备正确启动子/终止子、且编码区能翻译出功能蛋白的DNA片段才叫基因。结合减数分裂中同源染色体分离,说明等位基因位于同源染色体相同位置,进一步界定基因在染色体上的定位属性。
讲法
实验证据法:摩尔根果蝇实验 适合重视实证、喜欢探究过程的学生。 回顾摩尔根通过白眼果蝇杂交实验,发现白眼性状与X染色体连锁,从而证明“基因在染色体上”。强调该实验不仅定位了基因,更揭示了基因作为独立遗传单位在减数分裂中随染色体分离的行为。由此引出基因是染色体上具有特定功能的DNA片段,而非染色体本身。
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练一道
基础题
下列关于基因与DNA关系的叙述,正确的是( ) A. 基因是DNA的基本组成单位 B. DNA上的所有片段都是基因 C. 基因是具有遗传效应的DNA片段 D. 一条DNA分子上只有一个基因
变式
某生物细胞中一条染色体上有2个基因A和a(等位基因),该细胞进行有丝分裂中期时,该染色体上含有几个基因?若该细胞进行减数第一次分裂后期,同源染色体分离后,每个子细胞中该染色体上含有几个基因?
试试手自己判
检测题
某二倍体生物细胞中,一条染色体上含有2个基因(A和B),该细胞进行有丝分裂后期时,该细胞中含有几个A基因?几个B基因?
看答案和判分标准
答案:4个A基因,4个B基因。
判对标准:
- 正确理解有丝分裂后期染色体着丝点分裂,姐妹染色单体分开成为独立染色体;
- 正确计算基因拷贝数:原一条染色体含1个A和1个B,复制后含2个A和2个B(在两条单体上);
- 后期单体分开,细胞中染色体数加倍,基因数也加倍,故为4个A和4个B;
- 若答2个或3个,视为未掌握基因复制与染色体行为关系。
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