【正文】
基因是生物体内控制遗传特征的基本单元,它是由遗传效应的DNA片段构成的。在生物学中,DNA(脱氧核糖核酸)是存储遗传信息的分子,它由两条反平行的链组成,每条链由四种不同的碱基(腺嘌呤A、胸腺嘧啶T、胞嘧啶C和鸟嘌呤G)组成。这些碱基的特定序列决定了基因所携带的遗传信息。
基因位于DNA分子上,通常每个DNA分子包含多个基因。基因的长度不一,它们沿着DNA链分布,只有一部分碱基参与了基因的组成,这意味着所有基因的碱基总数小于DNA分子的总碱基数。DNA的多样性主要源于其碱基序列的排列变化,而特异性则体现在每个DNA分子具有独一无二的碱基序列,这使得每个个体的DNA具有识别性。
遗传信息在DNA中表现为碱基序列的特定排列。这种排列的多样性意味着DNA可以编码大量的蛋白质,这些蛋白质是生命活动的基础。例如,基因的遗传信息指导了蛋白质合成,从而决定了生物的性状和功能。而特异性则确保每个生物体的DNA序列都是独特的,这是个体识别和生物多样性的重要基础。
基因、DNA和染色体之间有着密切的关系。染色体是DNA的主要载体,存在于细胞核中。在大多数生物中,基因是线性地排列在染色体上的。一条染色体可能包含多个基因,而一个基因通常编码一个特定的蛋白质或RNA分子。
生物的多样性和特异性直接与DNA分子的多样性和特异性相关。DNA的多样性是由于碱基序列的不同组合,这导致了不同基因的存在,进而产生多种生物形态和生理特性。特异性则确保了每个生物体的遗传信息独一无二,使得物种间的区分成为可能。
预习自测的答案如下:
1、B 基因是有遗传效应的DNA片段
2、D 碱基排列顺序的千变万化
3、C 减数分裂过程中染色体与基因的行为一致
4、D 染色体 → DNA→ 基因 →脱氧核苷酸
5、B 每个人的 DNA 指纹图是特有的
课内探究部分,基因与DNA关系的实例可以用来帮助理解:
1、大肠杆菌的DNA与基因:大肠杆菌的基因编码各种蛋白质,负责细菌的生长和代谢过程。
2、海蛰的绿色荧光蛋白基因与转基因技术:这种基因被引入其他生物体,使它们能发出绿色荧光,展示了基因转移的可能性和基因的功能表达。
3、人类基因组计划:通过测定所有染色体的碱基序列,科学家可以了解人类的遗传蓝图,研究疾病的发生机制。
4、小鼠体内的HMGIC基因与肥胖直接相关:这个基因的变异可能影响脂肪的储存,揭示了基因与特定性状(如肥胖)之间的关联。
通过上述实例,我们可以得出结论:基因是DNA的一部分,但并非所有DNA都是基因;DNA的特定碱基序列编码特定的遗传信息;基因的遗传效应体现在它们能够指导蛋白质的合成,影响生物体的特征和行为;而DNA的多样性和特异性是生物多样性和特异性的物质基础。