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1、1第第 4 4 节节 基因是有遗传效应的基因是有遗传效应的 DNADNA 片段片段学习目标 1.说出 DNA 与基因、遗传信息间的关系。2.理解基因多样性和特异性的原因。一、说明基因与 DNA 关系的实例阅读教材“资料分析” ，说明基因与 DNA 的关系例 1 科学研究发现，小鼠体内 HMGIC 基因与肥胖直接相关。具有 HMGIC 基因缺陷的实验小鼠与作为对照的正常小鼠，吃同样多的高脂肪食物，一段时间后，对照组小鼠变得十分肥胖，而具有 HMGIC 基因缺陷的实验小鼠体重仍然保持正常，这说明( )A基因在 DNA 上B基因在染色体上C基因具有遗传效应DDNA 具有遗传效应答案 C解析 该实验说
2、明肥胖由基因控制，从而得出基因能够控制性状，具有遗传效应。例 2 如图是果蝇染色体上的白眼基因示意图，下列叙述正确的是( )A白眼基因片段中，含有成百上千个核糖核苷酸BS 基因是有遗传效应的 DNA 片段C白眼基因在常染色体上2D基因片段中有 5 种碱基，8 种核苷酸答案 B二、DNA 片段中的遗传信息1遗传信息遗传信息是指基因中的脱氧核苷酸的排列顺序或碱基的排列顺序。不同基因的脱氧核苷酸的排列顺序不同，含有的遗传信息不同。2基因的多样性和特异性(1)多样性：DNA 分子中共有 4 种类型的碱基对，但是碱基对的数目却可以成千上万，形成的碱基对的排列顺序也可以千变万化，若某个 DNA 分子具有n
3、个碱基对，则 DNA 分子可有4n种组合方式。从而构成了 DNA 分子的多样性。(2)特异性：每个特定的 DNA 分子都有特定的碱基排列顺序，都储存着特定的遗传信息，即基因的特异性。3生物多样性与 DNA 分子多样性的关系DNA 分子的多样性和特异性是生物多样性和特异性的物质基础。归纳总结 染色体、DNA、基因、脱氧核苷酸的关系图解例 3 下列关于遗传信息的说法，不确切的是( )A基因的脱氧核苷酸的排列顺序代表遗传信息B遗传信息主要是通过染色体上的基因传递的C生物体内的遗传信息主要储存在 DNA 分子上D遗传信息即生物表现出来的性状答案 D解析 遗传信息是基因中脱氧核苷酸的排列顺序。3例 4
4、“DNA 指纹技术”在刑事侦破、亲子鉴定等方面作用巨大，这主要是根据 DNA 具有( )A稳定性 B特异性 C多样性 D可变性答案 B解析 每个特定的 DNA 分子都具有特定的碱基排列顺序，即 DNA 分子具有特异性，根据这一特性可辅助进行刑事侦破、亲子鉴定等。1判断正误(1)基因是 DNA 上的片段( )(2)基因是 DNA 上有一定功能的特异性碱基排列顺序( )(3)基因和 DNA 是同一概念( )(4)一种生物的基因在另一种生物体内可表现出不同的性状( )(5)人体基因全部位于染色体上( )(6)基因的化学结构不会发生改变( )(7)基因的化学成分是碱基、核糖和磷酸( )(8)基因 A
5、和基因 B 的根本区别是这两种基因所含的脱氧核苷酸的种类不同( )答案 (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8)2果蝇的体细胞有 8 条染色体，携带有 1 万个以上的基因。这一事实说明( )A基因是 DNA 上有遗传效应的片段B基因即染色体C1 条染色体上有许多个基因4D基因只存在于染色体上答案 C解析 8 条染色体上含有 1 万多个基因，说明 1 条染色体上含有许多个基因；线粒体内基因就不在染色体上。3揭示基因化学本质的表述是( )A基因是遗传物质的功能单位B基因是具有遗传效应的 DNA 片段C基因是蕴含遗传信息的核苷酸序列D基因在染色体上呈线性排列答案 B解析 基因的
6、本质是有遗传效应的 DNA 片段。4下列关于真核生物中基因的叙述，正确的是 ( )A基因是具有遗传效应的 DNA 片段B基因的基本单位是葡萄糖C基因是指氨基酸的序列D基因与性状遗传无关答案 A5DNA 分子杂交技术在社会生活中已经得到广泛应用。如用在侦查犯罪上，可从犯罪嫌疑人和现场遗留物中分别提取 DNA，然后在一个温度下水浴加热，使 DNA 氢键断裂，双链打开。若两份样本来自同一个体，在温度降低时，两份样本中的 DNA 单链会通过氢键连接在一起；若不是来自同一个体，则两份样本中的 DNA 单链一定程度上不能互补，这样可以鉴别犯罪嫌疑人。由以上材料，完成下列问题：(1)人体 DNA 的载体是_
7、。(2)为了确保实验的准确性，需要克隆出较多的 DNA 样本。若一个只含31P 的 DNA 分子用32P 标记的脱氧核苷酸为原料连续复制三次后，含32P 的单链占全部单链的_。(3)侦查犯罪的理论基础是：不同个体的 DNA 分子具有_。答案 (1)染色体和线粒体 (2) (3)特异性7 86如图所示细胞中与基因有关的物质或结构，请分析并回答：5(1)细胞内的遗传物质是 _，基因和 b 的关系是_。(2)遗传物质的主要载体是 _，基因和 a 的关系是_。(3)c 和 b 的关系是_，b 被彻底水解后的产物是_(填字母)。(4)基因和 h 的关系是_。(5)如果基因存在于_上，则其遗传方式与性别相
8、关联，这就是_。这种遗传方式既遵循_定律，又有特殊性。(6)b 的空间结构是_。若其中的0.25，则 G 占总碱AT GC基数的比例为_，其中一条单链中_。AT GC答案 (1)b DNA 基因是有遗传效应的 DNA 片段 (2)a 染色体 基因在 a 上呈线性排列 (3)c 是组成 b 的基本单位 d、e、f (4)基因控制 h 的合成 (5)性染色体 伴性遗传 基因分离 (6)规则的双螺旋结构 40% 0.25解析 图中 a 为染色体，b 为 DNA，c 为脱氧核苷酸，d、e、f 分别为磷酸、脱氧核糖、含氮碱基，g 为 C、H、O、N、P 五种元素，h 为蛋白质。对点训练题组一 说明基因与
9、 DNA 关系的实例1下列关于基因的叙述，正确的是( )ADNA 分子上任意一个片段都是基因B人体细胞中染色体是基因的唯一载体C等位基因的根本区别是脱氧核苷酸的排列顺序不同D基因的多样性决定了 DNA 分子的多样性答案 C解析 基因是有遗传效应的 DNA 片段，而不是 DNA 分子中任意一个片段；人体细胞中染色体是基因的主要载体，线粒体中也分布着一定数量的基因；构成基因的基本单位是脱氧核苷酸，等位基因的根本区别是脱氧核苷酸的排列顺序不同；基因的多样性与 DNA 分子的多样性均与脱氧核苷酸的数量和排列顺序有关。62豌豆的高茎基因(D)与矮茎基因(d)的根本区别是( )A分别控制显性和隐性性状B所
10、含的核苷酸种类不同C脱氧核苷酸的排列顺序不同D在染色体上的位置不同答案 C解析 高茎基因(D)与矮茎基因(d)的根本区别是脱氧核苷酸的排列顺序不同。320 世纪 50 年代初，查哥夫对多种生物的 DNA 做了碱基定量分析，发现的比值如下AT CG表。结合所学知识，下列叙述正确的是( )DNA 来源大肠杆菌小麦鼠猪肝猪胸腺猪脾AT CG1.011.211.211.431.431.43A.猪的 DNA 结构比大肠杆菌 DNA 结构更稳定一些B小麦和鼠的 DNA 所携带的遗传信息相同C小麦的基因中 AT 的数量是 CG 数量的 1.21 倍D同一生物不同组织的 DNA 碱基组成相同答案 D解析 大肠
11、杆菌 DNA 中的值小于猪，说明大肠杆菌 DNA 所含 CG 碱基对的比例较高，AT CG而 CG 碱基对含三个氢键，所以大肠杆菌的 DNA 结构稳定性高于猪的，A 错误；虽然小麦和鼠的 DNA 中的值相同，但不能表明二者的碱基序列相同，B 错误；基因是有遗传效AT CG应的 DNA 片段，因此无法根据小麦 DNA 中 AT 和 CG 的数量关系得出基因中 AT 和CG 的数量关系，C 错误。4对一个基因的正确描述是( )基因是 DNA 分子上特定的片段 它的分子结构首先由摩尔根发现 它决定着某一遗传性状或功能它的化学结构不会发生变化A和B和C和D和答案 B解析 基因是 DNA 分子上具有遗传
12、效应的片段，决定着某一遗传性状或功能，、正确；7基因的分子结构是沃森和克里克发现的，错误；基因的结构在一定的内外环境条件下，可能发生改变，错误。5确认两个基因是相同基因的依据是两者( )A位于同一条染色体上B位于同源染色体的同一位置C控制相对性状D具有相同的碱基排列顺序答案 D解析 基因中碱基的排列顺序就代表遗传信息，如果两个基因相同，两者的碱基排列顺序一定相同。6人类 14 号染色体信息已被破译，总计含 87410661 个碱基对，这一结果于 2003 年 1 月4 日发表在英国科学周刊自然杂志上。研究报告称，第 14 号染色体含有 1050 个基因。则平均每个基因含有的碱基数为( )A83
13、248B166496C1050D不能确定答案 D解析 一个 DNA 分子中含有多个基因。在基因之间的 DNA 片段属于间隔区段，这些间隔区段因为没有遗传效应而不属于基因。人类 14 号染色体上的 87410661 个碱基对并不全属于该染色体上含有的 1050 个基因，故不能确定每个基因含有的碱基数。题组二 DNA 片段中的遗传信息7下列关于 DNA 和基因的关系的叙述，正确的是( )A基因是碱基对随机排列而成的 DNA 片段BDNA 的碱基排列顺序就代表基因C一个 DNA 分子上有许多个基因D组成不同基因的碱基数量一定不同答案 C解析 每个 DNA 分子上有多个基因，它们在染色体上呈线性排列。
14、8下列从分子水平上对生物体具有多样性或特异性的分析，错误的是( )A碱基对的排列顺序的千变万化，构成了 DNA 分子的多样性B碱基对的特定的排列顺序，又构成了每一个 DNA 分子的特异性8C一个含 2000 个碱基的 DNA 分子，其碱基对可能的排列方式就有 41000种D人体内控制 珠蛋白的基因由 1700 个碱基对组成，其碱基对可能的排列方式有 41700种答案 D解析 珠蛋白基因碱基对的排列顺序是 珠蛋白所特有的，任意改变碱基的排列顺序后，合成的就不一定是 珠蛋白。珠蛋白基因的碱基对排列顺序是特定的，其碱基对可能的排列方式应小于 41 700种。9由 80 个碱基组成的 DNA 分子片段
15、，可由其碱基对组成不同的序列而携带不同的遗传信息，其种类数最多可达( )A4120B404C440D260答案 C解析 因为 DNA 分子两条链上的碱基遵循碱基互补配对原则，所以一条链的碱基序列决定了另一条链的碱基序列。根据数学的排列知识，n个不同碱基对的排列有 4n种,40 个碱基对排列的种类数为 440。10染色体、DNA、基因三者关系密切，下列叙述不正确的是( )A每条染色体含一个或两个 DNA 分子，每个 DNA 分子上有很多个基因B复制、分离和传递，三者都能相伴随而进行C三者都是遗传物质，三者都能行使生物的遗传功能D在生物的传宗接代过程中，染色体行为决定后两者答案 C解析 染色体由
16、DNA 和蛋白质组成，是遗传物质的主要载体，不是遗传物质。11关于基因和染色体的叙述不正确的是( )A基因主要位于染色体上B基因在染色体上是由萨顿提出的，而证实基因位于染色体上的是摩尔根C果蝇的 X 染色体比 Y 染色体短小，因此 Y 染色体上含有与 X 染色体对应的全部基因，而X 染色体上不具备与 Y 染色体所对应的全部基因D同源染色体同一位置上的基因可能不同，但所控制的性状是同一性状答案 C解析 基因主要位于染色体上，线粒体和叶绿体上的基因不在染色体上，A 正确；萨顿提出了“基因位于染色体上”这一假说，这一假说由摩尔根证实，B 正确；果蝇的 X、Y 染色9体上有同源区段，也有各自特有的非同
17、源区段，C 错误；同源染色体同一位置上可以是等位基因，也可以是相同基因，但它们控制的都是同一性状，等位基因控制的是同一性状的不同表现类型，相同基因控制的是同一性状的相同表现类型，D 正确。12(2017湖北武汉期末)如图表示脱氧核苷酸、基因、DNA 和染色体间的关系。下列有关叙述错误的是( )AD 是脱氧核苷酸，其种类取决于 CB基因是具有遗传效应的 F 片段C基因的主要载体是染色体D用吡罗红可以检测 F 在细胞中的分布答案 D解析 据图示可知，C 为含氮碱基，D 为脱氧核苷酸，D 的种类取决于 C 碱基，A 正确；F为 DNA，G 为蛋白质，它们共同构成 H 染色体，基因是具有遗传效应的 D
18、NA 片段，其主要载体是染色体，B、C 正确；用甲基绿可以检测 F(DNA)在细胞中的分布，D 错误。综合强化13如图表示一个 DNA 分子上的三个片段 A、B、C，请完成下列问题：(1)片段 A 和 C 之所以能称为基因，是因为它们都是_。(2)片段 A 和片段 C 的不同之处是_。(3)片段 A 和片段 B 的不同之处是_。(4)一般情况下，在一个 DNA 分子中类似于 B 的片段的长度要_类似于 A 的片段的长度。(5)在人类染色体 DNA 不表达的片段中有一部分是串连重复的序列，它们在个体之间具有显著的差异性，这种短序列应该位于图中的_。(6)上题中所说的短序列可应用于_。10A生产基
19、因工程药物B侦查罪犯C遗传病的产前诊断D基因治疗答案 (1)具有遗传效应的 DNA 片段，能控制一定的生物性状 (2)其内部的遗传信息即脱氧核苷酸的排列顺序及数目不同 (3)片段 B 中的碱基序列不携带遗传信息，不具有遗传效应 (4)大于 (5)基因间隔区 B (6)B14分析下图，回答有关问题：(1)图中 B 是_，F 是_，G 是_。(2)D 与 A 的位置关系是_。(3)从分子水平看，D 与 C 的关系是_。(4)C 的基本组成单位是图中_；D 的主要载体是图中的_，除此之外，_和_也是 D 由亲代传递给子代的载体。(5)在 E 构成的链中，与 1 分子 G 相连接的有_分子的 F 和_
20、分子的 H。(6)遗传信息是 D 中_排列顺序。(7)生物的性状遗传主要通过 A 上的_传递给后代，实际上是通过_的排列顺序来传递遗传信息。答案 (1)蛋白质 含氮碱基 脱氧核糖 (2)D 在 A 上(呈线性排列) (3)D 是具有遗传效应的 C 片段 (4)E A 线粒体 叶绿体 (5)1 2 (6)碱基 (7)D(或基因) F(或碱基)解析 (1)染色体主要由 DNA 和蛋白质组成；脱氧核苷酸由磷酸、脱氧核糖和含氮碱基组成。(2)基因在染色体上呈线性排列。(3)基因是有遗传效应的 DNA 片段。(4)组成基因的基本单位是脱氧核苷酸；染色体是基因的主要载体。(5)在 DNA 分子的一条链中，
21、1 个脱氧核糖与1 个碱基和 2 个磷酸基团相连。(6)基因中，碱基的排列顺序储存着遗传信息。(7)生物的性状主要靠基因传递给后代；基因中，碱基的排列顺序储存着遗传信息。15由于 DNA 上的“遗传因子”基本都是符合孟德尔的遗传定律的，因此人类可以利用PCR 技术合成的 DNA 进行亲子鉴定，其原理是：首先获取被测试者的 DNA，并进行 PCR 扩增，取其中一样本 DNA 用限制酶切成特定的小片段，放进凝胶内，用电泳推动 DNA 小片段分离，再使用特制的“探针”去寻找基因。相同的基因会凝聚在一起，然后利用特别的染料在 X光照射下，便会显示由 DNA 探针凝聚在一起的黑色条码。每个人的条码一半与
22、其母亲的条11码吻合，另一半与其父亲的条码吻合。(1)2002 年 6 月，我国第一张 18 位点的“基因身份证明”在湖北武汉诞生。人的“基因身份证明”是否终身有效？_。理由是_。(2)双胞胎或多胞胎的“基因身份证明”是否一定完全相同？_，原因是_。(3)图示某小孩和其母亲以及待测定的四位男性的 DNA 指纹图谱示意图，请推测该小孩真正生物学上的父亲是_，原因是_。答案 (1)是 因为同一个体的不同生长发育阶段和不同组织的 DNA 是相同的，所以它有高度的个体特异性和稳定性 (2)不一定 如果是异卵双生的双胞胎，其遗传物质不相同 (3)B子代遗传物质一半来自父亲，一半来自母亲解析 (1)同一个体的所有体细胞都是由同一个受精卵有丝分裂而来的，所以 DNA 相同，具 有个体的特异性和稳定性，故“基因身份证明”终身有效。(2)同卵双胞胎 DNA 相同，但异 卵双胞胎 DNA 不一定相同。(3)对比 DNA 指纹图谱就会发现孩子的基因有一半与母亲相同， 还有一半与 B 相同，而 A、C、D 与孩子 DNA 指纹图谱不相同，所以 B 是孩子真正生物学 上的父亲。