（粵渝冀遼蘇皖閩鄂湘津京魯瓊專用）2018-2019學年高中生物 第3章 基因的本質 第4節(jié) 基因是有遺傳效應的DNA片段學案 新人教版必修2

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1、 第4節(jié)　基因是有遺傳效應的DNA片段 一、說明基因與DNA關系的實例 閱讀教材“資料分析”，說明基因與DNA的關系 例1　科學研究發(fā)現(xiàn)，小鼠體內HMGIC基因與肥胖直接相關。具有HMGIC基因缺陷的實驗小鼠與作為對照的正常小鼠，吃同樣多的高脂肪食物，一段時間后，對照組小鼠變得十分肥胖，而具有HMGIC基因缺陷的實驗小鼠體重仍然保持正常，這說明(　　) A．基因在DNA上 B．基因在染色體上 C．基因具有遺傳效應 D．DNA具有遺傳效應 答案　C 解析　該實驗說明肥胖由基因控制，從而得出基因能夠控制性狀，具有遺傳效應。 例2　如圖是果蠅染色體上的白眼基因示意圖

2、，下列敘述正確的是(　　) A．白眼基因片段中，含有成百上千個核糖核苷酸 B．S基因是有遺傳效應的DNA片段 C．白眼基因在常染色體上 D．基因片段中有5種堿基，8種核苷酸 答案　B 二、DNA片段中的遺傳信息 1．遺傳信息 遺傳信息是指基因中的脫氧核苷酸的排列順序或堿基的排列順序。不同基因的脫氧核苷酸的排列順序不同，含有的遺傳信息不同。 2．基因的多樣性和特異性 (1)多樣性：DNA分子中共有4種類型的堿基對，但是堿基對的數(shù)目卻可以成千上萬，形成的堿基對的排列順序也可以千變萬化，若某個DNA分子具有n個堿基對，則DNA分子可有4n種組合方式。從而構成了DNA分子的

3、多樣性。 (2)特異性：每個特定的DNA分子都有特定的堿基排列順序，都儲存著特定的遺傳信息，即基因的特異性。 3．生物多樣性與DNA分子多樣性的關系 DNA分子的多樣性和特異性是生物多樣性和特異性的物質基礎。 歸納總結　染色體、DNA、基因、脫氧核苷酸的關系圖解 例3　下列關于遺傳信息的說法，不確切的是(　　) A．基因的脫氧核苷酸的排列順序代表遺傳信息 B．遺傳信息主要是通過染色體上的基因傳遞的 C．生物體內的遺傳信息主要儲存在DNA分子上 D．遺傳信息即生物表現(xiàn)出來的性狀 答案　D 解析　遺傳信息是基因中脫氧核苷酸的排列順序。 例4　“DNA指紋技術”在刑事偵破

4、、親子鑒定等方面作用巨大，這主要是根據(jù)DNA具有(　　) A．穩(wěn)定性 B．特異性 C．多樣性 D．可變性 答案　B 解析　每個特定的DNA分子都具有特定的堿基排列順序，即DNA分子具有特異性，根據(jù)這一特性可輔助進行刑事偵破、親子鑒定等。 1．判斷正誤 (1)基因是DNA上的片段(　　) (2)基因是DNA上有一定功能的特異性堿基排列順序(　　) (3)基因和DNA是同一概念(　　) (4)一種生物的基因在另一種生物體內可表現(xiàn)出不同的性狀(　　) (5)人體基因全部位于染色體上(　　) (6)基因的化學結構不會發(fā)生改變(　　) (7)基因的化學成分是堿

5、基、核糖和磷酸(　　) (8)基因A和基因B的根本區(qū)別是這兩種基因所含的脫氧核苷酸的種類不同(　　) 答案　(1)√　(2)√　(3)×　(4)×　(5)×　(6)×　(7)×　(8)× 2．果蠅的體細胞有8條染色體，攜帶有1萬個以上的基因。這一事實說明(　　) A．基因是DNA上有遺傳效應的片段 B．基因即染色體 C．1條染色體上有許多個基因 D．基因只存在于染色體上 答案　C 解析　8條染色體上含有1萬多個基因，說明1條染色體上含有許多個基因；線粒體內基因就不在染色體上。 3．揭示基因化學本質的表述是(　　) A．基因是遺傳物質的功能單位 B．基因是具有遺傳效應的D

6、NA片段 C．基因是蘊含遺傳信息的核苷酸序列 D．基因在染色體上呈線性排列 答案　B 解析　基因的本質是有遺傳效應的DNA片段。 4．下列關于真核生物中基因的敘述，正確的是 (　　) A．基因是具有遺傳效應的DNA片段 B．基因的基本單位是葡萄糖 C．基因是指氨基酸的序列 D．基因與性狀遺傳無關 答案　A 5．DNA分子雜交技術在社會生活中已經得到廣泛應用。如用在偵查犯罪上，可從犯罪嫌疑人和現(xiàn)場遺留物中分別提取DNA，然后在一個溫度下水浴加熱，使DNA氫鍵斷裂，雙鏈打開。若兩份樣本來自同一個體，在溫度降低時，兩份樣本中的DNA單鏈會通過氫鍵連接在一起；若不是來自同一個體，

7、則兩份樣本中的DNA單鏈一定程度上不能互補，這樣可以鑒別犯罪嫌疑人。由以上材料，完成下列問題： (1)人體DNA的載體是____________________。 (2)為了確保實驗的準確性，需要克隆出較多的DNA樣本。若一個只含31P的DNA分子用32P標記的脫氧核苷酸為原料連續(xù)復制三次后，含32P的單鏈占全部單鏈的____________。 (3)偵查犯罪的理論基礎是：不同個體的DNA分子具有____________。 答案　(1)染色體和線粒體　(2)　(3)特異性 6．如圖所示細胞中與基因有關的物質或結構，請分析并回答： (1)細胞內的遺傳物質是[　　]________

8、，基因和b的關系是______________________。 (2)遺傳物質的主要載體是[　　]________，基因和a的關系是______________________。 (3)c和b的關系是_____________________，b被徹底水解后的產物是______(填字母)。 (4)基因和h的關系是__________________________。 (5)如果基因存在于________上，則其遺傳方式與性別相關聯(lián)，這就是________。這種遺傳方式既遵循________定律，又有特殊性。 (6)b的空間結構是___________________________

9、___。若其中的＝0.25，則G占總堿基數(shù)的比例為______，其中一條單鏈中＝________。 答案　(1)b　DNA　基因是有遺傳效應的DNA片段　(2)a　染色體　基因在a上呈線性排列　(3)c是組成b的基本單位　d、e、f　(4)基因控制h的合成　(5)性染色體　伴性遺傳　基因分離　(6)規(guī)則的雙螺旋結構　40%　0.25 解析　圖中a為染色體，b為DNA，c為脫氧核苷酸，d、e、f分別為磷酸、脫氧核糖、含氮堿基，g為C、H、O、N、P五種元素，h為蛋白質。 [對點訓練] 題組一　說明基因與DNA關系的實例 1．下列關于基因的敘述，正確的是(　　) A．DNA分子上任

10、意一個片段都是基因 B．人體細胞中染色體是基因的唯一載體 C．等位基因的根本區(qū)別是脫氧核苷酸的排列順序不同 D．基因的多樣性決定了DNA分子的多樣性 答案　C 解析　基因是有遺傳效應的DNA片段，而不是DNA分子中任意一個片段；人體細胞中染色體是基因的主要載體，線粒體中也分布著一定數(shù)量的基因；構成基因的基本單位是脫氧核苷酸，等位基因的根本區(qū)別是脫氧核苷酸的排列順序不同；基因的多樣性與DNA分子的多樣性均與脫氧核苷酸的數(shù)量和排列順序有關。 2．豌豆的高莖基因(D)與矮莖基因(d)的根本區(qū)別是(　　) A．分別控制顯性和隱性性狀 B．所含的核苷酸種類不同 C．脫氧核苷酸的排列順序

11、不同 D．在染色體上的位置不同 答案　C 解析　高莖基因(D)與矮莖基因(d)的根本區(qū)別是脫氧核苷酸的排列順序不同。 3．20世紀50年代初，查哥夫對多種生物的DNA做了堿基定量分析，發(fā)現(xiàn)的比值如下表。結合所學知識，下列敘述正確的是(　　) DNA來源 大腸桿菌 小麥 鼠 豬肝 豬胸腺 豬脾 1.01 1.21 1.21 1.43 1.43 1.43 A.豬的DNA結構比大腸桿菌DNA結構更穩(wěn)定一些 B．小麥和鼠的DNA所攜帶的遺傳信息相同 C．小麥的基因中A＋T的數(shù)量是C＋G數(shù)量的1.21倍 D．同一生物不同組織的DNA堿基組成相同 答案　

12、D 解析　大腸桿菌DNA中的值小于豬，說明大腸桿菌DNA所含C—G堿基對的比例較高，而C—G堿基對含三個氫鍵，所以大腸桿菌的DNA結構穩(wěn)定性高于豬的，A錯誤；雖然小麥和鼠的DNA中的值相同，但不能表明二者的堿基序列相同，B錯誤；基因是有遺傳效應的DNA片段，因此無法根據(jù)小麥DNA中A＋T和C＋G的數(shù)量關系得出基因中A＋T和C＋G的數(shù)量關系，C錯誤。 4．對一個基因的正確描述是(　　) ①基因是DNA分子上特定的片段?、谒姆肿咏Y構首先由摩爾根發(fā)現(xiàn)?、鬯鼪Q定著某一遺傳性狀或功能 ④它的化學結構不會發(fā)生變化 A．①和② B．①和③ C．③和④ D．①和④ 答案　B 解析　基

13、因是DNA分子上具有遺傳效應的片段，決定著某一遺傳性狀或功能，①、③正確；基因的分子結構是沃森和克里克發(fā)現(xiàn)的，②錯誤；基因的結構在一定的內外環(huán)境條件下，可能發(fā)生改變，④錯誤。 5．確認兩個基因是相同基因的依據(jù)是兩者(　　) A．位于同一條染色體上 B．位于同源染色體的同一位置 C．控制相對性狀 D．具有相同的堿基排列順序 答案　D 解析　基因中堿基的排列順序就代表遺傳信息，如果兩個基因相同，兩者的堿基排列順序一定相同。 6．人類14號染色體信息已被破譯，總計含87 410 661個堿基對，這一結果于2003年1月4日發(fā)表在英國科學周刊《自然》雜志上。研究報告稱，第14號染色體含

14、有1 050個基因。則平均每個基因含有的堿基數(shù)為(　　) A．83 248 B．166 496 C．1 050 D．不能確定 答案　D 解析　一個DNA分子中含有多個基因。在基因之間的DNA片段屬于間隔區(qū)段，這些間隔區(qū)段因為沒有遺傳效應而不屬于基因。人類14號染色體上的87 410 661個堿基對并不全屬于該染色體上含有的1 050個基因，故不能確定每個基因含有的堿基數(shù)。 題組二　DNA片段中的遺傳信息 7．下列關于DNA和基因的關系的敘述，正確的是(　　) A．基因是堿基對隨機排列而成的DNA片段 B．DNA的堿基排列順序就代表基因 C．一個DNA分子上有許多個基因

15、 D．組成不同基因的堿基數(shù)量一定不同 答案　C 解析　每個DNA分子上有多個基因，它們在染色體上呈線性排列。 8．下列從分子水平上對生物體具有多樣性或特異性的分析，錯誤的是(　　) A．堿基對的排列順序的千變萬化，構成了DNA分子的多樣性 B．堿基對的特定的排列順序，又構成了每一個DNA分子的特異性 C．一個含2 000個堿基的DNA分子，其堿基對可能的排列方式就有41 000種 D．人體內控制β-珠蛋白的基因由1 700個堿基對組成，其堿基對可能的排列方式有41 700種 答案　D 解析　β-珠蛋白基因堿基對的排列順序是β-珠蛋白所特有的，任意改變堿基的排列順序后，合成的就

16、不一定是β-珠蛋白。β-珠蛋白基因的堿基對排列順序是特定的，其堿基對可能的排列方式應小于41 700種。 9．由80個堿基組成的DNA分子片段，可由其堿基對組成不同的序列而攜帶不同的遺傳信息，其種類數(shù)最多可達(　　) A．4120 B．404 C．440 D．260 答案　C 解析　因為DNA分子兩條鏈上的堿基遵循堿基互補配對原則，所以一條鏈的堿基序列決定了另一條鏈的堿基序列。根據(jù)數(shù)學的排列知識，n個不同堿基對的排列有4n種,40個堿基對排列的種類數(shù)為440。 10．染色體、DNA、基因三者關系密切，下列敘述不正確的是(　　) A．每條染色體含一個或兩個DNA分子，每個DNA

17、分子上有很多個基因 B．復制、分離和傳遞，三者都能相伴隨而進行 C．三者都是遺傳物質，三者都能行使生物的遺傳功能 D．在生物的傳宗接代過程中，染色體行為決定后兩者 答案　C 解析　染色體由DNA和蛋白質組成，是遺傳物質的主要載體，不是遺傳物質。 11．關于基因和染色體的敘述不正確的是(　　) A．基因主要位于染色體上 B．基因在染色體上是由薩頓提出的，而證實基因位于染色體上的是摩爾根 C．果蠅的X染色體比Y染色體短小，因此Y染色體上含有與X染色體對應的全部基因，而X染色體上不具備與Y染色體所對應的全部基因 D．同源染色體同一位置上的基因可能不同，但所控制的性狀是同一性狀

18、答案　C 解析　基因主要位于染色體上，線粒體和葉綠體上的基因不在染色體上，A正確；薩頓提出了“基因位于染色體上”這一假說，這一假說由摩爾根證實，B正確；果蠅的X、Y染色體上有同源區(qū)段，也有各自特有的非同源區(qū)段，C錯誤；同源染色體同一位置上可以是等位基因，也可以是相同基因，但它們控制的都是同一性狀，等位基因控制的是同一性狀的不同表現(xiàn)類型，相同基因控制的是同一性狀的相同表現(xiàn)類型，D正確。 12．(2017·湖北武漢期末)如圖表示脫氧核苷酸、基因、DNA和染色體間的關系。下列有關敘述錯誤的是(　　) A．D是脫氧核苷酸，其種類取決于C B．基因是具有遺傳效應的F片段 C．基因的主要載體

19、是染色體 D．用吡羅紅可以檢測F在細胞中的分布 答案　D 解析　據(jù)圖示可知，C為含氮堿基，D為脫氧核苷酸，D的種類取決于C堿基，A正確；F為DNA，G為蛋白質，它們共同構成H染色體，基因是具有遺傳效應的DNA片段，其主要載體是染色體，B、C正確；用甲基綠可以檢測F(DNA)在細胞中的分布，D錯誤。 [綜合強化] 13．如圖表示一個DNA分子上的三個片段A、B、C，請完成下列問題： (1)片段A和C之所以能稱為基因，是因為它們都是 ________________________________________________________________________。

20、 (2)片段A和片段C的不同之處是 ________________________________________________________________________。 (3)片段A和片段B的不同之處是 ________________________________________________________________________。 (4)一般情況下，在一個DNA分子中類似于B的片段的長度要____________類似于A的片段的長度。 (5)在人類染色體DNA不表達的片段中有一部分是串連重復的序列，它們在個體之間具有顯著的差異性，這種短序列應該位于圖中

21、的____________。 (6)上題中所說的短序列可應用于____________。 A．生產基因工程藥物 B．偵查罪犯 C．遺傳病的產前診斷 D．基因治療 答案　(1)具有遺傳效應的DNA片段，能控制一定的生物性狀　(2)其內部的遺傳信息即脫氧核苷酸的排列順序及數(shù)目不同　(3)片段B中的堿基序列不攜帶遺傳信息，不具有遺傳效應　(4)大于　(5)基因間隔區(qū)B　(6)B 14．分析下圖，回答有關問題： (1)圖中B是________，F(xiàn)是________，G是__________。 (2)D與A的位置關系是______________________。 (3)從分子水

22、平看，D與C的關系是__________________________。 (4)C的基本組成單位是圖中________；D的主要載體是圖中的________，除此之外，________和________也是D由親代傳遞給子代的載體。 (5)在E構成的鏈中，與1分子G相連接的有__________分子的F和________分子的H。 (6)遺傳信息是D中________排列順序。 (7)生物的性狀遺傳主要通過A上的________傳遞給后代，實際上是通過________的排列順序來傳遞遺傳信息。 答案　(1)蛋白質　含氮堿基　脫氧核糖　(2)D在A上(呈線性排列)　(3)D是具有遺傳

23、效應的C片段　(4)E　A　線粒體　葉綠體　(5)1　2　(6)堿基　(7)D(或基因)　F(或堿基) 解析　(1)染色體主要由DNA和蛋白質組成；脫氧核苷酸由磷酸、脫氧核糖和含氮堿基組成。(2)基因在染色體上呈線性排列。(3)基因是有遺傳效應的DNA片段。(4)組成基因的基本單位是脫氧核苷酸；染色體是基因的主要載體。(5)在DNA分子的一條鏈中，1個脫氧核糖與1個堿基和2個磷酸基團相連。(6)基因中，堿基的排列順序儲存著遺傳信息。(7)生物的性狀主要靠基因傳遞給后代；基因中，堿基的排列順序儲存著遺傳信息。 15．由于DNA上的“遺傳因子”基本都是符合孟德爾的遺傳定律的，因此人類可以利用P

24、CR技術合成的DNA進行親子鑒定，其原理是：首先獲取被測試者的DNA，并進行PCR擴增，取其中一樣本DNA用限制酶切成特定的小片段，放進凝膠內，用電泳推動DNA小片段分離，再使用特制的“探針”去尋找基因。相同的基因會凝聚在一起，然后利用特別的染料在X光照射下，便會顯示由DNA探針凝聚在一起的黑色條碼。每個人的條碼一半與其母親的條碼吻合，另一半與其父親的條碼吻合。 (1)2002年6月，我國第一張18位點的“基因身份證明”在湖北武漢誕生。人的“基因身份證明”是否終身有效？________。理由是___________________________________________。 (2

25、)雙胞胎或多胞胎的“基因身份證明”是否一定完全相同？________，原因是 ________________________________________________________________________。 (3)圖示某小孩和其母親以及待測定的四位男性的DNA指紋圖譜示意圖，請推測該小孩真正生物學上的父親是________，原因是________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案　(1)是　因為同一個體的不同生長發(fā)育階段和不同組織的DNA是相同的，所以它有高度的個體特異性和穩(wěn)定性　(2)不一定　如果是異卵雙生的雙胞胎，其遺傳物質不相同　(3)B　子代遺傳物質一半來自父親，一半來自母親 解析　(1)同一個體的所有體細胞都是由同一個受精卵有絲分裂而來的，所以DNA相同，具有個體的特異性和穩(wěn)定性，故“基因身份證明”終身有效。(2)同卵雙胞胎DNA相同，但異卵雙胞胎DNA不一定相同。(3)對比DNA指紋圖譜就會發(fā)現(xiàn)孩子的基因有一半與母親相同，還有一半與B相同，而A、C、D與孩子DNA指紋圖譜不相同，所以B是孩子真正生物學上的父親。 12