（粵渝冀遼蘇皖閩鄂湘津京魯瓊專(zhuān)用）2018-2019學(xué)年高中生物 第3章 基因的本質(zhì) 第4節(jié) 基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段學(xué)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(yīng)的DNA片段 一、說(shuō)明基因與DNA關(guān)系的實(shí)例 閱讀教材“資料分析”，說(shuō)明基因與DNA的關(guān)系 例1　科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，小鼠體內(nèi)HMGIC基因與肥胖直接相關(guān)。具有HMGIC基因缺陷的實(shí)驗(yàn)小鼠與作為對(duì)照的正常小鼠，吃同樣多的高脂肪食物，一段時(shí)間后，對(duì)照組小鼠變得十分肥胖，而具有HMGIC基因缺陷的實(shí)驗(yàn)小鼠體重仍然保持正常，這說(shuō)明(　　) A．基因在DNA上 B．基因在染色體上 C．基因具有遺傳效應(yīng) D．DNA具有遺傳效應(yīng) 答案　C 解析　該實(shí)驗(yàn)說(shuō)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(yīng)。 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(gè)核糖核苷酸 B．S基因是有遺傳效應(yīng)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(lèi)型的堿基對(duì)，但是堿基對(duì)的數(shù)目卻可以成千上萬(wàn)，形成的堿基對(duì)的排列順序也可以千變?nèi)f化，若某個(gè)DNA分子具有n個(gè)堿基對(duì)，則DNA分子可有4n種組合方式。從而構(gòu)成了DNA分子的

3、多樣性。 (2)特異性：每個(gè)特定的DNA分子都有特定的堿基排列順序，都儲(chǔ)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(guān)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(zhì)基礎(chǔ)。 歸納總結(jié)　染色體、DNA、基因、脫氧核苷酸的關(guān)系圖解 例3　下列關(guān)于遺傳信息的說(shuō)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(guò)染色體上的基因傳遞的 C．生物體內(nèi)的遺傳信息主要儲(chǔ)存在DNA分子上 D．遺傳信息即生物表現(xiàn)出來(lái)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(shù)”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(gè)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(jìn)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(nèi)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(xué)結(jié)構(gòu)不會(huì)發(fā)生改變(　　) (7)基因的化學(xué)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(lèi)不同(　　) 答案　(1)√　(2)√　(3)×　(4)×　(5)×　(6)×　(7)×　(8)× 2．果蠅的體細(xì)胞有8條染色體，攜帶有1萬(wàn)個(gè)以上的基因。這一事實(shí)說(shuō)明(　　) A．基因是DNA上有遺傳效應(yīng)的片段 B．基因即染色體 C．1條染色體上有許多個(gè)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(wàn)多個(gè)基因，說(shuō)明1條染色體上含有許多個(gè)基因；線粒體內(nèi)基因就不在染色體上。 3．揭示基因化學(xué)本質(zhì)的表述是(　　) A．基因是遺傳物質(zhì)的功能單位 B．基因是具有遺傳效應(yīng)的D

6、NA片段 C．基因是蘊(yùn)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(zhì)是有遺傳效應(yīng)的DNA片段。 4．下列關(guān)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(yīng)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(wú)關(guān) 答案　A 5．DNA分子雜交技術(shù)在社會(huì)生活中已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用。如用在偵查犯罪上，可從犯罪嫌疑人和現(xiàn)場(chǎng)遺留物中分別提取DNA，然后在一個(gè)溫度下水浴加熱，使DNA氫鍵斷裂，雙鏈打開(kāi)。若兩份樣本來(lái)自同一個(gè)體，在溫度降低時(shí)，兩份樣本中的DNA單鏈會(huì)通過(guò)氫鍵連接在一起；若不是來(lái)自同一個(gè)體，

7、則兩份樣本中的DNA單鏈一定程度上不能互補(bǔ)，這樣可以鑒別犯罪嫌疑人。由以上材料，完成下列問(wèn)題： (1)人體DNA的載體是____________________。 (2)為了確保實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性，需要克隆出較多的DNA樣本。若一個(gè)只含31P的DNA分子用32P標(biāo)記的脫氧核苷酸為原料連續(xù)復(fù)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(chǔ)是：不同個(gè)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(xì)胞中與基因有關(guān)的物質(zhì)或結(jié)構(gòu)，請(qǐng)分析并回答： (1)細(xì)胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)是[　　]________

8、，基因和b的關(guān)系是______________________。 (2)遺傳物質(zhì)的主要載體是[　　]________，基因和a的關(guān)系是______________________。 (3)c和b的關(guān)系是_____________________，b被徹底水解后的產(chǎn)物是______(填字母)。 (4)基因和h的關(guān)系是__________________________。 (5)如果基因存在于________上，則其遺傳方式與性別相關(guān)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(jié)構(gòu)是___________________________

9、___。若其中的＝0.25，則G占總堿基數(shù)的比例為_(kāi)_____，其中一條單鏈中＝________。 答案　(1)b　DNA　基因是有遺傳效應(yīng)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(jié)構(gòu)　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(zhì)。 [對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練] 題組一　說(shuō)明基因與DNA關(guān)系的實(shí)例 1．下列關(guān)于基因的敘述，正確的是(　　) A．DNA分子上任

10、意一個(gè)片段都是基因 B．人體細(xì)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(yīng)的DNA片段，而不是DNA分子中任意一個(gè)片段；人體細(xì)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(gòu)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(guān)。 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(lèi)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(jì)50年代初，查哥夫?qū)Χ喾N生物的DNA做了堿基定量分析，發(fā)現(xiàn)的比值如下表。結(jié)合所學(xué)知識(shí)，下列敘述正確的是(　　) DNA來(lái)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(jié)構(gòu)比大腸桿菌DNA結(jié)構(gòu)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(shuō)明大腸桿菌DNA所含C—G堿基對(duì)的比例較高，而C—G堿基對(duì)含三個(gè)氫鍵，所以大腸桿菌的DNA結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性高于豬的，A錯(cuò)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(cuò)誤；基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段，因此無(wú)法根據(jù)小麥DNA中A＋T和C＋G的數(shù)量關(guān)系得出基因中A＋T和C＋G的數(shù)量關(guān)系，C錯(cuò)誤。 4．對(duì)一個(gè)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(jié)構(gòu)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(xué)結(jié)構(gòu)不會(huì)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(yīng)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(jié)構(gòu)是沃森和克里克發(fā)現(xiàn)的，②錯(cuò)誤；基因的結(jié)構(gòu)在一定的內(nèi)外環(huán)境條件下，可能發(fā)生改變，④錯(cuò)誤。 5．確認(rèn)兩個(gè)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(duì)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(gè)基因相同，兩者的堿基排列順序一定相同。 6．人類(lèi)14號(hào)染色體信息已被破譯，總計(jì)含87 410 661個(gè)堿基對(duì)，這一結(jié)果于2003年1月4日發(fā)表在英國(guó)科學(xué)周刊《自然》雜志上。研究報(bào)告稱(chēng)，第14號(hào)染色體含

14、有1 050個(gè)基因。則平均每個(gè)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(gè)DNA分子中含有多個(gè)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?yàn)闆](méi)有遺傳效應(yīng)而不屬于基因。人類(lèi)14號(hào)染色體上的87 410 661個(gè)堿基對(duì)并不全屬于該染色體上含有的1 050個(gè)基因，故不能確定每個(gè)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(guān)于DNA和基因的關(guān)系的敘述，正確的是(　　) A．基因是堿基對(duì)隨機(jī)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(gè)DNA分子上有許多個(gè)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(gè)DNA分子上有多個(gè)基因，它們?cè)谌旧w上呈線性排列。 8．下列從分子水平上對(duì)生物體具有多樣性或特異性的分析，錯(cuò)誤的是(　　) A．堿基對(duì)的排列順序的千變?nèi)f化，構(gòu)成了DNA分子的多樣性 B．堿基對(duì)的特定的排列順序，又構(gòu)成了每一個(gè)DNA分子的特異性 C．一個(gè)含2 000個(gè)堿基的DNA分子，其堿基對(duì)可能的排列方式就有41 000種 D．人體內(nèi)控制β-珠蛋白的基因由1 700個(gè)堿基對(duì)組成，其堿基對(duì)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(duì)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(duì)排列順序是特定的，其堿基對(duì)可能的排列方式應(yīng)小于41 700種。 9．由80個(gè)堿基組成的DNA分子片段，可由其堿基對(duì)組成不同的序列而攜帶不同的遺傳信息，其種類(lèi)數(shù)最多可達(dá)(　　) A．4120 B．404 C．440 D．260 答案　C 解析　因?yàn)镈NA分子兩條鏈上的堿基遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)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(xué)的排列知識(shí)，n個(gè)不同堿基對(duì)的排列有4n種,40個(gè)堿基對(duì)排列的種類(lèi)數(shù)為440。 10．染色體、DNA、基因三者關(guān)系密切，下列敘述不正確的是(　　) A．每條染色體含一個(gè)或兩個(gè)DNA分子，每個(gè)DNA

17、分子上有很多個(gè)基因 B．復(fù)制、分離和傳遞，三者都能相伴隨而進(jìn)行 C．三者都是遺傳物質(zhì)，三者都能行使生物的遺傳功能 D．在生物的傳宗接代過(guò)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(zhì)組成，是遺傳物質(zhì)的主要載體，不是遺傳物質(zhì)。 11．關(guān)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(shí)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(duì)應(yīng)的全部基因，而X染色體上不具備與Y染色體所對(duì)應(yīng)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(shuō)，這一假說(shuō)由摩爾根證實(shí)，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(cuò)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(lèi)型，相同基因控制的是同一性狀的相同表現(xiàn)類(lèi)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(guān)系。下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(　　) A．D是脫氧核苷酸，其種類(lèi)取決于C B．基因是具有遺傳效應(yīng)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(cè)F在細(xì)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(lèi)取決于C堿基，A正確；F為DNA，G為蛋白質(zhì)，它們共同構(gòu)成H染色體，基因是具有遺傳效應(yīng)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(cè)F(DNA)在細(xì)胞中的分布，D錯(cuò)誤。 [綜合強(qiáng)化] 13．如圖表示一個(gè)DNA分子上的三個(gè)片段A、B、C，請(qǐng)完成下列問(wèn)題： (1)片段A和C之所以能稱(chēng)為基因，是因?yàn)樗鼈兌际? ________________________________________________________________________。

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(gè)DNA分子中類(lèi)似于B的片段的長(zhǎng)度要____________類(lèi)似于A的片段的長(zhǎng)度。 (5)在人類(lèi)染色體DNA不表達(dá)的片段中有一部分是串連重復(fù)的序列，它們?cè)趥€(gè)體之間具有顯著的差異性，這種短序列應(yīng)該位于圖中

21、的____________。 (6)上題中所說(shuō)的短序列可應(yīng)用于____________。 A．生產(chǎn)基因工程藥物 B．偵查罪犯 C．遺傳病的產(chǎn)前診斷 D．基因治療 答案　(1)具有遺傳效應(yīng)的DNA片段，能控制一定的生物性狀　(2)其內(nèi)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(yīng)　(4)大于　(5)基因間隔區(qū)B　(6)B 14．分析下圖，回答有關(guān)問(wèn)題： (1)圖中B是________，F(xiàn)是________，G是__________。 (2)D與A的位置關(guān)系是______________________。 (3)從分子水

22、平看，D與C的關(guān)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(gòu)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(guò)A上的________傳遞給后代，實(shí)際上是通過(guò)________的排列順序來(lái)傳遞遺傳信息。 答案　(1)蛋白質(zhì)　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(yīng)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(zhì)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(yīng)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(gè)脫氧核糖與1個(gè)堿基和2個(gè)磷酸基團(tuán)相連。(6)基因中，堿基的排列順序儲(chǔ)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(chǔ)存著遺傳信息。 15．由于DNA上的“遺傳因子”基本都是符合孟德?tīng)柕倪z傳定律的，因此人類(lèi)可以利用P

24、CR技術(shù)合成的DNA進(jìn)行親子鑒定，其原理是：首先獲取被測(cè)試者的DNA，并進(jìn)行PCR擴(kuò)增，取其中一樣本DNA用限制酶切成特定的小片段，放進(jìn)凝膠內(nèi)，用電泳推動(dòng)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(huì)凝聚在一起，然后利用特別的染料在X光照射下，便會(huì)顯示由DNA探針凝聚在一起的黑色條碼。每個(gè)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(guó)第一張18位點(diǎn)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(cè)定的四位男性的DNA指紋圖譜示意圖，請(qǐng)推測(cè)該小孩真正生物學(xué)上的父親是________，原因是________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案　(1)是　因?yàn)橥粋€(gè)體的不同生長(zhǎng)發(fā)育階段和不同組織的DNA是相同的，所以它有高度的個(gè)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(zhì)不相同　(3)B　子代遺傳物質(zhì)一半來(lái)自父親，一半來(lái)自母親 解析　(1)同一個(gè)體的所有體細(xì)胞都是由同一個(gè)受精卵有絲分裂而來(lái)的，所以DNA相同，具有個(gè)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(duì)比DNA指紋圖譜就會(huì)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(xué)上的父親。 12