学年高中生物第3章基因的本质第4节基因是有遗传效应的DNA片段学案新人教版必修21Word文档格式.docx

学年高中生物第3章基因的本质第4节基因是有遗传效应的DNA片段学案新人教版必修21Word文档格式.docx

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（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。

例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

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

C．1条染色体上有许多个基因

D．基因只存在于染色体上

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

解析　基因的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　A

5．DNA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____________________。

（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

6．如图所示细胞中与基因有关的物质或结构，请分析并回答：

（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占总碱基数的比例为______，其中一条单链中

＝________。

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DNA关系的实例

1．下列关于基因的叙述，正确的是（　　）

A．DNA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

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。

2．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

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。

3．20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

1.01

1.21

1.43

A.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A＋T的数量是C＋G数量的1.21倍

D．同一生物不同组织的DNA碱基组成相同

解析　大肠杆菌DNA中

的值小于猪，说明大肠杆菌DNA所含C—G碱基对的比例较高，而C—G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；

基因是有遗传效应的DNA片段，因此无法根据小麦DNA中A＋T和C＋G的数量关系得出基因中A＋T和C＋G的数量关系，C错误。

4．对一个基因的正确描述是（　　）

①基因是DNA分子上特定的片段　②它的分子结构首先由摩尔根发现　③它决定着某一遗传性状或功能

④它的化学结构不会发生变化

A．①和②B．①和③

C．③和④D．①和④

解析　基因是DNA分子上具有遗传效应的片段，决定着某一遗传性状或功能，①、③正确；

基因的分子结构是沃森和克里克发现的，②错误；

基因的结构在一定的内外环境条件下，可能发生改变，④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

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（　　）

A．83248B．166496

C．1050D．不能确定

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B．DNA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

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。

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

C．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β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

解析　β珠蛋白基因碱基对的排列顺序是β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β珠蛋白。

β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41700种。

9．由80个碱基组成的DNA分子片段，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（　　）

A．4120B．404C．440D．260

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

解析　染色体由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

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染色体上有同源区段，也有各自特有的非同源区段，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（　　）

A．D是脱氧核苷酸，其种类取决于C

B．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

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DNA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____________。

A．生产基因工程药物

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）B

14．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________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，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其母亲的条码吻合，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。