【同步练习】高中生物学人教版（2019）必修2 3.4基因通常是指有遗传效应的DNA片段（解析版）

第四节 基因通常是指有遗传效应的DNA片段
一、选择题
1．下列有关大肠杆菌的叙述，正确的是（ ）
A．大肠杆菌拟核的DNA中有控制性状的基因
B．大肠杆菌中DNA分子数目与基因数目相同
C．在普通光学显微镜下能观察到大肠杆菌的核糖体
D．大肠杆菌分泌的蛋白，需要经过内质网加工
【答案】A
【详解】A、大肠杆菌拟核的DNA中有控制性状的基因，可以控制相关蛋白质的合成，A正确；B、每个DNA中含有多个基因，故大肠杆菌中DNA分子数目小于基因数目，B错误；C、核糖体属于亚显微结构，在普通光学显微镜下不能观察到大肠杆菌的核糖体，C错误；D、大肠杆菌属于原核生物，无内质网，D错误。
2．下列关于基因、染色体、基因型、表型的相关说法正确的是（ ）
①萨顿研究蝗虫的减数分裂，证明了“基因在染色体上”
②染色体是基因的主要载体，基因在染色体上呈线性排列
③相同环境下，表型相同，基因型就相同
④后代中同时出现显性性状和隐性性状的现象叫作性状分离
⑤具有一对相对性状的纯合子杂交产生的子一代所表现的性状就是显性性状
A．①②④⑤ B．③④⑤ C．②⑤ D．①②④
【答案】C
【详解】①萨顿研究蝗虫的减数分裂，提出了“基因可能在染色体上”的假说，①错误；②染色体主要由DNA、蛋白质组成，是基因的主要载体，基因在染色体上呈线性排列，②正确；③相同环境下，表型相同，基因型不一定相同，如AA和Aa对应的表型相同，③错误；④杂合子后代中同时出现显性性状和隐性性状的现象叫作性状分离，④错误；⑤具有一对相对性状的纯合子杂交如AA和aa产生的子一代（Aa）所表现的性状就是显性性状，⑤正确。
3．下列有关基因的叙述，错误的是（ ）
A．基因通常是具有遗传效应的RNA片段
B．基因的遗传信息蕴藏在4种碱基的排列顺序之中
C．碱基排列顺序的千变万化，构成了基因的多样性
D．碱基特定的排列顺序，构成了每个基因的特异性
【答案】A
【详解】A、基因通常是具有遗传效应的RNA片段：对于以DNA为遗传物质的生物来说，基因是有遗传效应DNA片段，对于以RNA为遗传物质的生物来说，基因是一段RNA，A错误；B、4种碱基的排列顺序储存着遗传信息，B正确；C、不同基因中的碱基排列顺序千变万化，构成了基因的多样性，C正确；D、碱基特定的排列顺序，构成了每个基因的特异性，不同基因的碱基排列顺序不同，D正确。
4．下图为果蝇某一条染色体上的几个基因示意图，下列叙述正确的是（　　）
A．基因R、S、N、O的基本单位是四种碱基
B．基因R、S、N、O互为非等位基因
C．基因R、S、N、O在果蝇所有体细胞中都能表达基因
D．R、S、N、O中（A+T）/（G+C）的值一般相同
【答案】B
【详解】A、对于有细胞结构的生物来说，基因是具有遗传效应的DNA片段，故基因R、S、N、O的基本单位是四种脱氧核苷酸，A错误；B、等位基因是指位于一对同源染色体相同位置，控制相对性状的基因，基因R、S、N、O在一条染色体上，互为非等位基因，B正确；C、由于基因的选择性表达，基因R、S、N、O在果蝇所有体细胞中不都能表达，C错误；D、按照碱基互补配对原则，R、S、N、O中（A+C）/（T+G）一般相同，（A+T）/（G+C）的值一般不相同，D错误。
5．DNA指纹法在案件侦破工作中有着重要作用，从案发现场提取到的DNA样品，可为案件侦破提供证据，其中的生物学原理是（ ）
A．不同人体内的DNA所含碱基种类不同
B．不同人体内的DNA所含脱氧核苷酸排列顺序不同
C．不同人体内的DNA所含氨基酸种类、数目、排列顺序不同
D．不同人体内的DNA空间结构不同
【答案】B
【详解】A、不同人体内的DNA所含的碱基相同都是A、T、C、G，A错误；B、DNA指纹根据人与人之间的遗传信息不同，遗传信息储藏在碱基对的排列顺序中，所以不同人体内的DNA所含的碱基排列顺序不同，B正确；C、氨基酸是蛋白质的基本组成单位，脱氧核苷酸是DNA的基本组成单位，不同人体内的DNA所含的脱氧核苷酸数目、排列顺序不同，C错误；D、不同人体内DNA的空间结构都是双螺旋结构，D错误。
6．下列有关基因的叙述错误的是（ ）
A．基因是由多个氨基酸连接而成的
B．基因通常是有遗传效应的DNA片段
C．基因是碱基对按照一定顺序排列成的DNA片段
D．基因能够储存遗传信息，可以准确地复制
【答案】A
【详解】A、基因通常是有遗传效应的 DNA 片段，因此基因是由多个核苷酸连接而成的，A错误；B、基因通常是有遗传效应的DNA片段，B正确；C、基因通常是有遗传效应的 DNA 片段，其中的碱基有特定的排列顺序，C正确；D、基因能够储存遗传信息，遗传信息蕴藏在 4 种碱基的排列顺序之中，可以准确地复制，D正确。
7．双微体（DMs）是染色体外成对出现的无着丝粒的环状DNA分子，存在于各种类型的癌细胞中，大小不一，可自主复制，经常携带癌基因和耐药基因扩增。下列叙述错误的是（ ）
A．DMs上含有遗传效应片段
B．DMs成对存在是同源染色体
C．DMs中每个脱氧核糖均连接两个磷酸基团
D．肿瘤恶性程度可能与癌细胞中DMs含量有关
【答案】B
【详解】A、DMs是染色体外成对出现的无着丝粒的环状DNA分子，因此DMs上含有遗传效应片段，A正确；B、双微体（DMs）是染色体外成对出现的无着丝粒的环状DNA分子，DMs无染色体结构，B错误；C、DMs是环状DNA分子，因此每个脱氧核糖均连接两个磷酸基团，C正确；D、DMs存在于各种类型的癌细胞中，可自主复制，经常携带癌基因和耐药基因扩增，所以肿瘤恶性程度可能与癌细胞中DMs含量有关，D正确。
8．丙肝病毒（HCV）是一种RNA病毒，会选择性感染肝细胞，大多数感染者会发展成慢性肝炎。HCV中的NS5B是一种RNA聚合酶。下列关于HCV与人肝细胞的比较错误的是（ ）
A．两者结构上最大的区别是有无细胞结构
B．组成两者的元素中都含有C、H、O、N、P
C．两者的RNA聚合酶均可催化RNA的形成
D．两者的基因均为具有遗传效应的DNA片段
【答案】D
【详解】A、HCV属于病毒，人肝细胞属于真核细胞，两者结构上最大的区别是有无细胞结构，A正确；B、丙肝病毒和人肝细胞都含有核酸，核酸的元素组成都是C、H、O、N、P，B正确；C、RNA聚合酶可催化转录过程，故两者的RNA聚合酶均可催化RNA的形成，C正确；D、HCV的遗传物质是RNA，其基因是具有遗传效应的RNA片段，D错误。
9．科学家发现有些相邻基因共用一段DNA片段，这样的基因称为重叠基因。一些噬菌体和动物病毒中存在重叠基因。下列说法错误的是（ ）
A．某些动物病毒中一个碱基发生改变可能会引起两个基因发生突变
B．某噬菌体的单链环状DNA共有5387个核苷酸，能编码4512个氨基酸，说明该噬菌体中存在重叠基因
C．重叠基因的发现说明在一些噬菌体中，基因在其染色体上不是呈线性排列的
D．重叠基因的存在使较小的DNA分子可容纳更多的基因
【答案】C
【详解】A、分析题意可知，有些相邻基因共用一段DNA片段，这样的基因称为重叠基因，某些动物病毒中一个碱基发生改变，若该碱基属于重叠基因，则可能会引起两个基因发生突变，A正确；B、mRNA上三个相邻碱基决定一个氨基酸，若某噬菌体的单链环状DNA共有5387个核苷酸，正常情况下能编码的氨基酸个数应为5387/3=1795个左右，但是能编码4512个氨基酸，说明该噬菌体中存在重叠基因，B正确；C、噬菌体属于病毒，病毒无染色体，C错误；D、重叠基因是指两个或两个以上的基因共有一段DNA序列，故基因的重叠性使核苷酸数目有限的DNA分子中可以包含更多的遗传信息，D正确。
10．如图是通过荧光标记技术显示基因在染色体上位置的照片。图中字母表示存在于染色体上的部分基因，其中A和a显示黄色荧光，B和b显示红色荧光。下列叙述正确的是（ ）
A．A和a彼此分离发生在减数第二次分裂的后期
B．图中染色体上的基因A与基因B遗传时遵循自由组合定律
C．甲、乙两条染色体上相同位置的四个黄色荧光点脱氧核苷酸序列相同
D．据荧光点分布判断，甲、乙为一对含姐妹染色单体的同源染色体
【答案】D
【详解】A、A和a位于同源染色体上，A和a在减数第一次分裂后期随着同源染色体的分离而分离，A错误；B、自由组合定律是指位于非同源染色体上的非等位基因在减数第一次分裂后期随着非同源染色体的自由组合而组合，图中染色体上的基因A与基因B位于一对同源染色体上，在遗传时不能遵循自由组合定律，B错误；C、甲、乙两条染色体上相同位置的四个荧光点为一对等位基因的四个荧光点，等位基因的脱氧核苷酸序列一般不相同，C错误；D、等位基因位于同源染色体上，复制后的姐妹染色单体上基因一般是相同的，所以据荧光点分布判断，甲、乙为一对含姐妹染色单体的同源染色体，D正确。
11．下列关于基因和染色体关系的叙述， 正确的选项有（ ）
①细胞中所有的基因都位于染色体上 ②非等位基因都位于非同源染色体上 ③同源染色体上相同位置的基因都是等位基因 ④减数分裂形成配子时，非等位基因表现为自由组合，非同源染色体在减数第一次分裂后期也是自由组合的 ⑤基因和染色体数目相等 ⑥体细胞中基因和染色体都是成对存在 ⑦体细胞中成对的基因一个来自父方，另一个来自母方，同源染色体也是如此
A．4项 B．5项 C．3项 D．1项
【答案】D
【详解】①原核细胞无染色体，但也有基因，另外线粒体和叶绿体中的基因也无染色体 ，因此并非细胞中所有的基因都位于染色体上，①错误；②非等位基因可以位于同源染色体的不同位置上，也可以位于非同源染色体上，②错误；③同源染色体上相同位置的基因可以等位基因，也可以是相同基因，③错误；④减数分裂形成配子时，非同源染色体上的非等位基因表现为自由组合，同源染色体上的非等位基因不会表现为自由组合，④错误；⑤基因在染色体上，且一条染色体含有多个基因，因此基因和染色体数目并不相等，⑤错误；⑥体细胞中基因和染色体不都是成对存在，比如XY型性别决定的生物，雄性个体中如果基因位于XY的非同源区段，细胞中的基因不是成对存在的，⑥错误 ⑦体细胞中成对的基因一个来自父方，另一个来自母方，同源染色体也是如此，⑦正确。综上所述，只有一项正确，D正确，ABC错误。
12．下列有关染色体、DNA、基因、脱氧核苷酸的说法，不正确的是（ ）
A．—段基因中嘌呤碱基与嘧啶碱基数量不一定相等
B．表型相同的个体，控制该表现型的遗传因子组成一定相同
C．染色体是DNA的主要载体，G和C含量较多的DNA分子更难以解旋
D．同种生物同一性状的不同表现型称之为相对性状
【答案】B
【详解】A、基因是有遗传效应的核酸片段，对于遗传物质是RNA的生物而言，基因中嘌呤碱基与嘧啶碱基数量不一定相等，A正确；B、由于环境因素影响，基因型相同的个体其表型不一定相同；表型相同的个体基因也不一定相同，如AA和Aa，B错误；C、染色体是DNA的主要载体（此外DNA也可分布在线粒体和叶绿体中），G和C含量较多的DNA分子更难以解旋，是由于G和C之间的氢键数目比A-T之间多，C正确；D、在生物遗传学上，我们把同种生物同一性状的不同表现，称之为相对性状，D正确。
二、非选择题
13．在遗传物质的探索实验中，T2噬菌体和大肠杆菌为探索实验提供了重要的生物材料。回答下列问题：
(1)T2噬菌体和大肠杆菌的遗传物质都是DNA，DNA分子双螺旋结构的主要特点是：
①DNA分子是由两条链组成的，这两条链按_________________方式盘旋成双螺旋结构；
②DNA分子中的_________________交替连接，排列在外侧，构成基本骨架，碱基排列在内侧；
③两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，并且碱基配对规律为_______________________。
(2)T2噬菌体和HIV的增殖过程中都存在DNA合成过程，从DNA合成所需条件角度分析，二者的差别是________________________（ 答出2点）。
(3)真核细胞的线粒体和叶绿体中也含有DNA。为了与细胞核的基因相区别，人们将线粒体和叶绿体中的基因称为细胞质基因。参照生物学中基因的定义，可将细胞质基因定义为__________________。
【答案】(1) 反向平行 脱氧核糖和磷酸 A（腺嘌呤）一定与T（胸腺嘧啶）配对，G（鸟嘌呤）一定与C（胞嘧啶）配对
(2)DNA合成所需的模板和酶不同
(3)细胞质（线粒体和叶绿体）中具有遗传效应的DNA片段
【详解】（1）DNA是由两条链组成的，这两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构。DNA中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架。两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，并且碱基配对具有一定的规律:A一定与T配对；C一定与G配对。
（2）T2 噬菌体通过DNA复制合成DNA，HIV通过逆转录合成DNA，从DNA合成所需条件角度分析，二者的差别是DNA合成所需的模板不同、酶不同。
（3）基因是有遗传效应的DNA片段，可将细胞质基因定义为细胞质（线粒体和叶绿体）中具有遗传效应的DNA片段。
14．如图表示细胞内与基因有关的物质或结构，请仔细阅读并回答问题：
(1)细胞内的遗传物质是[　]_____，基因和g的关系是_____。
(2)e和g的关系是_____，g被彻底水解后的产物可用字母_____表示。
(3)遗传物质的主要载体是[　]_____，基因和i的关系是_____。
(4)g的成分与RNA的成分相比，主要差异在于_____。
(5)g的空间结构一般表现为_____，若其中（C＋G）/（T＋A）=1/2，则A占总碱基数的比例为_____，其单链中（C＋G）/（T＋A）为_____。
【答案】(1) gDNA 基因是有遗传效应的g（DNA）片段
(2) e是组成g的基本单位 b、c、d
(3) i染色体 基因在染色体上呈线性排列
(4)碱基和五碳糖的种类不同
(5) 双螺旋结构 1/3 1/2
【详解】（1）细胞中含有DNA和RNA两种核酸，其中遗传物质是DNA，g是DNA；基因是具有遗传效应的DNA片段。
（2）e是脱氧核苷酸，g是DNA，b、c、d是构成脱氧核苷酸的磷酸、脱氧核糖和含氮碱基；脱氧核苷酸是构成DNA的基本单位；脱氧核苷酸由一分子脱氧核糖、一分子含氮碱基和一分子磷酸组成，DNA彻底水解后的产物可用字母b、c、d表示。
（3）细胞中的遗传物质DNA主要位于染色体（i）上，基因在染色体上呈线性排列。
（4） DNA（g）与RNA在组成成分上的主要区别是碱基和五碳糖的种类不同，前者含有脱氧核糖和胸腺嘧啶，后者含有核糖和尿嘧啶。
（5）DNA（g）具有规则的双螺旋结构；因为DNA双链中，A=T，G=C，设A占总碱基数的比例为X，即A=T=X，C+G=1-2X，带入已知条件（C+G）/（T+A）=1/2，计算得出X=1/3；根据（C+G）/（T+A）的比值特点知，DNA单链中（C+G）/（T+A）的值与双链中（C+G）/（T+A）的值相同，也为1/2。