第3章 基因的本质
第4节 基因通常是有遗传效应的DNA片段
必会知识一 说明基因与DNA关系的实例
1．教材“思考·讨论”中资料1和3说明基因中的碱基数目只是DNA分子碱基总数的一部分，可推测每个DNA分子上有______个基因，只有________碱基参与基因的组成，结论是基因是____________片段。
2．教材“思考·讨论”资料2中绿色荧光与基因有关，且基因具有一定的独立性，可推测基因能控制生物体的________，结论是基因具有特定的____________。
由上述材料可知：基因通常是有遗传效应的DNA片段。
[例1]下列有关染色体、DNA、基因、脱氧核苷酸的说法，错误的是（ ）
A．基因一般是具有遗传效应的DNA片段，一个DNA分子上可含有成百上千个基因
B．一个DNA含有许多个脱氧核苷酸，DNA的特异性是由脱氧核苷酸的排列顺序决定的
C．染色体是DNA的主要载体，一条染色体上含有1个或2个DNA分子
D．原核生物DNA不会与蛋白质结合形成复合物
[例2]下列关于基因、和染色体关系的叙述，错误的是（ ）
A．一条染色体上可以含有两个分子
B．基因是有遗传效应的或片段
C．生物体内的分子数目大于基因数目
D．的载体除了染色体，还有线粒体、叶绿体等
必会知识二 DNA片段中的遗传信息
1．遗传信息：蕴藏在4种碱基的____________之中。
2．DNA分子的多样性和特异性
(1)多样性：碱基的排列顺序____________。
(2)特异性：碱基________的排列顺序，构成了DNA分子的特异性。
(3)意义：DNA的多样性和特异性是生物体多样性和特异性的______________。
3．基因的概念
(1)基因通常是____________的DNA片段。
(2)有些病毒的遗传物质是RNA，对这些病毒而言，基因就是有遗传效应的_________。
[例1]DNA条形码技术是一种利用特定DNA片段快速识别物种的分子生物学方法。该技术鉴定物种的依据是（ ）
A．DNA不同碱基比例有特异性
B．DNA核苷酸序列具有特异性
C．DNA单体连接方式有多样性
D．DNA分子空间分布有特异性
[例2]DNA分子具有多样性的主要原因是（ ）
A．构成DNA的核苷酸种类不同
B．DNA分子的核苷酸数目和排列顺序不同
C．DNA分子的空间结构具有多样性
D．不同生物的DNA分布不同
难点知识一 基因都是有遗传效应的DNA片段吗？
遗传效应就是对蛋白质合成有直接或间接影响的能力，有遗传效应的DNA片段就是能够直接指导或间接调控蛋白质合成的碱基序列。研究发现，人体每个体细胞染色体DNA上共有碱基对三十亿个，其中绝大部分遗传信息并不会表达出来，同时对性状也没有直接的影响，这些我们称之为没有遗传效应的DNA片段，反之即为有遗传效应，称为基因。基因分编码区和非编码区两部分，而非编码区只能调节蛋白质的合成，但是无论是非编码区还是编码区对于生物性状的正常表达来说都是不可或缺的，因此都是基因的一部分，也就都有遗传效应。
基因是有遗传效应的DNA片段，一般指位于染色体上编码一个特定功能产物的一段核苷酸序列。但对于RNA病毒来说，RNA上的某些特定的核糖核苷酸序列也是基因，基因又是有遗传效应的RNA片段。
可见，基因是有遗传效应的RNA或RNA片段。
命题角度1 基因都是有遗传效应的DNA片段
下列对“基因通常是有遗传效应的 DNA 片段”这一观点的理解，错误的是（ ）
A．基因和 DNA 的组成单位都是脱氧核苷酸
B．DNA 上所有基因的碱基对数目通常少于 DNA 的
C．基因的碱基排列顺序中储存着遗传信息
D．DNA 分子上可能会有多个基因
命题角度2 RNA片段也可以作为基因
．遗传物质的概念随着遗传学的发展而不断变化，逐渐深入本质，下列关于遗传物质的叙述不正确的是（ ）
A．DNA碱基排列顺序的千变万化构成了DNA的多样性
B．对于人类免疫缺陷病毒、流感病毒而言，基因就是有遗传效应的RNA片段
C．通常一个DNA分子上有许多个基因，每一个基因都是特定的DNA片段
D．生物体内所有DNA分子的碱基总数等于所有基因的碱基总数
一、单选题
1．DNA指纹技术在案件侦破工作中有重要的用途。刑侦人员将从案发现场收集到的血液，头发等样品中提取的DNA与犯罪嫌疑人的DNA进行比较，就有可能为案件的侦破提供证据。下列说法正确的是（ ）
A．分析DNA序列是分析其碱基排列顺序
B．毛发细胞的DNA仅分布在细胞核中
C．生物体的遗传信息都储存在DNA中
D．DNA指纹技术的原理是利用DNA的多样性
2．扎染的主要染料来自蓼蓝、板蓝根、艾蒿等植物制成的蓝靛溶液。DNA条形码技术可利用DNA条形码序列（细胞内一段特定的DNA序列）准确鉴定出染料植物的种类。下列有关叙述正确的是（ ）
A．DNA分子的多样性主要与碱基种类有关
B．染料植物的DNA仅存在于细胞核中
C．不同染料植物的DNA均含有元素C、H、O、N、S
D．DNA条形码技术鉴定染料植物的依据是DNA分子具有特异性
3．DNA指纹技术在案件侦破、亲子鉴定等工作中起着重要作用，如图是一幅DNA指纹技术应用图，下列叙述错误的是（ ）
A．DNA指纹技术能用于案件侦破，原因是个体的DNA的脱氧核苷酸序列具有特异性
B．从出生到年老，每个人的DNA指纹一般不会发生变化
C．嫌疑人2体内核酸彻底水解产物有8种，受害人DNA彻底水解的产物有5种
D．罪犯样品和怀疑对象1、2、3进行DNA指纹比对，怀疑对象1最可能是罪犯
4．下列有关基因和染色体的表述，正确的是（ ）
①位于一对同源染色体上相同位置的基因控制同一种性状
②非等位基因都位于非同源染色体上
③复制的两个基因随染色单体分开而分开
④非同源染色体自由组合，使所有非等位基因也自由组合
⑤非同源染色体数量越多，非等位基因组合的种类也越多
⑥一条染色体上有多个基因呈线性排列，故染色体就是由基因组成的
A．①③⑤ B．①②④ C．②③⑤ D．③⑤⑥
5．DNA 分子的特异性是 DNA 指纹检测的最主要依据， DNA 特异性的根本原因是因为 DNA 分子具有特定的（ ）
A．氨基酸排列顺序 B．磷酸排列顺序
C．脱氧核苷酸排列顺序 D．五碳糖排列顺序
6．下列有关基因、DNA和染色体的叙述，正确的是（ ）
A．一条染色体上有许多基因，染色体就是由基因组成的
B．基因和DNA的基本组成单位都是脱氧核糖核苷酸
C．细胞内所有基因的碱基总数与DNA分子的碱基总数是不同的
D．一条DNA单链上的相邻两个碱基之间通过氢键连接
7．新冠病毒核酸检测是疫情防控的重要手段，其原理是利用特异性核酸序列（病毒RNA的一段特定序列）精准检测样本中是否含病毒。下列有关叙述正确的是（ ）
A．核酸检测过程中发生的碱基互补配对方式是A—T、T—A、G—C、C—G
B．新冠病毒的核酸彻底水解可以获得四种核糖核苷酸
C．核酸检测的依据是病毒的遗传信息具有多样性
D．新冠病毒的基因和HIV的基因都是具有遗传效应的RNA片段
8．DNA鉴定技术被广泛用于遗传病风险评估、刑事案件的侦破、被拐卖人口寻亲、空难失踪人口身份确认等很多方面。其机理是（ ）
A．不同的DNA分子都由很多个脱氧核苷酸构成
B．不同DNA分子中两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对
C．磷酸与脱氧核糖交替连接排列在外侧构成不同DNA分子的基本骨架
D．不同DNA分子有特定的脱氧核苷酸序列蕴含着特定的遗传信息
二、多选题
9．如图表示一个DNA分子片段有a、b、c三个不同基因。下列有关叙述中错误的是（ ）
A．如果一条单链的序列是5'-T-A-C-G-3'，则另一条单链为5'-A-T-G-C-3'
B．a、b、c基因在染色体上呈线性排列
C．基因a、b、c遗传遵循自由组合定律
D．若利用某种药物阻止基因a的表达，则基因b、c也不能表达
10．从DNA双螺旋结构到现代基因组测序，一代又一代科学家奋力前行，揭开了基因的奥秘。结合所学知识分析下列叙述正确的是（ ）
A．乳酸菌的基因在染色体上呈线性排列
B．对果蝇进行基因组测序，需要测定5条染色体上的DNA
C．烟草花叶病毒的核酸彻底水解的产物有6种，其基因是有遗传效应的RNA片段
D．人体酪氨酸酶基因由n个碱基对组成，其碱基对的排列方式有4n种
11．天宫尼尔菌是一种在中国天宫空间站内发现的特殊微生物。研究发现，该菌遗传物质中G+C占35.6%。下列叙述正确的是（ ）
A．天宫尼尔菌的基因是有遗传效应的DNA片段
B．天宫尼尔菌的基因中A+T占64.4%
C．天宫尼尔菌遗传物质中的五碳糖和磷酸交替连接，构成基本骨架
D．天宫尼尔菌的遗传物质在DNA聚合酶的作用下开始解旋并合成子链
12．有关基因、DNA、染色体的叙述，不正确的是（ ）
A．对于细胞生物而言，基因是有遗传效应的DNA片段，都位于染色体上
B．位于非同源染色体上的基因都是非等位基因，控制不同性状
C．真核细胞的核基因在同源染色体上通常成对存在
D．碱基排列顺序的千变万化体现了DNA分子的特异性
三、解答题
13．DNA指纹技术在案件侦破工作中被广泛应用，该技术的操作流程如图所示，回答下列问题：
(1)在进行DNA指纹分析前，先要从细胞中提取DNA，DNA分布在人体组织细胞的 中。
(2)提取DNA时通常需要添加RNA酶以水解细胞中的RNA，RNA如果被彻底水解，则会得到 种产物。与RNA相比，DNA中特有的组分是 ，DNA通常为 链，结构较稳定。
(3)如图的检测是基于每个人的DNA具有 （填“多样”或“特异”）性，DNA具有该特性的原因是 。
14．坐落在北京中关村高新科技园区的DNA雕塑，以它简洁而独特的造型吸引着过往行人，它象征着中关村生生不息的精神，寓意创新的生命更加顽强。图甲是DNA的结构模式图，图乙是DNA指纹比对结果，据图回答下列问题：
(1)脱氧核糖中的1'C是指与 相连的碳；④代表的结构是 （写中文名称）。从图甲中看出DNA两条链是反向平行的依据是：从双链的一端起始， 。
(2)碱基的排列顺序代表了遗传信息，不同的DNA耐受性不同，为什么“G—C”含量越多的DNA越耐高温 。
(3)人的遗传信息主要分布于染色体上的DNA中。两个随机个体具有相同DNA序列的可能性微乎其微，因此，DNA可以像指纹一样用来识别身份，这种方法就是DNA指纹技术。“DNA指纹”实际上是指DNA中的碱基序列，即其中包含的遗传信息，DNA指纹技术正发挥着越来越重要的作用，可用于亲子鉴定、侦察罪犯等方面。DNA亲子鉴定中，DNA探针必不可少，DNA探针是一种已知碱基顺序的DNA片段。用DNA探针检测基因所用的原理是 。图乙为某小孩与其母亲和四位男性的DNA比对结果，则该小孩的生物学父亲是 （填字母）。为了确保实验的准确性，需要克隆出较多的DNA样品。若一个只含31P的DNA分子以32P标记的脱氧核苷酸为原料连续复制3次后，含32P的单链占全部单链的 。
2 / 2第3章 基因的本质
第4节 基因通常是有遗传效应的DNA片段
必会知识一 说明基因与DNA关系的实例
1．教材“思考·讨论”中资料1和3说明基因中的碱基数目只是DNA分子碱基总数的一部分，可推测每个DNA分子上有许多个基因，只有部分碱基参与基因的组成，结论是基因是特定的DNA片段。
2．教材“思考·讨论”资料2中绿色荧光与基因有关，且基因具有一定的独立性，可推测基因能控制生物体的性状，结论是基因具有特定的遗传效应。
由上述材料可知：基因通常是有遗传效应的DNA片段。
[例1]下列有关染色体、DNA、基因、脱氧核苷酸的说法，错误的是（ ）
A．基因一般是具有遗传效应的DNA片段，一个DNA分子上可含有成百上千个基因
B．一个DNA含有许多个脱氧核苷酸，DNA的特异性是由脱氧核苷酸的排列顺序决定的
C．染色体是DNA的主要载体，一条染色体上含有1个或2个DNA分子
D．原核生物DNA不会与蛋白质结合形成复合物
【答案】D
【详解】A、基因一般是具有遗传效应的DNA片段，一个DNA分子上可含有成百上千个基因，A正确；
B、一个基因含有许多个脱氧核苷酸，基因的特异性由碱基的排列顺序决定，不同的DNA分子其碱基排列顺序也不相同，B正确；
C、染色体是DNA的主要载体，一条染色体上含有1个DNA分子，DNA复制后,着丝点分裂前，每条染色体含有2个DNA分子，C正确；
D、原核生物没有染色体结构，但在转录的时候，RNA聚合酶和DNA结合形成复合体，D错误。
故选D。
[例2]下列关于基因、和染色体关系的叙述，错误的是（ ）
A．一条染色体上可以含有两个分子
B．基因是有遗传效应的或片段
C．生物体内的分子数目大于基因数目
D．的载体除了染色体，还有线粒体、叶绿体等
【答案】C
【详解】A、染色体复制后（如有丝分裂前期/中期、减数第一次分裂及减数第二次分裂前期/中期），姐妹染色单体未分离，此时 一条染色体含 2 个 DNA 分子，A正确；
B、对于 细胞生物（原核、真核）和DNA病毒，基因是有遗传效应的DNA片段； 对于RNA病毒，基因是有遗传效应的RNA片段。 因此，基因可定义为有遗传效应的DNA或RNA片段，B正确；
C、一个DNA分子上包含多个基因（如人类基因组中，一条染色体的DNA 含数千个基因），故 基因数目远多于DNA分子数目（即DNA分子数目 < 基因数目），C错误；
D、真核生物中，DNA的载体包括染色体、线粒体、叶绿体； 原核生物中，DNA的载体包括拟核（环状 DNA）、质粒，D正确。
故选C。
必会知识二 DNA片段中的遗传信息
1．遗传信息：蕴藏在4种碱基的排列顺序之中。
2．DNA分子的多样性和特异性
(1)多样性：碱基的排列顺序千变万化。
(2)特异性：碱基特定的排列顺序，构成了DNA分子的特异性。
(3)意义：DNA的多样性和特异性是生物体多样性和特异性的物质基础。
3．基因的概念
(1)基因通常是有遗传效应的DNA片段。
(2)有些病毒的遗传物质是RNA，对这些病毒而言，基因就是有遗传效应的RNA片段。
[例1]DNA条形码技术是一种利用特定DNA片段快速识别物种的分子生物学方法。该技术鉴定物种的依据是（ ）
A．DNA不同碱基比例有特异性
B．DNA核苷酸序列具有特异性
C．DNA单体连接方式有多样性
D．DNA分子空间分布有特异性
【答案】B
【详解】A、DNA不同碱基比例（如A-T、C-G含量）在不同物种间可能相似，无法作为精准鉴定依据，A不符合题意；
B、DNA核苷酸序列的特异性决定了物种间的遗传差异，特定片段（如COI基因）的序列差异可直接用于物种识别，B正确；
C、DNA单体的连接方式（磷酸二酯键）是固定的，所有DNA均相同，不具有多样性，C错误；
D、DNA分子的空间分布（如细胞核或线粒体）与物种鉴定无关，D错误。
故选B。
[例2]DNA分子具有多样性的主要原因是（ ）
A．构成DNA的核苷酸种类不同
B．DNA分子的核苷酸数目和排列顺序不同
C．DNA分子的空间结构具有多样性
D．不同生物的DNA分布不同
【答案】B
【详解】A、构成DNA的核苷酸种类只有4种（腺嘌呤脱氧核苷酸、鸟嘌呤脱氧核苷酸、胞嘧啶脱氧核苷酸、胸腺嘧啶脱氧核苷酸），所有DNA的核苷酸种类均相同，A错误；
B、DNA分子中脱氧核苷酸的数目和排列顺序不同，导致碱基对的排列方式千变万化，这是DNA多样性的根本原因，B正确；
C、DNA的空间结构一般为规则的双螺旋结构，所有DNA的空间结构相同，C错误；
D、不同生物的DNA分布（如细胞核、线粒体等）与分子多样性无关，D错误。
故选B。
难点知识一 基因都是有遗传效应的DNA片段吗？
遗传效应就是对蛋白质合成有直接或间接影响的能力，有遗传效应的DNA片段就是能够直接指导或间接调控蛋白质合成的碱基序列。研究发现，人体每个体细胞染色体DNA上共有碱基对三十亿个，其中绝大部分遗传信息并不会表达出来，同时对性状也没有直接的影响，这些我们称之为没有遗传效应的DNA片段，反之即为有遗传效应，称为基因。基因分编码区和非编码区两部分，而非编码区只能调节蛋白质的合成，但是无论是非编码区还是编码区对于生物性状的正常表达来说都是不可或缺的，因此都是基因的一部分，也就都有遗传效应。
基因是有遗传效应的DNA片段，一般指位于染色体上编码一个特定功能产物的一段核苷酸序列。但对于RNA病毒来说，RNA上的某些特定的核糖核苷酸序列也是基因，基因又是有遗传效应的RNA片段。
可见，基因是有遗传效应的RNA或RNA片段。
命题角度1 基因都是有遗传效应的DNA片段
下列对“基因通常是有遗传效应的 DNA 片段”这一观点的理解，错误的是（ ）
A．基因和 DNA 的组成单位都是脱氧核苷酸
B．DNA 上所有基因的碱基对数目通常少于 DNA 的
C．基因的碱基排列顺序中储存着遗传信息
D．DNA 分子上可能会有多个基因
【答案】A
【分析】DNA和基因概念：基因通常是有遗传效应的DNA片段，DNA分子的碱基对的排列顺序蕴藏着遗传信息。
【详解】A、基因是有遗传效应的DNA片段或RNA片段， DNA 的组成单位是脱氧核苷酸 ，但基因的组成单位可能是核糖核苷酸，A错误；
B、基因通常是有遗传效应的DNA片段 ，DNA 上所有基因的碱基对数目通常少于 DNA 的，B正确；
C、不同基因其碱基对（脱氧核苷酸）的排列顺序不同，遗传信息蕴藏在4种脱氧核苷酸的排列顺序之中 ，C正确；
D、基因通常是有遗传效应的DNA片段 ，DNA 分子上可能会有多个基因，D正确。
故选A。
命题角度2 RNA片段也可以作为基因
．遗传物质的概念随着遗传学的发展而不断变化，逐渐深入本质，下列关于遗传物质的叙述不正确的是（ ）
A．DNA碱基排列顺序的千变万化构成了DNA的多样性
B．对于人类免疫缺陷病毒、流感病毒而言，基因就是有遗传效应的RNA片段
C．通常一个DNA分子上有许多个基因，每一个基因都是特定的DNA片段
D．生物体内所有DNA分子的碱基总数等于所有基因的碱基总数
【答案】D
【分析】基因通常是有遗传效应的DNA片段，对RNA病毒而言，基因是有遗传效应的RNA片段。DNA能够储存足量的遗传信息，遗传信息蕴藏在四种碱基的排列顺序中，碱基排列顺序的千变万化构成了DNA的多样性，而碱基特定的排列顺序，又构成了每个DNA分子的特异性。
【详解】A、遗传信息蕴藏在碱基对的排列顺序中，碱基对排列顺序的千变万化构成了DNA的多样性，A正确；
B、基因通常是有遗传效应的DNA片段，对RNA病毒（如人类免疫缺陷病毒、流感病毒）而言，基因是有遗传效应的RNA片段，B正确；
C、基因通常是有遗传效应的DNA片段，通常一个DNA分子上有许多个基因，每一个基因都是特定的DNA片段，C正确；
D、基因通常是有遗传效应的DNA片段，一个DNA分子上还有许多非基因片段，生物体内所有DNA分子的碱基总数远远大于所有基因的碱基总数，D错误。
故选D。
一、单选题
1．DNA指纹技术在案件侦破工作中有重要的用途。刑侦人员将从案发现场收集到的血液，头发等样品中提取的DNA与犯罪嫌疑人的DNA进行比较，就有可能为案件的侦破提供证据。下列说法正确的是（ ）
A．分析DNA序列是分析其碱基排列顺序
B．毛发细胞的DNA仅分布在细胞核中
C．生物体的遗传信息都储存在DNA中
D．DNA指纹技术的原理是利用DNA的多样性
【答案】A
【详解】A、DNA序列是指DNA分子中碱基（脱氧核苷酸）的排列顺序，A正确；
B、毛发细胞为真核细胞，其DNA主要分布在细胞核中，但线粒体中也有少量DNA，B错误；
C、生物体的遗传信息主要储存在DNA中，但RNA病毒的遗传信息储存在RNA中，C错误；
D、DNA指纹技术的原理是利用不同个体DNA分子中脱氧核苷酸排列顺序的差异性（即DNA分子的特异性），D错误。
故选A。
2．扎染的主要染料来自蓼蓝、板蓝根、艾蒿等植物制成的蓝靛溶液。DNA条形码技术可利用DNA条形码序列（细胞内一段特定的DNA序列）准确鉴定出染料植物的种类。下列有关叙述正确的是（ ）
A．DNA分子的多样性主要与碱基种类有关
B．染料植物的DNA仅存在于细胞核中
C．不同染料植物的DNA均含有元素C、H、O、N、S
D．DNA条形码技术鉴定染料植物的依据是DNA分子具有特异性
【答案】D
【详解】A、DNA 的碱基种类仅4种（A、T、C、G），所有DNA的碱基种类都是相同的，无法决定多样性，DNA分子的多样性主要与碱基对的排列顺序、碱基对的数量有关，A错误；
B、染料植物的DNA条形码序列主要存在于细胞核中，有少部分存在于细胞质，B错误；
C、不同染料植物的DNA均含有元素C、H、O、N、P，不含S，C错误；
D、DNA分子的特异性是指不同生物的DNA具有独特的碱基序列，且DNA条形码序列相对稳定。因此，可通过比对DNA条形码序列的特异性，准确鉴定染料植物的种类，D正确。
故选D。
3．DNA指纹技术在案件侦破、亲子鉴定等工作中起着重要作用，如图是一幅DNA指纹技术应用图，下列叙述错误的是（ ）
A．DNA指纹技术能用于案件侦破，原因是个体的DNA的脱氧核苷酸序列具有特异性
B．从出生到年老，每个人的DNA指纹一般不会发生变化
C．嫌疑人2体内核酸彻底水解产物有8种，受害人DNA彻底水解的产物有5种
D．罪犯样品和怀疑对象1、2、3进行DNA指纹比对，怀疑对象1最可能是罪犯
【答案】C
【详解】A、DNA分子的特异性主要表现为每个DNA脱氧核苷酸序列各不相同，这也是DNA指纹能获得嫌疑人信息的根本原因，A正确；
B、每个人的DNA具有稳定性，从出生到年老，DNA指纹一般不会发生变化，B正确；
C、嫌疑人2体内核酸有DNA和RNA，彻底水解产物有核糖、脱氧核糖、磷酸、A、T、C、G、U五种含氮碱基，所以共8种产物，受害人DNA的彻底水解产物有脱氧核糖、磷酸和A、T、C、G四种含氮碱基，共6种产物，C错误；
D、怀疑对象1的DNA指纹图与从受害者体内分离的样品最相似，故怀疑对象1最可能是罪犯，D正确。
故选C。
4．下列有关基因和染色体的表述，正确的是（ ）
①位于一对同源染色体上相同位置的基因控制同一种性状
②非等位基因都位于非同源染色体上
③复制的两个基因随染色单体分开而分开
④非同源染色体自由组合，使所有非等位基因也自由组合
⑤非同源染色体数量越多，非等位基因组合的种类也越多
⑥一条染色体上有多个基因呈线性排列，故染色体就是由基因组成的
A．①③⑤ B．①②④ C．②③⑤ D．③⑤⑥
【答案】A
【详解】①同源染色体同一位置的基因（等位基因或相同基因）均控制同一性状，①正确；
②非等位基因不都位于非同源染色体上，同源染色体上也有非等位基因存在，②错误；
③复制的两个基因位于姐妹染色单体上，随其分离而分开（如减数第二次分裂或有丝分裂后期），③正确；
④非同源染色体自由组合，使位于非同源染色体上的非等位基因实现自由组合，④错误；
⑤非同源染色体数量越多（n对），自由组合形成的配子种类（2n）越多，即非等位基因组合的种类也越多，⑤正确；
⑥染色体由DNA和蛋白质组成，基因仅为DNA片段，⑥错误。
故选A。
5．DNA 分子的特异性是 DNA 指纹检测的最主要依据， DNA 特异性的根本原因是因为 DNA 分子具有特定的（ ）
A．氨基酸排列顺序 B．磷酸排列顺序
C．脱氧核苷酸排列顺序 D．五碳糖排列顺序
【答案】C
【详解】DNA特异性的根本原因是因为DNA分子具有特定的脱氧核苷酸排列顺序，即碱基排列顺序，C正确，ABD错误。
故选C。
6．下列有关基因、DNA和染色体的叙述，正确的是（ ）
A．一条染色体上有许多基因，染色体就是由基因组成的
B．基因和DNA的基本组成单位都是脱氧核糖核苷酸
C．细胞内所有基因的碱基总数与DNA分子的碱基总数是不同的
D．一条DNA单链上的相邻两个碱基之间通过氢键连接
【答案】C
【详解】A、染色体上的基因是具有遗传效应的DNA片段，染色体是主要由DNA和蛋白质组成的，A错误；
B、DNA基本组成单位是脱氧核糖核苷酸，基因的基本组成单位是脱氧核糖核苷酸或核糖核苷酸，因为某些病毒的遗传物质是RNA，B错误；
C、基因通常是有遗传效应的DNA片段，一个DNA分子上还有许多非基因片段，因此，细胞内所有基因的碱基总数远远少于DNA分子的碱基总数，C正确；
D、一条DNA单链上的相邻两个碱基之间通过“脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖”连接，D错误。
故选C。
7．新冠病毒核酸检测是疫情防控的重要手段，其原理是利用特异性核酸序列（病毒RNA的一段特定序列）精准检测样本中是否含病毒。下列有关叙述正确的是（ ）
A．核酸检测过程中发生的碱基互补配对方式是A—T、T—A、G—C、C—G
B．新冠病毒的核酸彻底水解可以获得四种核糖核苷酸
C．核酸检测的依据是病毒的遗传信息具有多样性
D．新冠病毒的基因和HIV的基因都是具有遗传效应的RNA片段
【答案】D
【详解】A、新冠病毒的遗传物质是RNA，核酸检测过程中发生的碱基互补配对方式应包括A-U，A错误；
B、新冠病毒的核酸是RNA，彻底水解产物为磷酸、核糖及A、U、C、G四种碱基，而非核糖核苷酸（核苷酸是初步水解产物），B错误；
C、核酸检测依据是病毒核酸的特异性（特定序列），C错误；
D、基因是具有遗传效应的核酸片段，新冠病毒和HIV均为RNA病毒，其基因是RNA上的有效片段，D正确。
故选D。
8．DNA鉴定技术被广泛用于遗传病风险评估、刑事案件的侦破、被拐卖人口寻亲、空难失踪人口身份确认等很多方面。其机理是（ ）
A．不同的DNA分子都由很多个脱氧核苷酸构成
B．不同DNA分子中两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对
C．磷酸与脱氧核糖交替连接排列在外侧构成不同DNA分子的基本骨架
D．不同DNA分子有特定的脱氧核苷酸序列蕴含着特定的遗传信息
【答案】D
【详解】A、不同的DNA分子都由很多个基本单位—脱氧核苷酸构成，但是不能用于题干涉及相关方面，A错误；
B、DNA分子中碱基通过氢键配对是双螺旋结构的普遍特征，并非个体间DNA差异的原因，B错误；
C、磷酸与脱氧核糖交替连接形成骨架是DNA的共同结构基础，与个体特异性无关，C错误；
D、DNA鉴定技术利用DNA分子的特异性，其机理是：不同DNA分子有特定的脱氧核苷酸序列蕴含着特定的遗传信息，D正确。
故选D。
二、多选题
9．如图表示一个DNA分子片段有a、b、c三个不同基因。下列有关叙述中错误的是（ ）
A．如果一条单链的序列是5'-T-A-C-G-3'，则另一条单链为5'-A-T-G-C-3'
B．a、b、c基因在染色体上呈线性排列
C．基因a、b、c遗传遵循自由组合定律
D．若利用某种药物阻止基因a的表达，则基因b、c也不能表达
【答案】ACD
【分析】分析题图：图中a、b、c为同一个DNA分子上的基因，它们不能进行自由组合。
【详解】A、DNA分子是反向平行的双螺旋结构，如果一条单链的序列是5'-T-A-C-G-3'，则另一条单链为5'-C-G-T-A-3'，A错误；
B、a、b、c基因在一条染色体上，a、b、c基因在这条染色体上呈线性排列，B正确；
C、自由组合定律适用于非同源染色体的非等位基因，基因a、b、c位于一条染色体上，它们的遗传不遵循自由组合定律，C错误；
D、基因a、b、c的表达具有独立性，利用某种药物阻止基因a的表达，基因b、c的表达不受影响，D错误。
故选ACD。
10．从DNA双螺旋结构到现代基因组测序，一代又一代科学家奋力前行，揭开了基因的奥秘。结合所学知识分析下列叙述正确的是（ ）
A．乳酸菌的基因在染色体上呈线性排列
B．对果蝇进行基因组测序，需要测定5条染色体上的DNA
C．烟草花叶病毒的核酸彻底水解的产物有6种，其基因是有遗传效应的RNA片段
D．人体酪氨酸酶基因由n个碱基对组成，其碱基对的排列方式有4n种
【答案】BC
【详解】A、乳酸菌是原核生物，其DNA位于拟核区，无染色体结构，基因不可能在染色体上排列，A错误；
B、果蝇为XY性别决定的二倍体，基因组测序需测定3对常染色体（Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ）各一条，加上X和Y染色体，共5条，B正确；
C、烟草花叶病毒的核酸为RNA，彻底水解产物为磷酸、核糖、A、U、C、G，共6种；其基因是有遗传效应的RNA片段，C正确；
D、基因的碱基对排列方式理论上有4 种，但题目中“其”指特定基因（酪氨酸酶基因），实际排列方式唯一，D错误。
故选B。
11．天宫尼尔菌是一种在中国天宫空间站内发现的特殊微生物。研究发现，该菌遗传物质中G+C占35.6%。下列叙述正确的是（ ）
A．天宫尼尔菌的基因是有遗传效应的DNA片段
B．天宫尼尔菌的基因中A+T占64.4%
C．天宫尼尔菌遗传物质中的五碳糖和磷酸交替连接，构成基本骨架
D．天宫尼尔菌的遗传物质在DNA聚合酶的作用下开始解旋并合成子链
【答案】ABC
【分析】DNA分子结构的主要特点：DNA是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成的双螺旋结构；DNA的外侧由脱氧核糖和磷酸交替连接构成的基本骨架，内侧是碱基通过氢键连接形成的碱基对，碱基之间的配对遵循碱基互补配对原则（A-T、C-G）。
【详解】A、天宫尼尔菌为细胞生物，其遗传物质是DNA，因此天宫尼尔菌的基因是有遗传效应的DNA片段，A正确；
B、天宫尼尔菌遗传物质中G+C占35.6%，则A+T占64.4%，B正确；
C、脱氧核糖和磷酸交替连接，构成DNA分子的基本骨架，C正确；
D、天宫尼尔菌的遗传物质在解旋酶的作用下解开双链，在DNA聚合酶的作用下合成子链，D错误。
故选ABC。
12．有关基因、DNA、染色体的叙述，不正确的是（ ）
A．对于细胞生物而言，基因是有遗传效应的DNA片段，都位于染色体上
B．位于非同源染色体上的基因都是非等位基因，控制不同性状
C．真核细胞的核基因在同源染色体上通常成对存在
D．碱基排列顺序的千变万化体现了DNA分子的特异性
【答案】ABD
【分析】DNA上分布着许多个基因，基因通常是有遗传效应的DNA片段。染色体的主要成分是DNA和蛋白质，染色体是DNA的主要载体。
【详解】A、染色体是基因的主要载体，原核生物的基因位于拟核上，A错误；
B、位于非同源染色体上的基因是非等位基因，但基因和性状不都是一一对应的关系，可能多对基因共同控制一种性状，B错误；
C、真核细胞的核基因基因位于染色体上，在体细胞中，染色体以同源染色体形式成对存在，因此，真核细胞的核基因在同源染色体上通常成对存在，C正确；
D、DNA 分子的特异性是指每个特定的 DNA 分子都具有特定的碱基排列顺序，而碱基排列顺序的千变万化体现了 DNA 分子的多样性，D错误。
故选ABD。
三、解答题
13．DNA指纹技术在案件侦破工作中被广泛应用，该技术的操作流程如图所示，回答下列问题：
(1)在进行DNA指纹分析前，先要从细胞中提取DNA，DNA分布在人体组织细胞的 中。
(2)提取DNA时通常需要添加RNA酶以水解细胞中的RNA，RNA如果被彻底水解，则会得到 种产物。与RNA相比，DNA中特有的组分是 ，DNA通常为 链，结构较稳定。
(3)如图的检测是基于每个人的DNA具有 （填“多样”或“特异”）性，DNA具有该特性的原因是 。
【答案】(1)细胞核、线粒体
(2) 6 脱氧核糖、胸腺嘧啶 双
(3) 特异 每个人DNA中脱氧核苷酸（或碱基）的数目和排列顺序是特定的
【分析】RNA的分子组成与DNA相似：它也是由基本单位——核苷酸连接而成的，核苷酸也含有4种碱基，这些特点使得RNA具备准确传递遗传信息的可能。与DNA不同的是，组成RNA的五碳糖是核糖而不是脱氧核糖；RNA的碱基组成中没有碱基T（胸腺嘧啶），而替换成碱基U（尿嘧啶）（图4-2）；RNA一般是单链，而且比DNA短，因此能够通过核孔，从细胞核转移到细胞质中。
【详解】（1）DNA主要存在于真核细胞的细胞核中，是遗传信息的主要载体。在人体组织细胞中，细胞核是DNA的主要分布位置，其次，线粒体基质中也有部分DNA分布。
（2）RNA彻底水解的产物种类：RNA的基本组成单位是核糖核苷酸，每个核苷酸由一分子磷酸、一分子核糖和一分子含氮碱基组成。RNA中的碱基有腺嘌呤（A）、尿嘧啶（U）、胞嘧啶（C）、鸟嘌呤（G）四种。因此，RNA彻底水解后，会得到磷酸、核糖以及四种碱基，共 6种产物。DNA与RNA在化学组成上的主要区别在于：DNA中的五碳糖是脱氧核糖，而RNA中是核糖；DNA中的碱基是胸腺嘧啶（T），而RNA中是尿嘧啶（U）。因此，DNA中特有的组分可以是脱氧核糖和胸腺嘧啶。DNA通常以双链形式存在，形成双螺旋结构，这种结构使其比单链的RNA更稳定，更适合作为遗传物质。
（3）DNA指纹技术利用的是DNA的特异性，即每个人的DNA序列（除同卵双胞胎外）都是独一无二的，因此可以用于身份识别和案件侦破。DNA的特异性是由碱基的排列顺序决定的。虽然所有人类的DNA都由四种碱基（A、T、C、G）组成，但它们的排列顺序在不同个体之间存在差异，这种差异构成了DNA的个体特异性。
14．坐落在北京中关村高新科技园区的DNA雕塑，以它简洁而独特的造型吸引着过往行人，它象征着中关村生生不息的精神，寓意创新的生命更加顽强。图甲是DNA的结构模式图，图乙是DNA指纹比对结果，据图回答下列问题：
(1)脱氧核糖中的1'C是指与 相连的碳；④代表的结构是 （写中文名称）。从图甲中看出DNA两条链是反向平行的依据是：从双链的一端起始， 。
(2)碱基的排列顺序代表了遗传信息，不同的DNA耐受性不同，为什么“G—C”含量越多的DNA越耐高温 。
(3)人的遗传信息主要分布于染色体上的DNA中。两个随机个体具有相同DNA序列的可能性微乎其微，因此，DNA可以像指纹一样用来识别身份，这种方法就是DNA指纹技术。“DNA指纹”实际上是指DNA中的碱基序列，即其中包含的遗传信息，DNA指纹技术正发挥着越来越重要的作用，可用于亲子鉴定、侦察罪犯等方面。DNA亲子鉴定中，DNA探针必不可少，DNA探针是一种已知碱基顺序的DNA片段。用DNA探针检测基因所用的原理是 。图乙为某小孩与其母亲和四位男性的DNA比对结果，则该小孩的生物学父亲是 （填字母）。为了确保实验的准确性，需要克隆出较多的DNA样品。若一个只含31P的DNA分子以32P标记的脱氧核苷酸为原料连续复制3次后，含32P的单链占全部单链的 。
【答案】(1) 碱基 胸腺嘧啶脱氧核苷酸 一条链的 5'端磷酸基团 与另一条链的 3'端羟基 相对（即一条链方向为5'→3'，另一条为3'→5'）。
(2)G—C形成了三个氢键
(3) 碱基互补配对原则 B 7 /8
【分析】1、据图分析：由于孩子上面条码与母亲吻合，小孩下面条码与父亲吻合，因此小孩的生物学父亲是B。
2、DNA分子的多样性主要表现为构成DNA分子的四种脱氧核苷酸的种类数量和排列顺序；特异性主要表现为每个DNA分子都有特定的碱基序列。
【详解】（1） 脱氧核糖中的1'C是指与碱基相连的碳；④代表的结构是胸腺嘧啶脱氧核苷酸，从图甲中看出DNA两条链是反向平行的依据是：从双链的一端起始，一条链的 5'端磷酸基团 与另一条链的 3'端羟基 相对（即一条链方向为5'→3'，另一条为3'→5'）。
（2）由于G—C形成了三个氢键，A-T形成了两个氢键，因此“G—C”含量越多的DNA越耐高温。
（3）用DNA探针检测基因所用的原理是特定的DNA有特定的碱基排列顺序，相同的DNA双链解开后，能够进行碱基互补配对，故DNA探针寻找基因所用的原理为碱基互补配对原则。小孩的条码会一半与其生母相吻合，另一半与其生父相吻合，小孩上面条码与母亲吻合，小孩下面条码与父亲吻合，因此小孩的真正生物学父亲是B。复制3次产生DNA分子23=8个，总链数8×2=16条，其中含32P的有16-2=14条，故含32P的单链占总链数的比例为14/16=7 /8 。
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