第4节 基因通常是有遗传效应的DNA片段
课后篇巩固提升
基础巩固
1. 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.在细胞分裂过程中,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。
答案C
2.“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。
答案B
3.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。
答案C
4.人类14号染色体信息已被破译,总计含87 410 661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1 050个基因。则平均每个基因含有的碱基数为( )
A.83 248 B.166 496
C.1 050 D.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87 410 661个碱基对并不全属于该染色体上含有的1 050个基因,故不能确定平均每个基因含有的碱基数。
答案D
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。
答案D
6.对一个基因的正确描述是( )
①基因通常是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② B.①和③ C.③和④ D.①和④
解析基因通常是DNA上具有遗传效应的片段,决定着某一遗传性状或功能,①③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。
答案B
7.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上
D.遗传信息即生物表现出来的性状
解析遗传信息是基因中脱氧核苷酸的排列顺序。
答案D
8.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。
答案C
9. 下图表示一个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)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 。?
(5)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
解析基因是具有遗传效应的DNA片段,能控制一定的生物性状,图中片段A和C是基因,B是基因间隔区,没有遗传效应。“不表达的片段”表明没有遗传效应,个体之间具有显著的差异性,可以用来侦查罪犯。
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)基因间隔区B (5)B
能力提升
1.下列有关染色体、DNA、基因与脱氧核苷酸关系的叙述,正确的是( )
A.真核细胞的基因只存在于细胞核中,而核酸并非仅存在于细胞核中
B.非等位基因都位于非同源染色体上
C.基因中核苷酸的排列顺序代表遗传信息
D.基因只位于染色体上,所以染色体是基因的载体
解析真核细胞的基因大多数存在于细胞核中,线粒体和叶绿体中也有少量基因,核酸存在于细胞核和细胞质中,A项错误;同源染色体上也存在非等位基因,B项错误;基因中核苷酸(碱基)的排列顺序代表遗传信息,C项正确;基因主要位于染色体上,染色体是基因的主要载体,D项错误。
答案C
2.(多选)下列关于基因和染色体的叙述,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项正确;萨顿提出了“基因位于染色体上”这一假说,最终由摩尔根证实,B项正确;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项错误;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项正确。
答案ABD
3. 下图是果蝇某条染色体上的一个DNA片段的示意图。下列说法正确的是( )
A.白眼基因含有多个核糖核苷酸
B.白眼基因是有遗传效应的DNA片段
C.白眼基因位于细胞质内
D.白眼基因基本组成单位是4种碱基
解析基因通常是有遗传效应的DNA片段,在DNA上基因的基本组成单位是脱氧核苷酸,脱氧核苷酸共有4种;每个DNA分子上含有很多个基因,每个基因中含有许多个脱氧核苷酸;染色体是DNA的主要载体,白眼基因位于染色体上,是细胞核基因。
答案B
4.如图是用集合的方法表示各种概念之间的关系,其中与图示相符的是( )
选项
1
2
3
4
A
染色体
DNA
RNA
基因
B
DNA
基因
脱氧核苷酸
碱基
C
核酸
DNA
脱氧核苷酸
基因
D
核酸
染色体
DNA
基因
解析基因通常是具有遗传效应的DNA片段。在DNA上,基因的基本组成单位是脱氧核苷酸。碱基是组成脱氧核苷酸的成分之一。
答案B
5. 下图表示脱氧核苷酸、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.基因通常是具有遗传效应的F片段
C.基因的主要载体是染色体
D.用双缩脲试剂可以鉴定F
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项正确;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两项正确;F是DNA,双缩脲试剂用来鉴定蛋白质,D项错误。
答案D
6.由于DNA上的“遗传因子”基本都是符合孟德尔遗传规律的,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 。?
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。
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
课件21张PPT。第4节 基因通常是有遗传效应的DNA片段一、说明基因与DNA关系的实例 预习反馈
1.判断正误。
(1)基因是DNA上任意的一个片段。( × )
(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)人体基因全部位于染色体上。( × )2.科学研究发现,小鼠体内HMGIC基因与肥胖直接相关。给具有HMGIC基因缺陷的实验组小鼠与作为对照组的正常小鼠,喂食同样多的高脂肪食物,一段时间后,对照组小鼠变得十分肥胖,而具有HMGIC基因缺陷的实验组小鼠体重仍然保持正常,这说明( )
A.基因在DNA上
B.基因在染色体上
C.基因具有遗传效应
D.DNA具有遗传效应
解析:该实验说明肥胖由基因控制,从而得出基因能够控制性状,具有遗传效应。
答案:C二、DNA片段中的遗传信息
1.遗传信息
遗传信息是指基因中的脱氧核苷酸的排列顺序或碱基的排列顺序。不同基因的脱氧核苷酸的排列顺序不同,含有的遗传信息不同。
2.基因的多样性和特异性
(1)多样性:DNA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,则该DNA分子可有4n种组合方式,从而构成了DNA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。预习反馈
判断正误。
(1)DNA的遗传信息蕴藏在4种碱基的排列顺序中。 ( √ )
(2)碱基排列顺序的千变万化,构成了DNA的多样性。( √ )
(3)基因A和基因a的根本区别是这两种基因所含的脱氧核苷酸的种类不同。( × )
(4)DNA的多样性是指一个DNA分子上有许多个基因。( × )
(5)DNA的多样性和特异性主要与它的空间结构密切相关。( × )探究点一探究点二 基因、DNA、染色体的关系
问题情景
结合下列基因、DNA、染色体的关系图解,讨论解决下列问题。探究点一探究点二1.如何描述基因(DNA)和染色体的关系?细胞中的基因都位于染色体上吗?
提示:染色体是基因(DNA)的主要载体,基因在染色体上呈线性排列。真核生物细胞的线粒体、叶绿体中的少量DNA以及原核细胞中的DNA分子,都没有参与形成染色体,因此这些结构中的基因不在染色体上。
2.基因通常是具有遗传效应的DNA片段。你怎样理解“通常”“遗传效应”的含义?请举例说明。
提示:自然界中绝大多数生物的遗传物质是DNA,但是有少数病毒的遗传物质是RNA,对这类病毒而言,基因就是有遗传效应的RNA片段,因此说基因通常是具有遗传效应的DNA片段。“遗传效应”是指基因能够控制某种蛋白质的合成,呈现出某种性状。例如我国科学家把外源的生长激素基因导入鲤鱼体内培育的转基因鲤鱼,生长速率加快,说明外源的生长激素基因控制了生长激素的合成,体现了遗传效应。探究点一探究点二归纳提升
1.集合法表示基因、DNA、染色体和脱氧核苷酸的关系2.全方位理解“基因”
(1)本质上,基因通常是有遗传效应的DNA片段。
(2)结构上,基因通常是含有特定遗传信息的脱氧核苷酸序列。
(3)功能上,基因是遗传物质的结构和功能的基本单位。
(4)位置上,基因在染色体上呈线性排列。探究点一探究点二典例剖析
生长在太平洋西北部的一种海蜇能发出绿色荧光,这是因为该种海蜇DNA上有一个长度为5 170个碱基对的片段——绿色荧光蛋白基因。转基因实验表明,转入了海蜇的绿色荧光蛋白基因的转基因鼠,在紫外线的照射下,也能像海蜇一样发光。下列叙述错误的是( )
A.基因通常是有遗传效应的DNA片段
B.基因是DNA上的有一定功能的特异性的碱基排列顺序
C.基因是控制生物性状的遗传物质的结构单位和功能单位
D.DNA的任意片段都能在另一种生物体内控制性状
解析:基因通常是有遗传效应的DNA片段,是控制生物性状的基本单位,DNA的任意片段不一定都具有遗传效应。
答案:D探究点一探究点二活学活练
1.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.基因通常是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。
答案:C探究点一探究点二2. 据下图分析有关叙述错误的是( )
A. C在A上,A与C有两种比例关系
B. D在C上,1个C上有多个D
C. D在A上呈线性排列
D. F是含氮碱基,G的种类不唯一
解析:图中B、F、G分别是蛋白质、含氮碱基和脱氧核糖,染色体是遗传物质DNA的主要载体。一条染色体上通常含有一个DNA分子,在间期DNA复制后,每条染色体上含有两个DNA分子,一个DNA分子上有许多个基因,一个基因由成百上千个脱氧核苷酸构成。
答案:D探究点一探究点二 DNA的多样性和特异性
问题情景
资料1 1个DNA分子的基本骨架是由脱氧核糖和磷酸交替连接而成的,从头至尾没有变化,而骨架内侧4种碱基的排列顺序却是可变的。如果1个碱基对组成1个基因,4种碱基对的排列可能形成4种基因(这仅仅是假设);如果2个碱基对组成1个基因,4种碱基对的排列可能形成16(即4×4)种基因;如果3个碱基对组成1个基因,4种碱基对的排列可能形成64(即4×4×4)种基因。
资料2 央视“每周质量报告”曾播出“假羊肉真相”。餐桌上热气腾腾的涮羊肉可能是用其他肉品加工的,而且还添加了严禁使用的亚硝酸盐等非食用物质,如果亚硝酸盐在人们的体内积蓄到一定的含量,就可能致癌、致畸、中毒,甚至导致死亡。
请结合上述资料讨论解决下列问题。探究点一探究点二1.假设有4 000个碱基组成一个DNA分子,其碱基对可能的排列方式有多少种?假设人体内控制编码胰岛素的基因由318个碱基组成,其碱基对可能的排列方式有多少种?由此说明什么问题?
提示:4 000个碱基组成2 000个碱基对,每个碱基对都可以随机排列,因此有 种。控制编码胰岛素的基因由318个碱基组成,但其碱基对的排列方式是唯一的,如果改变了,就不是胰岛素基因了。由此说明DNA(基因)既有多样性又有特异性。
2.有人认为基因就是碱基对随机排列形成的DNA片段,你认同这个观点吗?
提示:不认同。有些碱基对形成的片段没有遗传效应,有些具有遗传效应,只有具有遗传效应的DNA片段才是基因。探究点一探究点二3.在同一草场,牛和羊虽吃同样的草料,但牛肉和羊肉的味道却不同,其根本原因是什么?不法商人往往用鸭肉冒充牛羊肉,检测机构如何鉴别鸭源性成分?
提示:DNA(基因)不同,控制合成的蛋白质不同。检测机构可以利用基因检测鉴别鸭源性成分。
4.如何理解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?
提示:蛋白质的多样性和特异性是生物体多样性和特异性的直接原因,DNA的多样性和特异性是生物体多样性和特异性的根本原因,可以说DNA的多样性和特异性是生物多样性和特异性的物质基础。探究点一探究点二归纳提升
1.基因的多样性和特异性
(1)多样性:DNA中碱基对的排列顺序千变万化决定了DNA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,即基因的特异性。
2.生物多样性与DNA 多样性的关系(1)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。
(2)生物体的多样性和特异性是DNA多样性和特异性的客观体现。探究点一探究点二典例剖析
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.碱基对的排列顺序千变万化,构成了DNA的多样性
B.碱基对特定的排列顺序,又构成了每一个DNA分子的特异性
C.一个含2 000个碱基的DNA分子,其碱基对可能的排列方式就有41 000种
D.人体内合成β- 珠蛋白的基因由1 700个碱基对组成,其碱基对可能的排列方式有41 700种探究点一探究点二解析:DNA的多样性是指碱基排列顺序的千变万化,DNA的特异性是指每一个DNA分子的碱基具有特定的排列顺序,A、B两项正确;2 000个碱基组成1 000个碱基对,其碱基对可能的排列方式就有41 000种,C项正确;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,D项错误。
答案:D探究点一探究点二活学活练
1.下列关于基因的叙述,正确的是( )
A.DNA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的多样性
解析:基因通常是有遗传效应的DNA片段,而不是DNA上任意一个片段;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的多样性均与脱氧核苷酸的数量和排列顺序有关。
答案:C探究点一探究点二2.由80个碱基组成的DNA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.4120
B.404
C.440
D.260
解析:因为一个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,80个碱基构成40个碱基对,排列的种类数为440。
答案:C
