第4節(jié)基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段一、說明基因與DNA關(guān)系的實例閱讀教材“資料分析”，說明基因與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基因缺陷的實驗小鼠與作為對照的正常小鼠，吃同樣多的高脂肪食物，一段時間后，對照組小鼠變得十分肥胖，而具有HMGIC基因缺陷的實驗小鼠體重仍然保持正常，這說明()A基因在DNA上B基因在染色體上C基因具有遺傳效應(yīng)DDNA具有遺傳效應(yīng)答案C解析該實驗說明肥胖由基因控制，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，下列敘述正確的是()A白眼基因片段中，含有成百上千個核糖核苷酸BS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種類型的堿基對，但是堿基對的數(shù)目卻可以成千上萬，形成的堿基對的排列順序也可以千變?nèi)f化，若某個DNA分子具有n個堿基對，則DNA分子可有4n種組合方式。從而構(gòu)成了DNA分子的多樣性。(2)特異性：每個特定的DNA分子都有特定的堿基排列順序，都儲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染色體上的基因傳遞的C生物體內(nèi)的遺傳信息主要儲存在DNA分子上D遺傳信息即生物表現(xiàn)出來的性狀答案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、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)不會發(fā)生改變()(7)基因的化學(xué)成分是堿基、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不同()答案(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)2果蠅的體細胞有8條染色體，攜帶有1萬個以上的基因。這一事實說明()A基因是DNA上有遺傳效應(yīng)的片段B基因即染色體C1條染色體上有許多個基因D基因只存在于染色體上答案C解析8條染色體上含有1萬多個基因，說明1條染色體上含有許多個基因；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DNA片段C基因是蘊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基因與性狀遺傳無關(guān)答案A5DNA分子雜交技術(shù)在社會生活中已經(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)場遺留物中分別提取DNA，然后在一個溫度下水浴加熱，使DNA氫鍵斷裂，雙鏈打開。若兩份樣本來自同一個體，在溫度降低時，兩份樣本中的DNA單鏈會通過氫鍵連接在一起；若不是來自同一個體，則兩份樣本中的DNA單鏈一定程度上不能互補，這樣可以鑒別犯罪嫌疑人。由以上材料，完成下列問題：(1)人體DNA的載體是_。(2)為了確保實驗的準確性，需要克隆出較多的DNA樣本。若一個只含31P的DNA分子用32P標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如圖所示細胞中與基因有關(guān)的物質(zhì)或結(jié)構(gòu)，請分析并回答：(1)細胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)是_，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_。若其中的0.25，則G占總堿基數(shù)的比例為_，其中一條單鏈中_。答案(1)bDNA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)。對點訓(xùn)練題組一說明基因與DNA關(guān)系的實例1下列關(guān)于基因的敘述，正確的是()ADNA分子上任意一個片段都是基因B人體細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分子中任意一個片段；人體細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所含的核苷酸種類不同C脫氧核苷酸的排列順序不同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。320世紀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，下列敘述正確的是()DNA來源大腸桿菌小麥鼠豬肝豬胸腺豬脾1.011.211.211.431.431.43A.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AT的數(shù)量是CG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D解析大腸桿菌DNA中的值小于豬，說明大腸桿菌DNA所含CG堿基對的比例較高，而CG堿基對含三個氫鍵，所以大腸桿菌的DNA結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性高于豬的，A錯誤；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錯誤；基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段，因此無法根據(jù)小麥DNA中AT和CG的數(shù)量關(guān)系得出基因中AT和CG的數(shù)量關(guān)系，C錯誤。4對一個基因的正確描述是()基因是DNA分子上特定的片段它的分子結(jié)構(gòu)首先由摩爾根發(fā)現(xiàn)它決定著某一遺傳性狀或功能它的化學(xué)結(jié)構(gòu)不會發(fā)生變化A和 B和C和 D和答案B解析基因是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，、正確；基因的分子結(jié)構(gòu)是沃森和克里克發(fā)現(xiàn)的，錯誤；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，錯誤。5確認兩個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，如果兩個基因相同，兩者的堿基排列順序一定相同。6人類14號染色體信息已被破譯，總計含87 410 661個堿基對，這一結(jié)果于2003年1月4日發(fā)表在英國科學(xué)周刊自然雜志上。研究報告稱，第14號染色體含有1 050個基因。則平均每個基因含有的堿基數(shù)為()A83 248 B166 496C1 050 D不能確定答案D解析一個DNA分子中含有多個基因。在基因之間的DNA片段屬于間隔區(qū)段，這些間隔區(qū)段因為沒有遺傳效應(yīng)而不屬于基因。人類14號染色體上的87 410 661個堿基對并不全屬于該染色體上含有的1 050個基因，故不能確定每個基因含有的堿基數(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基因是堿基對隨機排列而成的DNA片段BDNA的堿基排列順序就代表基因C一個DNA分子上有許多個基因D組成不同基因的堿基數(shù)量一定不同答案C解析每個DNA分子上有多個基因，它們在染色體上呈線性排列。8下列從分子水平上對生物體具有多樣性或特異性的分析，錯誤的是()A堿基對的排列順序的千變?nèi)f化，構(gòu)成了DNA分子的多樣性B堿基對的特定的排列順序，又構(gòu)成了每一個DNA分子的特異性C一個含2 000個堿基的DNA分子，其堿基對可能的排列方式就有41 000種D人體內(nèi)控制珠蛋白的基因由1 700個堿基對組成，其堿基對可能的排列方式有41 700種答案D解析珠蛋白基因堿基對的排列順序是珠蛋白所特有的，任意改變堿基的排列順序后，合成的就不一定是珠蛋白。珠蛋白基因的堿基對排列順序是特定的，其堿基對可能的排列方式應(yīng)小于41 700種。9由80個堿基組成的DNA分子片段，可由其堿基對組成不同的序列而攜帶不同的遺傳信息，其種類數(shù)最多可達()A4120 B404 C440 D260答案C解析因為DNA分子兩條鏈上的堿基遵循堿基互補配對原則，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，n個不同堿基對的排列有4n種,40個堿基對排列的種類數(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每條染色體含一個或兩個DNA分子，每個DNA分子上有很多個基因B復(fù)制、分離和傳遞，三者都能相伴隨而進行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染色體對應(yīng)的全部基因，而X染色體上不具備與Y染色體所對應(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，這一假說由摩爾根證實，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)類型，相同基因控制的是同一性狀的相同表現(xiàn)類型，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)敘述錯誤的是()AD是脫氧核苷酸，其種類取決于CB基因是具有遺傳效應(yīng)的F片段C基因的主要載體是染色體D用吡羅紅可以檢測F在細胞中的分布答案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F(DNA)在細胞中的分布，D錯誤。綜合強化13如圖表示一個DNA分子上的三個片段A、B、C，請完成下列問題：(1)片段A和C之所以能稱為基因，是因為它們都是_。(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DNA分子中類似于B的片段的長度要_類似于A的片段的長度。(5)在人類染色體DNA不表達的片段中有一部分是串連重復(fù)的序列，它們在個體之間具有顯著的差異性，這種短序列應(yīng)該位于圖中的_。(6)上題中所說的短序列可應(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)B14分析下圖，回答有關(guān)問題：(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A上的_傳遞給后代，實際上是通過_的排列順序來傳遞遺傳信息。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是具有遺傳效應(yīng)的C片段(4)EA線粒體葉綠體(5)12(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個脫氧核糖與1個堿基和2個磷酸基團相連。(6)基因中，堿基的排列順序儲存著遺傳信息。(7)生物的性狀主要靠基因傳遞給后代；基因中，堿基的排列順序儲存著遺傳信息。15由于DNA上的“遺傳因子”基本都是符合孟德爾的遺傳定律的，因此人類可以利用PCR技術(shù)合成的DNA進行親子鑒定，其原理是：首先獲取被測試者的DNA，并進行PCR擴增，取其中一樣本DNA用限制酶切成特定的小片段，放進凝膠內(nèi)，用電泳推動DNA小片段分離，再使用特制的“探針”去尋找基因。相同的基因會凝聚在一起，然后利用特別的染料在X光照射下，便會顯示由DNA探針凝聚在一起的黑色條碼。每個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，我國第一張18位點的“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)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定的四位男性的DNA指紋圖譜示意圖，請推測該小孩真正生物學(xué)上的父親是_，原因是_。答案(1)是因為同一個體的不同生長發(fā)育階段和不同組織的DNA是相同的，所以它有高度的個體特異性和穩(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)一半來自父親，一半來自母親解析(1)同一個體的所有體細胞都是由同一個受精卵有絲分裂而來的，所以DNA相同，具有個體的特異性和穩(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)對比DNA指紋圖譜就會發(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。