第3章 第4节Word下载.docx
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(7)基因能够储存遗传信息。
答案
(1)√
(2)√ (3)√ (4)√ (5)√ (6)√ (7)√
一、说明基因与DNA关系的实例
1.对基因概念的理解
(1)基因是有遗传效应的DNA片段
即基因是DNA的片段,但该片段必须有遗传效应,有的DNA片段属间隔区段,没有控制性状的作用,这样的DNA片段不属于基因。
(2)基因是决定性状的结构单位。
控制某性状的基因是特定的DNA片段,可以切除,可以拼接到其他生物的DNA分子上去,从而获得某种性状的表达,所以说基因是决定性状的结构单位,具有一定的独立性。
(3)基因是决定性状的功能单位,即生物的特定基因决定生物的特定性状。
如人的黑发由黑发基因控制,人的双眼皮由双眼皮基因控制。
2.基因和DNA关系的概括
每个DNA分子上有许多个基因。
一个DNA分子上的碱基总数大于该DNA分子上所有基因中的碱基数之和,基因与DNA的关系概括如下:
3.脱氧核苷酸、基因、DNA和染色体的关系图解
1.请计算资料分析1中的基因碱基数目,与DNA的总碱基数目比较能说明什么?
答案 基因总的碱基数目=4400×
1000=4.4×
106(对),小于该DNA中总的碱基数目4.7×
106(对),说明DNA分子中并非所有的片段都属于基因。
2.请分析资料2和3:
是不是DNA的任意一个片段都是基因?
答案 资料2和3说明基因具有一定的遗传效应,所以并非DNA的任意一个片段都属于基因,只有具有一定遗传效应的DNA片段才是基因。
1.如图表示染色体、DNA、基因三者之间的关系,关于三者之间关系的叙述不正确的是( )
A.都能复制、分离和传递,且三者行为一致
B.染色体的任一片段均可称作基因
C.每条染色体上含有1个或2个DNA分子,DNA分子上含有多个基因
D.在生物的细胞核遗传中,染色体的行为决定着DNA和基因的行为
问题导析
(1)在有染色体的生物体中,DNA是遗传物质。
(2)染色体是遗传物质的主要载体。
(3)基因是具有遗传效应的DNA片段。
答案 B
一题多变
(1)每个基因都是DNA分子上的一个片段。
(2)基因是控制生物性状的遗传物质的功能单位。
(3)基因一定位于染色体上。
(4)DNA分子上每一个片段都是一个基因。
答案
(1)√
(2)√ (3)×
(4)×
二、DNA片段中的遗传信息
1.概念
由于基因是有遗传效应的DNA片段,因此基因中脱氧核苷酸的排列顺序可以代表遗传信息;
由于不同基因的脱氧核苷酸的排列顺序(碱基顺序)不同,因此不同的基因就含有不同的遗传信息。
2.遗传信息的多样性和特异性
构成DNA分子的碱基只有4种,配对方式只有2种,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(如一个由1000个碱基对组成的DNA分子,它的碱基对可能的排列方式就有41000种),从而构成了DNA分子的多样性,也决定了遗传信息的多样性。
每个特定的DNA分子都有特定的碱基排列顺序,都贮存着特定的遗传信息,即遗传信息的特异性。
完成如下计算,体验DNA分子的特性。
1个碱基对能够形成多少种基因?
2个呢?
3个……n个呢?
答案
(1)DNA中共有4种碱基对,所以1个碱基对能够形成以下4种基因:
|-A-T-| |-T-A-| |-C-G-| |-G-C-|
(2)2个碱基对时,由于碱基对之间自由组合,故有4×
4=16种组合方式,所以有16种基因。
(3)3个、4个……n个碱基对依次能够形成43、44……4n种基因。
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
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。
答案 B
若已知DNA的一条单链的碱基组成是ATGGCAT,则与它互补的另一条单链的碱基组成是__________;
为保证实验的准确性,需要较多的DNA样品,可以通过PCR技术使DNA分子大量复制,若一个DNA分子中,腺嘌呤含量为15%,复制所用的原料均为3H标记的脱氧核苷酸,经四次复制后,不含3H的DNA单链占全部DNA单链的________,子代DNA分子中胞嘧啶的比例为________。
答案 TACCGTA
35%
解析 若一个DNA分子中腺嘌呤A占15%,则其胞嘧啶C的含量为35%;
该DNA分子用3H标记的原料,经4次复制,可产生24=16个子代DNA,则不含3H的DNA单链占全部DNA单链的比例为
=
。
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
答案 C
解析 基因是有遗传效应的DNA片段,而不是DNA分子中任意一片段;
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;
构成基因的基本组成单位是脱氧核苷酸;
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.
科学研究发现,小鼠体内HMIGIC基因与肥胖直接相关。
具有HMIGIC基因缺陷的实验小鼠与作为对照的正常小鼠,吃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HMIGIC基因缺陷的实验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 根据对照实验,正常小鼠吃高脂肪食物则肥胖,具有HMIGIC基因缺陷的小鼠吃同样多的高脂肪食物体重仍保持正常,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。
3.分析下图,回答相关问题。
(1)图中B是____________,C是____________,D是____________,F是____________,G是____________。
(2)F的基本组成单位是图中的________,共有________种。
F与H的关系是_____________。
(3)图中E和F的关系是________________________。
决定F结构多样性的是________的排列顺序。
(4)通常情况下,1个H中含有________个F,1个F中含有________个E,1个E中含有________个D。
答案
(1)脱氧核糖 含氮碱基 脱氧核苷酸 DNA 蛋白质
(2)D 4 H是F的主要载体 (3)E是有遗传效应的F片段,1个F上有许多个E D (4)1 许多 成百上千
基础巩固
1.下列与生物体内核酸分子功能多样性无关的是( )
A.核苷酸的组成种类 B.核苷酸的连接方式
C.核苷酸的排列顺序D.核苷酸数量的多少
解析 核酸分子的多样性与核苷酸的种类、数量和排序有关,在核苷酸链中,核苷酸之间都是通过磷酸二酯键相连接的。
2.组成DNA的碱基只有4种,4种碱基的配对方式只有2种,但DNA分子具有多样性和特异性,主要原因是( )
A.DNA分子是高分子化合物
B.脱氧核糖结构不同
C.磷酸的排列方式不同
D.碱基的排列顺序不同,碱基数目很多
答案 D
3.某生物体有10对同源染色体,其生殖细胞中的DNA总量约为7×
109个脱氧核苷酸对,假定每个基因平均含有1.4×
104个脱氧核苷酸,则此生殖细胞中,染色体上的基因个数( )
A.小于5×
105个B.等于5×
105个
C.小于1×
106个D.等于1×
106个
解析 生殖细胞中基因总数为(2×
7×
109)÷
(1.4×
104)=106个,但基因不只是位于染色体上,故此生殖细胞中染色体上的基因个数小于106。
4.下图为真核细胞内某基因结构示意图,共由1000对脱氧核苷酸组成,其中碱基A占20%。
下列说法正确的是( )
A.该基因一定存在于细胞核内染色体DNA上
B.该基因的一条脱氧核苷酸链中A+T占40%
C.该DNA分子特定碱基排列顺序反映DNA分子的多样性
D.该基因复制3次,则需要游离的鸟嘌呤脱氧核苷酸2800个
解析 真核细胞中DNA主要存在于细胞核中,但少量存在于线粒体、叶绿体中,A错误。
DNA分子中G=C=2000×
30%=600(个);
复制3次共产生8个DNA分子,其中7个是新合成的,共需G:
600×
7=4200(个),D错误。
5.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.遗传信息的传递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
解析 生物体的所有性状,都以一种特定的脱氧核苷酸排列顺序来代表,这种排列顺序就是遗传信息。
巩固提升
6.某生物的一个DNA分子长度为35700埃。
已知DNA每一个螺旋的长度为34埃,含10个碱基对,假设平均每个基因有250个碱基,则这个DNA中的基因数不会超过多少个( )
A.30 B.60C.84 D.240
解析 此DNA的螺旋数为
=1050(个),碱基总数为1050×
20=21000(个)。
基因是具有遗传效应的DNA片段,即DNA中有些片段是没有基因的,如果把这些片段也考虑进去,核DNA中基因数不会超过
=84(个)。
7.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,选D。
8.设一个基因平均由103个核苷酸构成,玉米体细胞中有20条染色体,生殖细胞里的DNA合计含7×
109个核苷酸,那么每条染色体上平均最多有基因( )
A.3.5×
105个B.7×
C.7×
106个D.1.4×
107个
解析 玉米体细胞中有20条染色体,那么生殖细胞里有10条染色体,1条染色体上有1个DNA,则每个DNA上有7×
108个核苷酸,最多有基因7×
108÷
103=7×
105(个)。
9.如图为果蝇某一条染色体上的几个基因示意图,有关叙述正确的是( )
A.基因R、S、N、O在果蝇所有体细胞中都表达
B.R、S、N、O互为非等位基因
C.果蝇的每个基因都是由成百上千个核糖核苷酸组成的
D.基因R、S、N、O中
的比值一般相同
解析 R、S、N、O控制果蝇不同的性状,在果蝇体细胞中选择性表达,互为非等位基因。
10.DNA分子杂交技术在社会生活中已经得到广泛应用。
如用在侦察犯罪上,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,双键打开。
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样品。
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)侦察犯罪的理论基础是:
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
11.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
12.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。
走进高考
13.(2011·
海南卷,16)关于核酸的叙述,正确的是( )
A.只有细胞内的核酸才是携带遗传信息的物质
B.DNA分子中两条脱氧核苷酸链之间的碱基一定是通过氢键连接的
C.分子大小相同、碱基含量相同的核酸分子所携带的遗传信息一定相同
D.用甲基绿和吡罗红混合染色SARS病毒可观察到DNA和RNA的分布
解析 病毒的DNA或RNA也是携带遗传信息的物质,A项错;
分子大小相同、碱基含量相同的核酸分子中碱基排列顺序不同,其遗传信息不同,C项错;
SARS病毒只含RNA,D项错。