辅导三 第三章 第四节 基因是有遗传效应DNA片段.docx
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辅导三第三章第四节基因是有遗传效应DNA片段
第三章：
基因的本质
第四节：
基因是有遗传效应的DNA片段
一个课时
知识点一：
说明基因与DNA关系的实例
导入：
摩尔根将基因定位于染色体上。
测出基因在染色体上是呈线性排列的。
果蝇某一条染色体上的几个基因
染色体由DNA和蛋白质组成
提问：
基因=DNA吗？
基因和DNA有什么关系呢？
我们先来看一些实例：
资料1、大肠杆菌细胞的拟核有1个DNA分子，长度约为4700000个碱基对在DNA分子上分布着大约4400个基因，每个基因的平均长度约为1000个碱基对。
提问：
这个资料说明了什么？
（大肠杆菌一个DNA上含有多个基因。
说明基因是一段DNA。
）
资料2、生长在太平洋西北部的一种海蛰能发出绿色荧光，这是因为海蛰的DNA分子上有一段长度为5170个碱基对的片段---绿色荧光蛋白基因。
转基因实验表明，转入了海蛰的绿色荧光蛋白基因的转基因鼠，在紫外线的照射下，也能象海蛰一样发光。
提问：
这个资料说明了什么？
（说明基因是特定的DNA片段，可拼接到其他生物的DNA上去，有遗传效应,可独立起作用）
基因是特定的DNA片段，可以切除，可以拼接到其他生物的DNA上去，从而获得某种性状的表达，所以基因是遗传物质的结构单位。
资料3、人类基因组计划测定的是24条染色体（22条染色体+X+Y）上的DNA的碱基序列。
其中，每条染色体上有一个DNA分子。
这24个DNA分子大约有31.6亿个碱基对，其中构成基因的碱基数占碱基总数的比例不超过2%。
提问：
这个资料说明了什么？
（并不是随便一段DNA就称为基因。
基因是一段DNA，但是一段DNA不一定
是基因。
）
图示：
非基因片段
基因
基因
--ATGCATGCATCCATGCTAGCCATCCCTAAGGACAG---
--TACGTACGTAGGTACGATCGGTAGGGATTCCTGTC---
基因基因
资料4、没有HMGIC基因，就没有肥胖的表现，有HMGIC基因就有肥胖表现。
资料4说明了什么？
（说明基因能控制生物的性状（功能单位），即基因具有遗传效应）
小结：
资料一
说明——全部基因的碱基对总数——结论：
基因是
DNA片段
推出：
基因是有遗传效应的DNA片段
只是DNA分子碱基对总数的一部分
资料三
资料二
基因能控制特定的性状——结论：
基因具有特定的
（发光或肥胖等）遗传效应
资料四
知识点二：
DNA片段中的遗传信息
讲述：
一个DNA分子上有许多基因，每一个基因都是特定的DNA片段，有着特定的遗传效应，这说明DNA分子必然蕴含着大量的遗传信息。
在DNA分子中，大量的遗传信息是有什么决定的呢？
DNA分子的基本骨架是脱氧核糖和磷酸交替连接而成，稳定不变的，而内侧是四种碱基排列而成的脱氧核苷酸序列。
提问：
脱氧核苷酸序列与遗传信息有什么关系吗？
探究：
脱氧核苷酸序列与遗传信息的多样性P57
探究思路：
情境1
假如决定脸型的一个基因只有17个碱基对组成，那么这种排列有多少种可能？
【417种。
（大约为一百七十二亿种）】
情境2
全球人口总数约为６０亿。
假设人类基因组中第１号染色体的第１个基因是由１７个碱基对随机排列构成的，那么，１７个碱基对的所有排列是否都有机会出现？
————
【你与你的同桌相比，这个基因的脱氧核苷酸序列完全相同的可能性有多大？
４-１７×４-１７】
探究结论：
遗传信息蕴藏在4中碱基的排列顺序中；碱基排列顺序的千变万化，构成了DNA分子的多样性；碱基特定的排列顺序，又构成了DNA分子的特异性。
提问：
基因是碱基对随机排列成的DNA片段吗？
从进化角度分析：
理论上，每一个基因中的碱基对是可以随机排列的，但大量随机排列的核苷酸序列一般不能表达出某种适应环境的性状，这种序列在长期进化过程中会逐渐被淘汰掉。
知识点三：
染色体，DNA，基因。
脱氧核苷酸之间的关系区别
基因与染色体（染色质）、DNA、性状、遗传信息的关系？
①从基因在染色体（染色质）上的关系看：
基因在染色体上具有一定的位置，并且呈线性排列。
基因与染色体的行为具有一致性。
②从基因与DNA的关系看：
每个DNA分子上有许多基因，基因是有遗传效应的DNA片段（DAN片段不一定是基因）。
③从基因与性状的关系看：
基因是控制生物性状的结构和功能单位。
④从基因与遗传信息的关系看：
基因的脱氧核苷酸的排列顺序包含着遗传信息。
对于某个基因来说，其“顺序”是固定的，而不同的基因，其脱氧核苷酸的顺序又是各不相同的。
习题：
1．下列关于DNA、基因、染色体的叙述错误的是（C）
A基因是有遗传效应的DNA片段
BDNA是遗传信息的主要载体
C基因在染色体上成念珠状排列
DDNA的相对稳定性决定染色体的相对稳定性
2．人类遗传信息的携带者是（C）
A.DNA和RNAB.DNA或RNAC.DNAD.RNA
3．下列有关DNA与基因的关系的叙述中，正确的是（B）
A基因是碱基对随机排列而成的DNA片段
B一个DNA分子上有许多个基因
CDNA的碱基排列顺序就代表基因
D组成不同的基因的碱基数量一定不同
4．DNA分子结构多样性的原因是（D）
A.碱基配对方式的多样性B.磷酸和脱氧核糖排列顺序的多样性
C.螺旋方向的多样性D.碱基对排列次序的多样性
5．有关DNA的结构的叙述中，不正确的一项是（B）
A.每个DNA分子都含有4种脱氧核苷酸
B.每个DNA分子中核糖上连结一个磷酸和一个碱基
C.DNA分子两条链中的碱基通过氢键连接起来，形成碱基对
D.双链DNA分子中，某一段链上若含有30个胞嘧啶，就一定会同时有30个鸟嘌呤
6．基因存在于植物细胞的 （C）
①染色体 ②核糖体 ③叶绿体 ④高尔基体 ⑤线粒体
A.①②③ B.③④⑤C.①③⑤D.②④⑤
例1．中国青年科学家陈炬成功地把人的抗病毒干扰素基因“嫁接”到烟草的DNA分子上，使烟草具备了抗病毒的能力，试分析：
（1）人的基因所以能接到植物体内去，物质基础是___DNA结构基本相同
_____________________。
（2）烟草具备抗病毒能力，表明烟草体内产生了_____干扰素________，这个事实说明：
人和植物体内蛋白质的合成方式____基本相同
_________。
1.下列关于DNA、基因、染色体的叙述错误的是（C）
A.基因是有遗传效应的DNA片段
B.DNA是遗传信息的主要载体
C.DNA分子在染色体上成念珠状排列
D.DNA的相对稳定性决定染色体的相对稳定性
2.人类遗传信息的携带者是（C）
A.DNA和RNAB.DNA或RNAC.DNAD.RNA
3.下列有关DNA于基因的关系的叙述正确的是A
A.一个DNA分子上有许多个基因
B.DNA的碱基排列顺序就代表基因
C.组成不同的基因的碱基数量一定不同
D.基因是碱基对随机排列而成的DNA片段
4.DNA分子结构多样性的原因D
A.碱基配对方式的多样性
B.磷酸和脱氧核糖排列顺序的多样性
C.螺旋方向的多样性
D.碱基对排列顺序的多样性
1．下列关于DNA、基因、染色体的叙述错误的是C
A基因是有遗传效应的DNA片段
BDNA是遗传信息的主要载体
CDNA分子在染色体上成念珠状排列
DDNA的相对稳定性决定染色体的相对稳定性
2．下列有关DNA与基因关系的叙述中，正确的是B
A基因是碱基对随机排列而成的DNA片段
B一个DNA分子上有许多个基因
CDNA的碱基排列顺序就代表基因
D组成不同的基因的碱基数量一定不同
3．DNA分子结构多样性的原因是D
A碱基配对方式的多样性
B磷酸和脱氧核糖排列顺序的多样性
C螺旋方向的多样性
D碱基对排列次序的多样性
4．DNA指纹技术也可以帮助人们确认亲子关系，这是因为B
A每个人的指纹大多相同
B每个人的指纹是不同的
C不同的个体的相同的组织中的DNA指纹是相同的
DDNA技术是检测DNA上碱基种类
【例题精析】
例1、揭示基因化学本质的表述是（）
A、基因是遗传物质的功能单位B、基因是有遗传效应的DNA片段
C、基因是蕴含遗传信息的核苷酸序列D、基因在染色体上呈直线排列
例2、DNA具有多样性的原因是（）
A、组成基因的碱基数目庞大B、空间结构千变万化
C、碱基种类有许多种D、碱基排列顺序的千变万化
例3、下列叙述中正确的是（）
A、细胞中的DNA都在染色体上
B、细胞中每条染色体都只有一个DNA分子
C、减数分裂过程中染色体与基因的行为一致
D、以上叙述均对
【一展身手】
●基础题
1、关于基因的概念，错误的是（）
A、基因是有遗传效应的DNA片段B、基因是DNA上有一定功能的特异性碱基排列顺序
C、基因是染色体的一段D、基因是控制遗传物质的结构单位和功能单位
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
3、由120个碱基组成的DNA分子片段，可因其碱基对组成和序列的不同而携带不同的遗传信息，其种类数量最多可达（）
A、4120B、1204C、460D、604
4、基因芯片技术是近几年才发展起来的崭新技术，涉及生命科学、信息学、微电子学、材料学等众多的学科，固定在芯片上的各个探针是已知的单链DNA分子，而待测DNA分子用同位素或能发光的物质标记。
如果这些待测的DNA分子中正好有能与芯片上的DNA配对的，它们就会结合起来，并在结合的位置发出荧光或者射线，出现“反应信号”，下列说法中不正确的是（）A．基因芯片的工作原理是碱基互补配对B．待测的DNA分子首先要解旋变为单链，才可用基因芯片测序
C．待测的DNA分子可以直接用基因芯片测序
D．由于基因芯片技术可以检测未知DNA碱基序列，因而具有广泛的应用前景，好比能识别的“基因身份”
5、遗传信息是指DNA分子中的（）
A、脱氧核糖的含量和排列B、碱基互补配对的种类和数量
C、A－T与G－C的数量比D、基因的碱基排列顺序
6、对于一个基因的描述，下列正确的一组是（）
①染色体就是基因；②基因的化学结构是不会改变；③基因决定某一性状或功能；④基因是DNA分子上特定的片段A、①②B、③④C、①③D、②④
7、下列关于遗传信息的说法不确切的是（）
A、基因的脱氧核苷酸排列顺序就代表遗传信息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、遗传信息即生物体所表现出来的遗传性状
8．关于基因的概念，下列哪种说法是错误的（）
A．基因是染色体的一段B基因是控制生物性状的遗传物质的功能单位和结构单位
C．基因是有遗传效应的DNA片段D．基因是DNA上有控制生物性状功能的特定脱氧核苷酸排列顺序
9．对DNA的正确描述是（）
①人白细胞内的DNA上含有人体全部的遗传信息②同种个体之间的各个DNA分子是完全相同的③DNA是一切生物的遗传物质④一个DNA分子含有多个基因，控制多个性状⑤转录时只用DNA的一条链作为模板链
A、②③④B、②④⑤C、①③⑤D、①④⑤
●拓展题
10.“人类基因组计划”是一个庞大的工程，参加这项计划的有美、英、日、法、德和中国科学家，这项计划的目标是绘制四张图，每张图都涉及到人类一个染色体组，大约3～5万个基因。
2000年6月26日，六国科学家向全世界宣布：
“人类基因组草图”的绘制已经全部完成。
它的实际内容是人类24条染色体上的30亿个碱基对的测序工作已经完成，其准确率达90％以上，2001年1月，六国科学家又宣布“人类基因组精图”绘制完成。
不久前，中国科学家宣布：
我国在世界上第一次完成“水稻基因组”的全部测序工作。
（1）“人类基因组计划”需要测定人类的24条染色体的基因和碱基顺序，试指出这24条染色体是___________，为什么不测定23条，因为____________________________。
（2）若水稻的体细胞中含24条染色体，则“水稻基因组”测定的染色体是______条。
_
（3）DNA分子只含有4种脱氧核苷酸，能构成人的3～5万个基因的原因是__________。
（4）DNA克隆技术是指将外源DNA片段与运载体结合，然后转入某种生物细胞中进行扩增至几百万倍的过程，你认为转入到________细胞中较为合适，原因是________。
（5）科学发现：
人类蛋白质有61%与果蝇同源，43％与线虫同源，46％与酵母菌同源，这一事实可以从_________水平说明生物之间存在__________________关系。
例1、答案：
B
例2、解析：
考查DNA分子的特点。
DNA分子具有多样性、特异性和稳定性三个特点。
其中，碱基排列顺序的千变万化，构成了DNA分子的多样性。
在DNA分子的结构中，磷酸和脱氧核糖交替连接的顺序是固定不变的，碱基种类有A、T、G、C四种，空间结构为规则的双螺旋结构。
答案：
D
例3、解析：
染色体是由DNA分子和蛋白质组成。
细胞中存在DNA分子的场所除了细胞核外，在细胞质的线粒体、叶绿体中也存在DNA分子，所以A是错误的；染色体在有丝分裂和减数分裂的间期，都将进行复制，复制的结果是：
每一条染色体都包含两个姐妹染色单体，而一个染色单体也是由DNA分子和蛋白质组成的，所以笼统地说：
细胞中每条染色体都只有一个DNA分子是不准确的，因而B是错误的；基因是有遗传效应的DNA片段，在减数分裂过程中，随染色体发生变化的同时，DNA、基因也将发生相应的变化，其行为是一致的，即等位基因随同源染色体分开而分离，非等位基因随非同源染色体的自由组合而组合，所以C是正确的。
答案：
C
【自我诊断】
●基础题
1、答案：
C2、答案：
B3、答案：
C4、答案：
C5、答案：
D
6、答案：
B7、答案：
D8．答案：
A9．答案：
D
15.答案：
（1）22条常染色体和X、Y两条性染色体；因为X、Y染色体上具有不同的基因和碱基序列，所以一共测定24条
（2）12条（3）碱基对的排列顺序多种多样（千变万化）（4）细菌等微生物细菌等微生物的繁殖速度快（5）分子；或远或近的亲缘（6）能够为基因治疗、药物生产、疾病预测与防治、身份鉴定……带来方便，同时也带来一些社会伦理方面的问题，如能否据此影响一个人的就业、保险等权利。
（7）关系到我国在生命科学与生物产业的发展，不参与序列图的绘制将失去与别国在这一技术领域的竞争地位
练习二：
.
1.DNA复制需要（）。
A.能量B.酶和模板C.脱氧核苷酸D.包括上述三项
2.具有100个碱基对的1个DNA分子区段，内含40个胸腺嘧啶，如果连续复制两次，则需游离的胞嘧啶脱氧核苷酸（）。
A.60个B.80个C.120个D.180个
3.下列有关DNA分子复制的叙述中，错误的是（）。
A.复制发生在细胞分裂间期B.边解旋边复制
C.复制需要氨基酸和酶D.复制遵循碱基互补配对原则
4.某DNA分子有2000个脱氧核苷酸，已知它的一条单链上碱基A∶G∶T∶C＝1∶2∶3∶4，若该分子复制一次，则需要腺嘌呤脱氧核酸的数量是（）。
A.200个B.300个C.400个D.800个
5.DNA分子的半保留复制方式使（）。
A.分子结构具有相对稳定性
B.能精确进行自我复制，保证代与代之间的连续性
C.能够精确地指导蛋白质合成D.产生可遗传变异的机会
6.生物体内各组织的细胞所含的遗传物质均相同，根本原因是（）。
A.全部细胞均来源于同一个细胞B.体细胞分裂时同源染色体分离
C.DNA复制和染色单体分离D.染色体加倍
7.某DNA分子的一条单链中（A+G）/（T+C）=0.4，上述比例在其互补单链中和整个DNA分子中分别是（）。
A.0.4和0.4B.0.4和0.6C.0.6和1.0D.2.5和1.0
8.康贝格（Kornberg）曾以噬菌体为引子，用四种脱氧核苷酸为原料，加入适量ATP和DNA聚合酶，在试管中把游离的脱氧核苷酸合成了噬菌体DNA，这种半人工合成的DNA也能够在寄主（细菌）体内繁殖。
请据此回答下面的问题。
（1）该实验说明的问题是________________________________________________。
（2）加入ATP的目的是________________，说明该过是__________________。
（3）加入DNA聚合酶的目的是________________________________。
（4）若DNA是在细菌细胞内合成，则其场所是___________________；若在真菌细胞内合成，其场所可能是________________________；若在高等植物叶肉细胞内合成，其场所又可能是___________________________。
答案：
（1）在一定条件下，DNA具有自我复制的功能
（2）为DNA复制提供能量一个耗能过程
（3）促进DNA新链的合成
9.在试管中合成DNA的实验过程是：
先把含高能磷酸基团的化合物和四种脱氧核苷酸放入一支试管中，还要加入从某种生物体内提取的DNA聚合酶等酶系，最后放入一点带15N标记的DNA分子。
根据下述实验结果，回答问题。
（1）生化分析得知，新合成的DNA分子中，A＝T、G＝C，这个事实说明DNA的合成遵循：
_______________________________。
（2）新合成的DNA分子中，（A+T）／（G+C）的比率与15N标记DNA的一样，这说明新DNA分子是___________________________。
（3）生化分析可知，新合成的DNA分子中，带有15N标记的DNA约占总量的50％，这个事实说明：
_______________________________________________________。
答案：
（1）碱基互补配对原则
（2）以标记DNA为模板复制出来的
（3）DNA复制是半保留复制
10.含有32P或31P的磷酸，两者化学性质几乎相同，都可参与DNA分子的组成，但32P比31P质量大。
现将某哺乳动物的细胞放在含有31P磷酸的培养基中，连续培养数代后得到G0代细胞。
然后将G0代细胞移至含有32P磷酸的培养基中培养，经过第1、2次细胞分裂后，分别得到G1、G2代细胞。
再从G0、G1、G2代细胞中提取出DNA，经密度梯度离心后得到结果如下图。
由于DNA分子质量不同，因此在
离心管内的分布不同。
若①、②、③分别表示轻、中、重三种DNA分子的位置，如右图所示。
请回答：
（1）G0、G1、G2三代DNA离心后的试管分别是图中的：
G0________；G1_________________；G2_______________。
（2）G2代在①、②、③三条带中DNA数的比例是________________。
（3）图中①、②两条带中DNA分子所含的同位素磷分别是：
条带①________，条带②_____。
（4）上述实验结果证明DNA的复制方式是_____________。
DNA的自我复制能使生物的______保持相对稳定。
（4）原核细胞的核区细胞核、线粒体细胞核、线粒体、叶绿体
答案：
（1）ABD
（2）0∶1∶1（3）31P31P和32P（4）半保留复制遗传物质（信息）
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