2024年高中生物新教材同步必修第二冊(cè) 第3章　第4節(jié)　基因通常是有遺傳效應(yīng)的DNA片段

第4節(jié)基因通常是有遺傳效應(yīng)的DNA片段[學(xué)習(xí)目標(biāo)]1.舉例說(shuō)明基因通常是有遺傳效應(yīng)的DNA片段。2.說(shuō)出DNA分子的多樣性和特異性。一、說(shuō)明基因與DNA關(guān)系的實(shí)例1．教材“思考·討論”中資料1和3說(shuō)明基因中的堿基數(shù)目只是DNA分子堿基總數(shù)的一部分，可推測(cè)每個(gè)DNA分子上有許多個(gè)基因，只有部分堿基參與基因的組成，結(jié)論是基因是特定的DNA片段。2．教材“思考·討論”資料2中綠色熒光與基因有關(guān)，且基因具有一定的獨(dú)立性，可推測(cè)基因能控制生物體的性狀，結(jié)論是基因具有特定的遺傳效應(yīng)。由上述材料可知：基因通常是有遺傳效應(yīng)的DNA片段。判斷正誤(1)DNA的片段就是基因()(2)真核生物的基因均在染色體上呈線性排列()答案(1)×(2)×解析(1)有遺傳效應(yīng)的DNA片段才是基因。(2)線粒體和葉綠體中的基因不在染色體上。任務(wù)一：辨析基因請(qǐng)結(jié)合模式圖完成下面內(nèi)容，并從以下兩方面理解“基因”：(1)從結(jié)構(gòu)上看：①基因是DNA上特定的片段，但DNA上的片段不一定(填“一定”或“不一定”)就是基因；②基因與DNA分子的結(jié)構(gòu)一樣，也是由四種脫氧核苷酸按一定順序排列而成的，也是雙螺旋結(jié)構(gòu)；③每個(gè)基因上脫氧核苷酸的數(shù)目及排列順序是特定的；④基因中堿基的排列順序代表遺傳信息。(2)從功能上看：基因具有遺傳效應(yīng)，即基因能控制生物體的性狀，基因是控制生物體性狀的基本單位，特定的基因決定特定的性狀。(3)從生物類型上看：基因可以分成真核基因和原核基因。(4)從分布上看：基因可以分為細(xì)胞核基因和細(xì)胞質(zhì)基因，細(xì)胞核基因遺傳時(shí)遵循孟德?tīng)杻纱蠖桑?xì)胞質(zhì)基因遺傳時(shí)不遵循，表現(xiàn)為母系遺傳?；蚺c染色體、DNA、脫氧核苷酸之間的關(guān)系1．“人類基因組計(jì)劃”研究表明，人類基因組計(jì)劃測(cè)定的24條染色體上有2～2.5萬(wàn)個(gè)基因，這一事實(shí)說(shuō)明()A．基因是DNA上有遺傳效應(yīng)的片段B．基因是染色體的片段C．一個(gè)DNA分子上有許多個(gè)基因D．基因只存在于染色體上答案C解析人類基因組計(jì)劃測(cè)定的24條染色體上含有24個(gè)DNA分子，由題中所給數(shù)據(jù)可知，其上的基因已發(fā)現(xiàn)的有2～2.5萬(wàn)個(gè)，因此可推出一個(gè)DNA分子上有許多個(gè)基因。2．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)敘述不正確的是()A．d是脫氧核苷酸，其種類取決于c的種類B．基因通常是具有遺傳效應(yīng)的f片段C．e含有的堿基總數(shù)等于fD．e在h上呈線性排列答案C解析圖中c為含氮堿基，d為脫氧核苷酸，根據(jù)含氮堿基不同，可將脫氧核苷酸分為四種，A正確；基因(e)通常是有遺傳效應(yīng)的DNA(f)片段，故基因含有的堿基總數(shù)小于f，B正確，C錯(cuò)誤；基因的主要載體是h染色體，并在其上呈線性排列，D正確。二、DNA片段中的遺傳信息1．遺傳信息：蘊(yùn)藏在4種堿基的排列順序之中。2．DNA分子的多樣性和特異性(1)多樣性：堿基的排列順序千變?nèi)f化。(2)特異性：堿基特定的排列順序，構(gòu)成了DNA分子的特異性。(3)意義：DNA的多樣性和特異性是生物體多樣性和特異性的物質(zhì)基礎(chǔ)。3．基因的概念(1)基因通常是有遺傳效應(yīng)的DNA片段。(2)有些病毒的遺傳物質(zhì)是RNA，對(duì)這些病毒而言，基因就是有遺傳效應(yīng)的RNA片段。判斷正誤(1)基因A和基因a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()(2)基因中堿基對(duì)的數(shù)目與其多樣性有關(guān)()(3)基因的基本組成單位均為脫氧核苷酸()(4)從廣義上來(lái)說(shuō)，煙草花葉病毒中有遺傳效應(yīng)的RNA片段也叫作基因()答案(1)×(2)√(3)×(4)√解析(1)基因A和基因a的根本區(qū)別是這兩種基因的脫氧核苷酸的排列順序不同。(3)遺傳物質(zhì)為RNA的基因的基本組成單位是核糖核苷酸。任務(wù)二：基因的多樣性和特異性1．如果是100個(gè)堿基對(duì)組成1個(gè)基因，可能組合成多少種基因？這說(shuō)明了基因的什么特點(diǎn)？提示可能組合成4100種基因；說(shuō)明了基因的多樣性。2．基因是堿基隨機(jī)排列成的DNA片段嗎？為什么？提示不是；基因的堿基排列順序是特定的，具有特異性；如果把堿基隨機(jī)排列，不一定具有遺傳效應(yīng)，則構(gòu)不成基因。3．決定DNA分子的多樣性和特異性的是()A．脫氧核苷酸鏈上磷酸和脫氧核糖的排列特點(diǎn)B．嘌呤總數(shù)與嘧啶總數(shù)的比值C．堿基互補(bǔ)配對(duì)原則D．堿基排列順序答案D解析DNA分子的多樣性主要表現(xiàn)為堿基排列順序的千變?nèi)f化；特異性主要表現(xiàn)為每個(gè)特定的DNA分子的堿基都有特定的排列順序。4．下列關(guān)于DNA和基因的敘述，不正確的是()A．基因是有遺傳效應(yīng)的核酸分子片段B．遺傳信息能夠由親代傳遞到子代C．親代DNA通過(guò)復(fù)制向子代傳遞遺傳信息D．一個(gè)DNA片段上有一個(gè)基因答案D解析基因是有遺傳效應(yīng)的核酸分子片段，而核酸包括DNA和RNA，A正確；一個(gè)DNA片段上可以有多個(gè)基因，D錯(cuò)誤。題組一說(shuō)明基因與DNA關(guān)系的實(shí)例1．大腸桿菌細(xì)胞的擬核有1個(gè)DNA分子，長(zhǎng)度約為4.7×106bp(堿基對(duì))，在該DNA分子上分布有大約4400個(gè)基因，每個(gè)基因的平均長(zhǎng)度約為1000bp。根據(jù)題中信息，不能得出的結(jié)論是()A．基因位于DNA分子上B．1個(gè)DNA分子上有多個(gè)基因C．DNA分子上有非基因片段D．DNA分子的堿基對(duì)總數(shù)與所含有的基因的堿基對(duì)總數(shù)相等答案D解析該DNA分子上分布有大約4400個(gè)基因，每個(gè)基因的平均長(zhǎng)度約為1000bp，則所有基因含有的堿基對(duì)總數(shù)約為4.4×106個(gè)，小于DNA分子含有的堿基對(duì)總數(shù)，這同時(shí)也說(shuō)明DNA分子上有非基因片段，故選D。2．(2022·四川內(nèi)江高一月考)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(shí)驗(yàn)小鼠與作為對(duì)照的正常小鼠吃同樣多的高脂肪食物，一段時(shí)間后，對(duì)照組小鼠變得十分肥胖，而具有HMGIC基因缺陷的實(shí)驗(yàn)小鼠體重仍然保持正常，這說(shuō)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)D．DNA具有遺傳效應(yīng)答案C解析由題干信息可知，肥胖這一性狀是由HMGIC基因決定的，說(shuō)明基因控制生物的性狀，具有遺傳效應(yīng)，C正確。3．(2023·河北石家莊高一統(tǒng)考)太平洋西北部的一種海蜇能發(fā)出綠色熒光，此種海蜇的DNA分子上有一段長(zhǎng)度為5170個(gè)堿基對(duì)的片段——綠色熒光蛋白基因，下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是()A．綠色熒光蛋白基因所在DNA具有雙螺旋結(jié)構(gòu)B．綠色熒光蛋白基因有A、U、C、G四種堿基C．綠色熒光蛋白基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段D．海蜇的遺傳信息蘊(yùn)藏在堿基的排列順序中答案B解析綠色熒光蛋白基因有A、T、C、G四種堿基，B錯(cuò)誤。4．下列有關(guān)基因、染色體和DNA三者之間的關(guān)系的說(shuō)法，正確的是()A．真核生物的DNA分子都分布在染色體上B．一條染色體上的多個(gè)不同基因呈線性排列C．基因是DNA分子中能發(fā)生復(fù)制的片段D．三者的基本組成單位都是脫氧核苷酸答案B解析真核生物的DNA分子主要分布在染色體上，少量分布在線粒體和葉綠體中，A錯(cuò)誤；一條染色體上有多個(gè)不同基因，它們?cè)谌旧w上呈線性排列，B正確；基因通常是有遺傳效應(yīng)的DNA片段，C錯(cuò)誤；染色體主要由DNA和蛋白質(zhì)組成，基本組成單位是脫氧核苷酸、氨基酸等，D錯(cuò)誤。5．(2023·安徽黃山高一期中)下列關(guān)于基因和染色體關(guān)系的敘述，錯(cuò)誤的是()A．等位基因位于一對(duì)姐妹染色單體的相同位置上B．基因與染色體是多對(duì)一的關(guān)系C．抗維生素D佝僂病的基因位于X染色體上D．性染色體的基因并不都與性別決定有關(guān)答案A解析一般情況下，等位基因位于同源染色體的相同位置上，A錯(cuò)誤；基因在染色體上，且一條染色體上含有多個(gè)基因，B正確；抗維生素D佝僂病基因位于X染色體上，該病屬于伴X染色體顯性遺傳病，C、D正確。題組二DNA片段中的遺傳信息6．(2023·貴州六盤水高一月考)下列與遺傳信息有關(guān)的敘述，正確的是()A．DNA分子中的全部片段都含有遺傳信息B．細(xì)胞核中的DNA攜帶遺傳信息，細(xì)胞質(zhì)中的DNA不攜帶遺傳信息C．DNA分子中遺傳信息來(lái)自4種堿基的特定排列順序D．RNA病毒沒(méi)有DNA分子，所以沒(méi)有遺傳信息答案C7．(2023·江蘇無(wú)錫高一期末)Y－STR檢測(cè)技術(shù)是一種特殊的DNA指紋技術(shù)，可檢測(cè)Y染色體的DNA序列。警方可利用已有的Y－STR數(shù)據(jù)庫(kù)，迅速定位犯罪分子的家族。該技術(shù)利用了DNA分子的()A．穩(wěn)定性 B．特異性C．多樣性 D．可變性答案B解析堿基特定的排列順序構(gòu)成了每個(gè)DNA分子的特異性，導(dǎo)致每個(gè)人的DNA指紋圖都是獨(dú)一無(wú)二的，據(jù)此，我們可以根據(jù)分析指紋圖的吻合程度來(lái)幫助確認(rèn)身份。8．下列有關(guān)DNA多樣性的敘述，正確的是()A．DNA多樣性的原因是DNA分子空間結(jié)構(gòu)千變?nèi)f化B．含有200個(gè)堿基的DNA分子，堿基對(duì)可能的排列方式有4200種C．DNA的多樣性和特異性是生物體多樣性和特異性的基礎(chǔ)D．DNA的多樣性是指一個(gè)DNA分子上有許多個(gè)基因答案C解析DNA的多樣性是指DNA分子中堿基排列順序的千變?nèi)f化；含有200個(gè)堿基的DNA分子，堿基對(duì)可能的排列方式有4100種。9．(2023·廣東佛山高一質(zhì)檢)如圖是用集合的方法表示各種概念之間的關(guān)系，表中與圖示相符的是()選項(xiàng)1234A染色體DNARNA基因BDNA基因脫氧核苷酸堿基C核酸DNA脫氧核苷酸基因D核酸染色體DNA基因答案B解析染色體由DNA和蛋白質(zhì)組成，但是RNA不屬于DNA，A錯(cuò)誤；一個(gè)DNA分子含有很多個(gè)基因，基因的基本單位是脫氧核苷酸，脫氧核苷酸由含氮堿基、磷酸和脫氧核糖組成，B正確；基因不屬于脫氧核苷酸，C錯(cuò)誤；核酸不包括染色體，D錯(cuò)誤。10．(2023·江蘇鎮(zhèn)江高一模擬)如圖是通過(guò)熒光標(biāo)記技術(shù)顯示基因在染色體上位置的照片。圖中字母表示存在于染色體上的部分基因，其中A和a顯示黃色熒光，B和b顯示紅色熒光。下列敘述正確的是()A．A和a彼此分離發(fā)生在減數(shù)分裂Ⅱ后期B．圖中染色體上的基因A與基因B遺傳時(shí)遵循自由組合定律C．甲、乙兩條染色體上相同位置的四個(gè)黃色熒光點(diǎn)脫氧核苷酸序列相同D．據(jù)熒光點(diǎn)分布判斷，甲、乙為一對(duì)含姐妹染色單體的同源染色體答案D解析A和a位于一對(duì)同源染色體上，A和a在減數(shù)分裂Ⅰ后期隨著同源染色體的分開而分離，A錯(cuò)誤；圖中染色體上的基因A與基因B位于一對(duì)同源染色體上，在遺傳時(shí)不遵循自由組合定律，B錯(cuò)誤；甲、乙兩條染色體上相同位置的四個(gè)熒光點(diǎn)為一對(duì)等位基因的四個(gè)熒光點(diǎn)，等位基因的脫氧核苷酸序列不同，C錯(cuò)誤；等位基因位于同源染色體上，復(fù)制后的姐妹染色單體上基因一般是相同的，所以據(jù)熒光點(diǎn)分布判斷，甲、乙為一對(duì)含姐妹染色單體的同源染色體，D正確。11．基因通常是有遺傳效應(yīng)的DNA片段。下列關(guān)于基因與DNA的說(shuō)法，正確的是()A．豌豆體細(xì)胞中的基因都是成對(duì)存在的，在產(chǎn)生配子時(shí)成對(duì)的基因彼此分離B．同源染色體上含有等位基因A、a的兩個(gè)DNA分子中(A＋G)/(T＋C)的值不同C．同一條染色體上的DNA和基因的復(fù)制與分離總是同步的D．同一生物體不同細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和功能不同的根本原因是所含基因不同答案C解析一般情況下，豌豆體細(xì)胞的細(xì)胞核中的基因都是成對(duì)存在的，細(xì)胞質(zhì)中的基因不是成對(duì)存在的，在產(chǎn)生配子時(shí)細(xì)胞核中成對(duì)的基因彼此分離，A錯(cuò)誤；根據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，A與T配對(duì)，G與C配對(duì)，則不同的DNA分子中，(A＋G)/(T＋C)的值都是1，B錯(cuò)誤；同一生物體不同細(xì)胞是由同一受精卵經(jīng)有絲分裂而來(lái)的，所含基因相同，D錯(cuò)誤。12．(2023·江蘇南京高一月考)下列有關(guān)基因、DNA、染色體的敘述，正確的是()A．人體細(xì)胞中所有基因含有的堿基總數(shù)等于所有DNA分子含有的堿基總數(shù)B．真核生物內(nèi)染色體是基因的主要載體C．人的β-珠蛋白基因由1700個(gè)堿基對(duì)組成，則其堿基排列順序有41700種D．遺傳信息就是指DNA中堿基的排列順序答案B解析由于DNA中存在非基因片段，故人體細(xì)胞中所有基因含有的堿基總數(shù)均小于所有DNA分子含有的堿基總數(shù)，A錯(cuò)誤；人的β-珠蛋白基因中堿基的排列順序是特定的，C錯(cuò)誤；RNA病毒的遺傳物質(zhì)是RNA，所以遺傳信息是指DNA或RNA中堿基的排列順序，D錯(cuò)誤。13．(2023·河北衡水高一質(zhì)檢)如圖所示細(xì)胞中與基因有關(guān)的物質(zhì)或結(jié)構(gòu)，請(qǐng)分析并回答下列問(wèn)題：(1)細(xì)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)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。答案(1)bDNA基因通常是有遺傳效應(yīng)的DNA(b)片段(2)a染色體基因在染色體(a)上呈線性排列(3)脫氧核苷酸(c)是組成DNA(b)的基本單位d、e、f(4)性染色體伴性遺傳基因分離14．如圖表示一個(gè)DNA分子上三個(gè)片段A、B、C，請(qǐng)回答下列相關(guān)問(wèn)題：(1)片段A和片段B之所以能稱為基因，是因?yàn)樗鼈兌际莀______________________________。(2)片段A和片段B的不同之處是___________________