必修二第三章课堂练习x(4)

1、第17课时基因是有遗传效应的DNA片段目标导读1.阅读分析教材P55“资料分析”，归纳概括出基因和DNA的关系。2.阅读教材P56“DNA片段中的遗传信息”，利用数学方法归纳DNA分子的多样性和特异性。3.归纳基因的概念。重难点击1.基因的本质。2.DNA、染色体的关系。1现代分子生物学技术能够用特定的分子(如图所示)，与染色体上的某一个基因结合，这个分子又能被带有荧光标记的物质识别，通过荧光显示，就可以知道基因在染色体上的位置。由上述说明知，基因在染色体上呈线性排列。2DNA分子的结构(1)DNA分子由两条链组成，这两条链按反向平行的方式盘旋成双螺旋结构。(2)DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交

2、替连接，排列在外侧，构成基本骨架；碱基排列在内侧。(3)两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，并且碱基配对有一定的规律：A(腺嘌呤)一定与T(胸腺嘧啶)配对；G(鸟嘌呤)一定与C(胞嘧啶)配对。碱基之间这种一一对应的关系，叫做碱基互补配对原则。3DNA分子的特性(1)稳定性：空间结构相对稳定。位于外侧的基本骨架一定是由磷酸和脱氧核糖交替连接形成的，不会改变。两条链间的碱基互补配对方式稳定不变，总是A与T、G与C配对。碱基对及其侧链基团对维持DNA分子的空间结构的稳定有着重要的作用。(2)多样性：不同的DNA分子中脱氧核苷酸的数目有差异，排列顺序多种多样。(3)特异性：每一种DNA分子都有特定的碱

3、基排列顺序。课堂导入在孟德尔分离定律中我们提到了遗传因子，它是一种可以遗传的物质，也就是我们常说的基因。随后又学习了萨顿假说，摩尔根通过果蝇的遗传实验将基因定位在染色体上。而在本章学习中知道了染色体中只有DNA是遗传物质。回忆了这些知识，我们会提出问题：基因是不是在DNA上？它有遗传性吗？这种说法对吗？基因与DNA究竟是什么关系？下面我们学习“基因是有遗传效应的DNA片段”。探究点一说明基因与DNA关系的实例阅读材料，归纳基因的概念，并思考基因、DNA、染色体之间的关系。材料1大肠杆菌细胞的拟核有1个DNA分子，长度约为4 700 000个碱基对，在DNA分子上分布着大约4 400个基因，每个

4、基因的平均长度约为1 000个碱基对。材料2生长在太平洋西北部的一种海蜇能发出绿色荧光，这是因为海蜇的DNA分子上有一段长度为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。材料3人类基因组计划测定的是24条染色体(22条常染色体XY)上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%。材料4近年来的科学研究发现，小鼠体内的HMGIC基因与肥胖直接相关。具有HMGIC基因缺陷的实验鼠与作为对照的小鼠，吃同样多的

5、高脂肪食物，一段时间后，对照组的小鼠变得十分肥胖，而具有HMGIC基因缺陷的实验鼠体重仍保持正常。1由材料1和材料3可知，大肠杆菌、人的全部基因的碱基对总数只是DNA分子碱基对总数的一部分，说明基因是DNA的片段。2由材料2和材料4可知，转入绿色荧光蛋白基因的小鼠发出绿色荧光、小鼠体内的HMGIC基因与肥胖直接相关，说明基因具有特定的遗传效应。3基因与DNA的关系(1)基因是有遗传效应的DNA片段，每个DNA分子上有许多个基因。一个DNA分子中的碱基总数大于该DNA分子上所有基因的碱基数之和。(2)基因具有遗传效应是指其能控制生物体的性状。基因是控制生物性状的结构和功能的基本单位，特定的基因控

6、制特定的性状。4基因与染色体的关系(1)基因在染色体上呈线性排列。(2)染色体是基因的主要载体，但不是唯一载体，如线粒体、叶绿体中也有少量的DNA，也是基因的载体。归纳提炼活学活用1染色体、DNA、基因三者关系密切，判断下列说法的正误。(1)正常细胞中每条染色体上有一个DNA分子，每个DNA分子上有很多个基因()(2)复制、分离和传递，三者能相伴而行()(3)三者都是遗传物质，三者都能行使生物的遗传作用()(4)在生物的传种接代过程中，染色体行为决定后两者()(5)基因是DNA分子中的任意片段()问题导析(1)正常情况下，每条染色体上只有一个DNA分子，只有在细胞分裂间期DNA复制后，着丝点分

7、裂之前，一条染色体上才有两个DNA分子。基因在染色体上呈线性排列。(2)基因是有遗传效应的DNA片段，基因和DNA的行为存在一致性；DNA与蛋白质结合形成染色体，染色体的行为决定着DNA的变化。(3)DNA是遗传物质，染色体是遗传物质的主要载体。(4)基因是DNA中能够决定生物性状的片段答案(1)(2)(3)×(4)(5)×解析(3)染色体中含有蛋白质，不是遗传物质。(5)基因是有遗传效应的DNA片段，而不是DNA分子中的任意片段。探究点二DNA片段中的遗传信息请结合DNA分子的结构特点，探究基因中遗传信息的多样性。1DNA分子结构2探究：脱氧核苷酸与遗传信息的多样性结合下

8、面两个情境，总结遗传信息的多样性。情境一17个碱基对可排列成基因的可能性：414243416417。根据等比数列求和公式：Sn(q1)，得S172 290 649 210。情境二根据情境一的计算，17个碱基对可排成基因的可能性约为23亿，全球人口有60亿，17个碱基对的所有排列都有可能出现。你与你同桌的基因(指1号染色体上第1个基因)的脱氧核苷酸完全相同的可能性为：×，几率很小。(1)遗传信息：生物的遗传性状以遗传信息形式编排在DNA分子上，表现为特定的碱基排列顺序。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(

9、碱基顺序)不同，因此不同的基因就含有不同的遗传信息。(2)基因的多样性和特异性多样性：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1 000个碱基对组成的DNA分子，它的碱基对可能的排列方式就有41_000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，即基因的多样性。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，即基因的特异性。3生物多样性与DNA分子多样性的关系：DNA分子的多样性和特异性是生物体多样性和特异性的物质基础，生物界多样性的直接原因是蛋白质的多样性；生

10、物界多样性的根本原因是核酸的多样性。归纳提炼1遗传信息是基因中的脱氧核苷酸的排列顺序，但并不是DNA分子上所有的脱氧核苷酸的排列顺序都叫遗传信息。2遗传信息蕴藏在DNA分子4种碱基的排列顺序里面，所以DNA分子的多样性和特异性必然导致基因中遗传信息的多样性和特异性。活学活用2由50个脱氧核苷酸构成的DNA分子，按其碱基的排列顺序不同，可分为多少种，说明了DNA分子的什么特性()504种450种425种遗传性多样性特异性A B C D问题导析(1)50个脱氧核苷酸构成的DNA分子，每条单链有25个脱氧核苷酸，第一个脱氧核苷酸有4种可能，第二个脱氧核苷酸同样有4种可能，以此类推，形成的DNA分子共

11、有425种。(2)存在多种多样的DNA分子，说明了DNA分子的多样性。(3)自然界中不同生物的DNA分子不同，说明了DNA分子的特异性。答案D解析50个脱氧核苷酸共构成了25个碱基对，共有排列顺序425种，由此说明由于碱基对(或脱氧核苷酸对)的排列顺序的多样性，决定了DNA的多样性。1下列关于基因的叙述，正确的是()ADNA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

12、的基因，构成基因的基本组成单位是脱氧核苷酸，基因的多样性和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答案D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。3由80个碱基组成的DNA分子片段，可由其碱基对组成不同的序列而携带不同的遗传信息，其种类最多可达()A4120 B804 C440 D260答案C解析DNA分子中特定的脱氧核苷酸排列顺序代表着遗传信

13、息。在DNA分子内部碱基互补配对的方式虽然只有两种，但碱基对的排列顺序有多种。因为DNA分子的两条链是遵循碱基互补配对原则结合而成的，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，由于在一条单链上有40个碱基，其排列的种类就有440种之多。4请据图回答下列问题。(1)若图中A为糖类，则A是_，C是_，G是_。(2)B有4种，即_、_、_、_；F的基本组成单位是图中的_。(3)图中E和F的关系是_。(4)F和H的关系是_。(5)一个H和F有两种比例关系：_和_，一个F中含有_个E，一个E中含_个D。(6)E的主要载体是图中的_，除此之外，_和_也

14、是E由亲代传递给子代的载体。(7)遗传信息是E中_的排列顺序。(8)“种瓜得瓜，种豆得豆”的遗传主要是通过H上的_传递给后代，实际上是通过_的排列顺序来传递遗传信息的。答案(1)脱氧核糖磷酸蛋白质(2)A腺嘌呤T胸腺嘧啶G鸟嘌呤C胞嘧啶D(3)E是有遗传效应的 F片段(4)H(染色体)是F(DNA)的主要载体(5)1112许多成百上千(6)H叶绿体线粒体(7)D(8)FD解析DNA的基本组成单位是脱氧核苷酸，它由1分子磷酸、1分子脱氧核糖和1分子含氮碱基组成；基因是有遗传效应的DNA片段；染色体是遗传物质DNA的主要载体；1条染色体上通常含有1个DNA分子，1个DNA分子上含有许多基因，1个基

15、因由成百上千个脱氧核苷酸构成。基础过关知识点一说明基因与DNA关系的实例1生长在太平洋西北部的一种海蜇能发出绿色荧光，这是因为海蜇DNA分子上有一段长度为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DDNA的任意片段都能在另一种生物体内表达答案D解析基因是有遗传效应的DNA片段，只有基因才能在另一种生物体内表达。2下列关于DNA、染色体、基因的关系的叙述，

16、不正确的是()A每条染色体有一个DNA分子，经复制每条染色单体上有一个DNA分子B每个DNA分子上有许多基因，基因是有遗传效应的DNA片段C基因在染色体上呈线性排列D基因在DNA分子双链上成对存在答案D解析基因是DNA分子双链的片段，在一个DNA分子上不会成对存在。3如图是果蝇染色体上的白眼基因示意图，下列叙述正确的是()A白眼基因片段中，含有成百上千个核糖核苷酸BS基因是有遗传效应的DNA片段C白眼基因为该DNA分子的任意片段D基因片段中有5种碱基，8种核苷酸答案B解析白眼基因为该DNA分子上的特定片段，组成基因片段的基本组成单位是脱氧核苷酸，有4种碱基，4种脱氧核苷酸。知识点二DNA片段中

17、的遗传信息4DNA分子具有特异性，体现在()ADNA分子外侧，磷酸和脱氧核糖交替连接的方式稳定不变BDNA分子内侧，碱基对的配对方式不变CDNA分子碱基对的排列顺序千变万化D每个DNA分子的碱基都有其特定的排列顺序答案D解析A、B两项说明DNA分子具有稳定性，C项说明DNA分子具有多样性，D项说明了DNA分子具有特异性，是指对于某一生物具体的一个DNA分子而言。5下列有关基因的叙述，正确的是()A基因是体现生物遗传效应的结构单位和功能单位B经测定一个由n个脱氧核苷酸构成的DNA分子中，包含了m个基因，则每个基因的平均长度为n/2m个脱氧核苷酸对C人体细胞内的基因全部位于染色体上D基因中脱氧核苷

18、酸的排列顺序就是遗传信息，只能通过减数分裂传递给后代答案A解析基因是有遗传效应的DNA片段。一个DNA分子上有许多个基因，但并非基因与基因紧密相连，那些没有遗传效应的DNA片段并不是基因，因此B项中基因的平均长度小于n/2m个脱氧核苷酸对。人体细胞内的基因主要在染色体上，线粒体DNA分子上也有少量基因。有性生殖的生物通过减数分裂将遗传信息传递给下一代，无性生殖的生物通过有丝分裂将遗传信息传递给下一代。6基因研究最新发现表明，人与小鼠的基因约80%相同。则人与小鼠DNA碱基序列相同的比例是()A20% B80%C10% D无法确定答案D解析基因研究结果表明人与小鼠的基因碱基序列约80%相同，但不

19、能根据部分碱基序列相同的比例来推断全部碱基序列相同的比例。7DNA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答案D解析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。8某男性精子细胞核中有23个DNA分子，其中碱基对的排列方式共有()A2种 B4种C1种 D无法确定答案D能力提升9遗传信息的多样性的物质基础是()A脱氧核苷酸序列的多样性B碱基种类的多样性C脱氧核糖序列的多样性D磷酸序列的多样性答案A解析基因中的碱基种类只有四种， 磷酸与脱氧核糖交替排列的顺序总是不变。

20、但基因中脱氧核苷酸序列可以千变万化， 不同序列代表不同的遗传信息。10科学研究发现，小鼠体内HMGIC基因与肥胖直接相关。具有HMGIC基因缺陷的实验鼠与作为对照的小鼠，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HMGIC基因缺陷的实验鼠体重仍然保持正常，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DDNA具有遗传效应答案C解析缺乏HMGIC基因，小鼠体重保持正常，含有HMGIC的基因，小鼠变得肥胖，说明基因具有遗传效应。11“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可变性答案B解析不同的D

21、NA分子中脱氧核苷酸的碱基排列顺序各不相同，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。12科学家通过对前列腺癌细胞的研究发现，绿茶中的多酚可减少BCLXL蛋白，而这种蛋白有抑制癌细胞凋亡的作用。这表明绿茶具有抗癌作用，根本原因是由于绿茶细胞中具有()A多酚 B多酚酶基因CBCLXL蛋白 DBCLXL蛋白酶答案B解析材料指出多酚能抗癌，但多酚不是蛋白质，因而不是由基因直接控制的，所以多酚的合成需要相应的酶催化。13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

22、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个答案C解析假若DNA上的碱基全部构成了基因，则基因个数1×106。由于细胞质中也有少量的DNA，故染色体上的基因应小于1×106个。14下列有关基因长短的论述，正确的是()A基因是DNA分子中的一个片段B基因是DNA分子中的任意片段C不同的基因长度不同D基因的长度都相同答案A解析根据基因概念可知，基因是DNA分子中的一个片段，但不是任意片段。每个DNA分子可分为许多片段，其中有的能控制生物的性状，有的却不能控制，只有能控制生物性状的DNA特定片段，即有遗传效应的DNA片段，才是一个基因。不同的基因可能含有不同数量的碱基对，其长度不同；也可能含有相同数目的碱基对，但这些碱基对的排列顺序可能不同，因而不同基因长度可能相同，但可能含有不同的遗传信息。15图中表示一个DNA分子上三个片段A、B、C，请回答下列问题：(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