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第3章
第4节　基因通常是有遗传效应的DNA片段
基因的本质
知识目标 素养目标
1．举例说明基因是有遗传效应的DNA片段(重点)； 2．说明DNA的多样性和特异性(重点)； 3．说明脱氧核苷酸序列和遗传信息多样性的关系(难点) 生命观念：通过实例，认识生命现象，揭示生命规律，理解生命的信息性；
科学思维：通过比较归纳，理解基因、DNA和染色体的关系
新知导学
1．基因与DNA等的关系
目标　基因是什么
主要载体
许多
有遗传效应
排列顺序
2．脱氧核苷酸与遗传信息的关系
如果由2 000个脱氧核苷酸构成一个基因，则可能有___________种脱氧核苷酸排列顺序。由此可说明DNA(基因)具有________性。若某个基因中有2 000个脱氧核苷酸，则该基因中有_____种脱氧核苷酸排列顺序。
41 000
多样
1
小结 　
(1) 基因的内涵
(2) DNA的结构特点
B
果蝇X染色体上的部分基因如下图所示。下列叙述正确的是 (　 )
A．朱红眼和深红眼基因为等位基因
B．图中基因在X染色体上呈线性排列
C．X染色体上的基因只在雌性个体中存在
D．图中这些基因的主要区别在于碱基种类和数量不同
解析：等位基因是指位于同源染色体相同位置上控制相对性状的基因，朱红眼和深红眼基因都位于一条X染色体上，为非等位基因，A错误；X染色体上的基因在雌性个体和雄性个体中均可以存在，C错误；图中基因的碱基种类相同，都是A、T、G、C，基因的不同在于碱基的数量和排列顺序不同，D错误。
随堂内化
一、 知识构建评价
遗传效应
脱氧核苷酸
碱基排列顺序
特异性
二、 概念诊断评价
(1) 基因在DNA上是不连续分布的。 (　 )
(2) 真核细胞的基因只存在于细胞核中，而核酸并非仅存在于细胞核中。 (　 )
(3) 基因不只位于染色体上，染色体是基因的主要载体。 (　 )
(4) 基因中所含的碱基总数等于DNA分子中的碱基总数。 (　 )
(5) DNA分子的多样性和特异性主要与它的空间结构密切相关。 (　 )
(6) HIV的基因是指具有遗传效应的RNA片段。 (　 )
√
×
√
×
×
√
B
解析：生物体的多样性和特异性由DNA的多样性(碱基排列顺序)和特异性(特定碱基序列)决定，B错误。
三、 学情随堂评价
1．下列关于基因、DNA和染色体及其相互关系的叙述，错误的是 (　 )
A．细胞生物的一个基因由多个脱氧核苷酸组成
B．生物体多样性和特异性是DNA多样性和特异性的物质基础
C．基因是有遗传效应的DNA或RNA片段
D．真核生物中DNA的载体除了染色体，还有线粒体、叶绿体等
B
解析：大熊猫的遗传物质是DNA，不能说主要是DNA，B错误；一条染色体上一般含有1个DNA分子，1个DNA分子上有许多个基因，因此大熊猫细胞中的染色体数小于其基因数目，C正确。
2．大熊猫已在地球上生存了至少800万年，被誉为“活化石”和“中国国宝”，其黑白毛色是由基因控制的，深受人们的喜爱。下列相关说法错误的是 (　 )
A．控制大熊猫黑白毛色的基因是其 DNA 上有遗传效应的片段之一
B．大熊猫的遗传物质主要是DNA
C．大熊猫细胞中的染色体数小于其基因数目
D．大熊猫特有的遗传信息蕴藏在其特定的碱基序列中
C
解析：在细胞核中，基因是有遗传效应的DNA片段，所以核DNA包含核基因。染色体主要由核DNA和蛋白质组成，所以染色体包括核DNA。
3．染色体是核DNA的载体，基因通常是具有遗传效应的DNA片段，能正确表示染色体、核DNA、核基因三者关系的示意图是 (　 )
A． B． C． D．第4节　基因通常是有遗传效应的DNA片段
1．大量科学实验证明大多数生物的遗传物质是DNA，下图为细胞中的基因、DNA和染色体关系示意图，下列叙述错误的是(　　)
A．细胞生物的遗传物质一定是DNA
B．一个DNA分子上有多个基因
C．分裂后期染色体上只能含有一个DNA分子
D．基因是具有遗传效应的DNA片段
2．果蝇的部分隐性基因及其在染色体上的相对位置如下图所示，下列相关叙述错误的是(　　)
A．一条染色体上有多个基因，基因在染色体上呈线性排列
B．正常情况下，雄果蝇的一条X染色体上可能有0个、1个或2个白眼基因
C．若果蝇的Y染色体上存在sn(焦刚毛基因)或sn的等位基因sn＋(直刚毛基因)，sn和sn＋基因所控制的性状在遗传上会与性别相关联
D．pr(紫眼基因)和ru(粗糙眼基因)不是控制一对相对性状的等位基因，而pr(紫眼基因)和w(白眼基因)是控制一对相对性状的等位基因
3．下图表示基因与染色体之间的关系，下列相关叙述错误的是(　　)
A．H是遗传物质的主要载体
B．C的种类有五种
C．E在H上呈线性排列
D．E中的遗传信息在复制过程中严格遵循碱基互补配对原则
4．生长在太平洋西北部的一种海蜇能发出绿色荧光，这种海蜇的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。下列有关叙述错误的是(　　)
A．绿色荧光蛋白基因具有规则的双螺旋结构
B．绿色荧光蛋白基因有A、U、C、G四种碱基
C．绿色荧光蛋白基因是有遗传效应的DNA片段
D．遗传信息蕴藏在碱基对的排列顺序中
5．科学家通过调整G、C、A、T的分子结构，创造出Z、P、S、B四种新的碱基，且Z—P、S—B均通过三个氢键配对，他们还合成了含8种碱基的DNA，在自然界中该DNA无法完成自我延续和表达。下列说法错误的是(　　)
A．自然环境中可能缺少该DNA复制所需的DNA聚合酶
B．该含8种碱基的DNA是具有遗传效应的基因片段
C．四种新碱基加入后，同样长度的DNA能储存的信息量增大
D．含a个碱基对的该DNA中含有b个腺嘌呤，则该DNA中氢键数为3a－b
6．下图为果蝇某一条染色体上的几个基因示意图，下列叙述正确的是(　　)
A．基因R、S、N、O互为非等位基因
B．基因R、S、N、O的中A/T的比例各不相同
C．基因R、S、N、O的排列顺序代表遗传信息
D．基因就是生物体内具有遗传效应的DNA片段
7．基因Ⅰ和基因Ⅱ在某条染色体DNA上的相对位置如下图所示，下列说法正确的是(　　)
A．基因Ⅰ中不一定具有遗传信息，但一定具有遗传效应
B．基因Ⅰ和基因Ⅱ的结构差别仅在于内部碱基对的排列顺序不同
C．基因在染色体上呈线性排列
D．基因Ⅰ与基因Ⅱ在减数分裂时一定能发生分离
8．下列有关真核生物中基因的叙述，正确的是(　　)
A．基因是有遗传效应的DNA片段
B．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
9．在对海水稻耐盐碱机制的研究中，科研人员深入探究其遗传物质相关特性。下列有关海水稻细胞中染色体、DNA、基因和脱氧核苷酸关系的叙述，错误的是(　　)
A．海水稻的染色体由基因和蛋白质组成，是DNA的唯一载体
B．基因是有遗传效应DNA片段，不同耐盐碱相关基因的脱氧核苷酸排列顺序不同
C．海水稻DNA分子中的脱氧核苷酸数量和排列顺序决定了基因的多样性
D．海水稻细胞中的一条染色体上通常含有一个或两个DNA分子
10．甲是荧光标记法显示的某果蝇细胞中一对同源染色体上基因的结果照片(每个荧光点表示一个被标记的基因)，图乙是其中一条染色体上相应基因的示意图。下列说法正确的是(　　)
甲
乙
A．图甲结果说明基因是具有遗传效应的DNA片段
B．图甲中方框内的四个荧光点所在的基因核苷酸序列相同
C．图乙中白眼基因与朱红眼基因属于非等位基因
D．该细胞形成的一个次级卵母细胞的一条染色体同一位置同种荧光点有2个
11．下图表示与遗传物质相关结构的示意图，请据图回答：
(1) 若①②表示某一物质在细胞不同分裂时期的两种结构形态，则②的名称为________。若一对同源染色体上相同位置的DNA片段上是基因D与d，这两个DNA片段的的根本区别是________________________________。
(2) 请按照自上向下的顺序写出⑤中碱基的名称：____________________(写中文名称)。
(3) A与T碱基数量相等，G与C碱基数量相等，这个事实说明DNA分子的合成遵循____________原则。通过生化分析得出某DNA分子中，一条链中碱基A∶C∶T∶G＝1∶2∶3∶4，则该DNA分子中上述碱基的比例应为________________________________ ________________________________________________________。
(4) 上述结构模式图中，若一条DNA单链片段的序列是5′-AGCT-3′，则它的互补链的序列是________。
a．5′-TCGA-3′　　b．5′-AGCT-3′ c．5′-UGCT-3′
12．DNA指纹技术正发挥着越来越重要的作用，在亲子鉴定、侦查罪犯等方面是目前最为可靠的鉴定技术。请思考回答下列有关DNA指纹的问题：
(1) DNA亲子鉴定中，DNA探针必不可少，DNA探针实际是一种已知碱基序列的DNA片段，DNA探针寻找基因所用的原理是_________________________________________ _______________________________________。
(2) 用DNA做亲子鉴定时，小孩的条码会一半与其生母相吻合，另一半与其生父相吻合，其原因是___________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。
(3) 提取某小孩和其生母以及待检测的三位男性的DNA，进行DNA指纹鉴定，部分结果如下图所示。则该小孩的真正生物学父亲是________。
(4) 现在已知除了一卵双生双胞胎外，每个人的DNA是独一无二的，就好像指纹一样，这说明了______________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。
第4节　基因通常是有遗传效应的DNA片段
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 C D B B B A C A A C
1．C　解析：细胞生物含有DNA和RNA两种核酸，但遗传物质一定是DNA，A正确；一个DNA分子上有许许多多的基因，一个基因只是DNA上的一个片段，B正确；减数分裂Ⅰ后期一条染色体上同时含有两个DNA分子，C错误；生物的性状由基因控制，基因是具有遗传效应的DNA片段，D正确。
2．D　解析：基因是有遗传效应的DNA片段，染色体是基因的载体，一条染色体上有多个基因，且在染色体上呈线性排列，A正确；正常情况下，关于果蝇眼色，雄果蝇的基因型为XWY或XwY，因此雄果蝇一条X染色体上可能有0个(基因型为XWY的雄果蝇体内无白眼基因)、1个(基因型为XwY的雄果蝇的体细胞或者精细胞中)或2个白眼基因(基因型为XwY的雄果蝇的初级精母细胞或次级精母细胞中)，B正确；若果蝇的Y染色体上存在sn(焦刚毛基因)或sn的等位基因sn＋(直刚毛基因)，sn和sn＋基因所控制的性状在遗传上表现为伴性遗传的特征，遗传时会与性别相关联，C正确；pr(紫眼基因)和ru(粗糙眼基因)不是控制一对相对性状的等位基因，属于非同源染色体上的非等位基因，pr(紫眼基因)和w(白眼基因)也是非同源染色体上的非等位基因，D错误。
3．B　解析：细胞核中的遗传物质全部分布在染色体上，但细胞质中的遗传物质分布在线粒体和叶绿体中，所以说染色体是遗传物质的主要载体，A正确；由图分析可知，D是构成DNA的基本单位——脱氧核苷酸，所以C(碱基)只有四种，B错误；基因通常是具有遗传效应的DNA片段，基因在染色体上呈线性排列，C正确；基因在复制过程中要严格遵循碱基互补配对原则，以确保遗传信息准确地传递给子代，D正确。
4．B　解析：DNA中的碱基为A、T、C、G，U是RNA特有的碱基，B错误。
5．B　解析：DNA分子复制时需要DNA聚合酶催化单个的脱氧核苷酸连接到正在合成的子链上，在自然界中该DNA无法完成自我延续和表达，即无法完成复制过程，可能是因为缺少该DNA复制所需的DNA聚合酶，A正确；基因是有遗传效应的核酸片段，该DNA无法完成自我延续和表达，故不属于基因片段，B错误；四种新碱基加入后，脱氧核苷酸成为8种，同样长度的DNA排列的可能性由4n变为8n，故同样长度的DNA能储存的信息量增大，C正确；由于A—T之间有2个氢键，而C—G、S—B、P—Z之间都有3个氢键，且含a个碱基对的该DNA分子中含有b个腺嘌呤，即A＋T＝2b，其余碱基对个数＝(2a－2b)/2＝a－b，则该DNA分子中氢键个数为(a－b)×3＋2b＝3a－b，D正确。
6．A　解析：基因R、S、N、O在一条染色体上，互为非等位基因，A正确；基因R、S、N、O的中A/T的比例相同，都为1，B错误；基因R、S、N、O的碱基排列顺序代表遗传信息，C错误；对于某些RNA病毒而言，基因是有遗传效应的RNA片段，D错误。
7．C　解析：基因中的脱氧核苷酸(碱基对)排列顺序代表遗传信息，基因通常是具有遗传效应的DNA片段，基因Ⅰ中既具有遗传信息，也具有遗传效应，A错误；基因Ⅰ和基因Ⅱ的结构差别在于内部碱基对的数目、排列顺序不同，B错误；一条染色体上有多个基因，基因在染色体上呈线性排列，C正确；基因Ⅰ与基因Ⅱ位于同一条染色体上，减数分裂时一般不能发生分离，D错误。
8．A　解析：一个DNA分子上有许多个基因，真核生物并非基因与基因紧密相连，没有遗传效应的DNA片段并不是基因，故一个由n个脱氧核苷酸构成的DNA分子中，包含了m个基因，基因的平均长度小于n/(2m)个脱氧核苷酸对，B错误；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，C错误；基因中脱氧核苷酸序列就是遗传信息，可以通过有丝分裂和减数分裂传递给后代，D错误。
9．A　解析：水稻的染色体由DNA和蛋白质组成，是DNA的主要载体，细胞质中的线粒体和叶绿体中也含有少量DNA，A错误；基因是有遗传效应的DNA片段，不同的耐盐碱相关基因具有不同的遗传效应，其脱氧核苷酸排列顺序不同，B正确；DNA分子中脱氧核苷酸的数量和排列顺序的不同，决定了基因的多样性和特异性，C正确；海水稻细胞在未进行DNA复制时，一条染色体上含有一个DNA分子，在进行DNA复制后，一条染色体上含有两个DNA分子，DNA是遗传信息的携带者，D正确。
10．C　解析：图甲结果说明基因存在于染色体上，但不能说明基因是具有遗传效应的DNA片段，A错误；同源染色体相同位点的基因可能是相同基因也可能是等位基因，等位基因的核苷酸序列不相同，B错误；图乙中白眼基因和朱红眼基因位于同一条染色体上，属于非等位基因，C正确；由图可知，每条染色体上的相同位置有两个荧光位点，说明此时发生了染色体复制，每条染色体上有两条姐妹染色单体，该细胞形成的一个次级卵母细胞中，若处于减数分裂Ⅱ前期和中期，则一条染色体同一位置同种荧光点有2个，若处于减数分裂Ⅱ后期，一条染色体同一位置同种荧光点有1个，D错误。
11．(1) 染色质　脱氧核苷酸的排列顺序不同　(2) 胸腺嘧啶、腺嘌呤、胞嘧啶　(3) 碱基互补配对　4∶6∶4∶6(或2∶3∶2∶3)　(4) b
12．(1) 碱基互补配对原则　(2) 孩子的每一对同源染色体必定一条来自母亲，一条来自父亲　(3) B　(4) DNA分子具有多样性和特异性
解析：由于每一对同源染色体必定一条来自母亲，一条来自父亲，因此小孩的条码会一半与其生母相吻合，另一半与其生父相吻合。某小孩上面条码与母亲吻合，则下面条码应与父亲吻合，故小孩的真正生物学父亲是B。第4节　基因通常是有遗传效应的DNA片段
知识目标 素养目标
1．举例说明基因是有遗传效应的DNA片段(重点)； 2．说明DNA的多样性和特异性(重点)； 3．说明脱氧核苷酸序列和遗传信息多样性的关系(难点) 生命观念：通过实例，认识生命现象，揭示生命规律，理解生命的信息性； 科学思维：通过比较归纳，理解基因、DNA和染色体的关系
目标　基因是什么
1．基因与DNA等的关系
2．脱氧核苷酸与遗传信息的关系
如果由2 000个脱氧核苷酸构成一个基因，则可能有____种脱氧核苷酸排列顺序。由此可说明DNA(基因)具有__ __性。若某个基因中有2 000个脱氧核苷酸，则该基因中有____种脱氧核苷酸排列顺序。
小结 　
(1) 基因的内涵
(2) DNA的结构特点
果蝇X染色体上的部分基因如下图所示。下列叙述正确的是(　　)
A．朱红眼和深红眼基因为等位基因
B．图中基因在X染色体上呈线性排列
C．X染色体上的基因只在雌性个体中存在
D．图中这些基因的主要区别在于碱基种类和数量不同
一、 知识构建评价
二、 概念诊断评价
(1) 基因在DNA上是不连续分布的。(　　)
(2) 真核细胞的基因只存在于细胞核中，而核酸并非仅存在于细胞核中。(　　)
(3) 基因不只位于染色体上，染色体是基因的主要载体。(　　)
(4) 基因中所含的碱基总数等于DNA分子中的碱基总数。(　　)
(5) DNA分子的多样性和特异性主要与它的空间结构密切相关。(　　)
(6) HIV的基因是指具有遗传效应的RNA片段。(　　)
三、 学情随堂评价
1．下列关于基因、DNA和染色体及其相互关系的叙述，错误的是(　　)
A．细胞生物的一个基因由多个脱氧核苷酸组成
B．生物体多样性和特异性是DNA多样性和特异性的物质基础
C．基因是有遗传效应的DNA或RNA片段
D．真核生物中DNA的载体除了染色体，还有线粒体、叶绿体等
2．大熊猫已在地球上生存了至少800万年，被誉为“活化石”和“中国国宝”，其黑白毛色是由基因控制的，深受人们的喜爱。下列相关说法错误的是(　　)
A．控制大熊猫黑白毛色的基因是其 DNA 上有遗传效应的片段之一
B．大熊猫的遗传物质主要是DNA
C．大熊猫细胞中的染色体数小于其基因数目
D．大熊猫特有的遗传信息蕴藏在其特定的碱基序列中
3．染色体是核DNA的载体，基因通常是具有遗传效应的DNA片段，能正确表示染色体、核DNA、核基因三者关系的示意图是(　　)
A． B．
C． D．
第4节　基因通常是有遗传效应的DNA片段
知识目标 素养目标
1．举例说明基因是有遗传效应的DNA片段(重点)； 2．说明DNA的多样性和特异性(重点)； 3．说明脱氧核苷酸序列和遗传信息多样性的关系(难点) 生命观念：通过实例，认识生命现象，揭示生命规律，理解生命的信息性； 科学思维：通过比较归纳，理解基因、DNA和染色体的关系
目标　基因是什么
1．基因与DNA等的关系
2．脱氧核苷酸与遗传信息的关系
如果由2 000个脱氧核苷酸构成一个基因，则可能有__41_000__种脱氧核苷酸排列顺序。由此可说明DNA(基因)具有__多样__性。若某个基因中有2 000个脱氧核苷酸，则该基因中有__1__种脱氧核苷酸排列顺序。
小结 　
(1) 基因的内涵
(2) DNA的结构特点
果蝇X染色体上的部分基因如下图所示。下列叙述正确的是(　B　)
A．朱红眼和深红眼基因为等位基因
B．图中基因在X染色体上呈线性排列
C．X染色体上的基因只在雌性个体中存在
D．图中这些基因的主要区别在于碱基种类和数量不同
解析：等位基因是指位于同源染色体相同位置上控制相对性状的基因，朱红眼和深红眼基因都位于一条X染色体上，为非等位基因，A错误；X染色体上的基因在雌性个体和雄性个体中均可以存在，C错误；图中基因的碱基种类相同，都是A、T、G、C，基因的不同在于碱基的数量和排列顺序不同，D错误。
一、 知识构建评价
二、 概念诊断评价
(1) 基因在DNA上是不连续分布的。(　√　)
(2) 真核细胞的基因只存在于细胞核中，而核酸并非仅存在于细胞核中。(　×　)
(3) 基因不只位于染色体上，染色体是基因的主要载体。(　√　)
(4) 基因中所含的碱基总数等于DNA分子中的碱基总数。(　×　)
(5) DNA分子的多样性和特异性主要与它的空间结构密切相关。(　×　)
(6) HIV的基因是指具有遗传效应的RNA片段。(　√　)
三、 学情随堂评价
1．下列关于基因、DNA和染色体及其相互关系的叙述，错误的是(　B　)
A．细胞生物的一个基因由多个脱氧核苷酸组成
B．生物体多样性和特异性是DNA多样性和特异性的物质基础
C．基因是有遗传效应的DNA或RNA片段
D．真核生物中DNA的载体除了染色体，还有线粒体、叶绿体等
解析：生物体的多样性和特异性由DNA的多样性(碱基排列顺序)和特异性(特定碱基序列)决定，B错误。
2．大熊猫已在地球上生存了至少800万年，被誉为“活化石”和“中国国宝”，其黑白毛色是由基因控制的，深受人们的喜爱。下列相关说法错误的是(　B　)
A．控制大熊猫黑白毛色的基因是其 DNA 上有遗传效应的片段之一
B．大熊猫的遗传物质主要是DNA
C．大熊猫细胞中的染色体数小于其基因数目
D．大熊猫特有的遗传信息蕴藏在其特定的碱基序列中
解析：大熊猫的遗传物质是DNA，不能说主要是DNA，B错误；一条染色体上一般含有1个DNA分子，1个DNA分子上有许多个基因，因此大熊猫细胞中的染色体数小于其基因数目，C正确。
3．染色体是核DNA的载体，基因通常是具有遗传效应的DNA片段，能正确表示染色体、核DNA、核基因三者关系的示意图是(　C　)
A． B．
C． D．
解析：在细胞核中，基因是有遗传效应的DNA片段，所以核DNA包含核基因。染色体主要由核DNA和蛋白质组成，所以染色体包括核DNA。

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