人教版 (2019)必修2《遗传与进化》第4节 基因通常是有遗传效应的DNA片段精品课时作业

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3.4基因通常是有遗传效应的DNA片段

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教学目标
课程标准
目标解读
1. 概述多数生物的基因是DNA分子的功能片段，有些病毒的基因在RNA分子上。
1. 举例说明基因通常是有遗传效应的DNA片段。
2. 运用数学方法说明DNA的多样性和特异性。
3. 说明基因与DNA的关系。
教学重点
1. 基因通常是有遗传效应的DNA片段。
2. DNA的多样性和特异性。
教学难点
脱氧核苷酸序列与遗传信息多样性的关系。

知识精讲


知识点01 说明基因与DNA的关系的实例
根据资料1和3得出基因与DNA的数量关系：每个DNA分子上有许多个基因，每个基因都是DNA上特定的片段
根据资料2说明了基因具有怎样的作用（功能）：基因能复制、传递和表达性状，即基因具有遗传效应。
从DNA水平上给基因下个定义，既能反映DNA与基因的关系，又能体现基因的作用（功能）：基因是有遗传效应的DNA片段
根据资料4说明基因是有遗传效应的RNA片段。
所以，基因通常是有遗传效应的DNA片段
拓展：基因概念的理解
⑴从结构上看：
①基因是DNA上一个个特定的片段，一个DNA分子上有许多个基因。
②基因与DNA结构一样，也是由四种脱氧核苷酸按一定顺序排列而成的，也是双螺旋结构。
③每个基因的脱氧核苷酸数目及排序是特定的。
④基因中的碱基排列顺序（或脱氧核苷酸的排列顺序）代表遗传信息。
⑵从功能上看：
基因具有遗传效应（即：基因能复制、转录和翻译），即基因能控制生物的性状，基因是控制生物性状的基本单位，特定的基因决定特定的性状。

知识点02 DNA片段中的遗传信息和DNA的特性
遗传信息：脱氧核苷酸的排列顺序（或碱基的排列顺序）
DNA分子具有多样性----碱基排列顺序千变万化
DNA分子具有特异性----碱基的特定的排列顺序

知识点03 染色体、DNA、基因、脱氧核苷酸之间的关系

能力拓展

考点01 基因都是有遗传效应的DNA片段吗？
遗传效应就是对蛋白质合成有直接或间接影响的能力，有遗传效应的DNA片段就是能够直接指导或间接调控蛋白质合成的碱基序列。研究发现，人体每个体细胞染色体DNA上共有碱基对三十亿个，其中绝大部分遗传信息并不会表达出来，同时对性状也没有直接的影响，这些我们称之为没有遗传效应的DNA片段，反之即为有遗传效应，称为基因。基因分编码区和非编码区两部分，而非编码区只能调节蛋白质的合成，但是无论是非编码区还是编码区对于生物性状的正常表达来说都是不可或缺的，因此都是基因的一部分，也就都有遗传效应。
基因是有遗传效应的DNA片段，一般指位于染色体上编码一个特定功能产物的一段核苷酸序列。但对于RNA病毒来说，RNA上的某些特定的核糖核苷酸序列也是基因，基因又是有遗传效应的RNA片段。
可见，基因是有遗传效应的RNA或RNA片段。
【典例1】下列关于基因的叙述，不正确的是（）
A. 基因通常是有遗传效应的DNA 片段
B. 基因能控制生物体的性状，而性状的形成同时还受到环境的影响
C. 基因中的脱氧核苷酸共有5种
D. 核苷酸的排列顺序代表遗传信息
【答案】
C 
【解析】
【分析】
本题考查基因的相关知识，要求考生识记基因的概念，掌握基因与DNA、基因与染色体之间的关系，能结合所学的知识准确判断各选项
【解答】
A.基因通常是有遗传效应的DNA片段，A正确；
B.基因能控制生物体的性状，而性状的形成同时还受到环境的影响，即生物的性状表现是基因型与环境条件共同作用的结果，B正确；
C.基因通常是有遗传效应的DNA片段，基因中的脱氧核苷酸共有4种，即腺嘌呤脱氧核苷酸、鸟嘌呤脱氧核苷酸、胞嘧啶脱氧核苷酸、胸腺嘧啶脱氧核苷酸，C错误；
D.基因中的核苷酸的排列顺序代表遗传信息，D正确。
故选C。  

分层提分


题组A 基础过关练
一、单项选择题
1. 不同基因携带不同的遗传信息的原因是（）
A. 不同基因的碱基种类不同 B. 碱基对的排列顺序决定基因的不同
C. 磷酸和核糖排列顺序决定了基因的不同 D. 碱基配对方式的不同决定了基因的不同
【答案】
B 
【解析】
【分析】
本题考查基因的知识点，要求学生掌握基因的概念以及遗传信息的实质是解决问题的关键。
遗传信息是指基因中脱氧核苷酸的排列顺序，不同的基因的脱氧核苷酸（碱基对)的排列顺序不同，因此不同的基因携带不同遗传信息。
【解答】
A.不同基因的碱基种类一般相同，一般都含有A、T、G、C4种碱基，A错误；
B.不同的基因的脱氧核苷酸(碱基对）的排列顺序不同，因此不同的基因携带不同遗传信息，B正确；
C.不同的基因的磷酸和脱氧核糖的排列顺序相同，都是磷酸和脱氧核糖交替排列，构成了DNA分子的基本骨架，C错误；
D.不同基因的碱基碱基配对方式相同，都是A与T、C与G互补配对，D错误。
故选B。  
2. 细胞核内与遗传有关的物质，从复杂到简单的结构层次是（）
A. DNA→染色体→脱氧核苷酸→基因 B. 染色体→脱氧核苷酸→DNA→基因
C. DNA→染色体→基因→脱氧核苷酸 D. 染色体→DNA→基因→脱氧核苷酸
【答案】
D 
【解析】
【分析】
本题考查了基因、DNA和染色体之间的关系，意在考查考生识记并理解所学知识的要点，把握知识间的内在联系的能力。
1.染色体主要由DNA和蛋白质组成；
2.基因是有遗传效应的DNA片段，是控制生物性状的遗传物质的功能单位和结构单位；
3.每条染色体含有多个基因，基因是染色体上呈线性排列。
​【解答】
染色体由DNA和蛋白质组成，DNA的主要载体是染色体；基因是有遗传效应的DNA片段，每个DNA上有很多个基因；基因的基本组成单位是脱氧核苷酸，基因的不同在于脱氧核苷酸的排列顺序不同。故从复杂到简单的结构层次是染色体→DNA→基因→脱氧核苷酸。综上所述，D正确，ABC错误。 
故选D。  
3. 下图中1、2、3表示哺乳动物一条染色体上相邻的三个基因，4、5为基因间的间隔序列。相关叙述错误的是（）

A. 基因1、2、3有可能在同一个细胞内都表达
B. 基因1和基因3都位于染色体上且间隔远，遵循基因自由组合定律
C. 图中片段4、5的基本组成单位是脱氧核苷酸
D. 三个基因独立存在，不会相互融合，但功能上可以共同控制某一性状
【答案】
B 
【解析】
【分析】
本题的知识点是DNA分子的特异性，基因突变，基因、蛋白质、性状之间的关系，细胞分化的实质，对相关知识点的综合理解应用，把握知识点间的内在联系是解题的关键。
【解答】
A.由于基因的选择性表达，基因1、2、3有可能在同一个细胞内都表达，也有可能不能在同一细胞表达，A正确；
B.基因1和基因3都位于一条染色体上且间隔远，不遵循基因自由组合定律，遵循连锁互换定律，B错误；
C.图中片段4、5的基本组成单位是脱氧核苷酸，C正确；
D.三个基因独立存在，不会相互融合，但功能上可以共同控制某一性状，D正确。
​故选B。
  
4. 下列有关基因的观点错误的是（　　）
A. 基因是DNA分子上具有遗传效应的脱氧核苷酸序列
B. 基因在染色体上呈线性排列
C. 人胰岛B细胞能够合成胰岛素而胰岛A细胞不能合成，是由于胰岛A细胞不含控制胰岛素合成的基因
D. 基因的基本组成单位是脱氧核苷酸
【答案】
C 
【解析】
【分析】
本题考查基因的相关知识，要求考生识记基因的概念，掌握基因与DNA、基因与染色体的关系，能结合细胞分化的相关知识准确答题。
1.基因的概念：基因是具有遗传效应的DNA片段，是决定生物性状的基本单位。
2.基因和染色体的关系：基因在染色体上，并且在染色体上呈线性排列，染色体是基因的主要载体。
3.基因和脱氧核苷酸的关系：每个基因中含有成百上千个脱氧核苷酸。
4.基因和遗传信息的关系：基因中的脱氧核苷酸（碱基对）排列顺序代表遗传信息。
【解答】
A.基因是DNA分子上具有遗传效应的脱氧核苷酸序列，A正确；
B.基因在染色体上呈线性排列，B正确；
C.人胰岛B细胞能够合成胰岛素而胰岛A细胞不能合成，是由于基因的选择性表达，C错误；
D.基因的基本组成单位是脱氧核苷酸，D正确。
故选C。  
5. “人类基因组计划”研究表明,人体的23对染色体约含有3万～3.5万多个基因,这一事实说明（）
A. 基因是DNA上的有遗传效应的片段 B. 基因是染色体的片段
C. 一个DNA分子上有许多基因 D. 基因只存在于染色体上
【答案】
C 
【解析】
【分析】
本题借助“人类基因组计划”主要考查染色体、基因、DNA的关系及分析能力，意在考查考生结合相关知识，运用所给事实，判断分析问题的能力。
【解答】
A.基因是有遗传效应的DNA片段，说法正确，但不能从这个事实中得出此结论，A不符合题意；
B.染色体是基因的主要载体，染色体主要由DNA和蛋白质构成，所以不能说基因是染色体的片段，B不符合题意；
C.每条染色体上含有1个DNA分子，人类23对染色体上含有46个DNA分子，却有3万到3.5万个基因，说明一个DNA分子上有许多个基因，C符合题意；
D.染色体是基因的主要载体，基因除位于染色体上外，细胞质DNA中也存在基因，D不符合题意。
故选C。  
6. 下列类于基因和DNA的叙述，正确的是（）
A. 海蜇的绿色荧光蛋白基因不能在小鼠体细胞内稳定表达
B. 人类基因组计划需测定23条染色体上所有基因的碱基排列顺序
C. DNA中任一片段都是基因
D. 生物体多样性和特异性的物质基础是DNA分子的多样性和特异性
【答案】
D 
【解析】
【分析】
本题考查基因和DNA的相关知识，难度一般。考查学生的识记、理解与分析能力，要求一般。解答关键是记住和理解基因和DNA的相关知识。
1、染色体的主要成分是DNA和蛋白质，染色体是DNA的主要载体；
2、基因是有遗传效应的DNA片段，是控制生物性状的遗传物质的功能单位和结构单位，DNA和基因的基本组成单位都是脱氧核苷酸。
3、基因在染色体上，且一条染色体含有多个基因，基因在染色体上呈线性排列。
【解答】
A.海蜇的绿色荧光蛋白基因能在小鼠体细胞内稳定表达，A错误；
B.人类基因组计划需测定24条染色体上所有基因的碱基排列顺序，B错误；
C.DNA中具有遗传效应的片段是基因，C错误；
D.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，D正确。
故选D。  
7. 人类基因组计划测定了24条染色体上DNA的碱基序列。每条染色体上有一个DNA分子。这24个DNA分子大约含有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％。下列说法正确的是( )
A. 人类基因组计划需要测定22条常染色体和X、Y染色体上的碱基序列
B. 生物体的DNA分子数目和基因数目相同，基因碱基总数小于DNA分子的碱基总数
C. 基因的碱基数目虽然所占比例较小，但基因在DNA分子上是连续分布的
D. 每个基因的碱基都包括A、T、G、C、U 5种
【答案】
A 
【解析】
【分析】
本题考查基因的概念及人类基因组的知识，属于识记水平，解题的关键是理解基因的本质。
【解答】
A.人类基因组计划需要测定1-22号染色体各一条（常染色体）和X、Y染色体上的24个DNA分子的碱基序列，A正确；
B.1个DNA分子含多个基因，生物体的DNA分子数目小于基因数目，B错误；
C.基因在DNA分子上的分布是不连续的，C错误；
D.基因通常是有遗传效应的DNA片段，DNA含A、T、G、C4种碱基，D错误。
​​​​​​​故选A。  
8. 下图示真核生物染色体组成。1、2、3、4分别表示（）

A. 胸腺嘧啶、非编码区、内含子、外显子
B. 胸腺嘧啶、非编码区、启动子、终止子
C. 胸腺嘧啶、非编码序列、起始密码子、终止密码子
D. 尿嘧啶、非编码序列、内含子、外显子
【答案】
A 
【解析】
​【分析】  
本题考查基因的组成，意在考查考生识记所列知识点，并能运用所学知识做出合理的判断或得出正确的结论的能力。
【解答】 
脱氧核苷酸中的碱基组成是A、T、C、G，所以1是胸腺嘧啶，基因是由编码区和非编码区组成，编码区又分为外显子和内含子，综上所述，A正确，BCD错误。
​故选A。  
9. 下列关于真核生物中基因、染色体和性状的叙述，正确的是（　　）
A. 基因是有遗传效应的DNA片段 B. 染色体的主要成分是RNA和蛋白质
C. 染色体主要分布在细胞质中 D. 生物体性状的表现不受环境影响
【答案】
A 
【解析】
【分析】
​本题考查了基因、染色体和性状之间的关系，对于染色体、DNA、基因关系的理解并把握知识点之间的内在联系是本题考查的重点。
染色体由DNA和蛋白质组成，基因位于染色体上，呈线性排列，基因是有遗传效应的DNA片段，基因的本质是DNA，DNA的基本组成单位是脱氧核糖核苷酸。
【解答】
A.基因是有遗传效应的DNA片段，A正确；
B.染色体的主要成分是DNA和蛋白质，B错误；
C.染色体分布在细胞核中，C错误；
D.生物体性状受基因的控制，也受环境影响，D错误。
故选A。  
二、填空题
10. 如图表示细胞内与基因有关的物质或结构，请仔细阅读并回答问题：

(1)细胞内的遗传物质是[g]________，基因和g的关系是________。
(2)e和g的关系是________，g被彻底水解后的产物可用字母________表示。
(3)遗传物质的主要载体是[i]_________，基因和i的关系是_________。
(4)g的成分与RNA的成分相比，主要差异在于五碳糖和________的种类不同。
(5)g的空间结构一般表现为________，若其中(C＋G)/(T＋A)＝1/2，则其单链中(C＋G)/(T＋A)为________。
【答案】
（1）DNA；基因是有遗传效应的g(DNA)片段
（2）e是组成g的基本单位；b、c、d
（3）染色体；基因在染色体上呈线性排列　
（4）碱基         
（5）双螺旋结构； 
【解析】
【分析】
本题知识点简单，考查DNA分子结构的主要特点、RNA的分子组成，要求考生识记DNA和RNA分子的化学组成及特点，能列表对两者进行比较，再根据题干要求准确解答。
1.分析图形：f是基因，e是组成单位核苷酸，bcd是五碳糖、磷酸、含氮碱基，元素a是C、H、O、N、P．g是DNA，h是蛋白质，i是染色体．
2.DNA与RNA的区别：
英文缩写
基本组成单位
五碳糖
含氮碱基
存在场所
结构
DNA
脱氧核糖核苷酸
脱氧核糖
A、C、G、T
主要在细胞核中，在叶绿体和线粒体中有少量存在
一般是双链结构
RNA
核糖核苷酸
核糖

A、C、G、U
主要存在细胞质中
一般是单链结构
【解答】
（1）细胞内的遗传物质是[g]DNA，基因是DNA上有遗传效应的结构和功能单位。
（2）e是组成单位核苷酸，g是DNA，e和g的关系是 e是g的基本单位，g被彻底水解后的产物为磷酸、五碳糖和碱基，可用字母b、c、d表示。
（3）遗传物质的主要载体是染色体，一条染色体上有许多基因，基因在染色体上呈线性排列。
（4）g是DNA的成分与RNA的成分相比，主要差异在于五碳糖和碱基的种类不同。
（6）g的空间结构一般表现为双螺旋，由于A=T，G=C，若其中=，故A+T占，则A占总碱基数的比例为，其单链之一的和双链相同，故为。
故答案为：
（1）DNA；基因是有遗传效应的g(DNA)片段
（2）e是组成g的基本单位；b、c、d
（3）染色体；基因在染色体上呈线性排列　
（4）碱基         
（5）双螺旋结构；  

题组B 能力提升练
一、单项选择题
1. 如图为果蝇某一条染色体上的几个基因示意图，从中得到的正确结论是（）

A. R基因中与脱氧核糖直接相连的一般是一个磷酸基和一个碱基
B. 基因具有遗传效应的DNA片段，一条染色体上可以有多个基因
C. 果蝇的每个基因是由成百上千个核糖核苷酸组成的
D. R、S、N、O互为等位基因
【答案】
B 
【解析】
【分析】
本题的知识点是基因的概念和本质，基因、DNA、染色体之间的关系，旨在考查学生理解相关概念的要点，把握知识的内在联系形成知识网络的能力。
DNA的基本组成单位是脱氧核苷酸，脱氧核苷酸由磷酸二酯键连接形成脱氧核苷酸链，DNA分子一般是由两条反向、平行的脱氧核苷酸链组成的规则的双螺旋结构；基因是有遗传效应的DNA片段；基因位于染色体上，成线性排列，一条染色体含有许多个基因；位于一对同源染色体上的同一位置上控制着相对性状的基因叫等位基因。
【解答】
A.R基因中与脱氧核糖直接相连的一般是2个磷酸基和一个碱基，A错误；
B.基因是有遗传效应的DNA片段，一条染色体上可以有多个基因，B正确；
C.果蝇的每个基因是由成百上千个脱氧核苷酸组成的，C错误；
D.等位基因位于一对同源染色体上，图中的R、S、N、O位于一条染色体上，不是互为等位基因，D错误。
故选B。  
2. 下列关于基因的说法，正确的是( )
A. 细胞中基因的载体都是染色体
B. 人类基因组计划要测定的是23条染色体上所有基因的碱基序列
C. T2噬菌体DNA上有遗传效应的片段比大肠杆菌DNA上有遗传效应的片段少
D. 一对等位基因只能控制生物的一种性状
【答案】
C 
【解析】
【分析】
本题考查基因的相关知识，意在考查学生的识记能力和判断能力，运用所学知识综合分析问题的能力。
基因是有遗传效应的DNA片段，其中脱氧核苷酸特定的排列顺序决定了DNA（基因）的特异性；基因在染色体上呈线性排列。
【解答】
A.基因是有遗传效应的DNA片段，基因主要位于染色体上，但由于线粒体和叶绿体中也有少量的DNA，所以基因不一定位于染色体上，A错误；
B..人类基因组计划需要测定22条常染色体和2条性染色体（X、Y）上共24条的染色体上全部基因的碱基序列，B错误；
C.T2噬菌体比大肠杆菌的结构简单，性状少，DNA上有遗传效应的片段比大肠杆菌DNA上有遗传效应的片段少，C正确；
D.生物的某一性状可受多对等位基因控制，一对等位基因也可能参与多对性状的控制，D错误。  
3. 结合下图，下列有关叙述中正确的是（）

A. 若该图表示连续分裂的细胞，则a+b可表示一个细胞周期
B. 若a-e表示一个真核生物的基因结构，则b、d表示外显子，a、c、e表示非编码区
C. 若a-c表示一个原核生物的基因结构，则终止密码子位于c区段上
D. 若 a、c、e表示三个相邻的基因，则b、d不具有遗传效应
【答案】
D 
【解析】
【分析】
本题考查有丝分裂、基因的本质和结构，答题关键是识记相关知识点，要求考生有一定的识图能力及将所学知识形成网络结构的能力。
【解答】
A.一个细胞周期从一次分裂完成开始到下一次分裂为止，b+c是一个周期，d+e是一个周期，A错误；
B.若a-e表示一个真核生物的基因结构，则b、d表示外显子，a、e表示非编码区，c为内含子，B错误；
C.若a-c表示一个原核生物的基因结构，则终止子位于c区段上，C错误；
D.若 a、c、e表示三个相邻的基因，则b、d不具有遗传效应，D正确。  
4. 下图为CYP基因结构示意图，其中K、M区段为内含子，其编码CYP酶。若该基因经改造能在大肠杆菌中表达CYP酶，则改造后的CYP基因编码区无______片段。    

A. E、O B. J、K C. K、M D. L、N
【答案】
C 
【解析】
【分析】
本题涉及到的知识点为基因结构，旨在考查学生的综合分析能力。
【解答】
与原核生物的基因结构相比，真核生物基因的编码区是不连续的，由外显子（能够编码蛋白质的序列，图示J、L、N区段）和内含子（不能编码蛋白质的序列，图示K、M区段）间隔而构成，而原核生物的基因编码区是连续的，其中不存在内含子区段。
因为该基因编码CYP酶，其中K、M区段为内含子，​​​​​​​为了使CYP基因能在大肠杆菌（原核生物）中表达，所以改造后的CYP基因编码区无内含子片段，即K、M。综合以上分析，ABD都不符合题意，C符合题意。
​​​​​​​故选C。  
5. 某雌雄同株植物（2N＝24）的缺刻叶（B）对全缘叶（b）为完全显性，已知含基因b的花粉50％不育，纯合缺刻叶和全缘叶植株杂交得F1，F1自交得F2。下列有关叙述错误的是（）
A. 基因B和b的根本区别是脱氧核苷酸的排列顺序不同
B. 欲测定该植物基因组序列，需测定12条染色体上的DNA
C. 上述F2中植株的表现型及比例为缺刻叶︰全缘叶＝3︰1
D. 用F1作为父本进行测交，后代植株的表现型比例为2︰1
【答案】
C 
【解析】
【分析】
本题考查基因、遗传定律和基因组的知识点，要求学生掌握等位基因的区别，把握基因分离定律的应用和计算，理解基因组的概念。
【解答】
A.基因B和b属于等位基因，基因中脱氧核苷酸的排列顺序代表遗传信息，因此二者的根本区别是脱氧核苷酸的排列顺序不同，A正确；
B.根据题意可知，该植物为雌雄同株，因此没有性染色体，且2N＝24，因此欲测定该植物基因组序列，需测定12条染色体上的DNA，B正确；
C.根据题意，纯合缺刻叶BB和全缘叶bb植株杂交得F1，F1的基因型为Bb，F1自交时，产生的花粉为2/3B、1/3b，产生的卵细胞为1/2B、1/2b，则自交得F2的基因型及其比例为1/3BB、1/2Bb、1/6bb，故F2中植株的表现型及比例为缺刻叶︰全缘叶＝5：1，C错误；
D.用F1作为父本（Bb）进行测交，即与母本bb测交，Bb产生的花粉为2/3B、1/3b，则后代植株的基因型为2/3Bb、1/3bb，故表现型比例为缺刻叶︰全缘叶＝2︰1，D正确。
故选C。  
6. 下列有关基因和染色体的叙述错误的是(   )
①染色体是基因的主要载体，基因在染色体上呈线性排列
②摩尔根利用果蝇进行杂交实验，运用“假说一演绎”法确定了基因在染色体上
③同源染色体的相同位置上一定是等位基因
④一条染色体上有许多基因，染色体就是由基因组成的
⑤萨顿研究蝗虫的减数分裂，运用类比推理的方法提出假说“基因在染色体上”
A. ①②③⑤ B. ②③④ C. ③④ D. ①②⑤
【答案】
C 
【解析】
【解答】
①染色体是基因的主要载体，一条染色体含有多个基因，基因在染色体上呈线性排列，①正确；
②摩尔根利用果蝇进行杂交实验，运用“假说一演绎”法确定了基因在染色体上，②正确；
③同源染色体的相同位置上可能是等位基因，也可能是相同基因，③错误；
④一条染色体上有许多基因，染色体主要由蛋白质和DNA组成，④错误；
⑤萨顿研究蝗虫的减数分裂，运用类比推理的方法提出假说“基因在染色体上”，⑤正确。
故选C。
【分析】
1、基因和染色体的关系：基因在染色体上，并且在染色体上呈线性排列，染色体是基因的主要载体。
2、萨顿运用类比推理的方法提出基因在染色体的假说，摩尔根运用假说-演绎法证明基因在染色体上。
本题考查基因、人类对遗传物质的探索，要求考生识记基因的概念，掌握基因与染色体之间的关系；了解人类对遗传物质的探索历程，能结合所学的知识准确判断各叙说。  
7. 下列说法正确的有几项
①水稻（2N＝24）一个染色体组有12条染色体，测定水稻基因组需测13条染色体。
②基因型为AaBb的植物自交，且遵循自由组合规律，后代有三种表现型，则子代中表现型不同于亲本的个体所占比例可能为7/16。
③番茄和马铃薯有性杂交形成的杂种植株含两个染色体组，每个染色体组都包含番茄和马铃薯的各一条染色体。
④三倍体无子西瓜中偶尔出现一些可育的种子，原因是母本在进行减数分裂时，有可能形成部分正常的卵细胞。
⑤孟德尔关于豌豆两对相对性状的杂交实验中，F2出现9∶3∶3∶1的性状分离比取决于雌雄配子的自由组合。
⑥在不同的DNA分子中，互补碱基的和占总碱基数量的比例可能相同。
⑦一只基因型为AaXbY的果蝇，产生了一个AaaXb的精子，则同时产生的另外三个精子可为AXb、Y、Y。
⑧萨顿通过假说演绎推测基因位于染色体上，但未通过实验验证。
A. 2项 B. 3项 C. 4项 D. 5项
【答案】
C 
【解析】
【分析】
本题考查遗传和变异的知识点，考查学生理解知识的能力，题目难度适中。
【解答】
①水稻(2N＝24)一个染色体组有12条染色体，水稻是两性花的作物，所以测定水稻基因组需要测12条染色体，①错误；
②基因型为AaBb的植物自交，且遵循自由组合规律，后代有三种表现型，不同于亲本的基因型有A_bb、aaB_和aabb，占到比例可能为7/16，②正确；
③番茄为二倍体，马铃薯为四倍体，番茄和马铃薯有性杂交形成的杂种植株含三个染色体组，其中一个组包含番茄的所有染色体，另外两个组都是来自马铃薯一组非同源染色体，③错误；
④三倍体无子西瓜中偶尔出现一些可育的种子，原因是母本在进行减数分裂时，有可能形成部分正常的卵细胞，④正确。
⑤孟德尔关于豌豆两对相对性状的杂交实验中，F2出现9∶3∶3∶1的性状分离比，取决于F1形成了数量相等的4种配子，雌雄配子之间有16种结合方式取决于雌雄配子的自由组合，⑤错误。
⑥在不同的DNA分子中，互补碱基的和占总碱基数量的比例可能相同的几率极低，⑥正确；
⑦一只基因型为AaXbY的果蝇，产生了一个AaaXb的精子，则同时产生的另外三个精子可为AXb、Y、Y，⑦正确；
⑧萨顿通过假说类比推理推测基因位于染色体上，但未通过实验验证，⑧错误。
综上所述，ABD错误，C正确。
​故选C。  
8. 分别用蛋白酶和DNA酶处理两份相同的染色体样品。蛋白酶处理后的样品中出现游离的氨基酸，并仍具有遗传效应；而用DNA酶处理后的样品中出现游离的脱氧核苷酸，并失去了遗传效应。由此推测错误的是（）
A. 蛋白质和DNA是染色体的组成成分 B. 脱氧核苷酸是DNA的组成单位
C. 氨基酸是具有遗传效应的物质 D. 具有遗传效应的因子位于DNA上
【答案】
C 
【解析】
【分析】
本题考查基因、DNA相关的知识点，考查学生理解知识和分析问题的能力，题目难度适中。
【解答】
A.酶具有专一性，根据题意可推测，蛋白质和DNA是染色体的组成成分，A正确；
B.DNA酶处理样品后出现游离的脱氧核苷酸，说明脱氧核苷酸是DNA的组成单位，B正确；
C.氨基酸是组成蛋白质的基本单位，不具有遗传效应；染色体中除去蛋白质后，具有遗传效应的物质是DNA，C错误；
D.根据题意染色体中水解蛋白质后有遗传效应，而水解DNA之后失去了遗传效应，所以具有遗传效应的因子位于DNA上，D正确。  
9. 下列关于染色体和DNA的关系说法正确的是（　　）
①DNA均位于染色体上；
②染色体就是DNA；
③DNA是染色体的主要成分；
④染色体和DNA都是遗传物质；
⑤每条染色体上总是只含一个DNA分子；
⑥染色体的基本组成单位是脱氧核苷酸；
⑦染色体和DNA都是在间期复制并加倍；
⑧有丝分裂中，染色体和DNA都是在间期复制、后期加倍；
⑨基因都位于DNA上，也都位于染色体上．
A. ④⑧⑨ B. ②③⑤⑥ C. ①⑦⑨ D. ③
【答案】
D 
【解析】解：①DNA主要位于染色体上，此外在线粒体和叶绿体中也含有少量的DNA，①错误；
②染色体主要由DNA和蛋白质组成，②错误；
③DNA染色体的主要成分是DNA和蛋白质，③正确；
④染色体是遗传物质的主要载体，④错误；
⑤每条染色体含一个或两个DNA分子，⑤错误；
⑥染色体的主要成分是DNA和蛋白质，因此其基本组成单位是脱氧核苷酸和氨基酸，⑥错误；
⑦染色体在间期复制后并没有加倍，⑦错误；
⑧有丝分裂中，DNA是在间期复制加倍的，⑧错误；
⑨基因都位于DNA上，但不一定位于染色体上，⑨错误。
故选：D。
1、有丝分裂过程中染色体和DNA变化特点（体细胞染色体为2N）：染色体变化：后期加倍（4N），平时不变（2N）；   
DNA变化：间期加倍（2N→4N），末期还原（2N）．
2、基因是有遗传效应的DNA片段，因此其基本组成单位是脱氧核苷酸；基因是控制生物性状的遗传物质的功能单位和结构单位；基因在染色体上呈线性排列。染色体是DNA的主要载体。
本题考查细胞有丝分裂不同时期的特点、基因与DNA的关系，要求考生识记细胞有丝分裂不同时期的特点，掌握有丝分裂过程中DNA和染色体数目变化规律；识记基因、DNA和染色体之间的关系，能结合所学的知识准确判断各选项。
10. 下列有关真核生物基因的说法，正确的是（　　）
①基因是有遗传效应的DNA片段
②基因的基本单位是核糖核苷酸
③基因存在于细胞核、核糖体等结构中
④基因表达时会受到环境的影响
⑤DNA分子每一个片段都是一个基因
⑥基因在染色体上呈线性排列
⑦基因的分子结构首先由摩尔根发现．
A. ①②③ B. ②④⑥ C. ①④⑥ D. ③④⑤
【答案】
C 
【解析】解：①基因是有遗传效应的DNA片段，①正确；
②基因的基本单位是脱氧核苷酸而不是核糖核苷酸，②错误；
③基因存在于细胞核、线粒体、叶绿体等结构中，核糖体中没有，③错误；
④基因表达时会受到环境的影响，表现型是基因型和环境共同作用的结果，④正确；　
⑤基因是有遗传效应的DNA片段，并不是DNA分子每一个片段都是一个基因，⑤错误；
⑥基因在染色体上呈线性排列，⑥正确；
⑦摩尔根证明了基因在染色体上，而不是基因的分子结构首先由摩尔根发现，⑦错误。
所以正确的有①④⑥。
故选：C。
本题考查基因、DNA和染色体的关系，要求考生识记基因的概念，明确基因是有遗传效应的DNA片段；识记染色体的主要成分，明确基因与染色体之间的关系，能结合所学的知识准确判断各选项。
二、填空题
11. 下图为大肠杆菌细胞内某基因结构示意图，其中一条链已被15N标记。请回答：

（1）此基因是由两条链组成，这两条链按__________方式盘旋成__________结构。
（2）两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，并且A一定与________（填名称）配对；G一定与C配对。碱基之间的这种一一对应的关系，叫做_____________。
（3）该基因在复制时，作用于②的酶是________，该过程______（填“是”或“否”）需要消耗ATP；催化①形成的酶为__________________。
（4）若该基因在含15N的培养液中复制5次，子代中含15N的DNA占______%。该DNA分子的复制方式为________________。
（ 5）基因是有___________的DNA片段，基因能够储存足够量的遗传信息， _____________的千变万化，构成了基因的多样性；碱基的特定的排列顺序，又构成了每一个基因的 ________性。
【答案】
（1）反向平行；双螺旋
（2）胸腺嘧啶；碱基互补配对原则
（3）DNA解旋酶；是；DNA聚合酶　
（4）100；半保留复制
（5）遗传效应；碱基排列顺序（或脱氧核苷酸排列顺序）；特异 
【解析】
【分析】
本题考查基因结构的相关知识，意在考查学生的识图能力和判断能力，运用所学知识综合分析问题的能力。
【解答】
（1）此基因是由两条链组成，这两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构。
（2）两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，并且A一定与胸腺嘧啶配对；G一定与C配对。碱基之间的这种一一对应的关系，叫做碱基互补配对原则。
（3）该基因在复制时，作用于②的酶是DNA解旋酶，该过程需要消耗ATP；催化①形成的酶为DNA聚合酶。
（4）若该基因在含15N的培养液中复制5次，子代中含15N的DNA占100%，该DNA分子的复制方式为半保留复制。
（5）基因是有遗传效应的DNA片段，基因能够储存足够量的遗传信息，碱基排列顺序的千变万化，构成了基因的多样性；碱基的特定的排列顺序，又构成了每一个基因的特异性。  

题组C 培优拔尖练
一、单项选择题
1. 诺如病毒是一种具有高度传染性的RNA病毒，表面由衣壳蛋白覆盖。它主要通过消化道感染人体，使患者出现恶心、呕吐、腹泻等症状。只有科学的认识诺如病毒，才能有效抑制病情的发展。下列有关诺如病毒的叙述，不正确的是（）
A. 诺如病毒依靠表面的蛋白质来准确的识别宿主细胞
B. 诺如病毒在自身体内利用核糖核苷酸来合成遗传物质
C. 诺如病毒的基因是有遗传效应的RNA片段
D. 勤洗手可以有效降低感染诺如病毒的风险
【答案】
B 
【解析】
【分析】
本题主要考查RNA病毒相关知识，意在考查学生对知识的理解和识记能力。
【解答】
A.病毒表面的衣壳蛋白能够识别宿主细胞，A正确；
B.病毒无细胞结构，不能在自身体内独立完成生命活动，只有当侵染宿主细胞后，才能利用细胞的物质和能量来合成遗传物质，B错误；
C.诺如病毒是RNA病毒，遗传物质为RNA，因此诺如病毒的基因是有遗传效应的RNA片段，C正确；
D.诺如病毒主要通过消化道传播，通过勤洗手，可以减少病毒进入消化道的机会，从而降低感染的风险，D正确。
故选B。  
2. 下列有关染色体、DNA、基因、脱氧核苷酸的说法，不正确的是（　　）
A. DNA分子的稳定性与胸腺嘧啶的含量呈正相关
B. 基因是具有遗传效应的DNA片段，一个DNA分子上可含有成百上千个基因
C. 一个基因含有许多个脱氧核苷酸，基因的特异性是由脱氧核苷酸的排列顺序决定的
D. 染色体是DNA的主要载体，一条染色体上含有1个或2个DNA分子
【答案】
A 
【解析】
【分析】
本题考查DNA分子结构的主要特点、基因与遗传信息的关系等，要求考生识记DNA分子结构的主要特点；识记基因的概念，掌握基因与DNA、遗传信息之间的关系，能结合所学的知识准确判断各选项。
【解答】
A、由于C和G之间有3个氢键，A与T之间有2个氢键，因此DNA分子的稳定性与胞嘧啶的含量呈正相关，A错误；
B、基因是具有遗传效应的DNA片段，一个DNA分子上可含有成百上千个基因，B正确；
C、一个基因含有许多个脱氧核苷酸，基因的特异性是由脱氧核苷酸（碱基）特定的排列顺序决定的，C正确；
D、染色体是DNA的主要载体，一条染色体上含有1个或2个DNA分子，D正确。
故选：A。  
3. 下图表示果蝇某细胞中两条染色体上部分基因的分布。下列叙述错误的是（      ）

A. 该细胞可能是次级精母细胞或次级卵母细胞
B. 基因cn与基因v的遗传遵循自由组合定律
C. 基因w、基因cl、基因cn属于复等位基因
D. 图示基因的结构差异在于碱基对的数目和排列顺序不同
【答案】
C 
【解析】
【分析】
本题结合基因分布图，考查了基因的自由组合定律、复等位基因、基因结构等相关知识，意在考查学生的识图能力和判断能力，运用所学知识综合分析问题的能力​​​​​​​。
据图分析，朱红眼基因 cn、暗栗色眼基因cl位于同一条常染色体上，而等位基因应该位于同源染色体上，故cn和cl不是等位基因；辰砂眼基因v和白眼基因w都位于X染色体上，也不是等位基因。
【解答】
A.根据图示，仅仅知道该细胞中含有常染色体和X染色体，所以可能是次级精母细胞或次级卵母细胞，A正确；
B.非同源染色体上的非等位基因的遗传才遵循基因的自由组合定律，基因cn位于常染色体上，而基因v位于X染色体上，故二者的遗传遵循自由组合定律，B正确；
C.在群体中位于某同源染色体同一位置上的两个以上、决定同一性状的基因称为复等位基因。由分析可知，基因w、基因cl、基因cn没有位于同源染色体同一位置上，不属于复等位基因，C错误；
D.图示基因的结构差异在于碱基对的数目和排列顺序不同，D正确。
故选C。  
4. 下列说法正确的是（）
①基因均位于染色体上；② DNA和基因是同一概念；③ DNA是染色体的主要成分；④基因是4种碱基对的随机排列；⑤每条染色体上总是只含一个 DNA分子；⑥ DNA是主要遗传物质；⑦等位基因位于一对姐妹染色单体的相同位置上；⑧ DNA指纹技术的原理是DNA的多样性。
A. ①④⑤ B. ③⑥ C. ⑤⑥ D. ⑥⑧
【答案】
B 
【解析】
【分析】
本题考查基因、染色体等知识，意在考查学生对知识的理解和应用能力。
【解答】
①基因不都位于染色体上，线粒体中也有基因，①错误；
②DNA和基因不是同一概念，基因是有遗传效应的DNA片段，②错误；
③DNA和蛋白质是染色体的主要成分，③正确；
④基因是有遗传效应的DNA片段，不是4种碱基对的随机排列，④错误；
⑤每条染色体上并非总是只含一个DNA分子，含有染色单体的染色体上含2个DNA分子，⑤错误；
⑥含DNA的生物，其DNA是遗传物质，RNA病毒的遗传物质是RNA，DNA是主要遗传物质，⑥正确；
⑦等位基因位于一对同源染色体的相同位置上，⑦错误；
⑧DNA指纹技术的原理是DNA的特异性，⑧错误。
综上所述，ACD错误，B正确。
​故选B。  
5. 下列关于基因、DNA、遗传信息和染色体的描述，正确的是（）
A. 任何生物的遗传信息都是在DNA碱基的排列顺序中
B. 碱基排列顺序的千变万化，构成了DNA分子的多样性和特异性
C. 不管是原核生物还是真核生物，体内所有基因的碱基总数均小于DNA分子的碱基总数
D. 染色体是DNA的主要载体，每一条染色体上都只有一个DNA分子
【答案】
C 
【解析】
【分析】
本题考查基因、DNA、遗传信息和染色体的关系，意在考查考生对知识的理解和记忆能力。
【解答】
A.除少数RNA病毒外，绝大多数生物的遗传物质都是DNA，A错误； 
B.碱基排列顺序的千变万化，构成了DNA分子的多样性，B错误； 
C.基因是有遗传效应的DNA片段，DNA上有些片段不是基因，无论真核生物还是原核生物，构成基因的碱基总数小于DNA的碱基总数，C正确；
D.染色体是DNA的主要载体，每一条染色体上有一个或两个DNA分子，D错误。
​故选C。  
6. 下图为一只果蝇两条染色体上部分基因分布示意图，下列叙述错误的是（）
A. 朱红眼基因cn、暗栗色眼基因cl为一对等位基因
B. 在有丝分裂中期，X染色体和常染色体的着丝点都排列在细胞中央的一个平面上
C. 在有丝分裂后期，基因cn、cl、v、w会出现在细胞的同一极
D. 在减数第二次分裂后期，基因cn、cl、v、w可出现在细胞的同一极
【答案】
A 
【解析】
【分析】
本题涉及到的知识点为细胞中的基因，旨在考查学生的综合分析能力。
【解答】
A.朱红眼基因cn、暗栗色眼基因cl位于一条染色体上，故其不是一对等位基因，A错误；
B.在有丝分裂中期，X染色体和常染色体的着丝点都排列在赤道板上，B正确；
C.在有丝分裂后期，基因cn、cl、v、w会出现在细胞的同一极，C正确；
D.在减数第二次分裂后期，同源染色体分开后，基因cn、cl、v、w可能出现在细胞的同一极，D正确。
故选A。  
7. 豌豆的高茎基因(D)与矮茎基因(d)的根本区别是( )
A. 分别控制显性性状和隐性性状 B. 脱氧核苷酸的排列顺序不同
C. 所含的核苷酸种类不同 D. 在染色体上的位置不同
【答案】
B 
【解析】
【分析】
本题考查基因的概念，属于记忆层次的考查。
【解答】
基因是具有遗传效应的DNA片段，豌豆的高茎基因（D）与矮茎基因（d）的根本区别在脱氧核苷酸的排列顺序不同。综上，ACD错误，B正确。
​故选B。  
二、填空题
8. 铁皮石斛具有良好的药用和保健价值，资源濒危，价格昂贵。常见的石斛属植物有十多种，市场上有人用其他近缘物种假冒铁皮石斛。质检人员从市场上抽检部分商品，对这类植物中较为稳定的“matK基因”进行检测，结果如下。请回答问题：
组别
matK 基因中碱基含量（％）
T
C
A
G
样品1
37．4
17．4
29．5
15．7
样品2
37．5
17．1
29．8
15．6
样品3
37．6
16．9
30．0
15．5
样品4
37．3
17．4
29．6
15．7
铁皮石斛
37．5
17．1
29．8
15．6
（1）据表可知，被检测的 matK 基因是DNA片段，判断依据是其碱基中不含_____。分析四种碱基含量，由于A和T的含量、C和G的含量不相同，表明质检人员检测的是该基因的____________（两条链／一条单链）。
（2）与铁皮石斛的matK基因中碱基含量比较，能初步确定抽检样品中________为“假冒品”。
（3）仅依据上述信息，质检人员还无法判断样品2一定是铁皮石斛，理由是______________________。已知铁皮石斛 matK 基因中第1015个碱基为T，若样品2在多次随机抽检中该位点均为C，则可判断样品2_____（是/不是）铁皮石斛。该检测方法依据的原理是DNA具有_________________性。
【答案】
（1）U     一条单链
（2）1、3、4
（3）无法确定检测的matK基因的碱基序列是否与铁皮石斛的matK基因序列是否一致     不是     多样性和特异
【解析】DNA的基本单位是脱氧核苷酸，双链DNA中磷酸与脱氧核糖交替连接，排列在外侧，构成DNA的基本骨架；碱基对排列在内侧。两条链反向平行盘旋成双螺旋结构。两条链之间的碱基遵循碱基的互补配对原则（A-T、C-G）。
（1）DNA中不含U，根据表格中A与T不相等，C与G不相等可知，质检人员检测的是该基因的一条单链。
（2）根据表格数据可知，样品1、3、4中各个碱基的比例均与铁皮石斛matK基因有所区别，故推测1、3、4均为假冒品。
（3）样品2中碱基比例与铁皮石斛中matK基因的碱基比例相同，但由于二者的碱基的排列顺序可能不同，故无法判断样品2一定是铁皮石斛。已知铁皮石斛matK基因中第1015个碱基为T，若样品2在多次随机抽检中该位点均为C，说明二者的碱基序列不同，则可判断样品2不是铁皮石斛。该检测方法依据的原理是 DNA具有多样性和特异性。