高中人教版 (2019)第4节 基因通常是有遗传效应的DNA片段精练

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知识点1说明基因与DNA 关系的实例
1.大肠杆菌的拟核内有一个环状DNA分子，长度约为470万个碱基对，在该DNA分子上分布着大约4400个基因。下列叙述正确的是( )
A．该DNA分子中含有470万个脱氧核糖和磷酸基团
B．该DNA分子中每个磷酸基团都与两个脱氧核糖相连
C．该DNA分子中的基因在染色体上呈线性排列
D．该DNA分子中每个基因的平均长度约为1 068个碱基对
2．近来的科学研究发现，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
D．DNA具有遗传效应
3．生长在太平洋西北部的一种海蜇能发出绿色荧光，这是因为该种海蜇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．基因通常是有遗传效应的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
D．DNA的任意片段都能在另一种生物体内控制性状
知识点2DNA 片段中的遗传信息
4.(不定项)下列有关染色体、DNA、基因、脱氧核苷酸的说法，错误的是( )
A．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种类决定
B．基因通常是具有遗传效应的DNA片段，不是4种碱基对的随机排列
C．在DNA分子结构中，脱氧核苷酸的排列构成了DNA分子的基本骨架
D．一条染色体上只有1个DNA 分子
关键能力综合练
5．下列物质由大到小的层次关系是( )
A．染色体→DNA→基因→脱氧核苷酸
B．染色体→DNA→脱氧核苷酸→基因
C．染色体→脱氧核苷酸→DNA→基因
D．基因→染色体→脱氧核苷酸→DNA
6．(不定项)下列有关染色体、DNA、基因、脱氧核苷酸的说法，正确的是( )
A．染色体是基因的主要载体，一条染色体上含有1个或2个DNA分子
B．染色体、线粒体、叶绿体都是基因的载体
C．一个DNA分子的两条链上存在控制相对性状的等位基因
D．基因的基本组成单位为脱氧核糖核苷酸或核糖核苷酸
7．下列有关遗传信息的说法正确的是( )
A．RNA是细胞质中携带遗传信息的物质
B．细菌的遗传信息位于拟核和核糖体的 DNA 上
C．T2噬菌体的遗传信息蕴含在核糖核苷酸的排列顺序中
D．豌豆的高茎基因与矮茎基因储存的遗传信息不同
8．下列有关遗传物质的说法中正确的是( )
①基因均位于染色体上
②X染色体上的基因都是有遗传效应的DNA片段
③DNA是染色体的主要成分
④基因的特异性是由脱氧核苷酸特定的排列顺序决定的
⑤每条染色体上总是只含一个DNA分子
⑥DNA是遗传物质，遗传物质是DNA
A．②④⑥ B．②③④
C．①④⑤ D．②③⑤
9．核酸检测是疫情防控的精准高效手段。新型冠状病毒(一种RNA病毒)出现后，我国科学家发现了新型冠状病毒中的特异核酸序列，并研发出各项核酸检测技术。下列说法错误的是( )
A．依据基因的特异性可以确定测试者是否为新冠感染者
B.新冠病毒和人基因特异性分别是由于特定的核糖核苷酸和脱氧核苷酸排列顺序决定的
C．DNA具有多样性，例如：n个碱基对能够形成4n种不同的DNA分子
D．DNA的多样性和特异性是生物体多样性和特异性的物质基础
10．人类14号染色体信息已被破译，总计含87 410 661个碱基对，这一结果发表在英国科学周刊《自然》杂志上。研究报告称，14号染色体含有1 050个基因。则平均每个基因含有的碱基数为( )
A．83 248 B．166 496
C．1 050 D．不能确定
11．人类基因组中有大量短串联重复序列(STR)，重复次数在不同个体间存在差异，具有高度多样性。提取某犯罪现场证据 DNA 及嫌疑人 DNA，PCR 扩增某基因座 STR 后电泳，结果如图，据此可排除嫌疑的是( )
A．甲 B．乙 C．丙 D．丁
12．如图为某植物细胞的一个DNA分子中a、b、c三个基因的分布状况，图中Ⅰ、Ⅱ为无遗传效应的序列。下列有关叙述正确的是( )
A．分裂间期DNA复制时a、b、c以及Ⅰ、Ⅱ序列都会完成复制
B．a、c互为非等位基因，在减数分裂Ⅰ后期时可自由组合
C．a、b、c基因在染色体上呈线性排列，故基因一定在染色体上
D．在植物的每个细胞中，a、b、c基因都会表达出相应蛋白质
13．(不定项)基因通常是有遗传效应的DNA片段。下列关于基因与DNA的说法正确的是( )
A．豌豆体细胞中的基因都是成对存在的，在产生配子时成对的基因都彼此分离
B．同源染色体上含有等位基因A、a的两个DNA分子中(A＋G)/(T＋C)的值相同
C．同一条染色体上的DNA和基因的复制与分离总是同步的
D．同一生物体不同细胞的结构和功能不同的根本原因是所含基因不同
14．下列从分子水平上对生物体具有多样性或特异性的分析，错误的是( )
A．碱基对排列顺序的千变万化，构成了DNA分子的多样性
B．碱基对特定的排列顺序，又构成了每一个DNA分子的特异性
C．一个含2 000个碱基的DNA分子，其碱基对可能的排列方式有41 000种
D．人体内控制β－珠蛋白的基因由1 700个碱基对组成，其碱基对排列方式有41 700种
15．(不定项)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的基本单位是四种碱基
C．基因R、S、N、O的碱基排列顺序代表遗传信息
D．基因R、S、N、O都是有遗传效应的DNA片段
16．科学研究发现，未经人工转基因操作的番薯都含有农杆菌的部分基因，而这些基因的遗传效应促使番薯膨大产生了可食用的部分，因此番薯被人类选育并种植。下列相关叙述错误的是( )
A．农杆菌这些特定的基因可以在番薯细胞内复制
B．农杆菌和番薯的基因都是4种碱基对的随机排列
C．农杆菌和番薯的基因都是具有遗传效应的DNA片段
D．农杆菌这些特定的基因可能在自然条件下转入了番薯细胞
17．下图为某生物体内的部分物质与结构关系图，请据图回答：
(1)若图1中A为糖类，则A是________，B碱基包括____________________________四种；
(2)F的基本组成单位是图1的________(填字母)，F的主要载体是图1中的________(填字母)。
(3)在细胞分裂过程中，H与F可能存在的两种比例关系是________或________。
(4)如图2所示，E在H上呈________排列，E中的遗传信息是________(“随机的”或者“特定的”)碱基排列顺序。
18．如图甲是DNA分子局部组成示意图，图乙表示DNA分子复制的过程。请回答以下问题：
(1)图中甲有________种碱基，有________个游离的磷酸基团。从主链上看，两条单链的方向________，从碱基关系上看，两条单链________________。
(2)DNA与基因的关系是____________________________________。
(3)图乙的DNA分子复制过程中保证DNA分子复制精确无误的关键是________。
(4)若图乙的该DNA分子含有48 502个碱基对，而子链延伸的速度为105个碱基对/min，则此DNA分子完成复制约需要30 s，而实际只需要16 s，根据题图分析，这是因为______________；由图可知，延伸的子链紧跟着解旋酶，这说明DNA分子复制是______________。
(5)DNA分子在复制过程中，某位点上的一个正常碱基(设为P)经诱变变成了尿嘧啶。该DNA分子连续复制两次，得到的4个子代DNA分子的相应位点上的碱基对分别为U—A、A—T、G—C、C—G。推测“P”可能是( )
A．胸腺嘧啶
B．腺嘌呤
C．胸腺嘧啶或腺嘌呤
D．胞嘧啶或鸟嘌呤
19．某雌雄异株植物(性别决定为XY型)的花色受两对等位基因控制，且两对基因均不位于Y染色体上。A基因控制合成蓝色色素，B基因控制合成红色色素，不含色素表现为白花，含有两种色素表现为紫花。为研究其遗传机制，选取纯合蓝花雌株和纯合红花雄株作为亲本进行杂交，F1表型及比例是紫花雌株∶蓝花雄株＝1∶1(不考虑染色体互换)。回答下列问题：
(1)A基因和B基因控制合成的色素不同，其根本原因是
________________________________________________________________________。
(2)为解释上述杂交结果，该同学提出了两种假设。
假设一： Aa基因位于常染色体上，Bb基因位于X染色体上。
则亲本的基因型是__________________________________________。
假设二：___________________________________________________。
则亲本的基因型是________________。
(3)荧光原位杂交的方法可以快速准确判定基因的位置，已知等位基因A和a被标记为黄色，B和b被标记为绿色，对F1雄株四分体时期的细胞进行荧光标记后在荧光显微镜下观察，记录四分体中黄光点的颜色和数量，若一个四分体中出现________个黄色荧光点，另一个四分体出现________个绿色荧光点，则说明假设一成立；若___________________________
__________________________________，则说明假设二成立。
第4节 基因通常是有遗传效应的DNA片段
1．答案：B
解析：该DNA分子含有470万个碱基对，共有940万个脱氧核苷酸，所以含有脱氧核糖和磷酸基团940万个，A错误；由于该DNA分子是个环状，所以每个磷酸基团都与两个脱氧核糖相连，B正确；大肠杆菌是原核生物，没有染色体，C错误；基因通常是有遗传效应的DNA片段，所以大肠杆菌DNA上的碱基不一定是基因的序列，D错误。
2．答案：C
解析：根据对照实验，正常小鼠吃高脂肪食物则肥胖，具有基因缺陷的小鼠吃同样多的高脂肪食物体重仍保持正常，说明肥胖由基因控制，因此基因能够控制性状，具有遗传效应，C正确。
3．答案：D
解析：基因通常是具有遗传效应的DNA片段，A正确；基因是DNA上的有一定功能的特异性的碱基排列顺序，B正确；基因是控制生物性状的遗传物质的结构单位和功能单位，C正确；基因是具有遗传效应的DNA片段，DNA上的任意片段不一定是基因，所以DNA的任意片段不一定能在另一种生物体内表达，D错误。
4．答案：ACD
解析：基因的特异性是由脱氧核苷酸的排列顺序决定，A错误；基因通常是具有遗传效应的DNA片段，具有特异性，不是4种碱基对的随机排列，B正确；在DNA分子结构中，磷酸与脱氧核糖交替排列构成了DNA分子的基本骨架，C错误；一条染色体上有1个或2个DNA 分子，D错误。
5．答案：A
解析：染色体主要由蛋白质和DNA组成，基因通常是有遗传效应的DNA片段，因此基因的基本组成单位为脱氧核苷酸，所以它们的关系由大到小依次是染色体→DNA→基因→脱氧核苷酸，即A正确。
6．答案：ABD
解析：染色体是基因的主要载体，一条染色体上含有1个或2个DNA分子，当存在姐妹染色单体时，一条染色体上含有2个DNA分子，不存在姐妹染色单体时，一条染色体上含有1个DNA分子，A正确；染色体是基因的主要载体，另外线粒体和叶绿体中也含有少量的DNA，故染色体、线粒体和叶绿体均是基因的载体，B正确；等位基因位于同源染色体上，每个等位基因均含有两条脱氧核苷酸链，C错误；基因通常是有遗传效应的DNA片段，对RNA病毒而言，基因是有遗传效应的RNA片段，因此基因的基本组成单位为脱氧核糖核苷酸或核糖核苷酸，D正确。
7．答案：D
解析：有细胞结构的生物含有DNA和RNA两种核酸，但细胞核和细胞质中的遗传物质均为DNA，A错误；核糖体上不存在DNA，细菌的遗传信息位于拟核和质粒上，B错误；T2噬菌体的遗传信息蕴含在脱氧核糖核苷酸的排列顺序中，C错误；豌豆的高茎基因与矮茎基因是等位基因，等位基因控制的是相对性状，所储存的遗传信息不同，D正确。
8．答案：B
解析：基因主要位于染色体上，细胞质中的线粒体和叶绿体中也有基因，①错误；基因通常是有遗传效应的DNA片段，X染色体上的基因都是有遗传效应的DNA片段，②正确；染色体的主要成分是DNA和蛋白质，③正确；基因的特异性是由脱氧核苷酸特定的排列顺序决定的，④正确；每条染色体上含一个或两个DNA分子，⑤错误；DNA是遗传物质，遗传物质是DNA或RNA，⑥错误。
9．答案：C
解析：新型冠状病毒(一种RNA病毒)，其RNA具有特定的碱基排列顺序，依据基因的特异性可以确定测试者是否为新冠感染者，A正确；新冠病毒是一种RNA病毒，遗传物质是RNA，基因特异性是由于特定的核糖核苷酸排列顺序；人的遗传物质是DNA，基因特异性是由于特定的脱氧核苷酸排列顺序，B正确；DNA具有多样性，例如：n个碱基对能够形成4n种不同的DNA分子，C错误；DNA的多样性和特异性是生物体多样性和特异性的物质基础，是生物体多样性和特异性的根本原因，D正确。
10．答案：D
解析：一个DNA分子中含有多个基因。基因之间的DNA片段属于间隔区段，这些间隔区段因为没有遗传效应而不属于基因。人类14号染色体上的87 410 661个碱基对是该染色体DNA分子上的碱基对总数，但据此无法确定1 050个基因上的碱基对数，故不能确定每个基因含有的碱基数。
11．答案：C
解析：据图分析，和证据DNA对照，甲、乙、丁的结果与证据DNA都有一致的条带，不能排除嫌疑，只有丙的结果与证据DNA有不一样的条带，可以排除嫌疑，ABD错误，C正确。
12．答案：A
解析：基因a、b、c以及Ⅰ、Ⅱ序列都是DNA上的序列，所以分裂间期DNA复制时，a、b、c以及Ⅰ、Ⅱ序列都会完成复制，A正确；a、c是同一条染色体上的非等位基因，它们之间不能自由组合，B错误；a、b、c基因在染色体上呈线性排列，但基因不一定位于染色体上，如线粒体或叶绿体中的基因不位于染色体上，原核细胞中的基因也不位于染色体上，C错误；由于基因的选择性表达，基因a、b、c不一定在每个细胞中都表达，D错误。
13．答案：BC
解析：一般情况下，豌豆体细胞核中的基因都是成对存在的，在产生配子时细胞核中成对的基因彼此分离，细胞质中的基因不是成对存在的，A错误；根据碱基互补配对原则，A与T配对，G与C配对，则不同的DNA分子中，(A＋G)/(T＋C)的值都是1，B正确；同一生物体不同细胞是由同一受精卵有丝分裂和分化而来的，所含基因相同，其结构和功能不同的根本原因是基因的选择性表达，D错误。
14．答案：D
解析：β－珠蛋白基因的碱基对排列顺序是特定的，其碱基对排列方式应只有一种。
15．答案：ACD
解析：基因R、S、N、O在同一条染色体上，互为非等位基因，A正确；基因R、S、N、O的基本单位是四种脱氧核苷酸，碱基是构成核苷酸的组成成分，B错误；遗传信息蕴含在基因的碱基排列顺序中，故基因R、S、N、O的碱基排列顺序代表遗传信息，C正确；基因R、S、N、O都是有遗传效应的DNA片段，D正确。
16．答案：B
解析：转入番薯的部分农杆菌的基因可以通过复制遗传给下一代，即农杆菌这些特定的基因可以在番薯细胞内复制，A正确；农杆菌和番薯的基因的化学本质都是DNA，都是由4种脱氧核苷酸组成的，但是有特定的脱氧核苷酸排列顺序，B错误；农杆菌和番薯的基因都是有遗传效应的DNA片段，C正确；根据题干信息可知，该过程未经人工转基因操作，说明农杆菌这些特定的基因可能在自然条件下转入了番薯细胞，D正确。
17．答案：(1)脱氧核糖 腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶、胸腺嘧啶
(2)D H
(3)1∶1 1∶2
(4)线性 特定的
解析：(1)组成DNA的五碳糖是脱氧核糖，因此若图1中A为糖类，则A是脱氧核糖；组成DNA的碱基包括腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶、胸腺嘧啶四种。(2)F为DNA，其基本组成单位是脱氧核苷酸，即图1的D；DNA的主要载体是染色体，即图中的H。(3)一般情况下，一条染色体上含有1个DNA，在细胞分裂过程中，由于DNA的复制，一条染色体上可能含有2个DNA，故H(染色体)与F(DNA)可能存在的两种比例关系是1∶1或1∶2。(4)如图2所示，E基因在H染色体上呈线性排列，E中的遗传信息是特定的碱基排列顺序。
18．答案：(1)4 2 反向平行 互补配对
(2)基因通常是有遗传效应的DNA片段
(3)碱基互补配对
(4)多起点同时进行 边解旋边复制
(5)D
解析：(1)分析题图可知，图中含有4种碱基，分别为A、G、T、C；图示DNA为双螺旋结构，含有2个游离的磷酸基团；从主链看，DNA分子的两条链是反向平行的，两条链上的碱基遵循碱基互补配对原则，因此从碱基关系上看，两条链互补配对。(2)基因能控制生物的性状，基因通常是有遗传效应的DNA片段。(3)DNA分子复制过程中除了需要模板和酶外，还需要原料、能量等条件，保证DNA分子复制精确无误的关键是碱基互补配对。(4)若单起点单向复制，按正常的子链延伸速度，此DNA分子复制约需30 s，而实际上复制从开始到结束只需约16 s，说明该DNA的复制是多起点同时进行的。由图可知，延伸的子链紧跟着解旋酶，这说明DNA分子复制是边解旋边复制。(5)由于正常碱基P变成了U后，能与A配对，因此含有U与A、A与T的2个DNA分子是发生了突变的，而含有G—C、C—G的2个DNA分子是未发生突变的。又因为这两个正常的DNA分子和亲代DNA分子的碱基组成是一致的，即亲代DNA分子中的碱基组成是G—C或C—G，因此P可能是胞嘧啶或鸟嘌呤，故选D。
19．答案：(1)基因中的碱基(对)排列顺序不同
(2)AAXbXb、aaXBY A、a和B、b基因都位于X染色体上 XAbXAb、XaBY
(3)4 2 一个四分体中同时出现2个黄色荧光点和2个绿色荧光点
解析：(1)基因通常是有遗传效应的DNA片段，A基因和B基因属于非等位基因，根本区别是基因中的碱基(对)排列顺序不同。(2)纯合蓝花雌株和纯合红花雄株作为亲本进行杂交，F1表型及比例是紫花雌株∶蓝花雄株＝1∶1(一种性别对应一种表型)。若A、a基因位于常染色体上，B、b基因位于X染色体上，AAXbXb与aaXBY杂交，可出现上述现象。若A、a和B、b基因都位于X染色体上，XAbXAb与XaBY杂交，也可出现上述现象。(3)假设一的F1雄株相关基因出现在两个四分体上，假设二的F1雄株相关基因出现在一个四分体上。等位基因A和a被标记为黄色，B和b被标记为绿色，对F1雄株四分体时期的细胞进行荧光标记后在荧光显微镜下观察，若A/a基因位于常染色体，则四分体中的四条染色单体都被标记为黄色，出现四个黄色荧光点，若B/b基因位于X染色体，由于B/b基因位于XY染色体的非同源区段，则另一个四分体只有X染色体的两条染色单体有绿色荧光点，只出现两个绿色荧光点。若两对等位基因均位于X染色体上，则一个四分体只有X染色体的两条染色单体出现黄色和绿色各两个荧光点。