3.4 基因通常是有遗传效应的DNA片段-【志鸿优化训练】2025-2026学年高中生物必修第二册 (人教版)

DNA复制过程中起到催化双链DNA解旋的 =m,DNA分子含C=(m一A)个。复制一次， 作用，据图可知，解旋酶可结合在复制叉的部 需要胞嘧啶脱氧核苷酸(m一A)个，A正确。第 位，要消耗能量，B正确；DNA子链的延伸需 二次复制增加了2个DNA分子，需要胞嘧啶 要消耗能量，C错误；该过程也可以发生在线 脱氧核苷酸2(m一A)个，B正确。第n次复 粒体中，D错误。 制增加的DNA分子数为2"/2=2-1 ,需要 8.(1)y 2m-1(m一A)个，C正确。在n次复制过程中 (2)a 共增加的DNA分子数为(2m一1)个，需要(2 (3)一个含有32P标记的噬菌体双链DNA分 -1)(m-A)个，D错误。 子经半保留复制后，标记的两条单链只能分 第4节基因通常是有遗传 配到两个噬菌体的双链DNA分子中，因此在 效应的DNA片段 得到的n个噬菌体中只有2个带有标记 解析：(1)ATP水解时，远离腺苷的高能磷酸 键断裂提供能量。ATP水解变为ADP时， 【核心素养达标·夯实基础】 要把其中的2P标记到DNA末端上，那么带 课堂追踪 有2P的磷酸基团应在ATP的Y位上。 1.B解析：人类24条染色体上含有2万到2.5万 (2)若用带有2P标记的dATP作为DNA生 个基因，说明一个DNA分子上有许多个基因。 物合成的原料，dATP要断裂两个高能磷酸 2.C解析：基因是控制生物性状的遗传物质的 键才变为脱氧核苷酸。所以要将P标记到 结构单位和功能单位，是有遗传效应的DNA 新合成的DNA分子上，则带有32P的磷酸基 片段。DNA分子中不仅包括碱基，还包括了 团应在dATP的a位上。(3)DNA分子的复 脱氧核糖和磷酸分子，A错误。每个DNA分 制方式为半保留复制。一个噬菌体DNA分 子可分为许许多多的片段，其中有的能控制 子用2P标记后，在不含2P的大肠杆菌中培 生物的性状，有的却不能控制性状，能控制生 养，不管复制多少代，复制形成的n个DNA 物性状的DNA特定片段称为有遗传效应的 分子中只有两个DNA分子含32P,所以含有2 DNA片段，也就是一个基因，C正确。由于 P的噬菌体所占比例为2/n。 每个DNA分子上有许多具有遗传效应的片 【核心素养培优·拓展提升】 段，所以每个DNA分子上有许多基因，B错 1.B解析：一个DNA分子在含15N的环境中 误。DNA在复制过程中，可能由于各种原因 而发生差错，使碱基的排列顺序发生局部改 复制，因为DNA的复制方式为半保留复制， 变，从而导致DNA的化学结构发生变化，D 即新形成的DNA分子都含有一条母链和一 条新链，所以新形成的每个DNA分子都含15 错误。 N。已知子一代DNA的一条单链出现差错， 3.B解析：未经人工转基因操作的番薯都含有 农杆菌的部分基因，这些特定基因可能是在 所以以该链为模板复制形成的DNA分子的 两条链均有差错，即子二代的4个DNA分子 自然条件下转入了番薯细胞。不管是哪种生 中，差错DNA单链占2/8=1/4；同理，子三 物的基因都是有遗传效应的DNA片段，不是 4种碱基对的随机排列。 代的8个DNA分子中，差错DNA单链占4/ 4.C解析：实验组和对照组的区别在于小鼠体 16=1/4。 2.A解析：DNA复制需要DNA分子解开双螺 内HMIGIC基因的有无，即HMIGIC基因为 自变量，肥胖程度为因变量，实验的结果可以 旋，则需要解旋酶，DNA聚合酶则将单个脱氧 说明HMIGIC基因控制肥胖的性状 核苷酸聚合形成互补子链，A正确；DNA分子 5.C解析：DNA分子多样性是指同种生物的不 复制需要DNA分子的两条链作为模板，但在复 制过程中是边解旋边复制的，不是全部解旋后 同个体或不同种生物的DNA分子千差万别，表 现为多种多样，其根本原因是DNA分子中碱基 再复制，B错误；DNA复制的原料是脱氧核苷 排列顺序千差万别。含有200个碱基的DNA 酸，氨基酸是蛋白质的基本单位，需要ATP水 解提供能量，C错误；DNA主要分布在细胞核， 分子，碱基对的排列方式有400种。 6.C解析：每个DNA分子都有特定的碱基排 但线粒体和叶绿体中也分布有少量DNA,所以 列顺序，所以DNA分子具有特异性。在刑侦 DNA复制的场所是细胞核、线粒体和叶绿体， 领域，DNA分子能像指纹一样用来鉴定个人 高尔基体中没有DNA,所以DNA复制不能发 身份，其依据的原理是DNA分子的特异性。 生在高尔基体中，D错误。 7.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息。在DNA分子内部 (1)DNA复制场所：DNA复制不仅发 碱基互补配对的方式虽然只有两种，但碱基 生在细胞核中，也可能发生于线粒体、叶绿 对的排列顺序有多种。因为DNA分子的两 体中。 条链是遵循碱基互补配对原则结合而成的 总结 (2)DNA复制条件：模板(DNA的双链) 能量(ATP水解提供)、酶（解旋酶和DNA聚 所以一条链的碱基序列决定了另一条链的碱 合酶等)、原料（游离的脱氧核苷酸）。 基序列。根据数学的排列知识，个不同碱基 (3)DNA复制过程：边解旋边复制。 对的排列有4”种，由于在一条单链上有40个 碱基，其排列的种类最多可达44“种。 3.C解析：DNA连接酶和DNA聚合酶均作用 8.C解析：同源染色体上相同位置的基因为相 于两个核苷酸之间的化学键，解旋酶作用于碱 同基因或等位基因。 基对之间的氢键，A正确；②是胸腺嘧啶脱氧 课后核查 核糖核苷酸，B正确；若该DNA分子中一条链 1.C解析：基因通常是具有遗传效应的DNA 上G十C=56%,则整个DNA分子中G十C的 片段，它是控制生物性状的遗传物质的功能 含量也是56%，则整个DNA分子中T的含量 单位和结构单位。 为(1一56%)/2=22%，C错误；DNA进行半保 2.B解析：原核生物的基因和真核生物的细胞 留复制，把此DNA放在含15N的培养液中复制 质基因不在染色体上；摩尔根和他的学生通 两代，由于所用原料均含有5N,子代中含5N的 过实验说明基因在染色体上呈线性排列；一 DNA占100%，D正确。 条染色体上有很多个基因；染色体的主要成 4.D解析：在双链DNA分子中，非互补碱基之 分是DNA和蛋白质。 和恒等，数量等于碱基总数的一半。故A十C 3.C解析：图中c为含氨碱基，d为脱氧核苷 酸，根据含氨碱基不同，可将脱氧核苷酸分为 135 四种，A正确；基因(e)通常是有遗传效应的 错误；DNA主要分布在细胞核的染色体上， DNA(f)片段，故基因含有的碱基总数小于f, 因此染色体是DNA的主要载体，且一条染色 B正确，C错误；基因的主要载体是h染色体， 体上含有1个（无染色单体时）或2个DNA 并在其上呈线性排列，D正确。 分子（有染色单体存在时），C正确；一个基因 4.C解析：等位基因位于同源染色体相同的位 含有许多个脱氧核苷酸，脱氧核苷酸特定的 置上，而基因工和基因Ⅱ位于一条染色体的 排列顺序，构成了每一个DNA分子的特异 不同位置上，不是等位基因，A错误；细胞中 性，D正确。 的基因表达存在选择性，基因I和基因Ⅱ不 会总是同时发生转录和翻译的过程，B错误； 基因是具有遗传效应的DNA片段，是 规 决定生物性状的基本单位；基因在染色体 基因通常是有遗传效应的DNA片段，是由脱 上，并且在染色体上呈线性排列，染色体是 氧核苷酸按一定序列聚合而成的，因此，基因 总 基因的主要载体；每个基因中含有成百上千 I含有许多个脱氧核苷酸，其特异性是由脱 个脱氧核苷酸；不同基因的脱氧核苷酸的排 氧核苷酸的排列顺序决定的，C正确；细胞中 列顺序不同。 的基因表达存在选择性，不一定在每个细胞都 能表达，因此人体的每个细胞中基因I和基因Ⅱ 3.C 解析：基因是有遗传效应的DNA分子片 不一定会表达出相应的蛋白质，D错误。 段，其脱氧核苷酸排列顺序就代表遗传信息， 5.C解析：DNA中并非只有基因的碱基序列，还 A正确；遗传信息可通过基因传递，B正确； 包括非基因的碱基序列，故A错误；有丝分裂过 生物体所表现出来的遗传性状是由遗传信息 程中的各个时期因DNA的复制或着丝粒的分 控制形成的，C错误；由于绝大多数生物的遗 裂原因，每条染色体上基因数目不一定相同，故 传物质是DNA,所以生物体内的遗传信息主 B错误；某雄性个体产生的不同精子细胞中的基 要储存在DNA分子上，D正确。 因数可能不相同，原因有两个：一是基因包括核 规 遗传信息是指生物为复制与自己相同 基因和质基因，质基因在两个子细胞中的分配 的东西、由亲代传递给子代、或各细胞每次 是随机的，二是XY型性别决定生物的雄性个 分裂时由细胞传递给细胞的信息，即碱基对 体中，X、Y两条性染色体中的基因种类和数目 的排列顺序或指DNA分子的脱氧核苷酸 有一定差异，故D错误。 的排列顺序。 6.(1)脱氧核糖含氨碱基 4.B解析：多对碱基组成的基因是控制生物遗 (2)D 传效应的结构单位和功能单位，A错误；经测 (3)E是有遗传效应的F片段 定一个由n个脱氧核苷酸构成的DNA分子 (4)H 中，DNA分子长度为n/2个脱氧核苷酸对，该 (5)1或2 DNA分子中包含了m个基因，故每个基因的 (6)4种碱基(C)的排列顺序碱基的排列顺序 平均长度不超过n/2m个脱氧核苷酸对，B正 7.(1)具有遗传效应的DNA片段，能控制一定 确；人体细胞内的基因主要位于染色体上，还 的生物性状 有少部分位于线粒体中，C错误；基因中脱氧 (2)其内部的遗传信息即脱氧核苷酸的排列 核苷酸序列就是遗传信息，可以通过有丝分裂 顺序不同 和减数分裂传递给后代，D错误。 (3)片段B中的碱基序列不携带遗传信息，不 具有遗传效应 带有遗传信息的DNA片段称为基因， (4)大于 法 是决定生物性状的遗传物质的结构和功能 单位。染色体是DNA的主要载体，每条染 (5)基因区间B 色体上有1或2条DNA分子，每个DNA分 (6)B 巧 子上含有多个基因。 解析：明确基因是具有遗传效应的DNA片 段，没有遗传效应的DNA片段就不是基因， 专题集训突破练 不同的基因内储藏的遗传信息不同。(1)片 1.D解析：R型细菌与S型细菌的DNA混合 段A、C是基因，因为它们都是具有遗传效应 培养，一部分R型细菌能转化成S型细菌，A 的DNA片段。(2)片段A和片段C的不同 错误；噬菌体是病毒，必须寄生在活细胞中， 是脱氧核苷酸的排列顺序不同，即遗传信息 不能从培养基中获取营养物质，B错误；肺炎 不同。(3)片段A为基因，片段B不是基因， 链球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验证明 故片段B中不携带遗传信息。(4)对于 个 了DNA是遗传物质，不能说明是主要的遗传 DNA分子来说，类似于片段B的长度要比类 物质，C错误；肺炎链球菌转化实验和噬菌体 似于片段A的长得多。(5)根据本小题提供 侵染细菌实验的实验思路相同，都是设法把 的信息“在人类染色体DNA不表达的片段 DNA和蛋白质分开，单独的去研究它们的作 中”，可推知这种短序列应该位于基因区间 用，而用的技术不同，肺炎链球菌的转化实验 B。(6)由于这种短序列具有“特异性”，故可 使用了分离提纯技术，而噬菌体侵染细菌的 用于侦查罪犯。 实验利用了同位素标记技术，D正确。 【核心素养培优·拓展提升】 2.D解析：艾弗里的肺炎链球菌体外转化实验 1.BD解析：人类已经培育出发绿色荧光的转 和赫尔希、蔡斯的噬菌体侵染细菌的实验都 基因小鼠，该小鼠就是导入了海蜇的绿色荧 能证明DNA是遗传物质，A能证明；艾弗里 光蛋白基因，A错误；人类基因组计划需测定 实验中将DNA和蛋白质分开，单独与R型 的染色体是24条，即22条常染色体+X染 细菌混合，DNA使R型细菌发生转化而蛋白 色体十Y染色体，B正确；含有100对碱基的 质不能，证明了蛋白质不是遗传物质，赫尔 DNA分子有多种，但在有条件的情况下（腺 希、蔡斯实验的蛋白质没进入生物体内，间接 嘌呤占10%)，种类要比41…种少很多，C错 证明了蛋白质不是遗传物质，B能证明；DNA 误；生物体多样性和特异性的根本原因是 使R型细菌发生转化并表达出了S型细菌的 DNA分子的多样性和特异性，D正确。 性状，DNA注入噬菌体并释放出完整的噬菌 2.B解析：基因是指具有遗传效应的DNA片 体，说明DNA能控制蛋白质的合成，C能证 段，一个DNA分子上可含有成百上千个基 明；两者实验都可以证明DNA可以自我复 因，A正确；每种基因的4种碱基对都有特定 制，但是不能证明DNA复制的特点是半保留 的排列顺序，不是四种碱基对的随机排列，B 复制，D不能证明。 136 3.A解析：DNA分子结构的多样性取决于碱 基排列顺序的千变万化。 4.D解析：B一珠蛋白基因碱基对的排列顺序， 是B-珠蛋白所特有的，是特定的。任意改变 碱基的排列顺序后，合成的就不一定是B一珠 蛋白，故D错误。 5.B解析：DNA分子中的碱基对排列顺序蕴 含着大量的遗传信息，A正确；DNA分子中 脱氧核苷酸链的脱氧核糖上连接一个或两个 磷酸基团和一个含N碱基，B错误；G、C间有 3个氢键，A、T间有2个氢键，故DNA分子 中G与C碱基对含量越高，分子结构越稳定， C正确；DNA分子的两条单链中的(A十G)/ (T十C)的值互为倒数，D正确。 6.C解析：不同基因间最根本的区别是脱氧核 苷酸序列不同。 7.B解析：基因是具有遗传效应的DNA片段， DNA和基因的基本组成单位都是脱氧核苷 酸，染色体的主要成分是DNA和蛋白质。 8.C解析：细胞生物的遗传物质是DNA,基因 是有遗传效应的DNA片段，因此DNA和基 因的基本单位都是脱氧核苷酸，A正确；染色 体是基因的主要载体，基因在染色体上呈线 性排列，B正确；着丝粒分裂导致染色体数目 加倍，此时组成染色体的DNA数量不变， DNA在复制后数目加倍，C错误；流感病毒 是RNA病毒，其基因是有遗传效应的RNA 片段，能控制遗传性状，D正确。 易错排查矫正练 1.A解析：噬菌体侵染大肠杆菌的实验过程 中，蛋白质外壳吸附在细菌的表面，DNA注 入细菌的体内。搅拌离心后，噬菌体DNA随 大肠杆菌沉淀，而蛋白质外壳从细菌表面脱 离下来悬浮天上清液中。 易错 分辨不清该实验中得到的上清液和 分析 沉淀物分别是哪些物质。 2.B解析：如果对S标记的甲组噬菌体不进 行搅拌，噬菌体的蛋白质外壳不从细菌表面 脱离，则甲组沉淀物中会出现较强放射性；如 果对32P标记的乙组噬菌体保温时间过长，子 代噬菌体从细菌内释放出来，则乙组上清液 会出现一定的放射性。 易错 对该实验中搅拌的作用不清楚，对保 分析 温时间过长和过短带来的影响模糊。 3.C解析：噬菌体营寄生生活，不能用培养基 直接培养；保温时间不能过长，若保温时间太 长则可能有含2P子代的噬菌体释放出来，离 心后存在于上清液中，导致上清液中也能检 测到放射性。用5S标记的是噬菌体的蛋白 质，理论上应存在于上清液中，但可能因搅拌 不充分而使部分噬菌体外壳仍吸附在细菌表 面，离心后存在于沉淀物中。本实验可证明 DNA是遗传物质，但不能证明蛋白质不是遗 传物质。… 易 对该实验中标记噬菌体的方法、搅拌的 分 作用不清楚，对保温时间过长和过短带来的 影响以及实验的结论模糊。 4.C解析：某双链DNA分子二条链上的(A干 T)/(G+C)的值为0.3，则另一条链上的(A十 T)/(G+C)的值也为0.3。又因A=T、C= G,故在整个DNA分子中A:T:G:C=3: 3:10:10,C正确。课时夯基过关练 第4节 基因通常是有遗传效应的DNA片段 核心素养达标夯实基础 》课堂道踪川 4.近来的科学研究发现，小鼠体内HMIGIC ■知识点一说明基因与DNA关系的实例 基因与肥胖直接相关。具有HMIGIC基因 缺陷的实验鼠与作为对照的小鼠吃同样多 1.“人类基因组计划”最新研究表明：人体24 的高脂肪食物，一段时间后，对照组小鼠变 条染色体上含有2万到2.5万个基因，这一 得十分肥胖，而具有HMIGIC基因缺陷的 事实说明() 实验鼠体重仍然保持正常，说明() A.基因是有遗传效应的DNA片段 A.基因在DNA上 B.一个DNA分子上有许多个基因 B.基因在染色体上 C.基因是染色体片段 C.基因具有遗传效应 D.基因只存在于染色体上 D.DNA具有遗传效应 2.对一个基因的正确描述是()》 ■知识点二DNA片段中的遗传信息 A.基因是DNA上有一定功能的特异碱基 5.下列有关DNA多样性的叙述，正确的是( 排列顺序 A.DNA多样性的原因是DNA分子空间结 B.一个DNA分子就是一个基因 构千变万化 C.基因是DNA分子上特定的片段 B.含有200个碱基的DNA分子，碱基对的 D.它的化学结构不会发生改变 排列方式有42°种 3.科学研究发现，未经人工转基因操作的番薯 C.DNA分子多样性和特异性是生物多样性 都含有农杆菌的部分基因，而这些基因的遗 和特异性的基础 传效应促使番薯根部发生膨大产生了可食 D.DNA分子多样性是指一个DNA分子上 用的部分，因此番薯被人类选用并种植。下 有许多个基因 列相关叙述错误的是() 6.在刑侦领域，DNA分子能像指纹一样用来 A.农杆菌这些特定的基因可以在番薯细胞 鉴定个人身份。其生物学依据是( 内复制 A.遗传信息蕴藏在4种碱基的排列顺序之中 B.农杆菌和番薯的基因都是4种碱基对的 B.DNA分子具有多样性 随机排列 C.碱基的特定排列顺序构成了每一个DNA C.农杆菌和番薯的基因都是有遗传效应的 分子的特异性 DNA片段 D.DNA能够储存足够量的遗传信息 D.农杆菌的这些特定基因可能在自然条件 7.由80个碱基组成的DNA分子片段，可由其 下转入了番薯细胞 碱基对组成不同的序列而携带不同的遗传 ·生物学 41 、第3章基因的本质 信息，其种数最多可达() 4.人体正常的肝细胞内，基因I和基因Ⅱ在1 A.4120 B.1202 C.440 D.260 号染色体DNA上的相对位置如下图所示， 8.同源染色体上的两个DNA分子大小一般是 下列说法正确的是() 相同的，那么在这两个DNA分子的同一位 -1链 基因1 基因Ⅱ 置上的基因() -2链 A.基因I和基因Ⅱ可以是一对等位基因 A.碱基的排列顺序相同 B.基因I和基因Ⅱ总是同时发生转录和翻 B.碱基的排列顺序不同 译的过程 C.可能相同也可能不同 C.基因I含有许多个脱氧核苷酸，其特异性 D.与在染色体上的位置无关 是由脱氧核苷酸的排列顺序决定的 》课后孩查 D.人体的每个细胞中基因I和基因Ⅱ都会 一、选择题 表达出相应的蛋白质 1.关于基因的概念，错误的是( ) 5.下列有关基因的叙述，正确的是( A.基因在DNA上，DNA是基因的集合 A.基因通常是具有遗传效应的DNA片段 B.有丝分裂各个时期细胞的每条染色体上 B.基因是DNA上有一定功能的特定的碱 含有相同数量的基因 基排列顺序 C.每个DNA分子上有许多个基因，基因是 C.基因是DNA上任意一段 有遗传效应的DNA片段 D.基因是控制生物性状的遗传物质的功能 D.某一雄性个体产生的不同精子细胞中的 单位 基因数目一定相同 2.下列关于基因和染色体关系的叙述，正确的 二、非选择题 是() 6.分析下图并回答有关问题。 A.基因全部位于染色体上 A磷酸 D脱氧 B.基因在染色体上呈线性排列 B(糖) 核苷酸 E基因-DNA+GH染色体 C.一条染色体上有一个基因 (1)图中B是 ,C是 D.染色体就是由基因组成的 3.下图表示脱氧核苷酸、基因、DNA和染色体 (2)F的基本组成单位是图中的 (填字母)。 间的关系。下列有关叙述不正确的是( ) (3)图中E和F的关系是 a磷酸 d -e基因一 h染色体 (4)图中F的主要载体是 (填字母)。 g (5)一个H中含 个F。 A.d是脱氧核苷酸，其种类取决于c的种类 (6)基因中的遗传信息蕴藏在 B.基因通常是具有遗传效应的f片段 中，不同基因的遗传 C.e含有的碱基总数等于f 信息不同是因为 D.e在h上呈线性排列 不同。 42 生物学· 课时夯基过关练， 7.如图表示一个DNA分A因吸品C (4)一般情况下，在一个DNA分子中类似于 子上的三个片段A、B、C,请回答下列问题。 片段B的长度要 (填“大于” (1)片段A和C之所以能称为基因，是因为 “小于”或“等于”)类似于片段A的长度。 它们都是 (5)在人类染色体DNA不表达的片段中有 一部分是串联重复的序列，它们在个体 之间具有显著的差异性，这种短序列应 (2)片段A和片段C的不同之处是 该位于图中的 (6)上题中所说的短序列可应用于() (3)片段A和片段B的不同之处是 A.生产基因工程药物 B.侦查罪犯 C.遗传病的产前诊断 D.基因治疗 核心素养培优拓展提升 1.(不定项)下列关于基因和DNA的叙述，正 3.下列关于遗传信息的说法，不正确的是 确的是( ) ( ) A.海蜇的绿色荧光蛋白基因不能在小鼠体 A.遗传信息蕴藏在基因中4种碱基的排列 细胞内稳定表达 顺序之中 B.人类基因组计划需测定24条染色体上所 B.遗传信息可通过基因传递 有基因的碱基排列顺序 C.遗传信息即生物表现出来的性状 C.含有100对碱基（腺嘌呤占10%）的DNA D.生物体内的遗传信息主要储存在DNA 分子最多有410种 分子上 D.生物体多样性和特异性的物质基础是 4.下列有关基因的叙述，正确的是() DNA分子的多样性和特异性 A.碱基对是体现生物遗传效应的结构单位 2.下列有关染色体、DNA、基因、脱氧核苷酸的 和功能单位 说法，不正确的是() B.经测定一个由n个脱氧核苷酸构成的 A.基因是具有遗传效应的DNA片段 DNA分子中，包含了m个基因，则每个 B.基因是由四种碱基对随机排列构成的 基因的平均长度不超过n/2m个脱氧核 C.染色体是DNA的主要载体，一条染色体 苷酸对 上含有1个或2个DNA分子 C.人体细胞内的基因全部位于染色体上 D.一个基因含有许多个脱氧核苷酸，基因的 D.基因中脱氧核苷酸的排列顺序就是遗传 特异性是由脱氧核苷酸的排列顺序决 信息，只能通过减数分裂传递给后代 定的 ·生物学· 43