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第9 讲 基因通常是有遗传效应的 DNA 片段
考点一 基因通常是有遗传效应的DNA片段
（一）说明基因与DNA关系的实例
人类基因组计划测定法的是 2 4 条染色体（ 2 2 条常染色体 + X + Y
）上DNA的 碱基 序列。
（二）DNA片段上的遗传信息
1.遗传信息蕴藏在4种 碱基的 排列顺序 之中； 碱基 排列顺序的千变万化，
构成了DNA分子的 多样性 ，而碱基的 特定 排列顺序，又构成了每一个DNA分
子的 特异性 。DNA分子的多样性和特异性是 生物多样性和特异性 的基础。
2.DNA分子上分布着 多 个基因，基因是有 遗传效应 的DNA片段。
（三）关于的“基因”几点理解
从本质上看 基因通常是 有遗传效应的 DN A 片段 。
从结构上看 基因是含有特定遗传信息的脱氧核苷酸序列。
从功能上看 基因是遗传物质的结构和功能的基本单位。
从位置上看 基因在染色体上呈线性排列。
（四）关于基因概念的几点理解建议
1.不是所有的DNA片段都是基因，必须是 有遗传效应的 DN A 片段 。
2.不是所有的基因都位于染色体上，叶绿体和线粒体中也有基因。
3.基因不全是有遗传效应的DNA片段，对于遗传物质是RNA的生物而言，基因就是有遗
传效应的 RN A 片段 ，遗传信息蕴藏在4种碱基(A、U、G、C)的排列顺序之中。
（五）脱氧核苷酸、基因、DNA、染色体之间的关系
染色体
1个或2个
遗传效应
线性
遗传效应
【真题训练】
一、单选题1．（2019·海南·高考真题）下列有关大肠杆菌的叙述，正确的是（ ）
A．大肠杆菌拟核的DNA中有控制性状的基因
B．大肠杆菌中DNA分子数目与基因数目相同
C．在普通光学显微镜下能观察到大肠杆菌的核糖体
D．大肠杆菌分泌的蛋白，需要经过内质网加工
【答案】A
【详解】A、大肠杆菌拟核的DNA中有控制性状的基因，可以控制相关蛋白质的合成，A
正确；
B、每个DNA中含有多个基因，故大肠杆菌中DNA分子数目小于基因数目，B错误；
C、核糖体属于亚显微结构，在普通光学显微镜下不能观察到大肠杆菌的核糖体，C错误；
D、大肠杆菌属于原核生物，无内质网，D错误。
2.（2014·海南·高考真题）下列是某同学关于真核生物基因的叙述：
①携带遗传信息 ②能转运氨基酸 ③能与核糖体结合
④能转录产生RNA ⑤每相邻三个碱基组成一个反密码子 ⑥可能发生碱基对的增添、缺
失、替换
其中正确的是（ ）
A.①③⑤ B.①④⑥ C.②③⑥ D.②④⑤
【答案】B
【详解】基因是具有遗传效应的DNA片段，携带遗传信息，并能够将遗传信息通过转录传
递到RNA，通过翻译表现为蛋白质特定的氨基酸序列和空间结构，基因中可能发生碱基对
的增添、缺失或替换，即基因突变。
3．（2013·上海·高考真题）在搭建DNA分子模型的实验中，若有4种碱基塑料片共20个，
其中4个C，6个G，3个A，7个T，脱氧核糖和磷酸之间的连接物14个，脱氧核糖塑料片
40个，磷酸塑料片100个，代表氢键的连接物若干，脱氧核糖和碱基之间的连接物若干，
则
A．能搭建出20个脱氧核苷酸
B．所搭建的DNA分子片段最长为7碱基对
C．能搭建出410种不同的DNA分子模型
D．能搭建出一个4碱基对的DNA分子片段
【答案】D
【详解】每个脱氧核苷酸由一分子磷酸、一分子脱氧核糖及一分子含氮碱基组成。根据碱
基互补配对规律，“4个C，6个G，3个A，7个T”能配对4个G-C和3个A-T，共7个碱基
对。但是本题中脱氧核糖和磷酸的连接物数较少，大大制约了搭建的模型中脱氧核苷酸数。
结合DNA结构图可知，14个脱氧核糖和磷酸的连接物能搭建的模型中每条链最多4个脱氧
核苷酸，因此最多能搭建出一个4碱基对的DNA分子片段，共含8个脱氧核苷酸，理论上
能搭建出不同的DNA分子模型远少于410种。综上所述，ABC不符合题意，D符合题意。
4．（2010·江苏·高考真题）下列关于核酸的叙述中，正确的是
A．DNA和RNA中的五碳糖相同 B．组成DNA与ATP的元素种类不同
C．T 噬菌体的遗传信息贮存在RNA中 D．双链DNA分子中嘌呤数等于嘧啶数
2
【答案】D
【详解】A、DNA中五碳糖是脱氧核糖，RNA中五碳糖是核糖，A错误；
B、DNA与ATP元素都是C、H、O、N、P，B错误；
C、T 噬菌体遗传物质是DNA，C错误；
2
D、双链DNA分子中两条单链对应的的碱基通过氢键互补配对，所以嘌呤数等于嘧啶数，D
正确。
5．（2014·福建·高考真题）STR是DNA分子以2～6个核苷酸为单元重复排列而成的片段，
单元的重复次数在不同个体间存在差异。现已筛选出一系列不同位点的STR用作亲子鉴定，
如7号染色体有一个STR位点以“GATA”为单元，重复7～14次；X染色体有一个STR位点
以“ATAG”为单元，重复11～15次。某女性7号染色体和X染色体DNA的上述STR位点如
图所示。下列叙述错误的是
A．筛选出用于亲子鉴定的STR应具有不易发生变异的特点
B．为保证亲子鉴定的准确率，应选择足够数量不同位点的STR进行检测
C．有丝分裂时，图中（GATA） 和（GATA） 分别分配到两个子细胞
8 14
D．该女性的儿子X染色体含有图中（ATAG） 的概率是1/2
13
【答案】C
【详解】亲子鉴定过程利用了碱基互补配对，所以筛选的STR应不易发生变异，A正确；
基因突变具有随机性，应选择足够数量不同位点的STR进行检测，以保证鉴定的准确性，B
正确；
有丝分裂过程DNA复制后平均分配，形成的子细胞中遗传物质完全相同，所以（GATA）
8
和（GATA） 在子细胞中同时存在，不会分别分配到两个子细胞，C错误；
14女性的X染色体有两条，只有一条X染色体遗传给儿子，所以X染色体含有图中（ATAG）
13
的概率是1/2，D正确。
6．（2017·海南·高考真题）下列关于真核生物遗传物质和性状的叙述，正确的是
A．细胞中染色体的数目始终等于DNA的数目
B．有丝分裂有利于保持亲代细胞和子代细胞间遗传性状的稳定
C．细胞中DNA分子的碱基对数等于所有基因的碱基对数之和
D．生物体中，一个基因决定一种性状，一种性状由一个基因决定
【答案】B
【详解】正常情况下，一条染色体含一个DNA，在细胞分裂时，由于DNA复制，一条染色
体含两个DNA，A错。
体细胞有丝分裂生成的子细胞含有一套与母细胞相同的染色体和DNA，保证亲代细胞和子
代细胞间遗传性状的稳定，B正确。
基因是有遗传效应的DNA片段，有的DNA片段不是基因，故细胞中DNA分子的碱基对数
大于所有基因的碱基对数之和，C错。
生物体中，一个基因可能决定多种性状，一种性状可能由多个基因决定，D错。
7．（2017·上海·高考真题）已知一小鼠的基因型为XBXb。该小鼠次级卵母细胞减数分裂的
结果是
A．第二极体中同时含有B基因和b基因
B．卵细胞中可能含有B基因或含有b基因
C．若卵细胞中含有B基因，则极体中必不含有B基因
D．卵细胞中必然含有B基因，极体中可能含有b基因
【答案】B
【详解】根据小鼠基因型可知其卵原细胞的基因组成为XBXb，染色体复制后，变成初级卵
母细胞其基因组成为XBBXbb，减数第一次分裂产生的次级卵母细胞和第一极体的基因组成：
若次级卵母细胞为XBB，则第一极体为Xbb；若次级卵母细胞为Xbb，则第一极体为XBB。若次
级卵母细胞为XBB，减数第二次分裂产生的卵细胞和第二极体的基因型都为XB；若次级卵母
细胞为Xbb，产生的卵细胞和第二极体的基因型都为Xb；根据以上分析， B正确，ACD错误。
8.（2012·山东理综）假设一个双链均被32P标记的噬菌体DNA由5 000个碱基对组成，其
中腺嘌呤占全部碱基的20%。用这个噬菌体侵染只含31P的大肠杆菌，共释放出100个子代
噬菌体。下列叙述正确的是（ ）。
A.该过程至少需要3×105个鸟嘌呤脱氧核苷酸
B.噬菌体增殖需要细菌提供模板、原料和酶等
C.含32P与只含31P的子代噬菌体的比例为1∶49
D.该DNA发生突变，其控制的性状即发生改变
答案 C
【详解】本题主要考查了噬菌体侵染细菌过程的相关知识以及 DNA分子的有关计算。首先计算得出一个噬菌体DNA中鸟嘌呤脱氧核苷酸占30%，其数量是5 000×2×30%＝3 000个，
由一个噬菌体增殖为100个噬菌体，至少需要3 000×（100－1）＝2.97×105个鸟嘌呤脱
氧核苷酸，A错误；噬菌体侵染细菌的过程中，需要细菌提供原料、能量、酶等条件，但
模板是由噬菌体提供的，B错误；根据DNA半保留复制的特点可知释放出的100个子代噬菌
体中含有32P与只含31P的子代噬菌体分别是2个、98个，比例为1∶49，C正确；由于密码
子的简并性等原因，DNA发生突变，其控制的性状不一定发生改变，D错误。
二、综合题
9．（2015·江苏·高考真题）荧光原位杂交可用荧光标记的特异DNA片段为探针，与染色体
上对应的DNA片段结合，从而将特定的基因在染色体上定位。请回答下列问题:
(1)DNA荧光探针的制备过程如图1所示，DNA酶Ⅰ随机切开了核苷酸之间的_________键
从而产生切口，随后在DNA聚合酶Ⅰ作用下，以荧光标记的_________________为原料，
合成荧光标记的D NA探针。
(2)图2表示探针与待测基因结合的原理。先将探针与染色体共同煮沸，使DNA双链中___
键断裂，形成单链。随后在降温复性过程中，探针的碱基按照____________原则，与染色
体上的特定基因序列形成较稳定的杂交分子。图中两条姐妹染色单体中最多可有_____条荧
光标记的DNA片段。
(3)A、B、C分别代表不同来源的一个染色体组，已知AA和BB中各有一对同源染色体可被
荧光探针标记。若植物甲(AABB)与植物乙(AACC)杂交，则其F 有丝分裂中期的细胞中可观
1
察到________个荧光点；在减数第一次分裂形成的两个子细胞中分别可观察到______个荧
光点。
【答案】
（1）磷酸二酯 脱氧核苷酸
（2）氢 碱基互补配对 4
（3）6 2和4
【详解】（1）根据题意和图示分析可知：DNA酶Ⅰ随机切开了核苷酸之间的磷酸二酯键从
而产生切口，形成一段一段的DNA分子片段。在DNA聚合酶Ⅰ作用下，以荧光标记的四种
脱氧核苷酸为原料，合成荧光标记的DNA探针。
（2）DNA分子是双链结构，通过氢键连接．将探针与染色体共同煮沸，使DNA双链中氢键断裂，形成单链，随后在降温复性过程中，探针的碱基按照A-T、C-G的碱基互补配对原
则，与染色体上的特定基因序列形成较稳定的杂交分子，图中两条姐妹染色单体中含有2
个DNA分子共有4条链，所以最多可有4条荧光标记的DNA片段。
（3）由于AA和BB中各有一对同源染色体可被荧光探针标记，若植物甲（AABB）与植物
乙（AACC）杂交，则其F ，有丝分裂中期的细胞（AABC）中可观察到6个荧光点，在减数
1
第一次分裂形成的两个子细胞中分别可观察到含A和含AB的2和4个荧光点。
