Question

初三生物题。

目前有关国家正在联合实施一项"人类基因组计划"。这项计划的目标是绘制四张图，每张图均涉及人类一个染色体组的常染色体和性染色体,具体情况如下：两张图的染色体上都标明人类全部的大约10万个基因的位置（其中一张图用遗传单位表示基因间的距离,另一张图用核苷酸数目表示基因间的距离）；一张图显示染色体上全部DNA约30亿个碱基对的排列顺序；还有一张是基因转录图。参加这项计划的有美、英、日、法、德和中国的科学家，他们在2000年5月完成计划的90%，2003年将该计划全部完成。参加这项计划的英国科学家不久前宣布，已在人类第22号染色体上定位679个基因，其中55%是新发现的,这些基因主要与人类的先天性心脏病、免疫功能低下和多种恶性肿瘤等有关。此外还发现第22号染色体上约有160个基因与鼠的基因具有相似的碱基顺序。参加这项计划的中国科学家宣布，在完成基本计划之后，将重点转向研究中国人的基因,特别是与疾病有关的基因；同时还将应用人类基因组大规模测定碱基顺序的技术，测定出猪、牛等哺乳动物基因组的全部碱基顺序。
试根据以上材料回答下列问题：
（1）"人类基因计划"需要测定人类的24条染色体的基因和碱基顺序。试指出是哪24条染色体？为什么不是测定23条染色体？

（2）在上述24条染色体中,估计基因的碱基对数目不超过全部DNA碱基对的10%。试问平均每个基因最多含多少个碱基对？

（3）你认为完成"人类基因组计划"有哪些意义？

Answer 1

（1）"人类基因计划"需要测定人类的24条染色体的基因和碱基顺序。试指出是哪24条染色体？为什么不是测定23条染色体？

22条常染色体+X+Y,
因为1-22对的每对染色体之间形态大小和功能一样,而最后一对(第23对)X和Y形态大小和功能不同,因此需要测定22+2=24条染色体.

（2）在上述24条染色体中,估计基因的碱基对数目不超过全部DNA碱基对的10%。试问平均每个基因最多含多少个碱基对？

(碱基对 X 10%)/基因总数=(30亿 X 10%)/10万=30000碱基对

（3）你认为完成"人类基因组计划"有哪些意义？
人类基因组研究具有重大的科学价值，人类基因组的破译和解读将导致新的医学革命和生物学革命，并对人类社会产生积极的影响。

附:对完成人类基因组计划的意义详细揭西(参考)
人类基因组计划的重要作用首先体现在与人类生命息息相关的医学领域，它的伟大意义不仅仅是引导医学的一次重大革命，将人类感知生命的里程提高到分子水平阶段，更为重要的是它将给人类的生存能力和生命、生活质量带来突飞猛进的提高。人类基因组图谱的确定将大大加速人们对疾病基因的鉴定。HGP的最初提出时的一个主要目的就是要解决包括肿瘤在内的人类疾病的分子遗传学问题。

人类基因组研究将促进生物学的发展。该计划的实施将极大地促进生命科学领域一系列基础研究的发展，阐明基因的结构与功能关系，细胞的发育、生长、分化的分子机理，疾病发生的机理等。人类基因组的研究将使人们发现许多新的人类基因和蛋白质。迄今为止，人们只知道很少人类的正常基因和疾病基因。人类基因组的作图和测序的成功，将会确定出大量新的基因及其编码的蛋白质。人类基因组的研究特有利于对生物是如何进化的理解。如果我们知道了人类和其他生物基因的全序列，就可以追溯出人类多数基因的起源。

人类基因组的研究将促进生命科学与信息科学相结合，刺激相关学科的发展。生物信息学和计算生物学就是在HGP带动下产生的新兴学科。例如，生物芯片是涉及计算机、微电子、化学等多学科的交叉技术，具有高通量、微型化和自动化等特点，主要应用于基因表达测序、疾病诊断、药物筛选、基因突变及多态性分析等领域。生物芯片的发展一方面依赖于人类基因图谱的破解，另一方面也将促进该计划的实施。

除了科学价值外，人类基因组研究还具有重大的技术经济价值，医药、保健、农业和食品制造等产业将率先因此发生革命性变革。随着基因组序列的解读和疾病基因的发现，科学家可以依据已知的基因序列和功能找出控制某种疾病的基因，并针对相应的靶位进行药物筛选，有望找到治疗心脑血管疾病、糖尿病、癌症等目前人类主要疾病的基因药物。

基因研究会对我们现有的医疗模式产生重大影响，医生可根据各人不同的基因序列特征进行有效指导，对病人的缺陷基因进行纠偏、补救，就可以最大限度地防病于未然。人类的保健模式将从“生了病后再治疗”的消极模式转变为“预防”、“预测”的积极模式。人类基因组研究将给传统农业和食品制造业带来崭新的变化。运用最新的生物工程技术对牛奶、肉类和其他农产品进行改良，必定会成为农业和食品制造业的主流。