资源描述
遗传的分子基础第17讲DNA是主要的遗传物质考试说明 人类对遗传物质的探索过程()。考点一肺炎双球菌转化实验 1.肺炎双球菌类型项目S型肺炎双球菌R型肺炎双球菌菌落粗糙菌体无多糖类荚膜毒性无 2.格里菲思的体内转化实验(1)实验过程图6-17-1(2)结论:加热杀死的S型细菌中含有,将无毒的R型活细菌转化为S型活细菌。 3.艾弗里的体外转化实验(1)方法:直接分离S型细菌的DNA、荚膜多糖、蛋白质等,将它们分别与混合培养,研究它们各自的遗传功能。(2)实验过程及结果图6-17-2(3)结论:才是使R型菌产生稳定遗传变化的物质,即是转化因子,是遗传物质。4.体内转化实验和体外转化实验的比较项目体内转化实验体外转化实验培养细菌的场所小鼠(体内)培养基(体外)原则R型细菌与S型细菌的毒性对照S型细菌体内各成分的对照实验结果加热杀死的S型细菌能使R型细菌转化为S型细菌S型细菌的能使R型细菌转化为S型细菌实验结论加热杀死的S型细菌体内含有某种“”是S型细菌的遗传物质,而等其他物质不是遗传物质两实验的联系所用材料相同,都是R型和S型肺炎双球菌体内转化实验是基础,仅说明加热杀死的S型细菌体内含有某种“”,而体外转化实验则进一步说明“转化因子”就是两实验都遵循原则、原则正误辨析(1)加热杀死后的S型细菌的DNA已经全部断裂,失去活性。()(2)格里菲思的体内转化实验证明了DNA是遗传物质。()(3)在艾弗里的实验中,DNA酶将S型细菌的DNA分解为脱氧核苷酸,因此不能使R型细菌发生转化。()(4)艾弗里的体外转化实验证明了DNA是主要的遗传物质。()(5)R型菌与S型菌控制有无荚膜性状的基因的遗传遵循分离定律。()(6)加热杀死的S型菌与R型活菌混合后注射给小鼠,从死亡小鼠体内只能分离出S型菌。()教材拓展1.加热后S型细菌死亡,但加入R型细菌后为何能转化成活的S型细菌?2.体外转化实验中导致R型细菌转化为S型细菌时遗传物质、原料、能量分别由哪方提供?命题角度1肺炎双球菌的体内转化实验1.2018武汉模拟 肺炎双球菌转化实验的部分过程如图6-17-3所示。下列叙述正确的是()图6-17-3A.S型肺炎双球菌的菌落为粗糙的,R型肺炎双球菌的菌落是光滑的B.S型菌的DNA经加热后失活,因而注射加热杀死的S型菌后小鼠仍存活C.从病死小鼠中分离得到的肺炎双球菌只有S型菌而无R型菌D.该实验未证明R型菌转化为S型菌是由S型菌的DNA引起的2.某研究人员模拟肺炎双球菌转化实验,进行了以下4个实验:S型菌的DNA+DNA酶加入R型菌注入小鼠R型菌的DNA+DNA酶加入S型菌注入小鼠R型菌+DNA酶高温加热后冷却加入S型菌的DNA注入小鼠S型菌+DNA酶高温加热后冷却加入R型菌的DNA注入小鼠以上4个实验中小鼠存活的情况依次是()A.存活、存活、存活、死亡B.存活、死亡、存活、死亡C.死亡、死亡、存活、存活D.存活、死亡、存活、存活题后归纳辨析细菌体内的转化问题(1)格里菲思实验只证明了加热杀死的S型细菌中含有某种“转化因子”,并没有证明DNA是遗传物质。(2)转化的实质是基因重组而非基因突变。肺炎双球菌转化实验的实质是S型细菌的DNA片段整合到R型细菌的DNA中,使受体细胞获得了新的遗传信息,即发生了基因重组。(3)使小鼠死亡的是S型肺炎双球菌而不是S型菌的DNA。(4)并非所有的R型细菌都被转化。由于转化受到DNA的纯度、两种细菌的亲缘关系、受体菌的状态等因素的影响,因此转化过程中并不是所有的R型细菌都被转化成S型细菌,而只是少部分R型细菌被转化成S型细菌。命题角度2肺炎双球菌转化的实质3.2018浙江温州二模 下列关于肺炎双球菌转化实验的叙述,正确的是()A.DNA酶与S型活菌混合后注入正常小鼠体内,小鼠不会患败血症致死B.提取S型活菌的DNA直接注射到正常小鼠体内,小鼠会患败血症致死C.活体转化实验中,从患病致死小鼠血液中可分离出S型活菌D.离体转化实验中,R型活菌转化为S型活菌的原因是基因突变4.S型肺炎双球菌的荚膜表面具有多种抗原类型(如、型等),不同的抗原类型之间不能通过突变而发生转换;在特殊条件下离体培养S-型肺炎双球菌可从中分离出R-型菌。格里菲思将加热杀死的S-型菌与R-型菌混合后同时注入小鼠体内,小鼠患病大量死亡,并从患病死亡小鼠体内获得具有活性的S-型菌;而单独注射加热杀死的S-型菌,小鼠未死亡。此实验结果能支持的假设是()A.S-型菌经突变形成了耐高温型菌B.S-型菌是由R-型菌突变形成的C.R-型菌经过转化形成了S-型菌D.加热后S-型菌可能未被完全杀死考点二 噬菌体侵染细菌实验 1.实验方法:法,用35S、32P分别标记。 2.实验材料:T2噬菌体和大肠杆菌(1)噬菌体的结构图6-17-4(2)噬菌体的生活方式:。 3.实验过程(1)标记噬菌体图6-17-5(2)侵染细菌图6-17-6 4.实验结果分析分组结果结果分析对比实验(相互对照)含32P的噬菌体+细菌上清液中几乎无32P,32P主要分布在宿主细胞内 含35S的噬菌体+细菌宿主细胞内无35S,35S主要分布在上清液中 5.结论:是遗传物质。正误辨析(1)分别用含32P、35S及各种营养成分的培养基培养噬菌体,可得到标记的噬菌体。()(2)噬菌体侵染细菌实验过程中,通过搅拌、离心使噬菌体的蛋白质和DNA分开。()(3)噬菌体增殖需要细菌提供模板、原料和酶等。()(4)32P、35S标记的噬菌体侵染细菌的实验分别说明DNA是遗传物质、蛋白质不是遗传物质。()(5)噬菌体侵染细菌实验比肺炎双球菌转化实验更具说服力。()教材拓展为什么选择35S和32P这两种同位素分别对蛋白质和DNA进行标记,而不用14C和18O标记? 1.肺炎双球菌体外转化实验和噬菌体侵染细菌实验的比较项目肺炎双球菌体外转化实验噬菌体侵染细菌实验设计思路设法将DNA与其他物质分开,单独、直接研究它们各自的功能处理方法直接分离:分离S型菌的DNA、多糖、蛋白质等,分别与R型菌混合培养同位素标记法:分别用同位素35S、32P标记蛋白质和DNA结论证明DNA是遗传物质,而蛋白质不是遗传物质说明了遗传物质可发生可遗传的变异证明DNA是遗传物质,但不能证明蛋白质不是遗传物质说明DNA能控制蛋白质的合成说明DNA能自我复制2.噬菌体侵染细菌实验的上清液和沉淀物放射性分析(1)用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌,上清液中含放射性的原因:保温培养时间过短,有一部分噬菌体还没有侵染到大肠杆菌细胞内,经离心后分布于上清液中,使上清液中出现放射性。保温培养时间过长,噬菌体在大肠杆菌内增殖后释放子代,经离心后分布于上清液,也会使上清液中出现放射性。 (2)用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌,沉淀物中有放射性的原因:搅拌不充分,有少量含35S的噬菌体外壳吸附在细菌表面,随细菌离心到沉淀物中。(3)35S(标记蛋白质)和32P(标记DNA)不能同时标记在同一噬菌体上,因为放射性检测时只能检测到放射性存在的部位,不能确定是何种元素产生的放射性。命题角度1 考查噬菌体侵染细菌的实验分析1.2017全国卷 在证明DNA是遗传物质的过程中,T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验发挥了重要作用。下列与该噬菌体相关的叙述,正确的是() A.T2噬菌体也可以在肺炎双球菌中复制和增殖B.T2噬菌体病毒颗粒内可以合成mRNA和蛋白质C.培养基中的32P经宿主摄取后可出现在T2噬菌体的核酸中D.人类免疫缺陷病毒与T2噬菌体的核酸类型和增殖过程相同2.2018江苏盐城三模 图6-17-7是“以32P标记的T2噬菌体侵染大肠杆菌”实验示意图。下列有关叙述正确的是()图6-17-7A.锥形瓶内的培养液中有含32P的物质,以便用32P标记噬菌体B.过程的目的是使噬菌体的外壳与大肠杆菌分离C.若只有C中含大量放射性,可直接证明噬菌体的遗传物质是DNAD.实验中B对应部分有少量放射性,可能原因是搅拌不充分命题角度2 考查噬菌体侵染细菌实验中放射性的分布3.如果用3H、15N、35S标记噬菌体后,让其侵染细菌(无放射性),下列分析正确的是()A.只有噬菌体的蛋白质被标记了,DNA没有被标记B.子代噬菌体的外壳中可检测到3H、15N、35SC.子代噬菌体的DNA分子中可检测到3H、15ND.子代噬菌体的DNA分子中部分含有3H、15N、32S4.2018武汉调研 在用35S和32P分别标记的噬菌体探究遗传物质是DNA还是蛋白质的实验中,先将大肠杆菌和不同标记的噬菌体混合后立即离心,并测定放射性();再将大肠杆菌和不同标记的噬菌体混合培养一段时间后再离心,并测定放射性(),则下列有关放射性分布的论述,正确的是()A.若放射性为35S,则主要分布在上清液中,主要分布在沉淀物中B.若放射性为35S,则主要分布在沉淀物中,主要分布在上清液中C.若放射性为32P,则主要分布在上清液中,主要分布在沉淀物中D.若放射性为32P,则主要分布在沉淀物中,主要分布在上清液中技法提炼1.“两看法”判断子代噬菌体标记情况图6-17-82.同位素标记法归类分析(1)标记某元素,追踪其转移途径。如用18O标记H2O,光合作用只产生18O2;再用18O标记CO2,光合作用只产生O2;证明光合作用产生的氧气中的氧原子全部来自于H2O,而不来自于CO2。(2)标记特征元素,探究化合物的作用。如在T2噬菌体侵染细菌的实验中,用32P标记噬菌体的DNA,大肠杆菌内发现放射性物质;用35S标记蛋白质,大肠杆菌内未发现放射性物质;证明DNA是噬菌体的遗传物质。(3)标记特征化合物,探究详细生理过程,研究生物学原理。如用3H标记亮氨酸,探究分泌蛋白的分泌过程;用3H标记胸腺嘧啶脱氧核苷酸,研究有丝分裂过程中染色体的变化规律;用15N标记DNA,证明DNA复制的特点是半保留复制。命题角度3肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验的比较5.2018哈尔滨第六中学二模 下列关于肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验的叙述中,错误的是()A.培养基中的32P经宿主摄取后可出现在T2噬菌体的核酸中B.格里菲思和艾弗里所做的转化实验都能证明DNA是遗传物质C.离心的目的是让上清液中析出重量较轻的T2噬菌体颗粒D.将S型菌的DNA与R型活菌混合培养,一段时间后培养基中会有两种菌落6.2018贵州贵阳模拟 在确定DNA是遗传物质的研究过程中,艾弗里和赫尔希与蔡斯进行的实验有重要意义。下列相关叙述错误的是()A.两个实验的设计思路的共同点是将DNA与蛋白质分开B.他们都选用了结构十分简单的生物病毒展开研究C.两个实验都应用了细菌培养技术,为实验成功提供了保障D.两个实验表明:亲代的各种性状是通过DNA遗传给后代的考点三 DNA 是主要的遗传物质 1.RNA是遗传物质的实验证据烟草花叶病毒对烟草细胞的感染实验(1)实验过程及现象:图6-17-9(2)结论:烟草花叶病毒中的是遗传物质。 2.生物含有的核酸及其遗传物质生物类型所含核酸遗传物质举例细胞生物真核生物DNA和RNA动物、植物、真菌原核生物细菌、蓝藻、放线菌非细胞生物DNA病毒仅有DNA乙肝病毒、T2噬菌体、天花病毒RNA病毒仅有RNA烟草花叶病毒、艾滋病病毒、SARS病毒 3.DNA是主要的遗传物质:生物界绝大多数生物的遗传物质是,只有极少数生物的遗传物质是,因而DNA是主要的遗传物质。正误辨析(1)生物的遗传物质的基本组成单位是脱氧核糖核苷酸或核糖核苷酸。()(2)细胞核内的遗传物质是DNA,细胞质内的遗传物质是RNA。()(3)小麦的遗传物质主要是DNA。()(4)乳酸菌的遗传物质主要分布在染色体上。()(5)只有细胞内的核酸才是携带遗传信息的物质。()教材拓展DNA是主要的遗传物质,其“主要”两字如何理解?命题角度1考查对生物体遗传物质的判断1.图6-17-10是某种高等植物病原体的遗传实验过程,实验表明这种病原体()图6-17-10A.寄生于细胞内,通过RNA遗传B.寄生于细胞间,通过蛋白质遗传C.寄生于细胞内,通过蛋白质遗传D.寄生于细胞间,通过RNA遗传2.下列关于遗传物质的说法,错误的是()真核生物的遗传物质是DNA原核生物的遗传物质是RNA细胞核中的遗传物质是DNA细胞质中的遗传物质是RNA甲型H1N1流感病毒的遗传物质是DNA或RNAA.B.C.D.易错提醒(1)艾弗里的体外转化实验与噬菌体侵染细菌实验均只能证明DNA是遗传物质,而不能证明DNA是主要的遗传物质。(2)对于任何一种生物来说,其遗传物质只有一种,是DNA或RNA,没有主要和次要之分,因此不能说具体的某种生物的遗传物质主要是DNA。(3)真核生物的遗传物质是DNA,DNA主要分布在细胞核,少量分布在细胞质,细胞核与细胞质中的遗传物质都是DNA。命题角度2 考查病毒的感染及重组实验3.科学家从烟草花叶病毒(TMV)中分离出a、b两个不同品系,它们感染植物产生的病斑形态不同。下列4组实验(见下表)中,对实验结果描述错误的是()实验编号实验过程实验结果病斑类型病斑中分离出的病毒类型a型TMV感染植物a型a型b型TMV感染植物b型b型组合病毒(a型TMV的蛋白质+b型TMV的RNA)感染植物b型a型组合病毒(b型TMV的蛋白质+a型TMV的RNA)感染植物a型a型A.实验B.实验C.实验D.实验技法提炼“遗传物质”探索的4种方法真题预测1.2018全国卷 下列关于病毒的叙述,错误的是()A.从烟草花叶病毒中可以提取到RNAB.T2噬菌体可感染肺炎双球菌导致其裂解C.HIV可引起人的获得性免疫缺陷综合征D.阻断病毒的传播可降低其所致疾病的发病率2.2018浙江选考 下列关于“核酸是遗传物质的证据”的相关实验的叙述,正确的是()A.噬菌体侵染细菌实验中,用32P标记的噬菌体侵染细菌后的子代噬菌体多数具有放射性B.肺炎双球菌活体细菌转化实验中,R型肺炎双球菌转化为S型菌是基因突变的结果C.肺炎双球菌离体细菌转化实验中,S型菌的DNA使R型菌转化为S型菌,说明DNA是遗传物质,蛋白质不是遗传物质D.烟草花叶病毒感染和重建实验中,用TMV A的RNA和TMV B的蛋白质重建的病毒感染烟草叶片细胞后,可检测到A型病毒,说明RNA是TMV A的遗传物质3.2017江苏卷 下列关于探索DNA是遗传物质的实验,叙述正确的是()A.格里菲思实验证明DNA可以改变生物体的遗传性状B.艾弗里实验证明从S型肺炎双球菌中提取的DNA可以使小鼠死亡C.赫尔希和蔡斯实验中离心后细菌主要存在于沉淀中D.赫尔希和蔡斯实验中细菌裂解后得到的噬菌体都带有32P 标记4.2017全国卷 根据遗传物质的化学组成,可将病毒分为RNA病毒和DNA病毒两种类型,有些病毒对人类健康会造成很大危害。通常,一种新病毒出现后需要确定该病毒的类型。假设在宿主细胞内不发生碱基之间的相互转换。请利用放射性同位素标记的方法,以体外培养的宿主细胞等为材料,设计实验以确定一种新病毒的类型。简要写出(1)实验思路。(2)预期实验结果及结论即可。(要求:实验包含可相互印证的甲、乙两个组)1.S型肺炎双球菌菌株是人类肺炎和小鼠败血症的病原体,而R型菌株却无致病性。下列有关叙述正确的是()A.加热杀死的S型菌与R型菌混合使R型菌转化成S型菌,属于基因突变B.S型菌与R型菌在结构上最大的不同是S型菌的菌体有多糖类的荚膜C.肺炎双球菌利用人体细胞的核糖体合成蛋白质D.高温处理过的S型菌的蛋白质因变性而不能与双缩脲试剂发生紫色反应2.下列有关噬菌体侵染细菌实验的叙述,正确的是()A.用32P和35S标记的噬菌体侵染普通细菌,子代噬菌体核酸和外壳中均可检测到32P和35SB.用噬菌体侵染32P和35S标记的细菌,子代噬菌体核酸和外壳中均可检测到32P和35SC.用14C标记的噬菌体侵染普通细菌,子代噬菌体核酸和外壳中均可检测到14CD.用噬菌体侵染14C标记的细菌,子代噬菌体核酸和外壳中均可检测到14C1.格里菲思的肺炎双球菌体内转化实验得出的结论:加热杀死的S型细菌中含有某种转化因子使R型活细菌转化为S型活细菌。2.艾弗里实验的结论:DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质,即DNA是遗传物质,蛋白质等不是遗传物质。3.噬菌体侵染细菌实验证明了DNA是遗传物质。4.细胞生物的遗传物质是DNA,病毒的遗传物质是DNA或RNA。5.证明DNA是遗传物质的两大实验的共同思路是设法将DNA和蛋白质等其他物质分开,单独地、直接地观察它们各自的作用。第18讲DNA分子的结构、复制及基因的本质考试说明 1.DNA分子结构的主要特点()。2.DNA分子的复制()。3.基因的概念()。考点一 DNA分子的结构及相关计算 1.图解DNA分子结构图6-18-1 2.DNA分子的特性(1)稳定性:磷酸和脱氧核糖交替连接,排列在外侧构成基本骨架,两条链互补的碱基之间通过相连。(2)性:遗传信息蕴藏在中。碱基排列顺序千变万化,如某DNA分子中有n个碱基对,则排列顺序有种(其中n代表碱基对数)。(3)性:每种DNA分子都有。正误辨析(1)同一条脱氧核苷酸链上相邻的两个碱基通过氢键相连。()(2)DNA分子中每个脱氧核糖都连接两个磷酸,每个碱基都连接一个脱氧核糖。()(3)DNA有氢键,RNA没有氢键。()(4)大肠杆菌的拟核DNA分子和质粒DNA分子都为双链环状。()(5)沃森和克里克提出在DNA双螺旋结构中嘧啶数不等于嘌呤数。()(6)分子大小相同、碱基含量相同的核酸分子所携带的遗传信息一定相同。()教材拓展1.DNA分子都是双链结构吗?2.DNA分子都是“链状”吗? 1.解读两种DNA结构模型图6-18-2(1)由图甲可解读以下信息:(2)图乙是图甲的简化形式,其中是磷酸二酯键,是氢键。解旋酶作用于部位,限制酶和DNA连接酶作用于部位。 2.碱基互补配对原则及相关计算(1)碱基互补配对原则:AT,GC,如图6-18-3所示:图6-18-3(2)有关推论嘌呤总数与嘧啶总数相等,即A+G=T+C。在双链DNA分子中,互补碱基之和所占比例在任意一条链及整个DNA分子中都相等。设在双链DNA分子中的一条链上A1+T1=n%,则A+T=A1+A2+T1+T2=(n%+n%)/2=n%。简记为“配对的两碱基之和在单、双链中所占比例相等”。双链DNA分子中,非互补碱基之和的比值在两条互补链中互为倒数。设双链DNA分子中,一条链上=m,则=m,所以互补链上=。简记为“DNA两互补链中,不配对两碱基和的比值乘积为1”。命题角度1 考查DNA分子的结构与特性1.2018吉林四校联考 下列关于DNA结构的描述,错误的是()A.每一个DNA分子由一条多核苷酸链盘绕而成螺旋结构B.外侧是由磷酸与脱氧核糖交替连接构成的骨架,内部是碱基C.DNA两条链上的碱基间以氢键相连,且A与T配对、G与C配对D.DNA的两条链等长,但是反向平行2.2018锦州渤大附中模拟 图6-18-4为DNA分子部分结构示意图,对该图的描述不正确的是()A.脱氧核糖核苷酸相互连接形成DNA单链时能够产生水B.的名称是胞嘧啶脱氧核苷酸,和相间排列,构成了DNA分子的基本骨架图6-18-4C.对应的碱基依次为A、G、C、TD.DNA分子的两条链是反向平行的,并且游离的磷酸基位于不同端易错提醒(1)DNA分子的特异性是由碱基对的排列顺序决定的,而不是由配对方式决定的,配对方式只有两种:AT、CG。(2)并不是所有的脱氧核糖都连接着两个磷酸基团,两条链各有一个3端的脱氧核糖连接着一个磷酸基团。(3)双螺旋结构并不是固定不变的,复制和转录过程中会发生解旋。(4)在DNA分子中,A与T分子数相等,G与C分子数相等,但A+T的量不一定等于G+C的量,的值恰恰反映了DNA分子的特异性。命题角度2 考查DNA分子结构中碱基的相关计算3.2018济南调研 已知某DNA分子中,G与C之和占全部碱基总数的35.8%,其中一条链的T与C分别占该链碱基总数的32.9%和17.1%。则在它的互补链中,T和C分别占该链碱基总数的()A.32.9%,17.1%B.31.3%,18.7%C.18.7%,31.3%D.17.1%,32.9%4.某研究小组测定了多个不同双链DNA分子的碱基组成,根据测定结果绘制了DNA分子的一条单链与其互补链、一条单链与其所在DNA分子中碱基数目比值的关系图,下列图示正确的是()ABCD图6-18-5技法提炼解答有关碱基计算的“三步曲”图6-18-6考点二 DNA的复制及基因的本质 1.DNA分子复制的过程(1)概念:以亲代DNA为模板,合成子代DNA的过程。(2)时间:。(3)过程图6-18-7(4)特点:(过程上)、(结果上)。(5)精确复制的原因:为复制提供了精确的模板。保证了复制能够准确地进行。(6)意义:将从亲代传给子代,保持了的连续性。 2.基因的本质(1)本质:基因是具有的片段。(2)基因与染色体、DNA、脱氧核苷酸的关系图6-18-8(3)基因的基本功能:遗传信息的和。正误辨析(1)DNA分子全部解旋后才开始进行DNA复制。()(2)DNA必须在DNA酶的作用下才能连接形成子链。()(3)DNA聚合酶催化两个游离的脱氧核苷酸之间的连接。()(4)植物细胞的线粒体和叶绿体中均可发生DNA的复制。()(5)DNA复制就是基因表达的过程。()(6)解旋酶、DNA聚合酶、DNA连接酶、限制性核酸内切酶都能作用于DNA分子,它们的作用部位都是相同的。()教材拓展DNA复制过程中形成的两个子DNA位置如何?其上对应片段中基因是否相同?两个子DNA将于何时分开? 1.DNA复制方式的探究 假说演绎法实验材料:大肠杆菌实验方法:同位素标记法和密度梯度离心法(亲代DNA分子与子代DNA分子的区分方法)实验假设:DNA分子以半保留的方式复制实验结果:与预期结果一致实验结论:DNA分子以半保留的方式复制 2.DNA复制的有关计算DNA复制为半保留复制,若将亲代DNA分子复制n代,其结果分析如下:图6-18-9(1)子代DNA分子数为2n个。其中:含有亲代链的DNA分子数为2个。不含亲代链的DNA分子数为2n-2个。含子代链的DNA分子有2n个。(2)子代脱氧核苷酸链数为2n+1条。其中:亲代脱氧核苷酸链数为2条。新合成的脱氧核苷酸链数为2n+1-2条。(3)消耗的脱氧核苷酸数若一亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个,经过n次复制需要消耗游离的该脱氧核苷酸数为m(2n-1)个。第n次复制所需该脱氧核苷酸数为m2n-1个。 3.DNA半保留复制应用于细胞分裂过程的分析(1)有丝分裂中染色体标记情况分析过程图解(一般只研究一条染色体):复制一次(母链标记,培养液不含标记同位素):图6-18-10转至不含放射性培养液中再培养一个细胞周期:图6-18-11规律总结:若只复制一次,产生的子染色体都带有标记;若复制两次,产生的子染色体只有一半带有标记。(2)减数分裂中染色体标记情况分析过程图解:减数分裂一般选取一对同源染色体为研究对象,如图6-18-12所示:图6-18-12规律总结:由于减数分裂没有细胞周期,DNA只复制一次,因此产生的子染色体都带有标记。命题角度1 考查DNA复制的过程及相关计算1.真核细胞中DNA复制过程如图6-18-13所示,下列表述错误的是()图6-18-13A.多起点双向复制能保证DNA复制在短时间内完成 B.每个子代DNA都有一条核苷酸链来自亲代 C.复制过程中氢键的破坏和形成都需要DNA聚合酶的催化D.DNA分子的准确复制依赖于碱基互补配对原则2.图6-18-14为一个双链DNA分子(15N标记)中某基因的部分结构示意图,该基因全部碱基中A占20%。下列说法正确的是()图6-18-14A.DNA的特异性是由四种碱基的数量比例决定的B.DNA聚合酶可催化形成和处的化学键C.该基因的一条核苷酸链中(C+G)/(A+T)的值为1.5D.将该DNA置于不含15N的环境中复制3次后,含15N的DNA分子占总数的1/8易错提醒DNA复制相关计算的4个易错点(1)“DNA复制了n次”和“第n次复制”的区别,前者包括所有的复制,但后者只包括最后一次复制。(2)碱基的数目单位是“对”还是“个”。(3)在DNA复制过程中,无论复制了几次,含有亲代脱氧核苷酸单链的DNA分子都只有两个。(4)另外,还要看清是“DNA分子数”还是“链数”,“含”还是“只含”等关键词,以免掉进陷阱。 命题角度2 考查基因的本质3.下列关于基因的说法,正确的是()A.携带致病基因的个体一定患遗传病,不携带致病基因的个体不会患遗传病B.一个基因的碱基排列顺序的多样化构成了基因的多样性C.性染色体上基因的遗传不遵循分离定律D.DNA和蛋白质是染色体的主要成分,一个DNA分子上含有许多个基因4.2018大连二十四中模拟 如图6-18-15为果蝇X染色体的部分基因图,下列对此X染色体的叙述,错误的是()图6-18-15A.基因在染色体上呈线性排列B.l、w、f和m为非等位基因C.说明了各基因在染色体上的绝对位置D.雄性X染色体上的基因来自其雌性亲本易错提醒(1)对于真核细胞来说,染色体是基因(遗传物质DNA)的主要载体;线粒体和叶绿体也是基因的载体。(2)遗传效应是指基因能够转录成mRNA,进而翻译成蛋白质,能够控制一定的性状。(3)DNA分子中还存在着不具有遗传效应的片段,在真核细胞中这部分片段所占比例很大,但这些片段不是基因。(4)通常的基因是指双链DNA片段,而RNA病毒的基因是指具有遗传效应的RNA片段。命题角度3综合考查DNA复制与细胞分裂5.2018四川成都外国语学校模拟 某DNA被32P标记的精原细胞在不含32P的培养液中经过一次有丝分裂,产生两个精原细胞,其中一个接着进行一次减数分裂,其四分体时期的一对同源染色体上的DNA组成示意图正确的是 ()ABCD图6-18-166.将某一经3H充分标记DNA的雄性动物细胞(染色体数为2N)置于不含3H的培养基中培养,该细胞经过两次连续分裂后形成4个大小相等的子细胞。下列有关的说法正确的是()A.若子细胞中染色体数为2N,则其中含3H的染色体数一定为NB.若子细胞中染色体数为N,则其中含3H的DNA分子数为N/2C.若子细胞中染色体都含3H,则细胞分裂过程中可能会发生基因重组D.若子细胞中有的染色体不含3H,则原因是同源染色体分离真题预测1.2018全国卷 生物体内的DNA常与蛋白质结合,以DNA-蛋白质复合物的形式存在。下列相关叙述错误的是()A.真核细胞染色体和染色质中都存在DNA-蛋白质复合物B.真核细胞的核中有DNA-蛋白质复合物,而原核细胞的拟核中没有C.若复合物中的某蛋白参与DNA复制,则该蛋白可能是DNA聚合酶D.若复合物中正在进行RNA的合成,则该复合物中含有RNA聚合酶2.2018江苏卷 下列关于DNA和RNA的叙述,正确的是()A.原核细胞内DNA的合成都需要DNA片段作为引物B.真核细胞内DNA和RNA的合成都在细胞核内完成C.肺炎双球菌转化实验证实了细胞内的DNA和RNA都是遗传物质D.原核细胞和真核细胞中基因表达出蛋白质都需要DNA和RNA的参与3.2017海南卷 DNA分子的稳定性与碱基对之间的氢键数目有关。下列关于生物体内DNA分子中(A+T)/(G+C)与(A+C)/(G+T)两个比值的叙述,正确的是()A.碱基序列不同的双链DNA分子,后一比值不同B.前一个比值越大,双链DNA分子的稳定性越高C.当两个比值相同时,可判断这个DNA分子是双链D.经半保留复制得到的DNA分子,后一比值等于11.下列有关双链DNA的结构和复制的叙述,正确的是()A.复制后产生的两个子代DNA分子共含有4个游离的磷酸基团B.某DNA分子内胞嘧啶占25%,则每条单链上的胞嘧啶占25%50%C.DNA双螺旋结构以及碱基间的氢键使DNA分子具有较强的特异性D.DNA的一条单链上相邻碱基之间以氢键连接2.图6-18-17为真核细胞DNA复制过程模式图,相关分析错误的是()图6-18-17A.酶为解旋酶,酶为DNA聚合酶B.图示体现了边解旋边复制及半保留复制的特点C.在复制完成后,甲、乙可在有丝分裂后期、减数第一次分裂后期分开D.将该模板DNA置于15N培养液中复制3次后,含15N的DNA占100%1.DNA分子复制的时期:细胞有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期。2.DNA复制需要的基本条件:模板、原料、能量和酶等。3.DNA分子独特的双螺旋结构为复制提供了精确的模板,通过碱基互补配对保证了复制能够准确地进行。4.DNA通过半保留复制方式将遗传信息从亲代传给子代,其意义是保持遗传信息的连续性。5.1条染色体上有1个(未复制)或2个(复制后)DNA分子,每个DNA分子上有许多个基因。6.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。第19讲基因的表达考试说明 1.遗传信息的转录和翻译()。2.基因与性状的关系()。考点一 遗传信息的转录和翻译 1.RNA的结构与功能 2.遗传信息的转录(1)概念:以为模板,按碱基互补配对原则合成RNA的过程。(2)转录过程(如图6-19-1)图6-19-13.遗传信息的翻译(1)概念:游离在细胞质中的各种氨基酸,以为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。(2)密码子概念:上3个相邻的碱基决定1个氨基酸,每3个这样的碱基称为1个密码子。种类:64种,其中决定氨基酸的密码子有种,终止密码子有种。密码子与反密码子的比较项目密码子反密码子位置作用直接决定蛋白质中的序列识别,转运特点与上的碱基互补与的碱基互补(3)翻译过程(如图6-19-2)图6-19-2(4)产物:多肽或蛋白质。正误辨析(1)tRNA上的反密码子由mRNA转录而来。()(2)每种氨基酸都有多个密码子,每个密码子都决定一种氨基酸。()(3)一个mRNA中含有多个密码子,一个tRNA中只含有一个反密码子。()(4)结合在同一条mRNA上的核糖体,最终合成的肽链在结构上各不相同。()(5)mRNA、tRNA、rRNA都是以DNA链为模板转录而来的,都携带遗传信息。()(6)DNA聚合酶和RNA聚合酶的结合位点分别在DNA和RNA上。()(7)一个含n个碱基的 DNA分子,转录形成的mRNA分子的碱基数是n/2个。()(8)基因B1和由其突变而来的B2在指导蛋白质合成时使用同一套遗传密码。()教材拓展组成蛋白质的20种氨基酸应对应多少种密码子?由此推知一种氨基酸可能对应多个密码子,这对生物体的生存发展有何意义? 1.解析两个翻译模型图图6-19-3(1)图甲翻译模型分析、分别为tRNA、核糖体、mRNA、多肽链。一个核糖体与mRNA的结合部位形成2个tRNA结合位点。翻译起点:起始密码子决定的是甲硫氨酸或缬氨酸。翻译终点:识别到终止密码子(不决定氨基酸),翻译停止。翻译进程:核糖体沿着mRNA移动,mRNA不移动。(2)图乙翻译模型分析图乙中,1、2、3分别为mRNA、核糖体、多肽链。数量关系:一个mRNA可同时结合多个核糖体,形成多聚核糖体。意义:少量的mRNA分子可以迅速合成出大量的蛋白质。方向:从左向右,判断依据是多肽链的长短,长的翻译在前。结果:合成多个氨基酸序列完全相同的多肽,因为模板mRNA相同。 2.DNA复制、转录和翻译的比较(1)区别比较项目DNA复制转录翻译图示时间有丝分裂的间期和减数第一次分裂前的间期生物个体发育的整个过程(分裂期不能进行转录)场所真核细胞主要在细胞核,部分在线粒体和叶绿体;原核细胞在细胞质或拟核核糖体模板DNA的两条单链DNA的一条链mRNA原料4种脱氧核苷酸4种核糖核苷酸20种氨基酸条件解旋酶、DNA聚合酶、ATPRNA聚合酶、ATP酶、ATP、tRNA过程DNA边解旋边以两条链为模板,按碱基互补配对原则,合成两条子链,子链与对应母链螺旋化DNA解旋,以一条链为模板,按碱基互补配对原则形成mRNA(单链rRNA、tRNA),mRNA进入细胞质与核糖体结合tRNA一端的反密码子与mRNA上的密码子配对,另一端携带相应氨基酸,合成有一定氨基酸序列的多肽链产物2个双链DNA1个单链RNA多肽链模板去向分别进入两个子代DNA分子中恢复原样,重新组成双螺旋结构水解成单个核糖核苷酸产物去向两个子代DNA在细胞分裂过程中分别进入两个子细胞中转录产物mRNA与核糖体结合翻译产物多肽链经盘曲折叠形成特定的空间结构,到达细胞各个需要的部位发挥功能特点边解旋边复制;半保留复制边解旋边转录一个mRNA上可结合多个核糖体,同时进行多条肽链的合成碱基互补配对AT,TA,CG,GCAU,TA,CG,GCAU,UA,CG,GC意义复制遗传信息,使遗传信息从亲代传递到子代表达遗传信息,使生物体表达出各种遗传性状(2)联系图6-19-4 3.巧辨遗传信息、密码子和反密码子(1)界定遗传信息、密码子(遗传密码)、反密码子图6-19-5(2)氨基酸、密码子和反密码子的对应关系每种氨基酸对应一种或几种密码子(密码子的简并性),可由一种或几种tRNA转运。一种密码子只能决定一种氨基酸,一种tRNA只能转运一种氨基酸。氨基酸、密码子和反密码子的对应关系图6-19-6密码子有64种(3种终止密码子不决定氨基酸;决定氨基酸的密码子有61种);反密码子理论上有61种。不同生物共用一套遗传密码。命题角度1考查遗传信息、密码子与反密码子的关系1.2018潍坊调研 下列有关密码子的叙述正确的是()A.基因突变可能改变基因中密码子的种类或顺序B.每种氨基酸都对应多种密码子C.密码子的简并性可以减少有害突变D.密码子和反密码子中碱基可互补配对,所以两者种类数相同2.图6-19-7是细胞内常见的两种分子,下列相关描述正确的是()图6-19-7A.上有反密码子,不同的可能含有相同的反密码子B.上有密码子,的化学元素组成不相同C.都为双链结构,它们的碱基配对方式不完全相同D.都参与了基因表达的过程,且比翻译的直接模板小得多命题角度2 考查基因控制蛋白质合成的模型分析3.2018陕西西安长安一中质检 下列关于DNA分子的复制、转录和翻译的比较,正确的是()A.从时期上看,都只能发生在细胞分裂的间期B.从条件上看,都需要模板、原料、酶和能量C.从配对方式上看,它们的碱基互补配对方式都相同D.从场所上看,都能发生在细胞核中4.研究表明,下丘脑SCN细胞中PER基因表达与昼夜节律有关,其表达产物的浓度呈周期性变化,如图6-19-8为相关过程。据此判断,下列说法正确的是()图6-19-8A.PER基因只存在于下丘脑SCN细胞中B.图(1)过程的原料为脱氧核苷酸,需要的酶是RNA聚合酶C.图(2)中DNA模板链中一个碱基C变成了T,则mRNA中嘌呤与嘧啶比例不变D.图(3)中mRNA沿着核糖体的移动方向是从右向左易错提醒转录、翻译过程中的四个易错点(1)转录的产物不只是mRNA,还有tRNA、rRNA,但只有mRNA携带遗传信息,3种RNA都参与翻译过程,只是作用不同。(2)翻译过程中mRNA并不移动,而是核糖体沿着mRNA移动,进而读取下一个密码子。(3)转录和翻译过程中的碱基配对方式不是AT,而是AU。(4)原核生物拟核中的DNA转录还未结束时便已开始翻译。命题角度3 真核生物与原核生物基因表达过程的比较5.2018安徽江淮十校联考 某细胞中有关物质合成过程如图6-19-9,表示生理过程,、表示结构或物质。据图分析正确的是()图6-19-9A.用某药物抑制过程,该细胞的有氧呼吸将受到影响B.物质上也具有基因,此处基因的传递遵循孟德尔定律C.为同一生理过程,需要解旋酶和DNA聚合酶D.为同一生理过程,所用密码子的种类和数量相同6.图6-19-10表示细胞内蛋白质的合成过程,下列叙述正确的是()图6-19-10A.图示中的物质甲为DNA解旋酶B.图示过程主要发生在真核细胞中C.氨基酸转运过程中有磷酸生成D.核糖体沿着mRNA从左向右移动技法提炼用“两看法”判断真核生物和原核生物基因表达过程图图6-19-11命题角度4 考查与基因表达有关的计算7.2018江西师范大学附属中学模拟 图6-19-12为细胞核内控制呼吸酶合成的某基因(15N标记)局部结构示意图,该基因中A占全部碱基的20%,下列说法正确的是()图6-19-12A.该基因在所有活细胞中都表达B.该基因转录形成的mRNA中U占全部碱基的20%C.解旋酶作用于部位,DNA聚合酶作用于部位D.将该细胞置于14N培养液中完成三个细胞周期,含14N的子细胞占75%8.2018江苏扬州中学模拟 胰岛素的A、B两条肽链是由一个基因编码的,其中A链中的氨基酸有m个,B链中的氨基酸有n个。下列有关叙述中不正确的是()A.胰岛素基因中含有的碱基数大于6(m+n)B.胰岛素基因的两条DNA单链分别编码A、B两条肽链C.胰岛素mRNA中至少含有的密码子为m+n个D.A、B两条肽链可能是经蛋白酶作用后形成的技法提炼基因中碱基、RNA中碱基和蛋白质中氨基酸数量的关系图6-19-13注:蛋白质中氨基酸的数目=1/3mRNA中的碱基数目=1/6DNA(基因)中的碱基数目。631的数量关系中,未考虑终止密码子、内含子、启动子、终止子等非编码序列。考点二中心法则及基因与性状的关系 1.中心法则及补充图6-19-14(1)填写字母所表示的过程。a,b,c,d,e。(2)用字母表示下列生物的遗传信息传递过程。噬菌体:,烟草花叶病毒:,烟草:,HIV:。(3)请写出洋葱表皮细胞内遗传信息的传递方式:。(4)请写出洋葱根尖分生区细胞内遗传信息的传递方式:。 2.基因控制性状的途径(1)直接控制途径(用文字和箭头表示)基因生物体的性状。(2)间接控制途径(用文字和箭头表示)基因生物体的性状。(3)基因控制性状的实例(连线)实例控制方式白化病镰刀型细胞贫血症圆粒和皱粒豌豆囊性纤维病苯丙酮尿症果蝇的红眼和白眼a.通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状b.通过控制酶的合成来控制代谢过程,进而控制生物体的性状 3.基因与性状的对应关系图6-19-15(1)基因与性状的对应关系并不都是简单的关系。(2)环境影响生物性状:性状(表现型)是和共同作用的结果。正误辨析 (1)白化病是由酪氨酸酶活性降低造成的。()(2)存在于叶绿体和线粒体中的DNA能进行复制、转录,进而翻译出蛋白质。()(3)某些性状由多个基因共同决定,有的基因可能影响多个性状。()(4)由逆转录酶催化的过程是RNADNA。()(5)成熟叶肉细胞无DNA复制途径,只有转录和翻译两条途径;哺乳动物成熟的红细胞无信息传递。()(6)核苷酸序列不同的基因可表达出相同的蛋白质,遗传信息传递到蛋白质是表现型得以实现的基础。()教材拓展1.生物的遗传物质相同,性状一定相同吗?试解释原因。2.生长素、赤霉素等不是蛋白质,它们的合成受基因控制吗?基因是通过控制性状的哪一途径控制它们的合成的?命题角度1 结合中心法则过程图解进行综合考查1.2018辽宁大连二模 下列关于中心法则的叙述,正确的是()A.亲代DNA能通过自我复制在亲子代之间表达遗传信息B.真核生物基因表达的过程即蛋白质合成的过程C.基因的转录既可发生在细胞核中又可发生在线粒体内D.在烟草花叶病毒颗粒内可以合成自身的RNA和蛋白质2.图6-19-16表示中心法则,下列有关叙述正确的是()图6-19-16A.过程都会在人体的遗传信息传递时发生B.人体细胞内的过程主要发生在细胞核中,产物都是mRNAC.过程存在UA、CG、AT三种碱基配对方式D.过程发生在核糖体上,过程有半保留复制的特点题后归纳各类生物遗传信息的传递过程生物种类遗传物质遗传信息的传递过程 RNA病毒(SARS病毒)以RNA为遗传物质逆转录病毒(HIV)原核生物以DNA为遗传物质真核生物DNA病毒(噬菌体)命题角度2 结合具体实例考查基因对性状的控制3.基因对性状的控制过程如下,下列相关叙述正确的是()DNA(基因)mRNA蛋白质性状A.过程是转录,它分别以DNA的两条链为模板合成mRNAB.过程是翻译,只需要mRNA、氨基酸、核糖体、酶、ATP即可C.过程表明所有的性状都是通过基因控制蛋白质的结构直接实现的D.基因中替换一个碱基对,会改变mRNA,但不一定改变生物的性状4.2018湖南师大附中模拟 如图6-19-17表示人体内苯丙氨酸的代谢途径,下列相关分析正确的是()图6-19-17A.基因2和基因4在不同细胞中表达,所以存在于人体内不同细胞中B.基因3不正常而缺乏酶3可能引起苯丙酮尿症C.老年人头发会变白是因为基因2突变而缺乏酶2导致黑色素合成减少D.图中过程需要RNA聚合酶的
展开阅读全文