专题三第1讲遗传分子基础

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,本专题内容既是高考命题的重点，又是高考命题的难点。其中遗传规律在生产、生活实践中的应用是常考、常新的热点。常以文字信息、表格数据信息和遗传图解及遗传系谱图等形式考查对遗传学问题的分析处理能力；结合原核生物的特点与基因突变考查,DNA,分子结构与复制或结合同位素标记以实验探究的方式考查,DNA,的复制方式也是高考命题的热点。,1.,注重对基本概念和基本原理的综合复习,本专题知识多、概念多，且需运用概念、原理、定律解释的生命现象和解决的实际问题也多，因此，复习时，要抓住,“,能力,”,这个核心，突出对重点知识的复习。对遗传的分子基础的复习，可以,“,中心法则,”,为主线，即,DNA(,基因,)RNA,蛋白质,(,性状,),，并联系,DNA,的结构与复制、染色体与基因、减数分裂、遗传规律等知识，经过思考、分析、归纳，最后构建出完整的知识体系。,2.,突出核心知识的理解和拓展，重视遗传规律的实际应用,要熟练掌握基因分离定律和自由组合定律的实质和各种比例关系，做到具体问题具体分析，且能灵活应用各种比例关系。同时要有一定的训练量，对所遇到的题目进行分类归纳，掌握各类题目的解答方法，在应用训练中逐渐提高发展思维能力和解答能力。,3.,关注遗传系谱的分析和应用,复习过程中，要注意从各种题型中总结解题方法，归纳各种遗传方式的特点，同时要注意联系遗传的基本规律和可遗传变异的原理，明确人类遗传病的类型及发病原因，准确分析遗传病的发生几率。还要牢记常见遗传病的类型，分析各种遗传病的表现和原因，注意各类遗传病的致病原因及预防措施的区别与联系。,1,(2010,江苏高考,),探索遗传物质的过程是漫长的，直到,20,世纪初期，人们仍普遍认为蛋白质是遗传物质。当时人,们作出判断的理由不包括,(,),A,不同生物的蛋白质在结构上存在差异,B,蛋白质与生物的性状密切相关,C,蛋白质比,DNA,具有更高的热稳定性，并且能够自我,复制,D,蛋白质中氨基酸的不同排列组合可以贮存大量遗传,信息,解析,不同的生物遗传物质不同，而不同生物体内的蛋白质结构也不同，蛋白质是生物性状的直接体现者，故推测遗传物质可能是蛋白质；与蛋白质相比,DNA,更耐高温，故,DNA,的热稳定性大于蛋白质，另外蛋白质也不能自我复制；由于蛋白质中氨基酸的排列顺序千变万化，故推测不同的氨基酸排列顺序可能贮存大量的遗传信息。,答案,C,1,肺炎双球菌的转化实验,1928,年英国格里菲思的实验,1944,年美国艾弗里的实验,过程及结果,1928,年英国格里菲思的实验,1944,年美国艾弗里的实验,结,论,加热杀死的,S,型细菌体内有,“,”,“,转化因子,”,是,转化因子,DNA,2,噬菌体侵染细菌实验,步,骤,标记细菌,细菌含,35,S,的培养基,含,35,S,的细菌,细菌含,的培养基,含,32,P,的细菌,标记噬菌体,噬菌体含,35,S,的,含,35,S,的噬菌体,噬菌体含,32,P,的细菌,含,32,P,的噬菌体,噬菌,体侵染细菌,含,35,S,的噬菌体细菌,放射性很高，,放射性很低，新形成的噬菌体中没有检测到,35,S,含,32,P,的噬菌体细菌,放射性很低，,放射性很高，新形成的噬菌体中检测到,32,P,结论,是噬菌体的遗传物质,32,P,细菌,上清液,沉淀,物,上清液,沉淀,物,DNA,1,作为遗传物质必备的条件,(1),能复制，使前后代具有连续性。,(2),能控制性状和代谢过程。,(3),具有储存大量遗传信息的潜能。,(4),结构稳定，但又能发生突变。,2,肺炎双球菌转化实验与噬菌体侵染细菌实验的比较,(1),实验思路相同：都是设法把,DNA,和蛋白质分开，单独地、,直接去观察,DNA,的作用。只是肺炎双球菌转化实验利用,了从,S,型菌直接提取分离，而噬菌体侵染实验则利用放射,性同位素间接将,DNA,和蛋白质分开。,(2),结论相同：都证明了,DNA,是遗传物质。,2,(2010,上海高考,),细胞内某一,DNA,片段中有,30%,的碱基为,A,，,则该片段中,(,),A,G,的含量为,30%,B,U,的含量为,30%,C,嘌呤含量为,50%D,嘧啶含量为,40%,解析,根据,DNA,双螺旋结构中,A,T,、,C,G,可知，嘌呤之和等于嘧啶之和，故,C,正确。其他碱基的含量分别为：,T,A,30%,，,C,G,1,(30%,30%)/2,20%,。,答案,C,1,DNA,分子立体结构的主要特点,(1),两条长链按,方式盘旋成双螺旋结构。,(2),和,交替连接，排列在,DNA,分子的外侧，构,成基本骨架，碱基排列在内侧。,(3)DNA,分子两条链上的碱基通过,连接成碱基对，并且遵,循碱基互补配对规律。,反向平行,脱氧核糖,磷酸,氢键,2,DNA,的特性,(1),多样性：碱基,的千变万化，构成了,DNA,分子的多,样性。,(2),特异性：碱基的,，又构成了每一个,DNA,分,子的特异性。,(3)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。,排列顺序,特定的排列顺序,3,基因的本质：,基因是,的,DNA,片段。,有遗传效应,与碱基互补配对或,DNA,复制相关的计算,(1),据,T,或,U,可判断核酸种类，,DNA,中含,T,，,RNA,中含,U,，双链,DNA,分子中嘌呤之和嘧啶之和，即,A,G,T,C,。,(2),在双链,DNA,分子中，已知某碱基的百分含量，求其他碱基,的百分含量，可用,A,T,，,G,C,，,A,G,T,C,50%,求解。,(3),在双链,DNA,中，一条单链的,(A,G)/(C,T),m,，则另一条,互补链的,(A,G)/(C,T),1/m,。,(4),在双链,DNA,中，互补配对的碱基之和的比值,(A,T)/(G,C),与每一条单链中这一比值相等。,(5),不同生物的,DNA,分子中，,(A,T)/(G,C),不同，代表了每,种生物,DNA,分子的特异性。,(6),若一个,DNA,分子经过,n,次复制，可得,2,n,个,DNA,分子，若某,个含,15,N,的,DNA,分子，放在含,14,N,的培养基中复制,n,次，则,含,15,N,的,DNA,分子占其总数的,2/2,n,，含,15,N,的,DNA,单链与,14,N,的单链之比为,1/(2,n,1),。,(7),双链,DNA,分子中，如含某种碱基,x,个，复制,n,次，则需加,入的含该碱基的脱氧核苷酸数为,(2,n,1),x,。,3.(2010,广东高考,),下列叙述正确的是,(,),A,DNA,是蛋白质合成的直接模板,B,每种氨基酸仅由一种密码子编码,C,DNA,复制就是基因表达的过程,D,DNA,是主要的遗传物质,解析,DNA,是蛋白质合成的间接模板，直接模板是,mRNA,；有的氨基酸可以由几种密码子编码；,DNA,复制是基因的传递过程，而转录和翻译才是基因的表达过程；绝大多数生物以,DNA,为遗传物质，所以,DNA,是主要的遗传物质。,答案,D,1,DNA,复制、转录和翻译的比较,DNA,的,功能,遗传信息的传递,遗传信息的表达,比较,内容,复制,转录,翻译,时期,细胞分裂间期,整个个体发育过程中,场所,细胞核,(,线粒体、,叶绿体,),细胞核,(,线粒体、,叶绿体,),核糖体,DNA,的,功能,遗传信息的传递,遗传信息的表达,模板,DNA,分子,的一条链,原料,4,种,4,种,20,种氨基酸,条件,酶、能量,(,解旋酶，,DNA,聚合酶,),酶、能量,(RNA,聚合酶等,),酶、能量、,产物,DNA,RNA,蛋白质,DNA,双条链,mRNA,脱氧核苷酸,核糖核苷酸,tRNA,2,中心法则,图中,表示,DNA,复制，,表示,，,表示翻译，,表示,，,表示,。,RNA,自我复制,转录,逆转录,(3),表现型与基因型的关系,生物的性状有的受单基因控制,(,如豌豆的高茎和矮茎由一对等位基因控制,),，而有的性状由多对基因决定,(,如人的身高,),，二者并非简单的一一对应关系。,生物的性状除由基因决定外，还受环境条件的影响，它是生物的基因和环境共同作用的结果，即表现型基因型环境条件。其中基因型是内因，环境条件是外因。,考向一,DNA,是遗传物质的实验证据,热点,指数,命题点,(1),肺炎双球菌转化实验分析,(2),噬菌体侵染细菌实验分析,(3),生物种类与遗传物质种类的关系,命题角度,此类问题多以选择题形式考查，主要考查角度有：一是考查肺炎双球菌的体内转化实验过程；二是结合,DNA,复制考查噬菌体侵染细菌实验；三是通过具体实例分析生物的遗传物质,例,1,(2010,上海高考,),若,1,个,35,S,标记的大肠杆菌被,1,个,32,P,标记的噬菌体侵染，裂解后释放的所有噬菌体,(,),A,一定有,35,S,，可能有,32,P,B,只有,35,S,C,一定有,32,P,，可能有,35,S D,只有,32,P,答案,A,解析,噬菌体侵染细菌时，以亲代噬菌体的,DNA,为模板，以大肠杆菌的成分为原料，合成子代噬菌体的,DNA,和蛋白质，故子代噬菌体中部分含,32,P,标记，全部含,35,S,标记。,解答此类问题可按如下思路分析：,1,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：,R,型细菌的,DNA,DNA,酶,加入,S,型细菌,注射入小鼠,S,型细菌的,DNA,DNA,酶,加入,R,型细菌,注射入小鼠,R,型细菌,DNA,酶,高温加热后冷却,加入,S,型细菌的,DNA,注射入小鼠,S,型细菌,DNA,酶,高温加热后冷却,加入,R,型细菌的,DNA,注射入小鼠,以上,4,个实验中小鼠存活的情况依次是,(,),A,死亡，存活，存活，存活,B,死亡，死亡，存活，存活,C,存活，存活，存活，存活,D,死亡，存活，存活，死亡,解析：,R,型细菌的,DNA,被,DNA,酶分解，加入的,S,型细菌使小鼠死亡；,S,型细菌的,DNA,在,DNA,酶的作用下被分解，再注入,R,型细菌，不发生转化，故小鼠不死亡；,R,型细菌高温加热被杀死，再加入,S,型细菌的,DNA,，因无转化条件，所以不能发生转化，故小鼠存活；,S,型细菌高温加热被杀死，只加入,R,型细菌的,DNA,，因此也无转化条件，故小鼠也存活。,答案：,A,考向二,遗传信息的传递表达,热点指数,命题点,(1),复制、转录、翻译过程的比较,(2),密码子、反密码子与遗传信息的关系,(3),基因与性状的关系,命题角度,此类问题在高考中常有以下几种命题形式：一是结合图示分析翻译过程；二是结合基因突变分析基因中碱基排列顺序与密码子及氨基酸排列顺序的关系；三是结合遗传规律综合考查基因对性状的控制,例,2,(2010,江苏高考,),铁蛋白是细胞内储存多余,Fe,3,的蛋白，铁蛋白合成的调节与游离的,Fe,3,、铁调节蛋白、铁应答元件等有关。铁应答元件是位于铁蛋白,mRNA,起始密码上游的特异性序列，能与铁调节蛋白发生特异性结合，阻遏铁蛋白的合成。当,Fe,3,浓度高时，铁调节蛋白由于结合,Fe,3,而丧失与铁应答元件的结合能力，核糖体能与铁蛋白,mRNA,一端结合，沿,mRNA,移动，遇到起始密码后开始翻译,(,如下图所示,),。回答下列问题：,(1),图中甘氨酸的密码子是,_,，铁蛋白基因中决定,“,”,的模板链碱基序列,为,_,。,(2)Fe,3,浓度低时，铁调节蛋白与铁应答元件结合干扰了,_,，从而抑制了翻译的起,始；,Fe,3,浓度高时，铁调节蛋白由于结合,Fe,3,而丧失,与铁应答元件的结合能力，铁蛋白,mRNA,能够翻译。这,种调节机制既可以避免,_,对细胞的毒性影响，,又可以减少,_,。,(3),若铁蛋白由,n,个氨基酸组成，指导其合成的,mRNA,的碱基数,远大于,3,n,，主要原因是,_,。,(4),若要改造铁蛋白分子，将图中色氨酸变成亮氨酸,(,密码子为,UUA,、,UUG,、,CUU,、,CUC,、,CUA,、,CUG),，可以通过改