高三生物二轮专项复习 专题四 第1讲 遗传的物质基础课件 新人教版

1从近年高考情况来看，遗传的物质基础在高考中经常涉及的知识点有：探索DNA是遗传物质的经典实验、DNA分子的成分和结构、DNA分子复制过程和原理以及基因表达的过程。有关DNA是遗传物质的经典实验、DNA分子的结构和复制主要以选择题的形式考查；简答题则侧重表达与其他知识的综合理解。 预期今后的考查中，主要有以下几种特点：以实验分析的形式考查DNA是遗传物质经典实验的分析；结合基因突变和细胞分裂考查DNA分子的结构和复制；以模型建构的方式考查遗传信息的流动(复制、转录和翻译)。另外，还需要关注科技发展(如基因敲除、基因沉默、基因污染、基因疫苗、基因芯片和基因兴奋剂等)与教材内容相结合的考查。 在复习中，要掌握DNA是遗传物质的实验设计思路及方法，通过对经典实验的再分析提高领会化学实验方法，分验实验结果以及推导实验结论的能力；通过专题训练提高碱基互补配对原则的计算、DNA分子半保留复制有关计算的解题能力；通过比较法掌握DNA的复制、转录和翻译的区别。 2遗传的基本规律及人类遗传病是历年高考的重点，且考查方向和内容相对比较稳定。从近几年高考试题来看，结合遗传系谱图考查遗传方式的判断、基因型的推导和概率的计算是高考命题的特点；结合遗传的“例外性”(如F2性状分离比为9 7或9 3 4等)考查基因自由组合定律的理解和应用是高考命题的亮点。 预期在今后的知识考查中，上述内容仍会是命题的重要方向，此外还需要关注以一对相对性状的遗传为载体，结合减数分裂、伴性遗传和生物变异(基因突变、基因重组和染色体变异)等相关知识进行的综合考查。 在复习时，可利用“比较辨析法”区别掌握遗传学的相关概念 ；利用“图文结合法”理解记忆遗传定律的实质。利用“规律总结法”熟练掌握遗传学部分的题型、解题方法技巧，做到规范答题。 一、探究DNA是遗传物质的经典实验 1实验过程与结论实验名称实验名称操作对象操作对象操作过程操作过程结果结果结论结论肺炎肺炎双球双球菌的菌的转化转化实验实验体内体内转化转化实验实验加热杀死的加热杀死的S型细菌型细菌R型型细菌细菌注射到小鼠体注射到小鼠体内内小鼠死亡，小鼠死亡，分离到分离到S型型和和R型两种型两种细菌细菌加热杀死加热杀死的的S型细菌型细菌存在存在“转转化因子化因子”体外体外转化转化实验实验S型菌型菌DNA混合培养混合培养分离到分离到R型型和和S型细菌型细菌“转化因转化因子子”是是DNAS型菌其他物型菌其他物质质分离到分离到R型型细菌细菌S型菌型菌DNA和和DNA酶酶分离到分离到R型型细菌细菌实验名实验名称称操作对象操作对象操作过操作过程程结果结果结论结论噬菌体噬菌体侵染细侵染细菌的实菌的实验验35S标记标记的噬菌的噬菌体体侵染细侵染细菌菌细菌体内细菌体内无无35S，体，体外有外有35S噬菌体的蛋噬菌体的蛋白质外壳并白质外壳并未进入细菌未进入细菌32P标记标记的噬菌的噬菌体体细细菌菌细菌体内细菌体内有有32P，体，体外无外无32P噬菌体的噬菌体的DNA进入进入细菌内部细菌内部 2.实验思路 两个经典实验的思路基本相同，都是设法把DNA与蛋白质分开，单独地、直接地去观察DNA的作用。只是运用方法不同，肺炎双球菌转化实验利用了从S型菌直接提取分离各种物质的方法。噬菌体侵染细菌的实验则利用了放射性元素示踪法间接将蛋白质和DNA分离的方法。 特别提醒 分别用放射性元素35S、32P标记噬菌体，验证噬菌体侵染细菌过程中，侵入细菌体内的是DNA，而不是蛋白质，从而证明DNA分子在生物的前后代中保持连续性，说明DNA是生物的遗传物质。 在加热杀死S型细菌的过程中，蛋白质变性失活，而DNA因加热碱基对之间氢链断裂而解旋，而当温度降低时，又形成氢键而恢复活性。 R型转化为S型菌的实质是S型的DNA进入呈感受态的R型菌体内并与R型菌的DNA实现重组，从而表现出S型菌的性状，此变异类型属于基因重组。 培养噬菌体不能在普通培养基上培养，只能利用活体细胞，因为病毒是专性寄生的。 3DNA是主要的遗传物质 二、有关碱基数量计算的归类与应用 1DNA分子、DNA某条链及转录生成的mRNA中碱基比例关系 特别提醒 若有U无T，则该核酸为RNA。 若有T无U，且AT，GC，则该核酸一般为双链DNA。 若有T无U，且AT，GC，则该核酸为单链DNA。 2DNA复制过程中的碱基数量计算 某DNA分子中含某碱基a个，(1)复制n次需要含该碱基的脱氧核苷酸数为a(2n1)；(2)第n次复制，需要含该碱基的脱氧核苷酸数为a2n1。 三、与中心法则相关的几个问题 1图示 2分析 (1)图示中的是遗传物质为DNA的生物信息流动方向。 (2)图示中的是RNA病毒的信息流动方向，如车前草病毒。 (3)图示中的是逆转录病毒的信息流动方向，如HIV。 3中心法则体现了DNA的两大基本功能 (1)图中体现了对遗传信息的传递功能，它是通过DNA复制完成的，发生于亲代产生子代的生殖过程或细胞增殖过程中。 (2)图中共同体现了对遗传信息的表达功能，它是通过转录和翻译完成的，发生在个体发育过程中。 例1艾弗里和同事用R型和S型肺炎双球菌进行实验，结果如下表。从表可知() A.不能证明S型菌的蛋白质不是转化因子 B说明S型菌的荚膜多糖有酶活性 C和说明S型菌的DNA是转化因子 D说明DNA是主要的遗传物质 解析考查实验的设计和分析。只有加入S型菌DNA的实验才能产生S型菌，证明DNA是转化因子，蛋白质、荚膜多糖和DNA酶处理的DNA都不是转化因子；DNA与RNA相比较，绝大多数生物是以DNA为遗传物质的，DNA是主要的遗传物质，但这里没有这种比较，不能得出这个结论。选C。 答案C一百多年前，人们就开始了对遗传物质的探索历程。对此有关叙述错误的是() A最初认为遗传物质是蛋白质，由此推测氨基酸的多种排列顺序可能蕴含遗传信息 B在艾弗里肺炎双球菌转化实验中，细菌转化的实质是发生了基因重组 C噬菌体侵染细菌实验之所以更有说服力，是因为其蛋白质与DNA完全分开 D在32P标记噬菌体侵染细菌实验中，离心后只有在沉淀物中才能测到放射性同位素32P 答案D 解析用32P标记的是噬菌体的DNA，侵染大肠杆菌时，进入了大肠杆菌内。因此，上清液中理论上不含有放射性，只在沉淀物中能测出。但由于很多噬菌体在侵染细菌时并不是同步的，因此有的可能还没有侵入，有的可能已合成子代被释放出来，故在上清液中也可能检测到放射性。 例2关于核酸生物合成的叙述，错误的是() ADNA的复制需要消耗能量 BRNA分子可作为DNA合成的模板 C真核生物的大部分核酸在细胞核中合成 D真核细胞染色体DNA的复制发生在有丝分裂前期 解析DNA分子复制时，双链解旋成单链的过程需要ATP供能；在逆转录酶的作用下，某些生物可以以RNA为模板合成DNA；真核细胞中，DNA复制与DNA转录合成RNA的过程主要发生在细胞核中；真核细胞的染色体DNA的复制发生在细胞有丝分裂间期或减数分裂前的间期。 答案D 铁蛋白是细胞内储存多余Fe3的蛋白，铁蛋白合成的调节与游离的Fe3、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Fe3浓度高时，铁调节蛋白由于结合Fe3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： (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)，可以通过改变DNA模板链上的一个碱基来实现，即由_。 答案 (1)GGUCCACTGACC(CCAGTCACC) (2)核糖体在mRNA上的结合与移动Fe3细胞内物质和能量的浪费 (3)mRNA两端存在不翻译的序列 (4)CA 解析本题考查与蛋白质合成有关的知识。 (1)由图中甘氨酸的转运RNA头部的三个碱基为CCA，对应的mRNA的三个碱基为GGU，在mRNA中甘氨酸天冬氨酸色氨酸的模板链碱基序列，可由三种氨基酸密码子和图示推知为CCACTGACC； (2)由题意，Fe3浓度高时，铁调节蛋白由于结合Fe3而丧失与铁应答元件的结合能力，启动核糖体与mRNA结合并移动，从而使启动子启动翻译，而当Fe3过低时，核糖体与信使RNA结合与移动受到干扰；该调节机制是有效防止Fe3对细胞的毒害作用，又可减少细胞内Fe3等物质和能量的浪费。 (3)在真核生物DNA转录形成mRNA时，启动子部分和终止子部分会在mRNA两端形成很多调控序列，不能指导蛋白质翻译，因此，mRNA中碱基数远大于3n。 (4)色氨酸的密码子为UGG，而与之最相近的亮氨酸密码子为UUG，其对应DNA的碱基序列分别为ACC和AAC，因此，DNA模板链上改造的一个碱基为由CA。 例3图示基因的作用与性状表现之间的关系。下列相关叙述中，正确的是() A过程中与DNA复制的共同点是都以DNA单链为模板，在DNA聚合酶的作用下进行 B过程直接需要的物质或结构有mRNA、氨基酸、tRNA、核糖体、酶、ATP C人的镰刀型细胞贫血症通过蛋白质间接表现，苯丙酮尿症通过蛋白质直接表现 DHIV和大肠杆菌的T2噬菌体都可以在人体细胞内进行这两个基本过程 解析DNA复制时，亲代DNA的两条链均作为模板，而在转录时，只能严格地选择DNA的中一条链作为模板。对转录来讲，不是DNA聚合酶而是RNA聚合酶。将C项中的直接与间接互换，则符合实际。HIV属于RNA病毒，必须进行逆转录，大肠杆菌的T2噬菌体只能在大肠杆菌细胞内寄生，不能在人体细胞内寄生。 答案B 黄曲霉毒素是主要由黄曲霉素菌产生的可致癌毒素，其生物合成受多个基因控制，也受温度、pH等因素影响。下列选项正确的是() A环境因子不影响生物体的表现型 B不产生黄曲霉素菌株的基因型都相同 C黄曲霉素致癌是表现型 D黄曲霉素菌产生黄曲霉素是表现型 答案D 解析本题考查基因型与表现型的关系。据题意可知可致癌的黄曲霉毒素的合成不仅受多个基因控制，还受温度、PH等环境因素的影响，所以A选项错误；表现型相同基因型不一定相同，B选项错误；黄曲霉菌产生黄曲霉毒素是表现型，D选项正确，C选项错误。