2019屆高考生物一輪復習 第6單元 遺傳的分子基礎聽課學案.doc

第6單元 遺傳的分子基礎第17講DNA是主要的遺傳物質 考試說明 人類對遺傳物質的探索過程()?？键c一肺炎雙球菌轉化實驗 1.肺炎雙球菌類型項目S型肺炎雙球菌R型肺炎雙球菌菌落粗糙菌體無多糖類莢膜毒性無 2.格里菲思的體內轉化實驗(1)實驗過程圖6-17-1(2)結論:加熱殺死的S型細菌中含有,將無毒的R型活細菌轉化為S型活細菌。 3.艾弗里的體外轉化實驗(1)方法:直接分離S型細菌的DNA、莢膜多糖、蛋白質等,將它們分別與混合培養(yǎng),研究它們各自的遺傳功能。(2)實驗過程及結果圖6-17-2(3)結論:才是使R型菌產(chǎn)生穩(wěn)定遺傳變化的物質,即是轉化因子,是遺傳物質。理性思維1.體內轉化實驗中“加熱”是否已導致DNA和蛋白質變性?2.體外轉化實驗中導致R型細菌轉化為S型細菌時遺傳物質、原料、能量分別由哪方提供?科學探究格里菲思設計的實驗,除教材中的四組以外,他還設計了一組:將加熱后殺死的S型細菌和加熱后殺死的R型細菌混合后注射到小鼠體內小鼠不死亡;而艾弗里設計的實驗中,有一個關鍵的對照組:S型細菌的DNA+DNA酶R型細菌的培養(yǎng)基R型細菌。結合兩位科學家的實驗,可以得出的結論:R型細菌轉變成S型細菌的條件是。 1.比較格里菲思實驗和艾弗里實驗項目格里菲思實驗(體內轉化實驗)艾弗里實驗(體外轉化實驗)培養(yǎng)場所小鼠體內培養(yǎng)培養(yǎng)基(體外培養(yǎng))實驗原則R型細菌與S型細菌的毒性對照S型細菌體內各成分的相互對照實驗結果加熱殺死的S型細菌能使R型細菌轉化為S型細菌S型細菌的DNA能使R型細菌轉化為S型細菌實驗結論加熱殺死的S型細菌體內含有某種“轉化因子”DNA才是使R型細菌產(chǎn)生穩(wěn)定遺傳變化的物質兩實驗的聯(lián)系所用材料相同,都是R型和S型肺炎雙球菌體內轉化實驗是基礎,僅說明加熱殺死的S型細菌體內含有某種“轉化因子”,而體外轉化實驗則進一步說明“轉化因子”就是DNA兩實驗都遵循對照原則、單一變量原則 2.辨析細菌體內的轉化問題(1)格里菲思實驗只證明了加熱殺死的S型細菌中含有某種“轉化因子”,并沒有證明DNA是遺傳物質。(2)轉化的實質是基因重組而非基因突變。肺炎雙球菌轉化實驗實質是S型細菌的DNA片段整合到R型細菌的DNA中,使受體細胞獲得了新的遺傳信息,即發(fā)生了基因重組。(3)使小鼠死亡的是S型肺炎雙球菌而不是S型菌的DNA。(4)并非所有的R型細菌都被轉化。由于轉化受到DNA的純度、兩種細菌的親緣關系、受體菌的狀態(tài)等因素的影響,因此轉化過程中并不是所有的R型細菌都被轉化成S型細菌,而只是少部分R型細菌被轉化成S型細菌。 1.2018江淮十校聯(lián)考 某同學對格里菲思的實驗進行了改良,將R型菌、S型菌、加熱殺死的S型菌、加熱殺死的S型菌和R型菌的混合物分別接種到甲、乙、丙、丁四組相同的培養(yǎng)基上,在適宜的無菌條件下進行培養(yǎng),一段時間后,菌落的生長情況如圖6-17-3所示。下列有關敘述中正確的是()A.若培養(yǎng)前在甲組培養(yǎng)基中加入S型菌的DNA,得到的菌落類型與丁不同圖6-17-3B.甲、乙兩組作為丁組的對照組,丙組培養(yǎng)基無菌落產(chǎn)生,可以不必設置C.丁組的實驗結果說明了使R型菌發(fā)生轉化的物質是S型菌的DNAD.該實驗中的無關變量有培養(yǎng)基的成分、培養(yǎng)條件以及培養(yǎng)時間等2.某研究人員模擬肺炎雙球菌轉化實驗,進行了以下4個實驗: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酶高溫加熱后冷卻加入S型菌的DNA注入小鼠S型菌+DNA酶高溫加熱后冷卻加入R型菌的DNA注入小鼠以上4個實驗中小鼠存活的情況依次是()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3.2017山東泰安模擬 利用兩種類型的肺炎雙球菌進行相關轉化實驗。各組肺炎雙球菌先進行圖6-17-4所示的處理,在培養(yǎng)一段時間后注射到不同小鼠體內。下列說法不正確的是()圖6-17-4A.通過對照,能說明轉化因子是DNA而不是蛋白質B.可以分離出S型和R型兩種肺炎雙球菌C.產(chǎn)生的S型肺炎雙球菌可能是基因重組的結果D.不能導致小鼠死亡的是四組考點二噬菌體侵染細菌實驗 1.實驗方法:法,用35S、32P分別標記。 2.實驗材料:T2噬菌體和大腸桿菌(1)噬菌體的結構圖6-17-5(2)噬菌體的生活方式:。 3.實驗過程(1)標記噬菌體圖6-17-6(2)侵染細菌圖6-17-7 4.實驗結果分析分組結果結果分析對比實驗(相互對照)含32P的噬菌體+細菌上清液中幾乎無32P,32P主要分布在宿主細胞內 含35S的噬菌體+細菌宿主細胞內無35S,35S主要分布在上清液中 5.結論:是遺傳物質。理性思維實驗材料的選擇是實驗成功的重要因素,艾弗里與赫爾希等人的實驗選用了結構十分簡單的生物細菌或病毒。請思考:以細菌或病毒作為實驗材料具有哪些優(yōu)點?科學探究根據(jù)遺傳物質的化學組成,可將病毒分為RNA病毒和DNA病毒兩種類型。假設在宿主細胞內不發(fā)生堿基之間的相互轉換,請利用放射性同位素標記的方法,以體外培養(yǎng)的宿主細胞等為材料,設計實驗以確定一種新病毒的類型。簡要寫出實驗思路,預期的實驗結果及結論。(要求:實驗包含可相互對照的甲、乙兩個組。)(1)思路:甲組:將宿主細胞培養(yǎng)在含有的培養(yǎng)基中,之后接種新病毒。培養(yǎng)一段時間后收集病毒并檢測其放射性。乙組:將宿主細胞培養(yǎng)在含有的培養(yǎng)基中,之后接種新病毒。培養(yǎng)一段時間后收集病毒并檢測其放射性。(2)結果及結論:。 1.肺炎雙球菌體外轉化實驗和噬菌體侵染細菌實驗的比較項目肺炎雙球菌體外轉化實驗噬菌體侵染細菌實驗設計思路設法將DNA與其他物質分開,單獨、直接研究它們各自的功能處理方法直接分離:分離S型菌的DNA、多糖、蛋白質等,分別與R型菌混合培養(yǎng)同位素標記法:分別用同位素35S、32P標記蛋白質和DNA結論證明DNA是遺傳物質,而蛋白質不是遺傳物質說明了遺傳物質可發(fā)生可遺傳的變異證明DNA是遺傳物質,但不能證明蛋白質不是遺傳物質說明DNA能控制蛋白質的合成說明DNA能自我復制 2.噬菌體侵染細菌實驗的上清液和沉淀物放射性分析(1)用32P標記的噬菌體侵染大腸桿菌,上清液中含放射性的原因。保溫培養(yǎng)時間過短,有一部分噬菌體還沒有侵染到大腸桿菌細胞內,經(jīng)離心后分布于上清液中,使上清液中出現(xiàn)放射性; 保溫培養(yǎng)時間過長,噬菌體在大腸桿菌內增殖后釋放子代,經(jīng)離心后分布于上清液,也會使上清液中出現(xiàn)放射性。 (2)用35S標記的噬菌體侵染大腸桿菌,沉淀物中有放射性的原因:攪拌不充分,有少量含35S的噬菌體外殼吸附在細菌表面,隨細菌離心到沉淀物中。(3)35S(標記蛋白質)和32P(標記DNA)不能同時標記在同一噬菌體上,因為放射性檢測時只能檢測到放射性存在的部位,不能確定是何種元素的放射性。(4)該實驗不能標記C、H、O、N這些DNA和蛋白質共有的元素,否則無法將DNA和蛋白質區(qū)分開。角度1考查噬菌體侵染細菌實驗的過程與結論1.噬菌體侵染細菌的實驗是研究遺傳物質的經(jīng)典實驗,主要過程如下:標記噬菌體噬菌體與細菌混合培養(yǎng)攪拌、離心檢測放射性。下列敘述正確的是()A.需要利用分別含有35S和32P的細菌B.中少量噬菌體未侵入細菌會導致實驗失敗C.的作用是加速細菌的解體D.的結果是沉淀物中檢測到放射性2.某校生物研究性學習小組模擬赫爾希和蔡斯做了噬菌體侵染細菌的實驗,過程如圖6-17-8所示,下列有關分析正確的是()A.理論上,b和c中不應具有放射性B.實驗中b含少量放射性與過程中培養(yǎng)時間的長短有關圖6-17-8C.實驗中c含有放射性與過程中攪拌不充分有關D.實驗結果,a、d中有少量的放射性,b、c中有大量的放射性角度2考查同位素標記法及元素去向3.2017山西忻州一中模擬 如果用32P、35S、15N標記噬菌體后,讓其侵染細菌,在產(chǎn)生的子代噬菌體組成結構中,能夠找到的放射性元素為()A.可在外殼中找到35S、15NB.可在DNA中找到32P、15NC.可在外殼中找到32P、15ND.可在DNA中找到32P、35S、15N4.2017山東萊蕪二模 赫爾希和蔡斯完成了著名的T2噬菌體侵染大腸桿菌實驗,有關該實驗的說法正確的是()A.選擇T2噬菌體作為實驗材料的優(yōu)勢是其結構簡單,繁殖速度快B.用32P和35S分別標記噬菌體可追蹤其DNA和蛋白質分子的合成過程C.35S標記的噬菌體侵染細菌實驗中,若攪拌時間短,上清液中的放射性會降低D.32P標記的噬菌體侵染細菌實驗中,保溫時間過長或過短都會降低上清液的放射性技法提煉1.“兩看法”判斷子代噬菌體標記情況圖6-17-92.同位素標記法歸類分析(1)標記某元素,追蹤其轉移途徑。如用18O標記H2O,光合作用只產(chǎn)生18O2;再用18O標記CO2,光合作用只產(chǎn)生O2;證明光合作用產(chǎn)生的氧氣中的氧原子全部來自于H2O,而不是來自于CO2。(2)標記特征元素,探究化合物的作用。如在T2噬菌體侵染細菌的實驗中,用32P標記噬菌體的DNA,大腸桿菌內發(fā)現(xiàn)放射性物質;用35S標記蛋白質,大腸桿菌內未發(fā)現(xiàn)放射性物質;證明了DNA是噬菌體的遺傳物質。(3)標記特征化合物,探究詳細生理過程,研究生物學原理。如用3H標記亮氨酸,探究分泌蛋白的分泌過程;用3H標記胸腺嘧啶脫氧核苷酸,研究有絲分裂過程中染色體的變化規(guī)律;用15N標記DNA,證明了DNA復制的特點是半保留復制。角度3肺炎雙球菌轉化實驗和噬菌體侵染細菌實驗的比較5.艾弗里的肺炎雙球菌轉化實驗和赫爾希、蔡斯的噬菌體侵染細菌實驗,都能證明DNA是遺傳物質,這兩個實驗的研究方法可能有:設法把DNA與蛋白質分開,研究各自的效應;放射性同位素標記法。下列有關敘述正確的是()A.兩者都運用了和B.前者運用了,后者運用了C.前者只運用了,后者運用了和D.前者只運用了,后者運用了和考點三DNA是主要的遺傳物質 1.RNA是遺傳物質的實驗證據(jù)煙草花葉病毒對煙草細胞的感染實驗(1)實驗過程及現(xiàn)象:圖6-17-10(2)結論:煙草花葉病毒中的是遺傳物質。 2.生物含有的核酸及其遺傳物質生物類型所含核酸遺傳物質舉例細胞生物真核生物DNA和RNA動物、植物、真菌原核生物細菌、藍藻、放線菌非細胞生物DNA病毒僅有DNA乙肝病毒、T2噬菌體、天花病毒RNA病毒僅有RNA煙草花葉病毒、艾滋病病毒、SARS病毒 3.DNA是主要的遺傳物質:生物界絕大多數(shù)生物的遺傳物質是,只有極少數(shù)生物的遺傳物質是,因而DNA是主要的遺傳物質。角度1考查對生物體遺傳物質的判斷1.下列關于遺傳物質的說法,錯誤的是()真核生物的遺傳物質是DNA原核生物的遺傳物質是RNA細胞核中的遺傳物質是DNA細胞質中的遺傳物質是RNA甲型H1N1流感病毒的遺傳物質是DNA或RNAA. B. C. D. 易錯提醒(1)艾弗里的體外轉化實驗與噬菌體侵染細菌實驗均只能證明DNA是遺傳物質,而不能證明DNA是主要的遺傳物質。(2)對于任何一種生物來說,其遺傳物質只有一種,是DNA或RNA,沒有主要和次要之分,因此不能說具體的某種生物的遺傳物質主要是DNA。(3)真核生物的遺傳物質是DNA,DNA主要分布在細胞核,少量分布在細胞質,細胞核與細胞質里的遺傳物質都是DNA。角度2考查病毒的感染及重組實驗2.如圖6-17-11是某種高等植物病原體的遺傳實驗過程,實驗表明這種病原體()圖6-17-11A.寄生于細胞內,通過RNA遺傳 B.寄生于細胞間,通過蛋白質遺傳C.寄生于細胞內,通過蛋白質遺傳 D.寄生于細胞間,通過RNA遺傳3.科學家從煙草花葉病毒(TMV)中分離出a、b兩個不同品系,它們感染植物產(chǎn)生的病斑形態(tài)不同。下列4組實驗(見下表)中,不可能出現(xiàn)的結果是()實驗編號實驗過程實驗結果病斑類型病斑中分離出的病毒類型a型TMV感染植物a型a型b型TMV感染植物b型b型組合病毒(a型TMV的蛋白質+b型TMV的RNA)感染植物b型a型組合病毒(b型TMV的蛋白質+a型TMV的RNA)感染植物a型a型A.實驗 B.實驗 C.實驗 D.實驗技法提煉“遺傳物質”探索的4種方法 歷年真題明考向1.2017全國卷 在證明DNA是遺傳物質的過程中,T2噬菌體侵染大腸桿菌的實驗發(fā)揮了重要作用。下列與該噬菌體相關的敘述,正確的是() A.T2噬菌體也可以在肺炎雙球菌中復制和增殖B.T2噬菌體病毒顆粒內可以合成mRNA和蛋白質C.培養(yǎng)基中的32P經(jīng)宿主攝取后可出現(xiàn)在T2噬菌體的核酸中D.人類免疫缺陷病毒與T2噬菌體的核酸類型和增殖過程相同2.2017江蘇卷 下列關于探索DNA是遺傳物質的實驗,敘述正確的是()A.格里菲思實驗證明DNA可以改變生物體的遺傳性狀B.艾弗里實驗證明從S型肺炎雙球菌中提取的DNA可以使小鼠死亡C.赫爾希和蔡斯實驗中離心后細菌主要存在于沉淀中D.赫爾希和蔡斯實驗中細菌裂解后得到的噬菌體都帶有32P 標記3.2016江蘇卷 下列關于探索DNA是遺傳物質實驗的相關敘述,正確的是()A.格里菲思實驗中肺炎雙球菌R型轉化為S型是基因突變的結果B.格里菲思實驗證明了DNA是肺炎雙球菌的遺傳物質C.赫爾希和蔡斯實驗中T2噬菌體的DNA是用32P直接標記的D.赫爾希和蔡斯實驗證明了DNA是T2噬菌體的遺傳物質4.2015江蘇卷 下列關于研究材料、方法及結論的敘述,錯誤的是()A.孟德爾以豌豆為研究材料,采用人工雜交的方法,發(fā)現(xiàn)了基因分離與自由組合定律B.摩爾根等人以果蠅為研究材料,通過統(tǒng)計后代雌雄個體眼色性狀分離比,認同了基因位于染色體上的理論C.赫爾希與蔡斯以噬菌體和細菌為研究材料,通過同位素示蹤技術區(qū)分蛋白質與 DNA,證明了DNA是遺傳物質D.沃森和克里克以DNA大分子為研究材料,采用 X 射線衍射的方法,破譯了全部密碼子5.2011江蘇卷 關于“噬菌體侵染細菌的實驗”的敘述,正確的是()A.分別用含有放射性同位素35S和放射性同位素32P的培養(yǎng)基培養(yǎng)噬菌體B.分別用35S和32P標記的噬菌體侵染未被標記的大腸桿菌,進行長時間的保溫培養(yǎng)C.用35S標記噬菌體的侵染實驗中,沉淀物存在少量放射性可能是攪拌不充分所致D.32P、35S標記的噬菌體侵染實驗分別說明DNA是遺傳物質、蛋白質不是遺傳物質完成課時作業(yè)(十七)第18講DNA分子的結構、復制及基因的本質考試說明 1.DNA分子結構的主要特點()。2.DNA分子的復制()。3.基因的概念()?？键c一DNA分子的結構及相關計算 1.圖解DNA分子結構圖6-18-1 2.DNA分子的特性(1)穩(wěn)定性:磷酸和脫氧核糖交替連接,排列在外側構成基本骨架,兩條鏈互補的堿基之間通過相連。(2)性:遺傳信息蘊藏在中。堿基排列順序千變萬化,如某DNA分子中有n個堿基對,則排列順序有種(其中n代表堿基對數(shù))。(3)性:每種DNA分子都有。理性思維模型與建模 如圖6-18-2為某同學在學習了DNA分子的結構后畫的含有兩個堿基對的DNA分子片段(其中“”代表磷酸基團),找出圖中物質和結構上的錯誤?圖示屬于模型。圖6-18-2正誤辨析1.雙鏈DNA分子中一條鏈上磷酸和核糖是通過氫鍵連接的。()2.DNA有氫鍵,RNA沒有氫鍵。()3.大腸桿菌的擬核DNA分子和質粒DNA分子都為雙鏈環(huán)狀。()4.沃森和克里克構建DNA雙螺旋結構模型的一個重要意義在于“發(fā)現(xiàn)DNA如何貯存遺傳信息”。()5.沃森和克里克提出在DNA雙螺旋結構中嘧啶數(shù)不等于嘌呤數(shù)。() 1.解讀兩種DNA結構模型圖6-18-3(1)由圖甲可解讀以下信息:(2)圖乙是圖甲的簡化形式,其中是磷酸二酯鍵,是氫鍵。解旋酶作用于部位,限制酶和DNA連接酶作用于部位。 2.堿基互補配對原則及相關計算(1)堿基互補配對原則:AT,GC,如圖6-18-4所示:圖6-18-4(2)有關推論嘌呤總數(shù)與嘧啶總數(shù)相等,即A+G=T+C。在雙鏈DNA分子中,互補堿基之和所占比例在任意一條鏈及整個DNA分子中都相等。設在雙鏈DNA分子中的一條鏈上A1+T1=n%,則A+T=A1+A2+T1+T2=(n%+n%)/2=n%。簡記為“配對的兩堿基之和在單、雙鏈中所占比例相等”。雙鏈DNA分子中,非互補堿基之和的比值在兩條互補鏈中互為倒數(shù)。設雙鏈DNA分子中,一條鏈上A1+G1T1+C1=m,則A1+G1T1+C1=T2+C2A2+G2=m,所以互補鏈上A2+G2T2+C2=1m。簡記為“DNA兩互補鏈中,不配對兩堿基和的比值乘積為1”。角度1考查DNA分子的結構及特性1.下列關于DNA分子結構的敘述,正確的是()A.DNA分子是以4種脫氧核苷酸為單位連接而成的單鏈結構B.DNA分子中的每個磷酸均連接著一個脫氧核糖和一個堿基C.DNA分子兩條鏈之間總是嘌呤與嘧啶形成堿基對D.DNA分子一條鏈上的相鄰堿基通過磷酸脫氧核糖磷酸相連2.2017江蘇啟東中學模擬 如圖6-18-5為DNA分子部分結構示意圖,以下敘述正確的是()圖6-18-5A.解旋酶可以斷開鍵,因此DNA的穩(wěn)定性與無關B.是一個鳥嘌呤脫氧核苷酸C.DNA連接酶可催化或鍵形成D.A鏈、B鏈的方向相反,磷酸和脫氧核糖交替連接構成基本骨架易錯提醒(1)DNA分子的特異性是由堿基對的排列順序決定的,而不是由配對方式?jīng)Q定的,配對方式只有兩種:AT、CG。(2)并不是所有的脫氧核糖都連接著兩個磷酸基團,兩條鏈各有一個3端的脫氧核糖連接著一個磷酸基團。(3)雙螺旋結構并不是固定不變的,復制和轉錄過程中會發(fā)生解旋。(4)在DNA分子中,A與T分子數(shù)相等,G與C分子數(shù)相等,但A+T的量不一定等于G+C的量,A+TG+C的值恰恰反映了DNA分子的特異性。角度2考查DNA分子結構中堿基的相關計算3.2017廣東江門模擬 在一個DNA分子中,腺嘌呤與胸腺嘧啶之和占全部堿基數(shù)目的46%,其中一條鏈中鳥嘌呤與胸腺嘧啶分別占該鏈堿基總數(shù)的22%和28%,則由該鏈轉錄的信使RNA中鳥嘌呤與胞嘧啶分別占堿基總數(shù)的()A.24%,22% B.32%,22%C.26%,24% D.22%,28%4.2018山西太原金河中學模擬 某雙鏈DNA分子中含有200個堿基,一條鏈上ATGC=1234,則該DNA分子中()A.四種含氮堿基ATGC=4477B.若該DNA中A為p個,占全部堿基的nm(m>2n),則G的個數(shù)為pm2n-pC.堿基排列方式共有4200種D.含有4個游離的磷酸5.互為同源染色體的DNA分子之間最可能相同的是()A.堿基對的排列順序B.磷酸二酯鍵的數(shù)目C.A+TG+C的值D.脫氧核苷酸的種類技法提煉解答有關堿基計算的“三步曲”考點二DNA的復制及基因的本質 1.DNA分子復制的過程(1)概念:以親代DNA為模板,合成子代DNA的過程。(2)時間:。(3)過程圖6-18-6(4)特點:(過程上)、(結果上)。(5)精確復制的原因:為復制提供了精確的模板。保證了復制的精確進行。(6)意義:將從親代傳給子代,保持了的連續(xù)性。 2.基因的本質(1)本質:基因是具有的片段。(2)基因與染色體、DNA、脫氧核苷酸的關系圖6-18-7(3)基因的基本功能:遺傳信息的和。正誤辨析1.DNA分子全部解旋后才開始進行DNA復制。()2.DNA必須在DNA酶的作用下才能連接形成子鏈。() 3.DNA聚合酶催化兩個游離的脫氧核苷酸之間的連接。()4.植物細胞的線粒體和葉綠體中均可發(fā)生DNA的復制。()5.DNA復制就是基因表達的過程。()理性思維1.歸納與概括 將一個某種噬菌體DNA分子的兩條鏈用32P進行標記,并使其感染大腸桿菌,在不含有32P的培養(yǎng)基中培養(yǎng)一段時間。若得到的所有噬菌體雙鏈DNA分子都裝配成噬菌體(n個)并釋放,則其中含有32P的噬菌體所占比例為2/n,原因是。2.歸納與概括 蛙的紅細胞和哺乳動物成熟紅細胞,是否都能進行DNA分子的復制? 1.DNA復制方式的探究實驗材料:大腸桿菌實驗方法:同位素標記法和密度梯度離心法(親代DNA分子與子代DNA分子的區(qū)分方法)實驗假設:DNA分子以半保留的方式復制實驗結果:與預期結果一致實驗結論:DNA分子以半保留的方式復制 2.DNA復制的有關計算DNA復制為半保留復制,若將親代DNA分子復制n代,其結果分析如下:圖6-18-8(1)子代DNA分子數(shù)為2n個。其中:含有親代鏈的DNA分子數(shù)為2個。不含親代鏈的DNA分子數(shù)為2n-2個。含子代鏈的DNA分子有2n個。(2)子代脫氧核苷酸鏈數(shù)為2n+1條。其中:親代脫氧核苷酸鏈數(shù)為2條。新合成的脫氧核苷酸鏈數(shù)為2n+1-2條。(3)消耗的脫氧核苷酸數(shù)若一親代DNA分子含有某種脫氧核苷酸m個,經(jīng)過n次復制需要消耗游離的該脫氧核苷酸數(shù)為m(2n-1)個。第n次復制所需該脫氧核苷酸數(shù)為m2n-1個。 3.DNA半保留復制應用于細胞分裂過程的分析(1)有絲分裂中染色體標記情況分析過程圖解(一般只研究一條染色體):復制一次(母鏈標記,培養(yǎng)液不含標記同位素):圖6-18-9轉至不含放射性培養(yǎng)液中再培養(yǎng)一個細胞周期:圖6-18-10規(guī)律總結:若只復制一次,產(chǎn)生的子染色體都帶有標記;若復制兩次,產(chǎn)生的子染色體只有一半帶有標記。(2)減數(shù)分裂中染色體標記情況分析過程圖解:減數(shù)分裂一般選取一對同源染色體為研究對象,如圖6-18-11:圖6-18-11規(guī)律總結:由于減數(shù)分裂沒有細胞周期,DNA只復制一次,因此產(chǎn)生的子染色體都帶有標記。角度1考查DNA復制的過程及相關計算1.2017浙江四市聯(lián)考 下列關于DNA復制的說法,錯誤的是()A.通過DNA復制,遺傳信息在親子代細胞間始終保持不變B.將親代DNA分子的兩條鏈分別作為模板進行復制C.復制過程中,始終按照堿基互補配對原則進行D.形成子鏈時,相鄰脫氧核苷酸的脫氧核糖和磷酸間可形成磷酸二酯鍵2.2017江蘇徐州調研 一個雙鏈均被32P標記的DNA分子由5000個堿基對組成,其中腺嘌呤占20%,將其置于只含31P的環(huán)境中復制3次。下列敘述錯誤的是()A.該DNA分子的特異性與堿基對的排列順序有關B.復制過程需要2.4104個游離的胞嘧啶脫氧核苷酸C.子代DNA分子中含32P的單鏈與含31P的單鏈數(shù)目之比為17D.子代DNA分子中含32P的DNA分子數(shù)目與只含31P的DNA分子數(shù)目之比為13易錯提醒DNA復制相關計算的4個易錯點(1)“DNA復制了n次”和“第n次復制”的區(qū)別,前者包括所有的復制,但后者只包括最后一次復制。(2)堿基的數(shù)目單位是“對”還是“個”。(3)在DNA復制過程中,無論復制了幾次,含有親代脫氧核苷酸單鏈的DNA分子都只有兩個。(4)另外,還要看清是“DNA分子數(shù)”還是“鏈數(shù)”,“含”還是“只含”等關鍵詞,以免掉進陷阱。 角度2綜合考查DNA復制與細胞分裂3.BrdU 是一種嘧啶類似物,能替代胸腺嘧啶與腺嘌呤配對。將植物根尖分生組織放在含有 BrdU 的培養(yǎng)基中培養(yǎng)到第二個細胞周期的中期,其染色體的情況是()A.每條染色體的兩條染色單體都含有 BrdUB.每條染色體的兩條染色單體都不含有 BrdUC.每條染色體中都只有一條染色單體含有 BrdUD.只有半數(shù)的染色體中一條染色單體含有 BrdU4.將某一經(jīng)3H充分標記DNA的雄性動物細胞(染色體數(shù)為2N)置于不含3H的培養(yǎng)基中培養(yǎng),該細胞經(jīng)過兩次連續(xù)分裂后形成4個大小相等的子細胞。下列有關的說法正確的是()A.若子細胞中染色體數(shù)為2N,則其中含3H的染色體數(shù)一定為NB.若子細胞中染色體數(shù)為N,則其中含3H的DNA分子數(shù)為N2C.若子細胞中染色體都含3H,則細胞分裂過程中會發(fā)生基因重組D.若子細胞中有的染色體不含3H,則原因是同源染色體分離角度3考查基因的本質5.2017福州聯(lián)考 下列有關染色體、DNA、基因、脫氧核苷酸的說法,不正確的是()A.在DNA分子結構中,與脫氧核糖直接相連的一般是一個磷酸基團和一個堿基B.基因一般是具有遺傳效應的DNA片段,一個DNA分子上可含有成百上千個基因C.一個基因含有許多個脫氧核苷酸,基因的特異性是由脫氧核苷酸的排列順序決定的D.染色體是DNA的主要載體,一條染色體上含有1個或2個DNA分子6.2017鄭州質檢 如圖6-18-12為某植物細胞一個DNA分子中a、b、c三個基因的分布狀況,圖中、為無遺傳效應的序列。有關敘述正確的是()圖6-18-12A.在植物的每個細胞中,a、b、c基因都會表達出相應蛋白質B.a、b互為非等位基因,在親子代間傳遞時可自由組合C.b中堿基對若發(fā)生了增添、缺失或替換,則發(fā)生了基因突變,但性狀不一定改變D.基因在染色體上呈線性排列,基因一定位于染色體上易錯提醒(1)對于真核細胞來說,染色體是基因(遺傳物質DNA)的主要載體;線粒體和葉綠體也是基因的載體。(2)遺傳效應是指基因能夠轉錄成mRNA,進而翻譯成蛋白質,能夠控制一定的性狀。(3)DNA分子中還存在著不具有遺傳效應的片段,在真核細胞中這部分片段所占比例很大,但這些片段不是基因。(4)通常的基因是指雙鏈DNA片段,而RNA病毒的基因是指具有遺傳效應的RNA片段。歷年真題明考向1.2017海南卷 DNA分子的穩(wěn)定性與堿基對之間的氫鍵數(shù)目有關。下列關于生物體內DNA分子中(A+T)/(G+C)與(A+C)/(G+T)兩個比值的敘述,正確的是()A.堿基序列不同的雙鏈DNA分子,后一比值不同B.前一個比值越大,雙鏈DNA分子的穩(wěn)定性越高C.當兩個比值相同時,可判斷這個DNA分子是雙鏈D.經(jīng)半保留復制得到的DNA分子,后一比值等于12.2016上海卷 在DNA分子模型的搭建實驗中,若僅用訂書釘將脫氧核糖、磷酸、堿基連為一體并構建一個含 10對堿基(A有6個)的DNA雙鏈片段,那么使用的訂書釘個數(shù)為()A.58B.78C.82D.883.2014福建卷 STR是DNA分子上以26個核苷酸為單元重復排列而成的片段,單元的重復次數(shù)在不同個體間存在差異?，F(xiàn)已篩選出一系列不同位點的STR用作親子鑒定,如7號染色體有一個STR位點以“GATA”為單元,重復714次;X染色體有一個STR位點以“ATAG”為單元,重復1115次。某女性7號染色體和X染色體DNA的上述STR位點如圖6-18-13所示。下列敘述錯誤的是()圖6-18-13A.篩選出用于親子鑒定的STR應具有不易發(fā)生變異的特點B.為保證親子鑒定的準確率,應選擇足夠數(shù)量不同位點的STR進行檢測C.有絲分裂時,圖中(GATA)8和(GATA)14分別分配到兩個子細胞D.該女性的兒子X染色體含有圖中(ATAG)13的概率是1/24.2014山東卷 某研究小組測定了多個不同雙鏈DNA分子的堿基組成,根據(jù)測定結果繪制了DNA分子的一條單鏈與其互補鏈、一條單鏈與其所在DNA分子中堿基數(shù)目比值的關系圖,下列正確的是()ABCD圖6-18-14完成課時作業(yè)(十八)第19講基因的表達考試說明 1.遺傳信息的轉錄和翻譯()。2.基因與性狀的關系()。考點一遺傳信息的轉錄和翻譯 1.RNA的結構與功能 2.遺傳信息的轉錄和翻譯(1)轉錄的過程圖6-19-1(2)翻譯的過程圖6-19-2理性思維歸納與概括 組成蛋白質的20種氨基酸應對應多少種密碼子?由此推知一種氨基酸可能對應多個密碼子,這對生物體的生存發(fā)展有何意義?科學探究 人們通過研究發(fā)現(xiàn),有些抗生素通過阻斷細菌細胞內蛋白質的合成,從而抑制細菌的繁殖?，F(xiàn)發(fā)現(xiàn)一種新型抗生素,請你根據(jù)上述模擬實驗的方法探究這種抗生素能否阻斷細菌DNA和人體DNA的轉錄過程。(1)實驗步驟:第一步:取A、B、C、D 4支試管,各加入足量的ATP、核糖核苷酸、相關酶的混合溶液;第二步:;第三步:把A、B、C、D 4支試管放在相同且適宜的條件下培養(yǎng)一段時間后,檢測4支試管中有無RNA的生成。(2)預期實驗結果并得出實驗結論:該實驗有可能會出現(xiàn)種實驗結果,如果出現(xiàn),則說明該抗生素只阻斷細菌DNA的轉錄,不阻斷人體DNA的轉錄。 1.解析兩個翻譯模型圖圖6-19-3(1)圖甲翻譯模型分析、分別為tRNA、核糖體、mRNA、多肽鏈。一個核糖體與mRNA的結合部位形成2個tRNA結合位點。翻譯起點:起始密碼子決定的是甲硫氨酸或纈氨酸。翻譯終點:識別到終止密碼子(不決定氨基酸)翻譯停止。翻譯進程:核糖體沿著mRNA移動,mRNA不移動。(2)圖乙翻譯模型分析圖乙中,1、2、3分別為mRNA、核糖體、多肽鏈。數(shù)量關系:一個mRNA可同時結合多個核糖體,形成多聚核糖體。意義:少量的mRNA分子可以迅速合成出大量的蛋白質。方向:從左向右,判斷依據(jù)是多肽鏈的長短,長的翻譯在前。結果:合成多個氨基酸序列完全相同的多肽,因為模板mRNA相同。 2.DNA復制、轉錄和翻譯的比較(1)區(qū)別項目DNA復制轉錄翻譯圖示時間有絲分裂的間期和減數(shù)第一次分裂前的間期生物個體發(fā)育的整個過程(分裂期不能進行轉錄)(續(xù)表)項目DNA復制轉錄翻譯場所真核細胞主要在細胞核,部分在線粒體和葉綠體;原核細胞在細胞質或擬核核糖體模板DNA的兩條單鏈DNA的一條鏈mRNA原料4種脫氧核苷酸4種核糖核苷酸20種氨基酸條件解旋酶、DNA聚合酶、ATPRNA聚合酶、ATP酶、ATP、tRNA過程DNA邊解旋邊以兩條鏈為模板,按堿基互補配對原則,合成兩條子鏈,子鏈與對應母鏈螺旋化DNA解旋,以一條鏈為模板,按堿基互補配對原則形成mRNA(單鏈rRNA、tRNA),mRNA進入細胞質與核糖體結合tRNA一端的反密碼子與mRNA上的密碼子配對,另一端攜帶相應氨基酸,合成有一定氨基酸序列的多肽鏈產(chǎn)物2個雙鏈DNA1個單鏈RNA多肽鏈模板去向分別進入兩個子代DNA分子中恢復原樣,重新組成雙螺旋結構水解成單個核糖核苷酸產(chǎn)物去向兩個子代DNA在細胞分裂過程中分別進入兩個子細胞中轉錄產(chǎn)物mRNA與核糖體結合翻譯產(chǎn)物多肽鏈經(jīng)盤曲折疊形成特定的空間結構,到達細胞各個需要的部位發(fā)揮功能特點邊解旋邊復制;半保留復制邊解旋邊轉錄一個mRNA上可結合多個核糖體,同時進行多條肽鏈的合成堿基互補配對AT,TA,CG,GCAU,TA,CG,GCAU,UA,CG,GC意義復制遺傳信息,使遺傳信息從親代傳遞到子代表達遺傳信息,使生物體表達出各種遺傳性狀(2)聯(lián)系圖6-19-4 3.巧辨遺傳信息、密碼子和反密碼子(1)界定遺傳信息、密碼子(遺傳密碼)、反密碼子圖6-19-5(2)氨基酸、密碼子和反密碼子的對應關系每種氨基酸對應一種或幾種密碼子(密碼子的簡并性),可由一種或幾種tRNA轉運。一種密碼子只能決定一種氨基酸,一種tRNA只能轉運一種氨基酸。氨基酸、密碼子和反密碼子的對應關系圖6-19-6密碼子有64種(3種終止密碼子不決定氨基酸;決定氨基酸的密碼子有61種);反密碼子理論上有61種。不同生物共用一套遺傳密碼。角度1考查遺傳信息、密碼子與反密碼子的關系1.2017深圳一模 下列關于基因指導蛋白質合成的敘述,正確的是()A.遺傳信息從堿基序列到氨基酸序列不會損失B.密碼子中堿基的改變一定會導致氨基酸改變C.DNA通過堿基互補配對決定mRNA的序列D.每種tRNA可以識別并轉運多種氨基酸2.如圖6-19-7表示藍藻DNA上遺傳信息、密碼子、反密碼子間的對應關系。請判斷下列說法中正確的是()圖6-19-7A.分析題圖可知是鏈,完成此過程的場所是細胞核B.除圖中所示的兩種RNA之外,RNA還包括tRNAC.圖中到的過程需要在核糖體上進行D.能夠決定氨基酸的是,其種類有61種角度2考查基因控制蛋白質的合成的模型分析3.2017河北廊坊質檢 如圖6-19-8表示生物體內三個重要的生理活動。根據(jù)所學知識,結合圖形可得出的正確結論是()圖6-19-8A.甲、乙、丙三圖正在進行的生理過程分別是轉錄、翻譯和復制B.在正常情況下,堿基的排列順序相同的單鏈是a和d,b和cC.起始密碼子和終止密碼子都位于f鏈上D.丙圖所示的生理過程是從1鏈的B端開始的4.2017天津第一中學模擬 基因在表達過程中產(chǎn)生的異常mRNA會被細胞分解掉,如圖6-19-9是S基因的表達過程,則下列有關敘述正確的是()圖6-19-9A.異常mRNA的出現(xiàn)是基因突變的結果B.圖中所示的a為轉錄,b為翻譯過程C.圖中b過程使用的酶是逆轉錄酶(反轉錄酶)D.S基因中存在不控制多肽鏈合成的片段易錯提醒轉錄、翻譯過程中的四個易錯點(1)轉錄的產(chǎn)物不只是mRNA,還有tRNA、rRNA,但只有mRNA攜帶遺傳信息,3種RNA都參與翻譯過程,只是作用不同。(2)翻譯過程中mRNA并不移動,而是核糖體沿著mRNA移動,進而讀取下一個密碼子。(3)轉錄和翻譯過程中的堿基配對方式不是AT,而是AU。(4)原核生物擬核中的DNA轉錄還未結束時便已開始翻譯。角度3真核生物與原核生物基因表達過程的比較5.如圖6-19-10是兩種細胞中遺傳信息的表達過程,據(jù)圖分析,下列敘述不正確的是()圖6-19-10A.圖甲細胞沒有核膜包被的細胞核,所以轉錄和翻譯同時發(fā)生B.圖中所示的遺傳信息都是從DNA傳遞給mRNA再傳遞給蛋白質的C.兩種表達過程均主要由線粒體提供能量,由細胞質提供原料D.圖乙細胞中每個核糖體合成的多肽鏈都相同,翻譯的方向是由5端到3端技法提煉用“兩看法”判斷真核生物和原核生物基因表達過程圖圖6-19-11角度4考查與基因表達有關的計算6.一個mRNA分子有m個堿基,其中G+C有n個;由該mRNA合成的蛋白質有兩條多肽鏈。則其模板DNA分子的A+T的個數(shù)、合成蛋白質時最多能脫去的水分子數(shù)分別是()A.m,m/3-1 B.m,m/3-2C.2(m-n),m/3-1 D.2(m-n),m/3-2技法提煉基因中堿基、RNA中堿基和蛋白質中氨基酸數(shù)量的關系圖6-19-12注:蛋白質中氨基酸的數(shù)目=1/3mRNA中的堿基數(shù)目=1/6DNA(基因)中的堿基數(shù)目。631的數(shù)量關系中,未考慮終止密碼子、內含子、啟動子、終止子等非編碼序列。考點二中心法則及基因與性狀的關系 1.中心法則及補充圖6-19-13(1)填寫字母的名稱。a,b,c,d,e。(2)用字母表示下列生物的遺傳信息傳遞過程。噬菌體:,煙草花葉病毒:,煙草:,HIV:。(3)請寫出洋蔥表皮細胞內遺傳信息傳遞式:。(4)請寫出洋蔥根尖分生區(qū)細胞內的遺傳信息傳遞式:。 2.基因控制性狀的途徑(1)直接控制途徑(用文字和箭頭表示)基因生物體的性狀。(2)間接控制途徑(用文字和箭頭表示)基因生物體的性狀。(3)基因控制性狀的實例(連線)實例控制方式白化病鐮刀型細胞貧血癥圓粒和皺粒豌豆囊性纖維病苯丙酮尿癥果蠅的紅眼和白眼a.通過控制蛋白質的結構直接控制生物體的性狀b.通過控制酶的合成來控制代謝過程,進而控制生物體的性狀 3.基因與性狀的對應關系圖6-19-14(1)基因與性狀的對應關系并不都是簡單的關系。(2)環(huán)境影響生物性狀:性狀(表現(xiàn)型)是和共同作用的結果。理性思維歸納與概括 抗生素是目前臨床上應用較為廣泛的特效抗菌藥物,下表為某些抗菌藥物及其抗菌作用的機理,請思考:抗菌藥物抗菌機理青霉素抑制細菌細胞壁的合成環(huán)丙沙星抑制細菌DNA解旋酶的活性紅霉素能與細菌細胞中的核糖體結合利福平抑制敏感型的結核桿菌的RNA聚合酶的活性(1)青霉素對細菌類感染治療效果突出,據(jù)表推測其引發(fā)細菌死亡的機制是什么?(2)結合“中心法則”中遺傳信息傳遞過程,請依次說出環(huán)丙沙星、紅霉素、利福平的具體殺菌機制。正誤辨析1.由逆轉錄酶催化的是RNADNA。()2.線粒體中的DNA能控制某些蛋白質的合成。()3.成熟葉肉細胞無DNA復制途徑,只有轉錄和翻譯兩條途徑;哺乳動物成熟的紅細胞無信息傳遞。()4.蛋白質空間結構的改變可以使其功能發(fā)生變化。()5.核苷酸序列不同的基因可表達出相同的蛋白質,遺傳信息傳遞到蛋白質是表現(xiàn)型得以實現(xiàn)的基礎。()角度1結合中心法則過程圖解進行綜合考查1.2017濟南一模 如圖6-19-15表示生物體內遺傳信息的傳遞和表達過程。相關敘述不正確的是()圖6-19-15A.過程均遵循堿基互補配對原則B.艾滋病病毒侵染宿主細胞后會進行過程C.在硝化細菌體內和過程可同時進行D.在菠菜葉肉細胞的細胞核、線粒體、葉綠體中均可進行過程2.圖6-19-16所示為細胞內遺傳信息傳遞過程,在記憶B細胞和漿細胞內,所能進行的生理過程是()圖6-19-16A.兩者都只有B.前者只有,后者有和C.兩者都只有和D.前者有和,后者只有題后歸納各類生物遺傳信息的傳遞過程生物種類遺傳物質遺傳信息的傳遞過程 RNA病毒(SARS病毒)以RNA為遺傳物質逆轉錄病毒(HIV)以RNA為遺傳物質原核生物以DNA為遺傳物質真核生物DNA病毒(噬菌體)角度2結合具體實例考查基因對性狀的控制3.如圖6-19-17表示基因控制生物性狀的兩個途徑,相關敘述錯誤的是()途徑1:基因蛋白質性狀途徑2:基因酶(代謝)性狀圖6-19-17A.囊性纖維病體現(xiàn)了基因以途徑2的方式控制性狀B.途徑1和2可以發(fā)生在同一個細胞中C.途徑1和2所表現(xiàn)的性狀可能受多個基因控制D.途徑1和2中的一個基因可能控制多個性狀4.2017衡水中學三調 周期性共濟失調是一種編碼細胞膜上的鈣離子通道蛋白的基因發(fā)生突變導致的遺傳病,該突變基因相應的mRNA的長度不變,但合成的肽鏈縮短使通道蛋白結構異常。下列有關該病的敘述正確的是()A.翻譯的肽鏈縮短說明編碼的基因一定發(fā)生了堿基對的缺失B.突變導致基因轉錄和翻譯過程中堿基互補配對原則發(fā)生改變C.該病例說明了基因能通過控制酶的合成來控制生物的性狀D.該病可能是由于堿基對的替換而導致終止密碼子提前出現(xiàn)歷年真題明考向1.2017全國卷 下列關于真核細胞中轉錄的敘述,錯誤的是()A.tRNA、rRNA和mRNA都從DNA轉錄而來B.同一細胞中兩種RNA的合成有可能同時發(fā)生C.細胞中的RNA合成過程不會在細胞核外發(fā)生D.轉錄出的RNA鏈與模板鏈的相應區(qū)域堿基互補2.2017海南卷 下列有關生物體內基因表達的敘述,正確的是()A.每種氨基酸都至少有兩種相應的密碼子B.HIV的遺傳物質可以作為合成DNA的模板C.真核生物基因表達的過程即是蛋白質合成的過程D.一個基因的兩條DNA鏈可轉錄出兩條相同的RNA3.2016全國卷 某種物質可插入DNA分子兩條鏈的堿基對之間,使DNA雙鏈不能解開。若在細胞正常生長的培養(yǎng)液中加入適量的該物質,下列相關敘述錯誤的是()A.隨后細胞中的DNA復制發(fā)生障礙B.隨后細胞中的RNA轉錄發(fā)生障礙C.該物質可將細胞周期阻斷在分裂中期D.可推測該物質對癌細胞的增殖有抑制作用4.2016江蘇卷 近年誕生的具有劃時代意義的CRISPR/Cas9基因編輯技術可簡單、準確地進行基因定點編輯。其原理是由一條單鏈向導RNA引導核酸內切酶Cas9到一個特定的基因位點進行切割。通過設計向導RNA中20個堿基的識別序列,可人為選擇DNA上的目標位點進行切割(如圖6-19-18)。下列相關敘述錯誤的是()A.Cas9蛋白由相應基因指導在核糖體中合成B.向導RNA中的雙鏈區(qū)遵循堿基配對原則C.向導RNA可在逆轉錄酶催化下合成D.若鏈剪切位點附近序列為TCCAGAATC則相應的識別序列為UCCAGAAUC圖6-19-185.2015安徽卷 Q噬菌體的遺傳物質(Q RNA)是一條單鏈RNA,當噬菌體侵染大腸桿菌后,Q RNA立即作為模板翻譯出成熟蛋白、外殼蛋白和RNA 復制酶(如圖6-19-19所示),然后利用該復制酶復制Q RNA。下列敘述正確的是()圖6-19-19A.Q RNA的復制需經(jīng)歷一個逆轉錄過程B.Q RNA的復制需經(jīng)歷形成雙鏈RNA的過程C.一條Q RNA模板只能翻譯出一條肽鏈D.Q RNA復制后,復制酶基因才能進行表達6.2014四川卷 將牛催乳素基因用32P標記后導入小鼠乳腺細胞,選取僅有一條染色體上整合有單個目的基因的某個細胞進行體外培養(yǎng)。下列敘述錯誤的是()A.小鼠乳腺細胞中的核酸含有5種堿基和8種核苷酸B.該基因轉錄時,遺傳信息通過模板鏈傳遞給mRNAC.連續(xù)分裂n次后,子細胞中32P標記的細胞占1/2n+1D.該基因翻譯時所需tRNA與氨基酸種類數(shù)不一定相等完成課時作業(yè)(十九)第六單元遺傳的分子基礎第17講DNA是主要的遺傳物質 考點一【知識梳理】1.光滑有多糖類莢膜有2.(1)S型活細菌R型活細菌(2)轉化因子3.(1) R型細菌(2)DNADNA+DNA酶(3)DNADNA理性思維1.加熱殺死S型細菌的過程中,其蛋白質變性失活,但是其內部的DNA在加熱結束后隨溫度的降低又逐漸恢復活性。2.實現(xiàn)轉化時遺傳物質來自S型細菌,原料和能量均來自R型細菌。科學