.PAGE.瑞昌二中2012屆高三生物二輪專題復習教、學案專題6遺傳的分子基礎編制：軍長[考綱要求]知識內容要求知識內容要求〔1人類對遺傳物質的探索過程〔2DNA分子結構的主要特點〔3基因的的概念ⅡⅡⅡ〔4DNA分子的復制〔5遺傳信息的轉錄和翻譯ⅡⅡ[知識網絡]DNA分子的結構和復制基因的本質結構特點DNA分子的結構肺炎雙球菌轉化實驗人類對遺傳物質的探索過程基本組成單位噬菌體侵染細菌實驗DNA分子的結構和復制基因的本質結構特點DNA分子的結構肺炎雙球菌轉化實驗人類對遺傳物質的探索過程基本組成單位噬菌體侵染細菌實驗DNA是遺傳物質DNA是遺傳物質DNA是主要的遺傳物質DNA是主要的遺傳物質DNA的雙螺旋結構DNA的雙螺旋結構遺遺傳的分子基礎時間、條件、過程、特點、意義時間、條件、過程、特點、意義DNA分子的復制基因ks5u基因ks5u基因與染色體的關系基因與染色體的關系DNA片段中的遺傳信息DNA片段中的遺傳信息基因對性狀的控制轉錄基因對性狀的控制轉錄中心法則及其補充中心法則及其補充基因指導蛋白質的合成翻譯基因指導蛋白質的合成翻譯基因對性狀的控制基因對性狀的控制[專題要點]1．人類對遺傳物質的探索過程①1928年,格里菲斯實驗注射R型細菌→對動物無害→動物體內出現R型細菌——說明R型肺炎雙球菌無毒性注射S型細菌→使動物死亡→動物體內出現S型細菌——說明S型肺炎雙球菌有毒性注射殺死的S型細菌→對動物無害→動物體內不出現S型細菌——說明加熱后S型肺炎雙球菌毒性消失注射R型細菌加殺死的S型細菌→使動物死亡→動物體內出現S型細菌后代S型細菌使動物死亡——說明無毒性的R型細菌在與加熱殺死后的S型細菌混合后,轉化為有毒性的S型細菌。且這種性狀的轉化是可以遺傳的。格里菲斯的結論：已經被加熱殺死的S型細菌中,一定含某種促進這一轉化的活性物質——"轉化因子"。②1944年,艾弗里等實驗結論：DNA才是使R型細菌產生穩(wěn)定遺傳變化的物質基礎,也就是說,DNA才是遺傳物質,而蛋白質不是遺傳物質。③1952年,郝爾希和蔡斯實驗方法：同位素標記法步驟：第一步,標記：噬菌體分別被35S或32P標記。把宿主細菌分別培養(yǎng)在含有32P的培養(yǎng)基中,宿主細菌在生長過程中,就分別被35S和32P所標記。然后,赫爾希等人用T2噬菌體分別去侵染被35S和32P標記的細菌。噬菌體在細菌細胞內增殖,裂解后釋放出很多子代噬菌體,在這些子代噬菌體中,前者被35S所標記,后者被32P所標記。第二步,侵染：用被標記的噬菌體侵染未標記的細菌。第三步,攪拌：在攪拌器中攪拌,使在細菌外的噬菌體與細菌分離。第四步,離心：第五步,檢測：檢測上清液與沉淀物中的放射性物質。結果：實驗過程及現象結論用放射性元素35S標記一部分噬菌體的蛋白質外殼,用被標記的T2噬菌體去侵染細菌,使噬菌體在細菌體內大量增殖,對被標記物質進行測試,結果,細菌體內無放射性。噬菌體的蛋白質并沒有進入細菌內部,而是留在細菌外部噬菌體在細菌體內的增殖是在DNA作用下完成的,親代和子代之間具有連續(xù)性的物質是DNA,子代噬菌體的各種性狀是DNA遺傳給后代的DNA是遺傳物質用放射性元素32P標記另一部分噬菌體的DNA,用被標記的T2噬菌體去侵染細菌,使噬菌體在細菌體內大量增殖,對被標記物質進行測試,結果,細菌體內有放射性。噬菌體的DNA進入了細菌內部2．DNA分子結構的主要特點①DNA分子雙螺旋結構的三個特點：從總體上看,是由兩條平行的脫氧核苷酸長鏈盤旋而成的,成為規(guī)則的雙螺旋結構。脫氧核糖和磷酸交替連接構成基本骨架排列在外側,堿基在內側。內部：連接兩條鏈的堿基通過氫鍵形成堿基對,配對遵循堿基互補配對規(guī)律：A一定與T配對,C一定與G配對。②堿基互補配對原則〔1含義：在DNA分子中形成堿基對時,A一定與T配對,G一定與G配對,這種一一對應的關系,稱為堿基互補配對原則。〔2氫鍵的數目：A=T,G≡C〔3基本等式關系：A=T,G=C,A+G=T+C〔嘌呤堿等于嘧啶堿。3．基因的概念①基因的概念：從作用上看,基因是控制生物性狀的基本單位。從本質上,基因是有遺傳效應的DNA分子片段。每個DNA分子上有許多個基因。從位置上看,基因在染色體上呈直線排列<核基因>。從組成上看,基因由成千上百個脫氧核苷酸組成。從遺傳信息上看,基因的脫氧核苷酸的排列順序包含了遺傳信息。其順序是固定的,而不同的基因的順序又是不同的。線粒體、葉綠體等細胞器中也有基因<細胞質基因>②薩頓假說——基因在染色體上。方法：類比推理法。基因行為染色體行為在雜交過程中保持完整性和獨立性在配子形成和受精過程中具有桎穩(wěn)定的形態(tài)結構在體細胞中成對存在,等位基因一個來自父方,一個來自母方。在體細胞中成對存在,同源染色體一條來自父方,一條來自母方。在配子中只有成對基因中一個在配子中只有成對的染色體1條非等位基因在形成配子時自由組合非同源染色體在在形成配子時自由組合③基因位于染色體上的實驗證據——摩爾根果蠅實驗用紅眼、白眼基因位于X染色體上,可以解析實驗現象。用測交實驗進一步證明了假設。4．DNA分子的復制①概念：是以親代DNA分子為模板合成子代DNA分子的過程。②時間：有絲分裂間期和減數分裂第一次分裂間期。③場所：細胞核〔主要④過程：邊解旋邊復制：解旋—→②合成—→③復旋⑤條件：模板<DNA分子的兩條鏈都能做模板>、原料<游離的脫氧核苷酸>、能量<ATP>、酶<解旋酶、聚合酶等>。⑥特點：邊解旋邊復制。遵循堿基互補配對原則。半保留復制。⑦DNA分子準確復制的原因：DNA分子獨特的雙螺旋結構提供精確的模板。通過堿基互補配對原則保證了復制準確無誤。⑧意義：并未將具體的性狀傳給后代,而是將自身的DNA復制了一份傳給后代。因此,DNA復制能保持物種的穩(wěn)定性。5．遺傳信息的轉錄和翻譯=1\*GB3①遺傳信息、密碼子和反密碼子遺傳信息密碼子反密碼子概念基因中脫氧核苷酸的排列順序mRNA中決定一個氨基酸的三個相鄰堿基tRNA中與mRNA密碼子互補配對的三個堿基作用控制生物的遺傳性狀直接決定蛋白質中的氨基酸序列識別密碼子,轉運氨基酸種類基因中脫氧核苷酸種類、數目和排列順序的不同,決定了遺傳信息的多樣性64種61種：能翻譯出氨基酸3種終止密碼子,不能翻譯氨基酸61種或tRNA也為61種聯(lián)系①基因中脫氧核苷酸的序列mRNA中核糖核苷酸的序列②mRNA中堿基序列與基因模板鏈中堿基序列互補③密碼子與相應反密碼子的序列互補配對=2\*GB3②基因表達過程中有關DNA、RNA、氨基酸的計算轉錄時,以基因的一條鏈為模板,按照堿基互補配對原則,產生一條單鏈mRNA,則轉錄產生的mRNA分子中堿基數目是基因中堿基數目的一半,且基因模板鏈中A+T〔或C+G與mRNA分子中U+A〔或C+G相等。翻譯過程中,mRNA中每3個相鄰堿基決定一個氨基酸,所以經翻譯合成的蛋白質分子中氨基酸數目是mRNA中堿基數目的1/3,是雙鏈DNA堿基數目的1/6。=3\*GB3③中心法則：過程模板原料堿基互補產物實例①DNA的復制DNA→DNADNA的兩條鏈A、T、C、G四種脫氧核苷酸A→TT→AC→GG→CDNA以DNA作遺傳物質的生物②DNA的轉錄DNA→RNADNA的一條鏈A、U、G、C四種核糖核苷酸A→UT→AC→GG→CRNA幾乎所有生物③翻譯RNA→多肽信使RNA20余種氨基酸A→UU→AC→GG→C多肽除病毒依賴細胞生物④RNA的復制RNA→RNARNAA、U、G、C四種核糖核苷酸A→UU→AC→GG→CRNA以RNA作遺傳物質的生物⑤RNA的逆轉錄RNA→DNARNAA、T、C、G四種脫氧核苷酸A→TU→AC→GG→CDNA某些致癌病毒艾滋病毒[典例精析][例題1]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：①S型菌的DNA＋DNA酶→加入R型菌→注射入小鼠②R型菌的DNA＋DNA酶→加入S型菌→注射入小鼠③R型菌＋DNA酶→高溫加熱后冷卻→加入S型菌的DNA→注射入小鼠④S型菌＋DNA酶→高溫加熱后冷卻→加入R型菌的DNA→注射入小鼠以上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[考點分析]熟悉課本實驗[例題2]下列關于蛋白質代謝的敘述,錯誤的是A．噬菌體利用細菌的酶合成自身的蛋白質B．綠色植物可以合成自身所需的蛋白質C．tRNA、mRNA、rRNA都參與蛋白質的合成D．肺炎雙球菌利用人體細胞核糖體合成自身的蛋白質[例題3]下列關于DNA復制的敘述,正確的是A．在細胞有絲分裂間期,發(fā)生DNA復制B．DNA通過一次復制后產生四個DNA分子C．DNA雙螺旋結構全部解鏈后,開始DNA的復制D．單個脫氧核苷酸在DNA酶的作用下連接合成新的子鏈[例題4].已知某DNA分子共含有1000個堿基對,其中一條鏈上A：G：T：C=l：2：3：4。該DNA分子連續(xù)復制2次,共需要鳥嘌呤脫氧核苷酸分子數是A．600個B．900個C．1200個D．1800個[例題5].某個DNA片段由500對堿基組成,A＋T占堿基總數的34%,若該DNA片段復制2次,共需游離的胞嘧啶脫氧核苷酸分子個數為A．330B．660C．990D．1320[例題6].核酸是細胞內攜帶遺傳信息的物質,以下關于DNA和RNA特點的比較,敘述正確的是A．在細胞內存在的主要部位相同B．構成的五碳糖不同C．核苷酸之間的連接方式不同D．構成的堿基相同[例題7]下列各細胞結構中,可能存在堿基互補配對現象的有①染色體②中心體③紡錘體④核糖體A．①②B．①④C．②③D．③④[例題8]下列大腸桿菌某基因的堿基序列的變化,對其所控制合成的多肽的氨基酸序列影響最大的是〔不考慮終止密碼子A．第6位的C被替換為TB．第9位與第10位之間插入1個TC．第100、101、102位被替換為TTTD．第103至105位被替換為1個T[例題9]下列與生物體內核酸分子功能多樣性無關的是A．核苷酸的組成種類B．核苷酸的連接方式C．核苷酸的排列順序D．核苷酸的數量多少[例題10]中心法則揭示了生物遺傳信息由DNA向蛋白質傳遞與表達的過程。請回答下列問題。〔1a、b、c、d所表示的四個過程依次分別是、、和。〔2需要tRNA和核糖體同時參與的過程是〔用圖中的字母回答。〔3a過程發(fā)生在真核細胞分裂的期。〔4在真核細胞中,a和b兩個過程發(fā)生的主要場所是。〔5能特異性識別信使RNA上密碼子的分子是,后者所攜帶的分子是。〔6RNA病毒的遺傳信息傳遞與表達的途徑有〔用類似本題圖中的形式表述：①；②。[例題11]DNA分子模板鏈上的堿基序列攜帶的遺傳信息最終翻譯成的氨基酸如下表所示。則下圖所示的轉運RNA<tRNA所攜帶的氨基酸是〔注：反密碼子從攜帶氨基酸的一端開始讀碼<>A.賴氨酸B.丙氨酸C.半胱氨酸D.蘇氨酸[考點分析]密碼子反密碼的相對關系[例題12]根據下圖回答問題：<l圖甲中含有種核昔酸,擷氨酸的遺傳密碼子是,該圖表示了DNA中遺傳信息的過程。<2連接甲硫氨酸和賴氨酸之間的化學鍵的結構式是<3某遺傳病是該蛋白質分子的多肽鏈上,一個賴氨酸被一個天冬酰胺〔密碼子是：AAU、AAC所替代造成的。此種遺傳病的根本原因是,即發(fā)生了改變。<4若用DNA分子做探針來診斷該遺傳病,所利用的原理是<5若通過"PCR"技術共得到32個乙圖中的DNA片段,則至少要向試管中加人個腺嘌呤脫氧核昔酸。[專題突破][例01]在解釋分離現象的原因時,下列哪項不屬于孟德爾假說的內容A．生物的性狀是由遺傳因子決定的B．基因在體細胞染色體上成對存在C．受精時雌雄配子的結合是隨機的D．配子只含有每對遺傳因子中的一個[錯題分析]錯選本題的原因在于對孟德爾假說和分離定律實質提出的背景不熟悉。[解題指導]本題考查的是孟德爾遺傳定律的內容。孟德爾遺傳定律是遺傳學的基礎。孟德爾在觀察和統(tǒng)計分析一對相對性狀的雜交實驗的基礎上,大膽而果斷的對性狀分離現象提出假說。除了題目中的ACD選項外,孟德爾還認為,遺傳因子在體細胞中是成對存在的,當時并沒有提出基因和染色體的概念以及他們之間的關系。隨著細胞遺傳學的發(fā)展,分離定律的實質才慢慢的被發(fā)現,才提出了基因和染色體的概念。[正確答案]B[變式練習]孟德爾通過研究研究豌豆的雜交實驗得出分離定律的規(guī)律,下列說法正確的是<B>豌豆在自然界中都是雜種,不能夠自交。豌豆是嚴格的自花傳粉植物,進行雜交實驗時,需要在花蕾期去雄雜交。孟德爾能夠從減數分裂來準確的解釋等位基因的分離。孟德爾研究的分離定律是適用于豌豆,但不適用于玉米、小麥。[例02]某種鼠中,黃鼠基因A對灰鼠基因a顯性,短尾基因B對長尾基因b顯性。且基因A或b在純合時使胚胎致死,這兩對基因是獨立遺傳的。現有兩只雙雜合的黃色短尾鼠交配,理論上所生的子代表現型比例為A．2：1B．9：3：3：1C．4：2：2：1D．1：1：1：1[錯題分析]錯選本題的原因在于審題不嚴,或者對自由組合定律的運用不熟練。[解題指導]本題考查的是孟德爾自由組合定律。在本題中存在胚胎致死的情況,由題意可知,AA或者bb都能使胚胎致死。則AaBb和AaBb雜交,對于顏色〔A這對性狀,后代有2種表現型,Aa:aa=2:1；對于尾巴長短〔B這對性狀,后代只有一種表現型〔BB:Bb=1:2,但是表現型相同,都是短尾；所以理論上所生子代表現型比例應為2：1[正確答案]A[變式練習]現有黑色長耳朵豚鼠兩只進行雜交,生了6只小豚鼠。其中有一只是白色短耳朵豚鼠〔控制兩對性狀的基因獨立遺傳。該對成年豚鼠連續(xù)生了6窩共38只小豚鼠,那么白色長耳朵的小豚鼠約為多少？CA．11B.4C.7D.23[例03]下列關于遺傳與變異的說法,正確的是A．基因型為Dd的豌豆,產生雌雄兩種配子的數量比接近1：1B．自由組合規(guī)律的實質是所有等位基因分離,非等位基因自由組合C．孟德爾成功的原因是從研究豌豆的全部相對性狀綜合分析入手D．DNA中脫氧核苷酸的種類和數量發(fā)生改變,不一定引起染色體變異[錯題分析]錯選A的原因是認為雌雄配子的數量相等,而實際情況是雄配子多于雌配子的。錯選B的原因在于對自由組合的實質模糊不清。[解題指導]本題考查的是與變異的產生有關的幾個問題。在減數分裂過程中,一個精原細胞經過減數分裂可以產生4個精子,而一個卵原細胞經過減數分裂只可以一個卵細胞,所以說雄配子的數目一般是多于雌配子數目的；自由組合定律的實質是指的同源染色體上的等位基因在分離的同時,位于非同源染色體上的非等位基因自由組合,而同源染色體上也存在非等位基因的,它們是不能自由組合的；孟德爾研究豌豆是從一對相對性狀開始的。[正確答案]D[變式練習]某育種專家隨機選取了某雜合高莖豌豆所結的種子1000粒種植,發(fā)現這些種子種植后,有748顆植株是高莖,249顆是矮莖,3顆植株介于高莖和矮莖之間,研究其所結的豌豆種子各方面的數據都和原先一致。下列對此現象的解釋不正確的是〔CA.可能發(fā)生了基因突變,產生了新的等位基因B.可能與施肥不均、光照不均有關C.發(fā)生了染色體數目的變異D.可能是在減數分裂過程中,DNA的堿基序列發(fā)生了改變[例04]現有AaBb和Aabb二種基因型的豌豆個體,假設這兩種基因型個體的數量和它們的生殖能力均相同,在自然狀態(tài)下,子一代中能穩(wěn)定遺傳的個體所占比例是A．1/2B．1/3C．3/8D．3/4[錯題分析]錯選本題的原因在于審題不嚴密,粗心大意。[解題指導]本題考查的是孟德爾遺傳定律。孟德爾選取豌豆作實驗材料的原因之一是豌豆是自花傳粉的。所以說,本題中兩種基因型的個體在自然狀態(tài)下分別自交,即1/2的AaBb自交后代中純合的概率為1/2×1/4=1/8,1/2的Aabb自交后代中純合的概率為1/2×1=1/2.即子一代中能穩(wěn)定遺傳的個體所占的比例是1/8+1/2=3/8.[正確答案]C[變式練習]選用黃色圓粒〔YYRr的豌豆自交,后代中能穩(wěn)定遺傳、又是顯性純合子的概率是〔兩對基因獨立遺傳〔CA．1/16B.1/2C.1/4D.1/8[例05]丈夫血型A型,妻子血型B型,生了一個血型為O型的兒子。這對夫妻再生一個與丈夫血型相同的女兒的概率是A．1/16B．1/8C．1/4D．1/2[錯題分析]錯選本題的原因在于對人的ABO血型不理解。錯選C的原因在于沒有把生女兒的概率是1/2考慮到內。[解題指導]本題考查的是人的ABO血型和基因自由組合定律的應用。人的i、IA、IB基因可以控制血型。在一般情況下,基因型ii表現為O型血,IAIA或IAi為A型血,IBIB或IBi為B型血,IAIB為AB型血。本題中A型血的父親和B型血的母親可以生下O型血的兒子,說明父母的基因型分別為IAi、IBi,則生下和父親相同基因型孩子的概率為1/4,生女兒的概率為1/2,所以這對夫妻再生一個與丈夫血型相同的女兒的概率是1/8.[正確答案]B[變式練習]一對夫婦結婚后,生了一個孩子的血型是B型,丈夫到醫(yī)院檢查是A型,那么其妻子可能是什么血型？DA型B.O型C.只能是B型D.可能是B型或者是AB型[例06]某同學制作一DNA分子片段模型,現準備了10個堿基A塑料片,8個堿基T塑料片,40個脫氧核糖和磷酸的塑料片,為了充分利用現有材料,還需準備堿基C塑料片數目是A．8B．12C．16D．24[錯題分析]錯選本題的原因在于不能熟練運用堿基互補配對原則。錯選C原因在于沒有考慮堿基互補配對原則。[解題指導]本題考查的是DNA分子的結構。DNA分子是規(guī)則的雙螺旋結構,其中堿基通過氫鍵相連,在堿基配對時,A=T,G=C。題目中只有8個T,即A+T=16,故G+C=24.得C=12.[正確答案]B[變式練習]在一個基因片段中共有堿基對1200個,其中A有235個,那么C有多少？CA．235個B.365個C.965個D.635個[例07]將單個脫氧核昔酸連接到脫氧核昔酸鏈上的酶是A.DNA連接酶B.DNA酶C.DNA解旋酶D.DNA聚合酶[錯題分析]錯選本題的原因在于對與DNA有關的幾種酶的作用區(qū)分不清。[解題指導]本題考查的是與DNA有關的幾種酶的作用。DNA連接酶的作用是將兩個DNA片段連接起來,作用位點是磷酸二酯鍵,是基因工程的一種工具酶；DNA解旋酶的作用是將DNA的雙螺旋打開,同時將堿基之間的氫鍵斷裂；DNA聚合酶是將許多脫氧核苷酸聚合到一起,聚合到模板鏈上,和DNA解旋酶都是在DNA復制時需要的酶。[正確答案]D[變式練習]在基因工程中,要把目的基因和質粒結合在一起。在該過程中使用的結合工具是〔AA.DNA連接酶B.RNA酶C.RNA解旋酶D.DNA聚合酶[例08]若將果蠅的一個精原細胞核中的DNA分子用15N進行標記,并供給14N的原料。該細胞進行減數分裂產生的4個精子中,含有15N標記的DNA的精子所占比例為AA．0 B．25% C．50% D．100%[錯題分析]錯選本題的原因在于對DNA復制的過程不清楚。[解題指導]本題考查的是DNA的復制。DNA的復制方式是半保留復制,在減數分裂過程中,DNA復制一次,親代DNA分子兩條鏈用15N標記,放在14N的環(huán)境里培養(yǎng),則產生的子代DNA分子的2條鏈中,一條含有的是15N,另外一條含有的是14N.所以減數分裂產生的4個精子中全部都含有被標記的DNA分子。[正確答案]D[變式練習]若將果蠅的一個精原細胞核中的DNA分子用15N進行標記,并供給14N的原料。該細胞進行減數分裂產生的4個精子中的一個精子中,含有14N的脫氧核苷酸鏈是幾條？A．4條B.2條C.8條D.16答案及解析[例題1][解析]①中DNA酶能夠將DNA水解成脫氧核苷酸,而脫氧核苷酸不是遺傳物質,不能夠將R型轉化為S型細菌,因此小鼠能夠存活；②中本來就是有毒的S型,因此小鼠死亡；③由于高溫加熱,可導致R型菌死亡和DNA酶變性失活,注入小鼠體內的只是S型細菌的DNA,因此小鼠存活；④由于高溫加熱導致S型菌死亡和DNA酶變性失活,注入小鼠體內的只是R型