高考生物二轮复习 第一部分 专题四 遗传、变异和进化 命题源7 遗传的分子基础课件.ppt

专题四 遗传、变异和进化,命题源7 遗传的分子基础,专题四 遗传、变异和进化,最新考纲 1.人类对遗传物质的探索过程() 2.DNA分子结构的主要特点() 3.基因的概念及DNA分子的复制() 4.遗传信息的转录和翻译(),命题模型一 理解经典实验分析DNA是遗传物质的实验证据 1肺炎双球菌转化实验与噬菌体侵染细菌实验的比较 (1)实验设计思路、处理方式及结论的比较,设法将DNA与其他物质分开，单独地、直接地研究它们各自不同的遗传功能,直接分离：分离S型细菌的DNA、多糖、蛋白质等，分别与R型细菌混合培养,同位素标记法：分别标记DNA和蛋白质的特征元素,DNA是遗传物质；蛋白质等不是遗传物质,DNA是遗传物质,(3)同位素标记的差异,32P,35S,14C、2H、18O、15N,31P,32S,12C、1H、16O、14N,32P(少数)、31P(全部),32S,C、H、O、N的两种同位素都有,培养含放射性标记的噬菌体不能用培养基直接培养，因为病毒专营寄生生活，故应先培养细菌，再用细菌培养噬菌体。 因放射性检测时只能检测到部位，不能确定是何种元素的放射性，故35S(标记蛋白质)和32P(标记DNA)不能同时标记在同一噬菌体上，应将二者分别标记，即把实验分成两组。,2遗传物质探究实验核心整合,1(实验装置图类)利用两种类型的肺炎双球菌进行相关转化实验。各组肺炎双球菌先进行图示处理，再培养一段时间后注射到不同小鼠体内。下列说法不正确的是( ),D,A通过E、F对照，能说明转化因子是DNA而不是蛋白质 BF组可以分离出S和R两种肺炎双球菌 CF组产生的S型肺炎双球菌可能是基因重组的结果 D能导致小鼠死亡的是A、B、C、D四组 解析：从图示实验过程看出，通过E、F对照，能说明转化因子是DNA而不是蛋白质。F组加入了S型菌的DNA，可以分离出S型和R型两种肺炎双球菌，而出现的S型肺炎双球菌可能是基因重组的结果。A组经煮沸、D和E组为R型菌，均不能导致小鼠死亡，D错误。,2(原理辨析类)在“噬菌体侵染细菌”的实验中相关的方法与结果正确的是( ) A若32P标记组的上清液有放射性，则可能原因是搅拌不充分 B未标记的噬菌体在含32P标记的细菌体内复制三次，其子代噬菌体中含32P的个体占3/4 C用含35S的培养基直接培养噬菌体，用以标记蛋白质 D分别用含35S和含32P的培养基培养细菌，再用此细菌培养出带相应标记的噬菌体,D,解析：搅拌的作用是将噬菌体的蛋白质外壳与细菌分离开，搅拌不充分不会引起上清液中出现32P的放射性，出现上清液有32P放射性，原因可能是保温时间过长，导致细菌裂解，A错；噬菌体DNA的复制以细菌提供的脱氧核苷酸作为原料，由于细菌的脱氧核苷酸中都含有32P，因此，复制三次形成的8个子代DNA都含32P，B错；噬菌体不能独立生活，因此，不能直接用培养基培养噬菌体，C错；对噬菌体进行放射性同位素标记，先应对噬菌体的宿主细菌进行标记，再让噬菌体侵染细菌，D对。,3(曲线图模型图类)图甲是将加热杀死的S型细菌与R型活细菌混合注射到小鼠体内后两种细菌的含量变化，图乙是利用同位素标记技术完成噬菌体侵染细菌实验的部分操作步骤。下列相关叙述中不正确的是( ),D,A图甲中ab对应的时间段内，小鼠体内还没形成大量的抗R型细菌的抗体 B图甲中，后期出现的大量S型细菌是由R型细菌转化并增殖而来 C图乙沉淀物中新形成的子代噬菌体完全没有放射性 D图乙中若用32P标记亲代噬菌体，裂解后子代噬菌体中大部分具有放射性,解析：图甲中ab对应的时间段内，R型活菌迅速增加，原因是小鼠体内还没形成大量的抗R型细菌的抗体，A正确；将加热杀死的S型细菌与R型细菌混合注射到小鼠体内后，部分R型活菌转化成S型细菌并分裂增殖，B正确；35S标记噬菌体的蛋白质，不参与子代噬菌体的形成，新形成的子代噬菌体完全没有放射性，C正确；图乙中若用32P标记亲代噬菌体，由于DNA的半保留复制，如果标记亲代一个噬菌体，则不管复制多少代，只有两个子代噬菌体具有放射性，D错误。,1噬菌体侵染细菌实验分析试题解题策略 常用“两看法”达成,2对遗传物质的发现实验理解不到位的补救策略 肺炎双球菌转化实验的实质和影响因素 (1)在加热杀死的S型细菌中，其蛋白质变性失活，但不要认为DNA也变性失活，DNA在加热过程中，双螺旋解开，氢键被打开，但缓慢冷却时，其结构可恢复。 (2)转化的实质并不是基因发生突变，而是S型细菌的DNA片段整合到了R型细菌的DNA中，即实现了基因重组。 (3)在转化过程中并不是所有的R型细菌均转化成S型细菌，而是只有少部分R型细菌转化为S型细菌。原因是转化受DNA的纯度、两种细菌的亲缘关系、受体菌的状态等因素影响。,押题1 (2015江苏泰州姜堰期中)肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验是人类探索遗传物质过程中的两个经典实验，下列相关叙述中，正确的是( ) AR型菌与S型菌的DNA混合培养，R型菌都能转化为S型菌 B噬菌体吸收和利用培养基中含有35S的氨基酸从而被标记 C肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验证明了DNA是主要的遗传物质 D肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验的思路相同而实验技术不同,D,解析： R型菌与S型菌的DNA混合培养，一部分R型菌能转化成S型菌，A错误；噬菌体是病毒，必须寄生在活细胞中，不能从培养基中获取营养物质，B错误；肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验证明了DNA是遗传物质，不能说明是主要的遗传物质，C错误；肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验的实验思路相同，都是设法把DNA和蛋白质分开，单独的去研究它们的作用，而用的技术不同，肺炎双球菌的转化实验使用了分离提纯技术，而噬菌体侵染细菌的实验利用了同位素标记技术，D正确。,押题2 (2016江西五校联考)某同学模拟赫尔希和蔡斯做了噬菌体侵染大肠杆菌的部分实验，有关分析错误的是( ) A仅通过图中实验过程并不能证明DNA是遗传物质 B沉淀物b中含放射性的高低，与过程中搅拌是否充分有关 C离心前混合时间过长会导致上清液放射性升高 D过程中与35S标记的噬菌体混合培养的是没有标记的大肠杆菌,C,解析：题图中实验过程不能证明DNA是遗传物质，A正确；沉淀物b中含放射性的高低，与过程中搅拌是否充分有关，搅拌充分，几乎没有放射性，搅拌不充分，具有放射性，B正确；离心前混合时间过长会导致大肠杆菌裂解，释放噬菌体，但新形成的噬菌体没有放射性，上清液放射性没有变化，C错误；为了观察35S标记的噬菌体的蛋白质的行为，需要将噬菌体与没有标记的大肠杆菌混合培养，D正确。,命题模型二 依据碱基配对原则解读DNA结构及复制计算 1DNA分子结构的“五、四、三、二、一” (1)五种元素：C、H、O、N、P。 (2)四种碱基：A、G、C、T，相应的有四种脱氧核苷酸。 (3)三种物质：磷酸、脱氧核糖、碱基。 (4)两条链：两条反向平行的脱氧核苷酸链。 (5)一种结构：规则的双螺旋结构。,2DNA复制的方式、特点及影响因素 (1)复制方式：半保留复制。新合成的每个DNA分子中，都保留了原来DNA分子中的一条链(模板链)。 (2)过程特点：边解旋边复制。 (3)影响DNA复制的外界条件,3DNA复制与基因工程易混淆的几种酶,DNA分子,磷酸二酯键,形成黏性末端或平末端,DNA分子片段,磷酸二酯键,形成重组DNA分子,脱氧核苷酸,磷酸二酯键,形成新的DNA分子,DNA分子,磷酸二酯键,形成脱氧核苷酸,DNA分子,碱基对间的氢键,形成单链DNA分子,D,解析：由图示可知，新合成的每个DNA分子中，都保留了原来DNA分子中的一条链，因此复制的方式是半保留复制，A正确；解旋酶使DNA双链解开过程消耗ATP，B正确；子代DNA分子的两条链是反向平行的，C正确；DNA在复制过程中是边解旋，边半保留复制，D错误。,C,解析：该图为双链DNA的一部分，DNA的元素组成为C、H、O、N、P，不含有S元素，A正确；A39%T，则GC11%，因此，(GC)/(AT)22/7811/39，B正确；为氢键，而DNA聚合酶作用的是磷酸二酯键，C错误；该基因被15N标记，DNA复制为半保留复制，置于14N培养液中复制1次后，2个DNA分子都为14N15N，复制2次后的4个DNA分子，14N14N的DNA分子2个，14N15N的DNA分子2个，即含15N的DNA分子占1/2，D正确。,3(实验装置计算类)某基因(14N)含有3000个碱基，腺嘌呤占35%。若该DNA分子用15N同位素标记过的四种游离脱氧核苷酸为原料复制3次。将全部复制产物进行密度梯度离心，得到如图1结果；如果将全部复制产物加入解旋酶处理后再离心，则得到如图2结果。下列有关分析正确的是( ) AX层全部是仅含14N的基因 BW层中含15N标记的胞嘧啶3150个 CX层中含有的氢键数是Y层的1/4 DW层与Z层的核苷酸数之比为14,B,解析：DNA是半保留复制，故复制3次，DNA总数是8个，其中含有14N的DNA为2个(每个DNA均为一条14N链，一条15N链)，其余6个均为15N的DNA(两条链均为15N)。因为14N15N的DNA密度比15N15N的DNA密度小，故X层应该为14N15N的DNA，Y层为15N15N的DNA，A错误；一个DNA中含有3000个碱基，腺嘌呤占35%，那么胞嘧啶占15%，故胞嘧啶的碱基数为450个。复制3次一共得到8个DNA，这样需要的胞嘧啶数为45073150个，B正确；复制得到的DNA所含有的碱基数都是相同的，那么氢键数也应该是相同的，X层有2个DNA，Y层有6个DNA，这样它们的氢键数之比即为DNA数之比，即X层中含有的氢键数Y层中含有的氢键数13，X层中含有的氢键数是Y层的1/3，,C错误；复制后的8个DNA一共含有16条链，其中14N的链2条(分布在Z层)，15N的链14条(分布在W层)，因为该基因含有3000个碱基，故每条链的核苷酸数为1500，这样Z层的核苷酸数为150023000，W层的核苷酸数，故W层与Z层的核苷酸数之比为71。,1与DNA分子结构相关试题的解题策略 (1)“三看法”判断DNA分子结构 一看外侧链成键位置是否正确，正确的成键位置为一分子脱氧核苷酸5号碳原子上的磷酸基团与相邻脱氧核苷酸的3号碳原子之间； 二看外侧链是否反向平行； 三看内侧链碱基配对是否遵循碱基互补配对原则，即有无“同配”“错配”现象。,(2)根据核酸组成特点判断核酸种类 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。 若有核糖，一定为RNA，若有脱氧核糖，一定为DNA。 若嘌呤嘧啶，肯定不是双链DNA(可能为单链DNA，也可能为RNA)，但若是细胞中所有核酸的嘌呤嘧啶，则既有双链DNA又有RNA。,2不能正确进行DNA结构及复制计算的补救策略 (1)碱基计算 不同生物的DNA分子中互补配对的碱基之和的比值不同，即(AT)/(CG)的值不同。该比值体现了不同生物DNA分子的特异性。 若已知A占双链的比例c%，则A/单链的比例无法确定，但最大值可求出为2c%，最小值为0。,(2)水解产物及氢键数目计算 DNA水解产物：初步水解产物是脱氧核苷酸，彻底水解产物是磷酸、脱氧核糖和含氮碱基。 氢键数目计算：若碱基对为n，则氢键数为2n3n；若已知A有m个，则氢键数为3nm。 (3)DNA复制计算 在做DNA分子复制的计算题时，应看准是“含”还是 “只含”，是“DNA分子数”还是“链数”。,押题1 如图表示发生在细胞核内的某生理过程，其中a、b、c、d表示脱氧核苷酸链。以下说法正确的是( ) A此过程需要ATP和尿嘧啶脱氧核苷酸 B真核细胞中此过程发生的唯一场所是细胞核 Cb中(AG)/(TC)的比值一定与c中的相同 D正常情况下a、d链都应该到不同的细胞中去,D,解析：由图判断图示为DNA的复制过程，其原料为脱氧核苷酸，在真核生物中不仅细胞核中能发生DNA复制，线粒体、叶绿体中也可以进行；在DNA分子中(AG)/(TC)的比值在两条互补链中互为倒数。,D,解析：某双链DNA分子中T占碱基总数的20%，则在双链DNA分子中AT20%，AT40%，GC60%，GC30%，其中一条链中的GC占双链DNA碱基总数的30%。用芥子气使DNA分子中所有鸟嘌呤成为mG，mG不与胞嘧啶配对而与胸腺嘧啶配对，复制一次，其中一个DNA分子中T占碱基总数的30%，则该DNA分子中mG碱基总数的比例是30%20%10%，另一个DNA分子mG占碱基总数的比例是30%10%20%，则另一个DNA分子中T占碱基总数的比例是20%20%40%，D项正确。,命题模型三 通过图像辨析遗传信息的传递与表达 1复制、转录和翻译过程综合分析 (1)图示分析复制和基因表达的过程,图一,图一表示DNA分子复制过程： a判断依据：模板为DNA，且形成具有双链结构的DNA。 b两个子代DNA分别由一条母链和一条子链组成，两个子代DNA分子在有丝分裂后期或减数第二次分裂后期分离。 图二表示DNA分子的转录过程： a判断依据：模板为DNA分子的一条链，合成单链RNA。 b由于图中d是已与模板DNA分离的游离的RNA片段，因此转录的方向是由右向左进行，且a为RNA聚合酶。,cb与c的名称分别为胞嘧啶脱氧核苷酸和胞嘧啶核糖核苷酸。 d在真核细胞中该图示主要发生在细胞核中，叶绿体和线粒体中也可能进行。 图三表示翻译过程： a判断依据：模板为RNA，且合成场所为核糖体。 b为tRNA，为核糖体，为mRNA，为多肽链。,2遗传信息的传递过程 各类生物遗传信息的传递过程分析 (复制 转录 逆转录 复制 翻译),发生在具有分裂能力的细胞中，且有mRNA的遗传信息与DNA的非模板链一致。 发生在所有含DNA的活细胞中，在线粒体和叶绿体中也可以发生这些过程,举例：噬菌体,的产物有两种，一种是自身遗传物质RNA，另一种是信使RNA，举例：烟草花叶病毒,过程需要逆转录酶，该酶由宿主细胞提供；在宿主细胞内也发生过程，举例：艾滋病病毒,中心法则的5个过程都遵循碱基互补配对原则，灵活运用AT(U)、GC是计算的关键。 3转录、翻译过程中的计算 蛋白质中的氨基酸数目为n，则mRNA中至少有碱基3n个，mRNA中至少有n个密码子，基因中至少有碱基6n个。,1(模式图类)图中a、b表示某生物体内两种生理过程。下列叙述不正确的是( ) A原核细胞中a、b过程可在相同的时间和空间内进行 B真核生物在不同功能细胞中进行a过程的基因存在差异 C转运1号氨基酸的RNA含有起始密码子序列 D分生区细胞分裂中期能进行b过程，不能进行a过程,C,解析：a过程为转录、b过程为翻译，原核细胞无成形的细胞核，转录和翻译可以同时进行，A正确；真核生物的不同细胞功能可能不同，选择性表达的基因也就不同，B正确；转运RNA上存在的是反密码子，起始密码子存在于mRNA上，C错误；分生区细胞具有分裂能力，中期染色体高度螺旋化，因此不能进行转录，但可以利用间期转录出的mRNA进行翻译，D正确。,2(新情境信息类)埃博拉病毒(EBV)是一种单链RNA病毒，EBV与宿主细胞结合后，将核酸蛋白复合体(RNA)释放至细胞质，通过下图途径进行增殖。 下列推断正确的是( ) A过程所需嘌呤比例与过程所需嘧啶比例相同 B过程需要的氨基酸和tRNA，两者的种类、数量相同 C埃博拉病毒增殖过程需细胞提供四种脱氧核苷酸和ATP D埃博拉病毒只含有核糖体一种细胞器,A,解析：根据碱基互补配对原则，RNA中嘧啶比例与mRNA中嘌呤比例相同，因此过程所需嘌呤比例与过程所需嘧啶比例相同，A正确；过程翻译形成两种不同的蛋白质，因此所需的氨基酸和tRNA的种类、数量不一定相同，B错误；EBV增殖过程需细胞提供四种核糖核苷酸、ATP等，C错误；病毒无细胞结构，无细胞器，D错误。,3(概念图解类)关于如图(中心法则)的叙述，错误的是( ) A中心法则主要包括复制、转录和翻译过程 B图中虚线所示过程普遍发生在细胞生物中 C过程、的原料、模板和聚合酶不同 D形成的某些蛋白质可以影响过程,B,解析：“中心法则”表示遗传信息的传递方向，包括DNA复制、转录、逆转录、RNA复制、翻译等，其中复制、转录和翻译，在绝大多数生物体内均可发生，A正确；图中虚线所示过程仅发生在某些病毒生物中，B错误；过程的原料是核糖核苷酸，模板是DNA的一条链，需要RNA聚合酶参与催化，过程的原料是脱氧核苷酸，模板是RNA，需要逆转录酶参与催化，C正确；图中过程都离不开酶的催化，绝大多数酶是蛋白质，D正确。,1真核细胞与原核细胞基因表达的区别策略,过程,先转录后翻译。转录形成的mRNA通过核孔进入细胞质，一个mRNA上可同时结合多个核糖体，核糖体沿着mRNA移动，mRNA不移动；翻译的方向就是从肽链短的一侧向肽链长的一侧，最终形成的肽链序列都是一样的,意义,一个mRNA上可同时结合多个核糖体，可以迅速合成大量的蛋白质,过程,边转录边翻译。因为原核细胞没有核膜，mRNA片段一经形成就会有许多核糖体结合上来，所以会出现转录和翻译同时进行的现象,意义,极大地提高了合成蛋白质的效率,2.遗传信息的传递与表达试题的解题策略 以“示意图”为信息载体是本部分常考题型，解答时可按照以下模板进行：第一步，阅读试题，分析题干文字、示意图，明确考查意图；第二步，根据考查意图，分析示意图表示的生理过程，如确定是