高考生物二轮复习 专题4 遗传、变异和进化 第1讲 遗传的分子基础课件.ppt

专题4遗传 变异和进化 2018年高考二轮复习 第1讲遗传的分子基础 考点透视 考点1遗传物质的探究 1 理清两个经典实验的探索过程 1 肺炎双球菌体外转化实验 s型细菌 dna荚膜多糖蛋白质dna dna酶 r型细菌 dna是遗传物质蛋白质等其他物质不是遗传物质 2 噬菌体侵染细菌实验 用35s标记蛋白质的噬菌体 侵染 细菌 搅拌 离心 结果 上清液放射性高沉淀物放射性低 用32p标记dna的噬菌体 侵染 细菌 搅拌 离心 结果 上清液放射性低沉淀物放射性高 2 两看法 解答噬菌体侵染细菌的同位素标记问题 一看标记生物 细菌 噬菌体 作原料 子代中都应含有 再看标记元素 p s c h o 标记dna 部分子代含有 标记蛋白质 子代不含有 标记dna和蛋白质 部分子代含有 3 比较肺炎双球菌和噬菌体 1 相同点 都营寄生生活 遗传物质均为dna 2 不同点 肺炎双球菌 为原核生物 具有独立的物质和能量供应系统 噬菌体 为非细胞结构的细菌病毒 必须寄生在活细胞中 利用宿主细胞的物质和能量进行增殖 典例解析 例1 下列关于探索dna是遗传物质的实验 叙述正确的是 a 格里菲思实验证明dna可以改变生物体的遗传性状b 艾弗里实验证明从s型肺炎双球菌中提取的dna可以使小鼠死亡c 赫尔希和蔡斯实验中离心后细菌主要存在于沉淀中d 赫尔希和蔡斯实验中细菌裂解后得到的噬菌体都带有32p标记 答案c解析格里菲思的体内转化实验提出了转化因子改变生物体的遗传性状 并没有证明转化因子就是dna a错误 艾弗里实验证明从s型肺炎双球菌中提取的dna可以使r型肺炎双球菌转化成s型肺炎双球菌 单独的s型肺炎双球菌中提取的dna无毒 不能使小鼠死亡 b错误 赫尔希和蔡斯实验离心后 上清液主要是蛋白质外壳和游离的t2噬菌体 沉淀物主要是细菌 c正确 赫尔希和蔡斯实验中细菌裂解后得到的噬菌体中只有含有母链dna的才带有32p标记 d错误 例2 下列关于以 32p标记t2噬菌体侵染大肠杆菌 实验的分析中 错误的是 a 本实验使用的生物材料还应包括不含32p的大肠杆菌b 实验中t2噬菌体培养时间 温度等是本实验的无关变量c 本实验预期的最可能结果是上清液中放射性强 而沉淀物中放射性弱d 仅仅本实验还不足以证明dna是t2噬菌体的遗传物质 答案c解析32p标记t2噬菌体的dna 在噬菌体侵染细菌的过程中 噬菌体dna被注入到细菌细胞中 在离心后主要分布在沉淀物中 例3 根据遗传物质的化学组成 可将病毒分为rna病毒和dna病毒两种类型 有些病毒对人类健康会造成很大危害 通常 一种新病毒出现后需要确定该病毒的类型 假设在宿主细胞内不发生碱基之间的相互转换 请利用放射性同位素标记的方法 以体外培养的宿主细胞等为材料 设计实验以确定一种新病毒的类型 简要写出 1 实验思路 2 预期实验结果及结论即可 要求 实验包含可相互印证的甲 乙两个组 答案 1 实验思路 甲组 将宿主细胞培养在含有放射性标记尿嘧啶的培养基中 之后接种新病毒 培养一段时间后收集病毒并检测其放射性 乙组 将宿主细胞培养在含有放射性标记胸腺嘧啶的培养基中 之后接种新病毒 培养一段时间后收集病毒并检测其放射性 2 结果及结论 若甲组收集的病毒有放射性 乙组无 即为rna病毒 反之为dna病毒 例4 某人曾重复了 肺炎双球菌转化实验 步骤如下 请分析以下实验并回答问题 a 将一部分s型细菌加热杀死 b 制备符合要求的培养基 并分为若干组 将菌种分别接种到各组培养基上 接种的菌种见图中文字所示 c 将接种后的培养装置放在适宜温度下培养一段时间 观察菌落生长情况 如下图 1 第4组的培养基中出现s型细菌 对比第 组实验可否定死亡的s型细菌 死而复生 这一解释 对比第 组实验可否定r型细菌突变产生s型细菌这一解释 2 该实验可以得出的结论是 3 加热杀死s型细菌 从分子水平解释 是加热导致生命活动的主要承担者 蛋白质的 改变 从而失去活性 其遗传物质dna高温下会变性 但降温后会恢复 结构 答案 1 31 2 加热杀死的s型细菌含有使r型细菌发生转化的物质 3 空间结构双螺旋解析 1 第4组的培养基中出现s型细菌 对比第3组实验可否定死亡的s型细菌 死而复生 这一解释 对比第1组实验可否定r型细菌突变产生s型细菌这一解释 2 综合分析实验 可得出加热杀死的s型细菌含有使r型细菌发生转化的物质 3 加热会使蛋白质和dna的空间结构改变 但dna在降温后会恢复双螺旋结构 而蛋白质不能恢复原结构 技巧归纳 1 格里菲思转化实验没有具体证明哪种物质是遗传物质 2 肺炎双球菌转化实验的实质是s型细菌的dna片段整合到r型细菌的dna中 实现了基因重组 3 s型活细菌才具毒性 切不可认为s型细菌的dna使小鼠致死 4 噬菌体侵染细菌实验比肺炎双球菌体外转化实验更具说服力 5 用35s标记噬菌体的侵染实验中 沉淀物中存在少量放射性可能是搅拌不充分所致 考点透视 考点2dna的结构与复制 1 巧用 五 四 三 二 一 记牢dna的结构 五种元素 c h o n p 四种碱基 a t c g 相应的有四种脱氧核苷酸 三种物质 磷酸 脱氧核糖 碱基 两条链 两条反向平行的脱氧核苷酸链 一种结构 规则的双螺旋结构 2 牢记dna分子中有关碱基比例的计算 1 常用公式 a t g c a g t c a c t g 50 2 单链中互补碱基和 所占该链碱基数比例 双链中互补碱基和 所占双链总碱基数比例 3 某链不互补碱基之和的比值与其互补链的该比值互为倒数 3 dna复制过程中的相关计算 1 经n次复制 dna分子总数为2n个 脱氧核苷酸链数为2n 1条 2 子代所有链中始终保持2条母链 且占子代dna分子总链数的1 2n 3 一个dna分子经n次复制 净增加 2n 1 个dna分子 第n次复制时 净增加的dna分子总数为2n 1个 4 六处思考 dna的复制 dna的复制 模板 原料 能量 能量 酶等 条件 时间 细胞分裂间期 场所 主要是细胞核 其次在线粒体和叶绿体 特点 边解旋边复制半保留复制 过程 意义 传递遗传信息 解旋 合成子链 形成子代dna 例1 典例解析 如图为某dna分子部分结构示意图 对该图的描述正确的是 a 和 相间排列 构成了dna分子的基本骨架b dna分子中脱氧核苷酸序列代表了遗传信息c dna分子中g与c的比例越高 稳定性越低d 图中 的名称是胞嘧啶脱氧核苷酸 答案b解析dna分子的结构特点是遗传信息传递的基础 本题综合考查了dna分子结构特点 解题时要注意题中哪些对dna分子结构特点的描述是错误的 由图示可知 脱氧核糖 和 磷酸基团 交替连接 排列在外侧 构成了dna分子的基本骨架 a错误 dna分子能够储存足够量的遗传信息 遗传信息蕴藏在4种碱基的排列顺序之中 故dna分子中脱氧核苷酸排列顺序代表了遗传信息 b正确 碱基对c与g之间有3个氢键 a与t之间有2个氢键 因此c与g的比例越高 dna分子稳定性越高 c错误 由图可知 中的 属于上面的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的磷酸基团 d错误 例2 在有关dna分子的研究中 常用32p来标记dna分子 用 和 表示atp或datp d表示脱氧 上三个磷酸基团所处的位置 a p p p 或da p p p 回答下列问题 将一个某种噬菌体dna分子的两条链用32p进行标记 并使其感染大肠杆菌 在不含有32p的培养基中培养一段时间 若得到的所有噬菌体双链dna分子都装配成噬菌体 n个 并释放 则其中含有32p的噬菌体所占比例为2 n 原因是 答案一个含有32p标记的噬菌体双链dna分子经半保留复制后 标记的两条单链只能分配到两个噬菌体的双链dna分子中 因此在得到的n个噬菌体中有且只有2个带有标记解析由于dna分子复制为半保留复制 故噬菌体双链dna的复制过程中 被32p标记的两条单链始终被保留 并分别存在于两个子代dna分子中 另外 新合成dna的过程中 原料无32p标记 所以n个子代dna分子中有且只有2个含有32p标记 例3 如图为真核细胞dna复制过程的模式图 据图分析 下列相关叙述错误的是 a 解旋酶能使dna双链解开 但需要消耗atpb dna分子复制的方式是半保留复制c dna分子的复制需要引物 且两条子链的合成方向是相反的d 因为dna分子在复制时需严格遵循碱基互补配对原则 所以新合成的两条子链的碱基序列是完全一致的 答案d解析由图可知 解旋酶能打开双链间的氢键 且需要消耗atp a正确 dna分子复制时都保留了原来dna分子中的一条链 即半保留复制 b正确 dna分子两条链是反向平行的 而复制的时候子链只能从5 端向3 端延伸 所以两条子链合成的方向相反 c正确 因为dna复制是以解开的每一条母链为模板按照碱基互补配对原则进行的 所以新合成的两条子链的碱基序列应是互补的 d错误 例4 一个双链dna分子中有碱基t400个 占全部碱基的20 有关此dna分子复制的说法 错误的是 a 该dna分子复制3次共需要碱基a2800个b 该dna分子在第5次复制时需要碱基g18600个c 该dna分子复制4次后含亲代dna分子链的dna分子有2个d 该dna分子复制3次共有6个dna分子不含亲代dna分子链 答案b解析一个dna分子复制3次共形成8个dna分子 其中有一个dna分子的碱基相当于来自亲代dna分子 因此需要的碱基数目相当于7个dna分子的碱基数目 双链dna分子中碱基a的数目等于碱基t的数目 因此该dna分子复制3次需要碱基a400 7 2800个 a正确 该dna分子中碱基总数为2000 该dna分子复制4次共产生16个dna分子 在第5次复制时由16个dna分子增至32个dna分子 这样需要的碱基数目为16个dna分子的 而每个dna分子中有碱基g 2000 2 400 2 600个 故共需要g16 600 9600个 b错误 由于是半保留复制 亲代dna分子的两条链分别作为模板参与到2个dna分子的复制中 因此 不论复制几次 含亲代dna分子链的dna分子都只有2个 c正确 一个dna分子经3次复制共产生8个dna分子 其中有2个含亲代dna分子链 6个不含 d正确 技巧归纳 1 1 dna单链上相邻碱基通过 脱氧核糖 磷酸 脱氧核糖 连接 2 每个dna中含氢键数为a t对 2和g c对 3之和 2 捕捉dna复制中的 关键字眼 1 dna复制 用15n标记的是 亲代dna 还是 培养基中原料 2 子代dna 所求dna比例是 含15n的 还是 只含15n的 是 dna分子数 还是 链数 3 复制n次还是第n次复制 考点3基因的表达 考点透视 1 图析遗传信息表达的2个重要过程 1 转录 酶 rna聚合酶 原料 四种核糖核苷酸 b和c的差异 五碳糖不同 范围i 几乎所有的活细胞 2 翻译 工具 转运rna 共61种 原料 氨基酸 共20种 范围 几乎所有的活细胞 产物 多肽链或蛋白质 2 归纳识记中心法则与生物种类的关系在横线上用字母表示下列生物的遗传信息的传递过程 1 细胞生物 如动 植物 a b c 2 dna病毒 如t2噬菌体 a b c 3 复制型rna病毒 如烟草花叶病毒 d c 4 逆转录病毒 如艾滋病病毒 e a b c 3 三步法 判断中心法则各过程 例1 典例解析 关于基因控制蛋白质合成的过程 下列叙述正确的是 a 一个含n个碱基的dna分子 转录的mrna分子的碱基数是n 2个b 细菌的一个基因转录时两条dna链可同时作为模板 提高转录效率c dna聚合酶和rna聚合酶的结合位点分别在dna和rna上d 在细胞周期中 mrna的种类和含量均不断发生变化 答案d解析a项 一个dna分子上有许多基因 这些基因不会同时转录 所以转录的mrna分子的碱基数小于n 2个 b项 转录是指以dna的一条链为模板 按照碱基互补配对原则 合成rna的过程 c项 dna聚合酶和rna聚合酶的结合位点都在dna上 d项 在细胞周期中 由于各个时期表达的基因不同 因此转录产生的mrna的种类和含量均不断发生变化 如分裂间期的g1期和g2期 mrna的种类和含量有所不同 在分裂期mrna的含量减少 例2 在体外用14c标记半胱氨酸 trna复合物中的半胱氨酸 cys 得到 cys trnacys 再用无机催化剂镍将其中的半胱氨酸还原成丙氨酸 ala 得到 ala trnacys 见下图 trna不变 如果该 ala trnacys参与翻译过程 那么下列说法正确的是 多选 a 在一个mrna分子上可以同时合成多条被14c标记的多肽链b 反密码子与密码子的配对由trna上结合的氨基酸决定c 新合成的肽链中 原来cys的位置会被替换为14c标记的alad 新合成的肽链中 原来ala的位置会被替换为14c标记的cys 答案ac解析反密码子与密码子按碱基互补配对原则配对 不是由结合的氨基酸决定 b错误 由于cys转化为ala时并未改变反密码子碱基序列 故新合成的肽链中原来cys的位置 被替换为14c标记的ala c正确 d错误 例3 图 分别表示人体细胞中发生的3种生物大分子的合成过程 1 细胞中过程 发生的主要场所是 2 已知过程 的 链中鸟嘌呤与尿嘧啶之和占碱基总数的54 链及其模板链对应区段的碱基中鸟嘌呤分别占29 19 则与 链对应的dna区段中腺嘌呤所占的碱基比例为 3 由于基因中一个碱基对发生替换 而导致过程 合成的肽链中第8位氨基酸由异亮氨酸 密码子有auu auc aua 变成苏氨酸 密码子有acu acc aca acg 则该基因的这个碱基对替换情况是 4 在人体内成