高三生物二轮复习 专题精讲四 遗传、变异与进化 第1讲 遗传的分子基础课件.ppt

1 s型细菌的能使活的r型细菌转化为s型细菌 2 噬菌体由和组成 在侵染细菌时只有注入细菌内 3 dna分子双螺旋结构的特点 1 两条长链按方式盘旋成双螺旋结构 2 和交替连接 排列在dna分子的外侧 构成基本骨架 排列在内侧 3 dna分子两条链上的碱基通过连接成碱基对 并且遵循原则 4 dna分子具有 和稳定性等特点 5 基因的本质是 6 基因的功能是遗传信息的和 7 dna复制的特点是边解旋边复制和复制 dna 蛋白质 dna dna 反向平行 脱氧核糖 磷酸 碱基 氢键 碱基互补配对 多样性 特异性 有遗传效应的dna片段 传递 表达 半保留 8 复制 转录和翻译都需要 原料 能量和酶等条件 除此之外 翻译还需要运输工具 9 一种氨基酸可对应种密码子 可由种trna来运输 但一种密码子只对应种氨基酸 一种trna也只能运输种氨基酸 10 生物的表现型是由和共同决定的 11 中心法则可表示为 12 中心法则体现了dna的两大基本功能 1 通过完成了对遗传信息的传递功能 2 通过完成了对遗传信息的表达功能 13 判断 1 有细胞结构的生物均是以dna作为主要遗传物质的 2 酵母菌的遗传物质主要分布在染色体 或染色质 上 3 每个dna片段中 游离的磷酸基因有两个 4 决定dna分子特异性的是 a c t g 5 影响细胞呼吸的所有因素都可能影响dna的复制 6 构成基因的碱基总数与dna分子的碱基总数相等 模板 trna 多 多 一 一 基因型 环境 dna复制 转录和翻译 1 2015 全国新课标 卷 人或动物prp基因编码一种蛋白 prpc 该蛋白无致病性 prpc的空间结构改变后成为prpsc 朊粒 就具有了致病性 prpsc可以诱导更多prpc转变为prpsc 实现朊粒的增殖可以引起疯牛病 据此判断下列叙述正确的是 a 朊粒侵入机体后可整合到宿主的基因组中b 朊粒的增殖方式与肺炎双球菌的增殖方式相同c 蛋白质空间结构的改变可以使其功能发生变化d prpc转变为prpsc的过程属于遗传信息的翻译过程 答案 c 解析 据题中信息可知朊粒是prp基因所编码的蛋白质空间结构变化后形成的 因此还属于蛋白质 不可能整合到宿主细胞的基因组中 a错误 细菌增殖方式为二分裂 与朊粒不相同 b错误 由题中信息可知 prp基因编码的蛋白质与朊粒间因空间结构的不同而功能不同 c正确 prpc转变为prpsc只是蛋白质空间结构发生了改变 d错误 2 2015 江苏卷 下列关于研究材料 方法及结论的叙述 错误的是 a 孟德尔以豌豆为研究材料 采用人工杂交的方法 发现了基因分离与自由组合定律b 摩尔根等人以果蝇为研究材料 通过统计后代雌雄个体眼色性状分离比 认同了基因位于染色体上的理论c 赫尔希与蔡斯以噬菌体和细菌为研究材料 通过同位素示踪技术区分蛋白质与dna 证明了dna是遗传物质d 沃森和克里克以dna大分子为研究材料 采用x射线衍射的方法 破译了全部密码子 答案 d 解析 本题考查教材经典实验的材料 方法与结论 意在考查考生的判断分析能力和从相关材料中获取信息的能力 基因分离和自由组合定律是孟德尔以豌豆为实验材料进行人工杂交发现的 摩尔根等人通过果蝇杂交实验证明了基因位于染色体上 赫尔希与蔡斯分别用35s和32p标记的两组噬菌体进行侵染细菌的实验 证明了dna是遗传物质 沃森和克里克构建了dna双螺旋结构的模型 3 2015 重庆卷 结合题图分析 下列叙述错误的是 a 生物的遗传信息储存在dna或rna的核苷酸序列中b 核酸苷序列不同的基因可表达出相同的蛋白质c 遗传信息传递到蛋白质是表现型实现的基础d 编码蛋白质的基因含遗传信息相同的两条单链 答案 d 解析 生物的遗传物质是dna或rna 生物的遗传信息储存在dna的脱氧核苷酸序列中或rna的核糖核苷酸序列中 a项叙述正确 由于遗传密码子的简并性 核苷酸序列不同的基因可能表达出相同的蛋白质 b项叙述正确 生物性状最终由基因控制 由蛋白质表现 c项叙述正确 遗传信息是指基因中碱基 或核苷酸 的排列顺序 编码蛋白质的基因中两条单链的碱基互补 排列顺序不同 d项叙述错误 4 2015 江苏卷 荧光原位杂交可用荧光标记的特异dna片段为探针 与染色体上对应的dna片段结合 从而将特定的基因在染色体上定位 请回答下列问题 1 dna荧光探针的制备过程如图1所示 dna酶 随机切开了核苷酸之间的键 从而产生切口 随后在dna聚合酶 作用下 以荧光标记的为原料 合成荧光标记的dna探针 2 图2表示探针与待测基因结合的原理 先将探针与染色体共同煮沸 使dna双链中键断裂 形成单链 随后在降温复性过程中 探针的碱基按照原则 与染色体上的特定基因序列形成较稳定的杂交分子 图中两条姐妹染色单体中最多可有条荧光标记的dna片段 答案 1 磷酸二酯脱氧核苷酸 2 氢碱基互补配对4 解析 本题考查有丝分裂和减数分裂及dna复制的知识 意在考查考生的综合运用能力和获取信息的能力 1 两个核苷酸分子之间以磷酸二酯键连接 合成标记的dna探针时 需要的原料是脱氧核苷酸 2 高温可使dna双链碱基之间的氢键断裂 形成单链 在降温复性的过程中 按照碱基互补配对原则 探针的碱基与染色体上特定的基因序列形成杂交分子 1个dna分子的两条链可分别与探针的单链结合 出现2条荧光点 两条姐妹染色单体中含有2个dna分子 故最多可有4条荧光标记的dna片段 本讲从考查角度上看 主要结合细胞分裂 基因突变考查dna结构与复制和遗传信息的转录 翻译 以实验分析形式考查dna是遗传物质 同时要注意以同位素示踪为实验手段的经典实验分析和图表分析题目 试题多以选择题形式出现 有时也会出现在非选择题中 1 肺炎双球菌体外转化实验和噬菌体侵染细菌的实验 2 烟草花叶病毒感染烟草的实验 1 过程 2 结果分析与结论烟草花叶病毒的rna能自我复制 并控制其遗传性状 因此rna是它的遗传物质 3 生物的遗传物质 结论 绝大多数生物的遗传物质都是dna 所以说dna是主要的遗传物质 1 对于某种生物而言 遗传物质只有一种 dna或rna 不能说主要是dna 2 所有具有细胞结构生物的核酸都有两种 dna和rna 但遗传物质都是dna 病毒只含有一种核酸 dna或rna 遗传物质有的是dna 有的是rna 例1 2015 黄冈四月调研 艾弗里等人的肺炎双球菌转化实验和赫尔希与蔡斯的噬菌体侵染细菌实验都证明了dna是遗传物质 这两个实验在设计思路上的共同点是 a 重组dna片段 研究其表型效应b 诱发dna突变 研究其表型效应c 设法把dna与蛋白质分开 研究各自的效应d 应用同位素示踪技术 研究dna在亲代与子代之间的一致性 答案 c 解析 艾弗里的肺炎双球菌转化实验采用直接分离法 即分离s型细菌的dna 多糖 蛋白质等 分别与r型细菌混合培养 噬菌体侵染细菌实验采用同位素标记法 分别标记dna和蛋白质的特殊元素 32p和35s 艾弗里等人的肺炎双球菌转化实验和赫尔希与蔡斯的噬菌体侵染细菌实验都证明了dna是遗传物质 这两个实验在设计思路上的共同点是 设法把dna和蛋白质及多糖分开 单独地 直接地去观察dna 蛋白质 多糖各自的作用 从而科学地证明dna是遗传物质 规律方法 人类对遗传物质的探索过程 1 肺炎双球菌的转化过程 研究dna和蛋白质中谁是遗传物质 2 肺炎双球菌的体外转化实验 实验中 艾弗里等发现dna的纯度越高 转化就越有效 3 噬菌体侵染细菌的实验 证明了dna才是遗传物质 4 烟草花叶病毒的感染和重建实验 证明了在只有rna没有dna的病毒中 rna是遗传物质 5 朊病毒的发现 证实在某些情况下蛋白质可以作为生物体的遗传物质 拓展思考 如果将c选项改为 艾弗里的实验与赫尔希和蔡斯的实验设计思路基本相同 对吗 答案 正确 解析 艾弗里的实验与赫尔希和蔡斯的实验设计思路基本相同 都是设法将dna和蛋白质分开 各自独立地研究它们的作用 1 培养含放射性标记的噬菌体不能用培养基直接培养 因为病毒必须寄生在活细胞内 所以应先培养细菌 再用细菌培养噬菌体 2 因检测放射性时只能检测到部位 不能确定是何种元素的放射性 所以35s和32p不能同时标记在一组噬菌体上 应对两组分别标记 变式1 2015 广东茂名一模 艾弗里的肺炎双球菌转化实验和赫尔希 蔡斯的噬菌体侵染细菌实验 都能证明dna是遗传物质 对这两个实验的研究方法可能有 设法把dna与蛋白质分开 研究各自的效应 放射性同位素标记法 下列有关叙述正确的是 a 两者都运用了 和 b 前者运用了 后者运用了 c 前者只运用了 后者运用了 和 d 前者只运用了 后者运用了 和 答案 c 解析 本题考查二者在实验中应用的研究方法 艾弗里等人的肺炎双球菌转化实验和赫尔希与蔡斯的噬菌体侵染细菌实验都证明了dna是遗传物质 这两个实验在设计思路上的共同点是设法把dna与蛋白质分开 研究各自的效应 艾弗里分别提取了s型菌的dna 蛋白质和多糖等物质 然后分别加入已培养r型细菌的培养基中 结果发现只有加入dna r型细菌才能转化为s型细菌 艾弗里还发现如果用dna酶处理s型菌的dna 使dna分解 就不能使r型细菌发生转化 蔡斯利用放射性同位素标记法标记噬菌体 而后用含32p的dna和含35s的蛋白质的噬菌体分别侵染细菌 1 dna分子的特性 1 多样性 若一段dna分子由n个碱基对组成 每一位置都有a t c g四种可能性 则共有4n种碱基排列顺序 2 特异性 每个dna分子都有其特定的碱基排列顺序 蕴藏着特定的遗传信息 3 稳定性 2 dna的复制证据 1 推测 沃森和克里克提出了遗传物质自我复制的假说 即遗传物质的复制为半保留复制 2 证据 3 与碱基互补配对或dna复制相关的计算 1 据t或u可判断核酸种类 dna中含t rna中含u 双链dna分子中嘌呤之和等于嘧啶之和 即a g t c 2 在双链dna分子中 已知某碱基的百分含量 求其他碱基的百分含量 可用a t g c a g t c 50 求解 3 在双链dna分子中 一条单链的 a g c t m 则另一条互补链 a g c t 1 m 4 在双链dna分子中 互补配对的碱基之和的比值 a t g c 与每一条单链中这一比值相等 5 不同生物的dna分子中 a t g c 不同 代表了每种生物dna的特异性 6 若某个含15n的dna分子 放在含14n的培养基中复制n次 则含15n的dna分子占其总数的2 2n 含15n的dna的单链占其总链数的1 2n 7 双链dna分子中 若含某种碱基x个 复制n次 则需加入的含该碱基的脱氧核苷酸数为 2n 1 x 例2 2015 杭州五月模拟 某双链dna分子含有400个碱基 其中一条链上a t g c 1 2 3 4 下列表述错误的是 a 该dna分子的一个碱基改变 不一定会引起子代性状的改变b 该dna分子连续复制两次 需要游离的腺嘌呤脱氧核苷酸120个c 该dna分子中4种碱基的比例为a t g c 3 3 7 7d 该dna分子中的碱基排列方式共有4200种 答案 b 解析 由于密码子具有简并性 一个碱基改变不一定改变所翻译的氨基酸 即使改变了氨基酸 有时也不改变蛋白质的功能 故dna分子的一个碱基改变不一定改变生物的性状 a项正确 dna分子中腺嘌呤脱氧核苷酸有200 3 10 60个 该dna分子连续复制2次 需要游离的腺嘌呤脱氧核苷酸为3 60 180个 b项错误 dna分子另一条链中a t g c 2 1 4 3 故该dna分子中4种碱基比例为a t g c 3 3 7 7 c项正确 dna双链间碱基互补配对 即dna分子中有200个碱基对 故该dna分子中的碱基排列方式共有4200种 d项正确 变式2若一个外壳被35s标记且双链均被32p标记的噬菌体 其dna由6000个碱基对组成 其中胸腺嘧啶占全部碱基的20 用这个噬菌体侵染含32s和31p的大肠杆菌 共释放出50个子代噬菌体 下列叙述正确的是 a 该过程至少需要1 8 105个胞嘧啶核糖核苷酸作原料b 噬菌体增殖需要大肠杆菌提供模板 原料和酶等c 含35s和含32s子代噬菌体的比例为1 1d 含32p与只含31p的子代噬菌体的比例为1 24 答案 d 解析 需胞嘧啶脱氧核苷酸的数目为6000 2 1 2 1 20 20 50 1 1 764 105 1 8 105 不是至少需要而是需要 噬菌体增殖过程中需噬菌体提供模板 大肠杆菌提供原料和酶 dna是遗传物质 蛋白质不是遗传物质 子代噬菌体不含35s 50个子代噬菌体中有2个含有32p 因此含32p与只含31p的子代噬菌体的比例为2 50 2 1 24 1 dna复制 转录和翻译的比较 2 中心法则的内容 3 各种生物的信息传递过程 1 rna复制和逆转录只发生在rna病毒在宿主细胞内的增殖过程中 且逆转录过程必须有逆转录酶的参与 高等动植物体内只能发生另外三条途径 2 rna的功能包括以下几方面 mrna 蛋白质合成的直接模板 trna 氨基酸的转运工具 rrna 核糖体的重要组成成分 有些rna可作为 酶 催化某些化学反应的完成 rna病毒中 rna可作为遗传物质 3 高度分化的体细胞只有转录和翻译过程 无dna复制过程 4 基因与性状的关系 1 基因控制生物的性状 例3 2015 衡阳六校联考 如图为有关遗传信息传递和表达的模拟实验 下列相关叙述合理的是 a 若x是mrna y是多肽 则管内必须加入氨基酸b 若x是dna y含有u 则管内必须加入逆转录酶c 若x是trna y是多肽 则管内必须加入脱氧核苷酸d 若x是hiv的rna y是dna 则管内必须加入dna酶 答案 a 解析 若x是mrna y是多肽 则管内发生的是翻译过程 因此 管内必须加入氨基酸 故a项正确 若x是dna y含有u y为rna 则管内发生的是转录过程 不需要加入逆转录酶 需要加入rna聚合酶等 故b项错误 若x是trna y是多肽 则管内发生的是翻译过程 不需要加入脱氧核苷酸 故c项错误 若x是hiv的rna y是dna 则管内发生的是逆转录过程 需要加入逆转录酶 而不是dna酶 故d项错误 规律方法 基因表达过程中有关数量变化 不考虑内含子和非编码区 转录 翻译过程中dna 基因 碱基数 mrna碱基数 多肽链氨基酸数 6 3 1 见图解如下 基因表达过程中 蛋白质中氨基酸的数目 参加转移的trna数目 1 3mrna的碱基数目 1 6基因中的碱基数目 这个比例关系都是最大值 原因如下 1 dna中有的片段无遗传效应 不能转录出mrna 2 在基因片段中 有的片段起调控作用 不转录 3 转录出的mrna中有终止密码子 终止密码子不对应氨基酸 并且合成的肽链在加工过程中可能会剪切掉部分氨基酸 所以基因或dna上碱基数目是蛋白质中氨基酸数目的6倍多 变式3 2015 江苏卷 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 请回答下列问题 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 在人体内成熟红细胞 浆细胞 记忆细胞 效应t细胞中 能发生过程 而不能发生过程 的细胞是 5 人体不同组织细胞的相同dna进行过程 时启用的起始点 填 都相同 都不同 或 不完全相同 其原因是 答案 1 细胞核 2 26 3 t a替换为c g 或a t替