高三生物二轮复习课件：遗传的物质基础.ppt

第一讲遗传的物质基础 专题四遗传 变异和进化 一 基因的本质1 dna是主要遗传物质 1 dna是遗传物质的实验证据 绝大多数生物 格里菲思转化实验 结论 艾弗里转化实验 结论 加热杀死的s型细菌中含有转化因子 dna是使r型细菌产生稳定遗传变化的物质 噬菌体侵染细菌实验实验思想 将dna和蛋白质等分开 直接地 单独地去观察dna和蛋白质等的作用 2 rna也是遗传物质 少数生物 烟草花叶病毒侵染实验 2 dna分子的结构 规则的双螺旋结构 两条脱氧核苷酸长链平行盘旋而成外侧的基本骨架由和交替连接而成 碱基排列于内侧两条长链上的碱基通过氢键按形成碱基对 a与t g与c 反向 脱氧核糖 磷酸 碱基互补配对原则 3 dna分子的复制 概念 以亲代dna分子为模板合成子代dna分子的过程时间 场所 主要在中过程 解旋 合成子链 形成子代dna分子条件 酶 解旋酶 dna聚合酶等 有丝分裂间期或减数第一次分裂间期 细胞核 模板 原料 能量 特点 结果 1个dna 2个子代dna意义 使遗传信息从亲代传给子代 保持遗传信息的连续性保障 边解旋边复制 半保留复制 为复制提供了精确的模板保证了复制准确无误 独特的双螺旋结构 碱基互补配对 4 基因的本质 遗传信息 本质 基因是有的dna片段 基因中4种碱基的排列顺序 遗传效应 二 基因的表达1 基因指导蛋白质的合成 1 过程 转录 细胞核 四种游离的核糖核苷酸 场所 主要 模板 dna片段 基因 的一条链原料 酶 rna聚合酶等产物 rna 翻译 场所 主要 模板 mrna原料 碱基与氨基酸之间的关系 3个碱基 1个密码子 决定一种氨基酸搬运工 trna 有反密码子 产物 蛋白质 肽链 细胞质中的核糖体 20种氨基酸 2 中心法则 信息流 2 基因对性状的控制 单基因对性状的控制 基因与基因与基因与 基因 基因产物 环境 考点一dna是遗传物质的经典实验分析1 设计思路与方法 2 实验设计原则 1 肺炎双球菌转化实验中的相互对照 s型细菌 dna糖类蛋白质脂质dna分解物 dna是遗传物质 其他物质不是遗传物质 2 噬菌体侵染细菌实验中的自身对照 3 实验结论肺炎双球菌转化实验的结论 证明dna是遗传物质 蛋白质不是遗传物质 噬菌体侵染细菌实验的结论 证明dna是遗传物质 不能证明蛋白质不是遗传物质 因蛋白质没有进入细菌体内 08 江苏卷 某研究人员模拟肺炎双球菌转化实验 进行了以下4个实验 s型菌的dna dna酶 加入r型菌 注射入小鼠 r型菌的dna dna酶 加入s型菌 注射入小鼠 r型菌 dna酶 高温加热后冷却 加入s型菌的dna 注射入小鼠 s型菌 dna酶 高温加热后冷却 加入r型菌的dna 注射入小鼠以上4个实验中小鼠存活的情况依次是 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 存活解析 中s型菌dna已被dna酶分解 小鼠存活 中可完成细胞的转化 小鼠死亡 高温加热后 细菌被杀灭 小鼠存活 d 09 江苏卷 科学家从烟草花叶病毒 tmv 中分离出a b两个不同品系 它们感染植物产生的病斑形态不同 下列4组实验 见下表 中 不可能出现的结果是 a 实验 b 实验 c 实验 d 实验 解析烟草花叶病毒的遗传物质是rna 所以由rna控制其性状 中的组合病毒感染植物后 病斑类型是b型 应分离出b型病毒 答案c 考点二与碱基数量有关的计算规律的总结1 关于dna的计算 1 在双链dna中 知一求三 如c 28 则g 28 a t 22 a g t c 50 比值 注意 特定值 代表着dna的特异性 2 设一个双链dna分子中含有的脱氧核苷酸 或碱基 有2m个 则每条单链的数量为m个 链 a g c t t c c m 链 t c g a a g g m 以 链为模板合成的rna中 注意上述 公式是很有用的 单双链过渡公式 需熟练推导 灵活运用 2 关于dna复制和表达中的计算 1 dna复制原料的计算 复制n次共需核苷酸的数量为母链的 2n 1 倍 第n次复制需核苷酸为母链的2n 1倍 2 有关重轻链问题 利用同位素 如15n 示踪技术和密度梯度离心技术检测 dna复制n次后 只有两个中链dna 一条链含14n 一条链含15n 其余 2n 2 个dna全为轻链 两条链均为14n 3 基因表达过程中的比例 基因碱基数 mrna碱基数 氨基酸数 6 3 1 此比例为近似值 忽略了基因上终止密码子所对应的碱基 3 碱基比例的运用由核酸所含碱基种类及比例可以分析判断核酸的种类 1 若有u无t 则该核酸为rna 2 若有t无u 且a t g c 则该核酸一般为双链dna 3 若有t无u 且a t g c 则该核酸为单链dna 关于下图中dna分子的说法 正确的是 a 对维持dna分子结构的稳定性起到非常重要的作用 是限制性核酸内切酶的作用部位b 该dna分子的特异性表现在碱基种类和 a t g c 的比例上c 若该dna分子中a有p个 占全部碱基的n m m 2n 则g的个数为 pm 2n p 个d 把此dna分子放在含15n的培养液中复制两代 子代中含15n的dna占3 4解析dna分子的稳定性依赖于磷酸与脱氧核糖形成的基本骨架和通过碱基互补配对原则形成的碱基对 限制性核酸内切酶可作用于磷酸与脱氧核糖形成的磷酸二酯键 而非 处 故a项错误 dna分 子的特异性可表现在 a t g c 的比例上 而非碱基种类 因其碱基种类都是a t g c四种 故b项错误 把此dna分子放在含15n的培养液中复制两代 子代中所有dna分子都含15n 故d项错误 双链dna分子中 a t g c 当 dna中a有p个 占全部碱基的n m 时 g的个数为 p n m 2p 2 pm 2n p 个 故c项正确 答案c 将含有两对同源染色体 其dna分子都已用32p标记的精原细胞 放在只含31p的原料中进行减数分裂 则该细胞所产生的四个精子中 含31p和32p标记的精子所占的比例分别是 a 50 50 b 50 100 c 100 50 d 100 100 解析精原细胞中有两对同源染色体 其dna分子都已用32p标记 在减数分裂的间期 进行dna分子的复制 复制的结果是形成一条链含32p 一条链含31p的dna分子 因此减数分裂形成的每个精子中的两条dna分子链中 一条链含32p 一条链含31p d 考点三dna的功能 基因的功能1 复制 转录 翻译的比较 2 基因与dna 染色体 脱氧核苷酸 遗传信息 蛋白质 性状之间的关系 1 基因与dna的关系 基因是控制生物性状的遗传物质的结构单位和功能单位 是有遗传效应的dna分子片断 每个dna分子上有许多基因 2 基因与染色体的关系 基因在染色体上呈线性排列 即同一个染色体上的基因连锁在一起 染色体是基因的主要载体 3 基因表达与个体发育之间的关系 1 个体发育 受精卵卵 幼体 成体 性成熟 发育 细胞分裂细胞分化 在这一过程中 生物个体的各种性状 或表现型 得以逐渐表现 个体发育过程是受遗传物质控制的 发育过程是细胞内基因选择性表达的结果 2 个体发育过程中产生的众多体细胞均来自同一受精卵的有丝分裂 因而含有相同的遗传物质或基因 但生物体不同部位细胞表现出的性状不同 而且不同性状是在不同时期表现的 所以在个体发育过程中 生物体内基因的表达有如下特点 虽然不同的细胞含有相同的基因 但不同的细胞选择性表达不同的基因 如胰岛细胞能表达胰岛素基因 但不表达血红蛋白基因 细胞内基因的顺序表达 同一细胞的不同发育时期表达不同的基因 4 基因表达控制个体发育的方式基因控制性状需经过一系列步骤 有如下两种方式 08 江苏生物 下图为原核细胞中转录 翻译的示意图 据图判断 下列描述中正确的是 多选 a 图中表示4条多肽链正在合成b 转录尚未结束 翻译即已开始c 多个核糖体共同完成一条多肽链的翻译d 一个基因在短时间内可表达出多条多肽链 解析原核细胞由于没有核膜的阻断 所以可以边转录边翻译 原核生物的基因结构多数以操纵子形式存在 即完成同类功能的多个基因聚集在一起 处于同一个启动子的调控之下 下游同时具有一个终止子 图中附有核糖体的四条链是转录后的mrna 而不是4条肽链 核糖体合成的才是肽链 在蛋白质合成过程中 同一条mrna分子能够同多个核糖体结合 同时合成若干条蛋白质多肽链 结合在同一条mrna上的核糖体就称为多聚核糖体 这样一个基因在短时间内可表达出多条肽链 答案bd 08 上海卷 中心法则揭示了生物遗传信息由dna向蛋白质传递与表达的过程 请回答下列问题 1 a b c d所表示的四个过程依次分别是 和 2 需要trna和核糖体同时参与的过程是 用图中的字母回答 3 a过程发生在真核细胞分裂的期 4 在真核细胞中 a和b两个过程发生的主要场所是 5 能特异性识别信使rna上密码子的分子是 它所携带的分子是 6 rna病毒的遗传信息传递与表达的途径有 用类似本题图中的形式表述 解析由图可知 a过程为dna的复制 发生在细胞分裂的间期 b为转录 在真核细胞中 主要发生在细胞核中 还发生在绿色植物的叶绿体和线粒体中 c为翻译过程 发生在细胞质中 d过程为逆转录 主要是少数病毒侵入宿主细胞后发生的遗传信 过程 e为rna的复制 trna是翻译过程的翻译者 能识别mrna上的密码子 rna病毒遗传信息的传递和表达途径有rna 蛋白质或rna dna rna 蛋白质 答案 1 dna复制转录翻译逆转录 2 c 3 间 4 细胞核 5 trna 转运rna 氨基酸 6 如下图 例1科学家在研究dna分子复制方式时 进行了如下的实验 已知实验用的细菌大约每20min分裂一次 实验结果见相关图示 则下列叙述中不正确的是 a dna复制过程中需要模板 原料 能量 酶等b 证明dna复制的特点为半保留复制的实验是实验 和实验 c 用15n标记的dna作为模板 用14n标记的培养基培养 第三次复制后50 的dna分子一条链含15n一条链含14n 50 的分子全部含14nd 复制过程中遵循碱基互补配对原则 但可能发生基因突变解析dna复制的特点是半保留复制 复制过程中需要模板 原料 能量 酶 适宜的温度和ph 用15n标记的dna作为模板 用14n标记的培养基培养 可以得到不同密度的dna分子 亲代dna分子 全部含有15n 放在14n的培养基上培养 第一次复制后 全部dna分子均是一条链含15n一条链含14n 第二次复制后一半dna分子只含有14n 一半dna分子一条链含有15n一条链含14n 第三次复制后25 的dna分子一条链含有15n一条链含14n 75 的dna分子只含有14n dna复制过程中碱基互补配对原则能保证复制准确无误地进行 但若出现差错则会引起基因突变 答案c 得分策略真核生物dna分子复制的场所主要是细胞核 新复制出的2个子代dna分子通过细胞分裂分配到2个子细胞中 dna的复制可简记为 1个主要场所 细胞核 2种时期 体细胞是有丝分裂的间期 原始生殖细胞是减数第一次分裂的间期 3个过程 解旋 合成子链 母 子链组成双螺旋 4个基本条件 模板 原料 能量 酶 例2 09 常州联考 下图表示某基因的片段及其转录出的信使rna 请据图回答问题 几种相关氨基酸的密码子见下表 1 形成 链的过程叫做 场所是 需要的原料是 2 形成 链的过程与dna复制的过程 都是遵循原则 3 链进入细胞质后与结合 在合成蛋白质过程中 转运rna运载的氨基酸依次是 依次填写前两个氨基酸的名称 4 若该基因复制时发生差错 当上图a处所指由a变成g时 这种突变对该蛋白质的结构有无影响 5 若该基因有100个碱基对 可编码的氨基酸最多有个 解析 1 为rna单链 是以dna分子一条链为模板转录形成的 转录的场所是细胞核 需以四种核糖核苷酸为原料 2 dna复制和转录的过程都要遵循碱基互补配对原则 a t g c a u 3 信使rna通过核孔进入细胞质 与核糖体结合起来 以氨基酸为原料 以转运rna为运载工具合成蛋白质 mrna中有aug对应甲硫氨酸 gug对应缬氨酸 4 当a处的a变成g时 信使rna上此处的碱基序列由guu变为guc 对应的氨基酸仍为缬氨酸 对蛋白质的结构无影响 5 该基因为200个碱基 对应的氨基酸数 33个 答案 1 转录细胞核四种核糖核苷酸 2 碱基互补配对 3 核糖体甲硫氨酸 缬氨酸 4 无影响 5 33 方法点评中心法则是遗传信息传递和表达的规则 该题通过图解形式考查对复制 转录和翻译的理解和应用 仔细分析图解所给予的信息 结合基因表达和转基因的知识点 即可得出准确答案 1 09 广东生物 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传递 解析艾弗里将肺炎双球菌的组成成分分离并单独 直接地观察它们的作用 从而得出dna才是遗传物质的结论 赫尔希和蔡斯分别用放射性同位素35s和放射性同位素32p标记噬菌体 然后用32p或35s标记的t2噬菌体分别侵染未标记的大肠杆菌 观察子代噬菌体的放射性 两个实验都设法将dna和蛋白质分开 单独 直接地研究各自的效应 答案c 2 09 广东生物 有关dna分子结构的叙述 正确的是 多选 a dna分子由4种脱氧核苷酸组成b dna单链上相邻碱基以氢键连接c 碱基与磷酸相连接d 磷酸与脱氧核糖交替连接构成dna链的基本骨架解析dna分子包含两条单链 每条单链由四种脱氧核苷酸构成 其双螺旋结构具有以下特点 两条长链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构 脱氧核糖和磷酸交替连接 排列在dna分子的外侧 构成基本骨架 碱基排列在内侧 两条链间的碱基通过氢键互补配对 ad 3 08 上海卷 某个dna片段由500对碱基组成 a t占碱基总数的34 若该dna片段复制2次 共需游离的胞嘧啶脱氧核苷酸分子个数为 a 330b 660c 990d 1320解析该dna片段共有碱基500 2 1000个 已知a t 34 所以c g 1000 1 34 2 330 复制2次后共有4条dna片段 其中有3条是新合成的 所以需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸分子个数为330 3 990 c 4 08 江苏卷 亚硝酸盐可使dna的某些碱基脱去氨基 碱基脱去氨基后的变化如下 c转变为u u与a配对 a转变为i i为次黄嘌呤 与c配对 现有一dna片断为 经亚硝酸盐作用后 若链 中的a c发生脱氨基作用 经过两轮复制后其子代dna片断之一为 a b c d agtcg tcagc cgttc gcaac ggtcg ccagg ggttg ccaac cgtag gcatc 解析链 发生脱氨基后的链突变为 igtug 根据半保留复制方式写出其复制形成的子代dna片断为或 答案c ggttg ccaac agtcg tcagc 5 某双链dna分子含有200个碱基 一条链上a t g c 1 2 3 4 则该dna分子 a 含有4个游离的磷酸基b 连续复制两次 需要游离的腺嘌呤脱氧核苷酸210个c 四种含氮碱基a t g c 3 3 7 7d 碱基排列方式共有4100种解析a错误 一个双链dna分子中含有2个游离的磷酸基 由一条链上a t g c 1 2 3 4 计算出一条链上100个碱基中含a t g c依次是10 20 30 40 另一条链上含a t g c则依次是20 10 40 30 故该dna中含腺嘌呤 脱氧核苷酸数为10 20 30个 连续复制两次 需要游离的腺嘌呤脱氧核苷酸为 22 1 30 90个 故b错误 c正确 四种含氮碱基的比例是a t g c 10 20 20 10 30 40 40 30 3 3 7 7 d错误 含200个碱基的dna不考虑每种碱基比例关系的情况下 可能的碱基排列方式共有4100种 但因碱基数量比例已确定 故碱基排列方式肯定少于4100种 答案c 6 下列有关35s标记的噬菌体侵染细菌实验的叙述中 正确的是 a 与肺炎双球菌的转化实验的原理相同 都是根据遗传物质具有控制性状表达的特性设计的b 所使用的噬菌体必须是从接种在含35s的培养基培养的大肠杆菌中释放出来的c 采用搅拌和离心等方法是为了把蛋白质和dna分子分开 以便检测各自的放射性d 新形成的噬菌体中没有检测到35s 说明dna是遗传物质而蛋白质不是 解析噬菌体侵染细菌的实验是利用元素标记法来探究噬菌体哪一部分为遗传物质的 噬菌体是病毒 为了使其具有放射性 必须将其培养在含35s的大肠杆菌的培养基中 搅拌和离心的目的是为了分离细菌和噬菌体 新形成的噬菌体中没有检测到35s 只能说明蛋白质没有进入细菌体内 但是无法说明dna是遗传物质 答案b 7 如图代表人体胰岛细胞中发生的某一过程 aa代表氨基酸 下列叙述正确的是 a 能给该过程提供遗传信息的只能是dnab 该过程合成的产物一定是酶或激素c 有多少个密码子就有多少个反密码子与之对应d 该过程有水产生 解析翻译的直接模板是mrna而不是dna a项不对 翻译的产物是多肽 经过加工后形成蛋白质 而酶与激素不都是蛋白质 b项不对 终止密码子不与氨基酸对应 所以没有与终止密码子对应的反密码子 c项也不对 氨基酸脱水缩合形成多肽 d项正确 答案d 8 日前 美国研究人员称 他们发现名为mtdh的基因在乳腺癌患者体内起关键作用 该基因增加了癌细胞扩散的几率并且能够抵抗化疗 下列有关叙述中不正确的是 a 癌变后的细胞在机体内易转移和扩散 这与细胞膜上的糖蛋白等物质减少有关b 化疗 是指化学药剂作用于细胞周期的间期 或抑制dna的复制 从而达到终止细胞分裂的目的 或抑制纺锤体的形成 使细胞分裂停留在前 分裂 期 从而控制病人病情c mtdh的基因中脱氧核苷酸的排列顺序代表遗传信息d 只要抑制mtdh的基因 肿瘤细胞就不再扩散并且对化学疗法不再有抵抗力 解析细胞癌变后细胞膜上的糖蛋白等识别物质减少 细胞间的黏着性降低使得癌细胞易在机体内扩散和转移 在细胞分裂的间期主要是进行dna的复制和相关蛋白质的合成 化疗就是利用化学药剂抑制dna的复制 阻断癌细胞的分裂 使其不能无限增殖 化学药剂也可以抑制纺锤体的形成 使细胞分裂停留在前 分裂 期 遗传信息蕴藏在dna的4种碱基对的排列顺序之中 从题干可知 mtdh的基因增加了癌细胞扩散的几率 并非不再扩散 答案d 9 基因通过转录和翻译控制蛋白质的合成 从而实现遗传信息的表达 下列有关的叙述中不正确的是 a 某些病毒能以rna为模板 通过逆转录 形成dna的一条链b 遗传密码是指转运rna分子中决定一个氨基酸的三个相邻的碱基c mrna分子的碱基数量最多是相应基因内碱基数的1 2d 基因的碱基数目至少是所控制合成的蛋白质中氨基酸数目的六倍 解析基因通过转录形成mrna 通过翻译形成蛋白质 不考虑其他因素时 基因中碱基数目 mrna中碱基数目 蛋白质中氨基酸数目 6 3 1 遗传信息存在于基因中 而遗传密码 密码子 存在于mrna中 反密码子存在于trna中 答案b 10 09 临沂质检 钱永健因发现和改造绿色荧光蛋白 简称gfp 由238个氨基酸组成的单链 最初是从维多利亚多管发光水母中分离出来的结构蛋白 会发出绿色荧光 而获2008年诺贝尔奖 下列有关gfp的说法中 正确的是 a gfp合成过程中需要238种trnab 转录合成gfp所需要的模板时 需要8种脱氧核苷酸c 由于gfp会发出荧光 故其合成时进行了逆转录的过程d gfp可以整合到细胞膜表面用于癌细胞的标记定位解析c错 gfp能发光是该蛋白质的功能 无法据此判断是否发生了逆转录过程 由于gfp具有发光的功能 可以用作对细胞或某种结构的标记 如d选项中对癌细胞的标记 答案d 11 09 广州调研 根据格里菲思的肺炎双球菌的转化实验 回答下列问题 1 实验中涉及的s型细菌和r型细菌可以通过观察培养基上的菌落来区分 区分的依据是 2 该实验能否证明dna是转化因子 为什么 3 转化形成的s型细菌的转录是在中进行的 转录的模板是 r型细菌被转化的这种现象属于可遗传变异的 4 如图所示 在翻译过程中 少量的mrna分子就可以合成大量的蛋白质 原因是 解析 1 s型细菌的菌体有荚膜 形成的菌落表面光滑 r型细菌的菌体没有荚膜 形成的菌落表面粗糙 2 该实验没有把dna和其他成分分开 单独观察各自的作用 不能证明dna就是转化因子 3 实验中涉及的s型细菌属于原核细胞 转录是在核区 拟核或细胞质 中进行的 转录的模板是重组dna s型细菌的基因 含有s型细菌的基因的dna 4 在翻译过程中 由于一个mrna分子可以相继结合多个核糖体 同时进行多条肽链的合成 所以少量的mrna分子就可以合成大量的蛋白质 答案 1 s型细菌形成的菌落表面光滑 r型细菌形成的菌落表面粗糙 2 不能 因为没有把dna和其他成分分开 单独观察各自的作用 3 细胞质 核区 拟核 重组dna s型细菌的基因 含有s型细菌的基因的dna 基因重组 4 一个mrna分子可以相继结合多个核糖体 同时进行多条肽链的合成 12 09 徐州模拟 阅读有关材料 回答下列问题 研究发现 人类与黑猩猩的同源性超过了95 在基因数 基因结构与功能 染色体与基因组构造上 人类与黑猩猩几乎相同 黑猩猩的生殖细胞含有的24条染色体中 第2号染色体的长度仅是人类第2号染色体的一半 如果将其第2号染色体和第12号染色体融合连接在一起 长度正好等于人类第2号染色体的长度 结构也十分相似 如甲图所示 1 现代生物进化理论认为 提供进化的原材料 自然选择导致发生定向改变 通过隔离形成新物种 2 黑猩猩的第2号和第12号染色体的融合属于染色体结构变异中的哪种情况 3 如果在黑猩猩的第2号和第12号染色体上 分别有一对等位基因a和a b和b 这两对基因在黑猩猩种群中遗传时遵循定律 4 请根据乙图所显示的基因表达情况说明基因与性状的对应关系 至少2点 5 染色体上的基因所控制的性状 不一定能在后代中全部得到表现 原因是 至少2点 答案 1 突变和基因重组或可遗传变异种群基因频率 2 易位 3 基因的自由组合 4 同一个基因可以影响 或决定 多种性状 多个基因控制同一性状 一个基因控制一种性状 5 某