《考点过关和高考预测》高考生物总复习 第十九讲 遗传的物质基础

用心 爱心 专心 1 高考生物总复习 考点过关和高考预测高考生物总复习 考点过关和高考预测 第十九讲第十九讲 遗传的物质基遗传的物质基 础础 I I 必记知识全览 必记知识全览 工欲善其事工欲善其事 必先利其器必先利其器 一 必记概念一 必记概念 1 T2噬菌体 这是一种寄生在 里的病毒 它由 所构成 它侵染细菌 后可以产生一大批与亲代噬菌体一样的子代噬菌体 2 细胞核遗传 的遗传现象 3 细胞质遗传 也是遗传物质的载体 且在 内 受 控制的 遗传现象 4 DNA 复制 是指以 为模板来合成 的过程 DNA 的复制实质上是 5 基因 是 的功能单位和结构单位 是有 片段 基因在染色体上 呈间断的 排列 每个基因中可以含有成百上千个脱氧核苷酸 6 密码子 遗传密码 7 起始密码子 两个密码子 AUG 和 GUG 除了分别决定甲硫氨酸和缬氨酸外 还是翻译 的 8 终止密码子 三个密码子 UAA UAG UGA 它们并不决定任何氨基酸 但在蛋白质合 成过程中 却是 9 中心法则 后发现 RNA 同样可以反过来控制合成 DNA 为逆转录 一 1 大肠杆菌 蛋白质外壳和存在于头部内的 DNA2 染色体是主要的遗传物质载体 且染色体在细胞核内 受细胞核内遗传物质控制 3 线粒体和叶绿体 细胞质 细胞质内遗 传物质 4 亲代 DNA 分子 子代 DNA 遗传信息的复制 5 控制生物性状的遗传物质 遗传效 应的 DNA 直线 6 信使 RNA 上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基 7 起始信号 8 肽链增长 的终止信号 9 遗传信息由 DNA 传递给 RNA 再由 RNA 传递给蛋白质的转录和翻译过程 以 及遗传信息由 DNA 传递给 DNA 的复制过程 二 必记规律二 必记规律 10 证明 DNA 是遗传物质的实验关键是 11 艾弗里实验说明 DNA 是 转化因子 的原因 将 S 型细菌中的 等提取出 来 分别与 进行混合 结果只有 与 R 型细菌进行混合 才能使 R 型细菌转 化成 S 型细菌 并且 转化越有效 12 噬菌体侵染细菌的实验 噬菌体侵染细菌的实验过程 DNA 中 P 的 含量多 蛋白质中 P 的含量少 蛋白质中有 S 而 DNA 中没有 S 所以用放射性同位素 35s 标记 用放射性同位素 32P 标记 细菌被用35S 标记蛋白质的噬菌体侵染后 体内无放射 性 即表明 而用 P 标记 DNA 的噬菌体侵染细菌后 细菌体内有放射性 即表明 结论 进入细菌体的物质 只有 DNA 并没有蛋白质 就能形成新的噬菌体 新的噬菌 体中的蛋白质不是从亲代连续下来的 而是在噬菌体 DNA 的作用下合成的 说明了 此实验还证明了 在亲子代之间能够保持一定的连续性 也证明了 13 遗传物质应具备的特点 14 绝大多数生物的遗传物质是 DNA 的遗传物质是 RNA 因此说 病毒的遗传物质是 15 DNA 的特性 稳定性 多样性 特异性 用心 爱心 专心 2 16 DNA 复制的计算规律 即有一半被保留 一个 DNA 分子复制 次则形成 2n 个 DNA 但含有最初母链的 DNA 分子有 个 可形成 条脱氧核苷酸链 含有最初脱氧核苷酸链的有 条 子代 DNA 和亲代 DNA 相同 假设 x 为所求脱氧核苷酸在母链的数量 形成新的 DNA 所需 要游离的脱氧核苷酸数为子代 DNA 中所求脱氧核苷酸总数 2nx 减去所求脱氧核苷酸在最初母 链的数量 x 二 10 设法把 DNA 与蛋白质分开 单独直接地观察 DNA 的作用 11 多糖 蛋白质 脂 类和 DNA R 型细菌 DNA 含量越高 12 吸附 侵人 复制 组装 释放 一部分噬菌体的 蛋白质 另一部分噬菌体的 DNA 噬菌体的蛋白质没有进入细菌内部 噬菌体的 DNA 进入了 细菌体内 遗传物质是 DNA DNA 能够自我复制 DNA 能够控制蛋白质的合成 13 具有相对稳 定性 能自我复制 可以指导蛋白质的合成 能产生可遗传的变异 14 少数病毒 如烟草花 叶病毒 DNA 是主要的遗传物质 DNA 或 RNA15 是稳定不变的 从而导致 DNA 分子的稳定 性 DNA 中的碱基对的排列顺序是千变万化的 碱基对的排列方式 4n n 为碱基对的数目 每个特定的 DNA 分子都具有特定的碱基排列顺序 这种特定的碱基排列顺序就构成了 DNA 分 子自身严格的特异性 16 每次复制的子代 DNA 中各有一条链是其上一代 DNA 分子中的 2 2n 1 2 三 必记公式三 必记公式 17 核酸种类的判断 首先根据有 T 还是有 U 来确定 又由于双链 DNA 遵循碱 基互补配对原则 A T G C 来确定是双链 DNA 还是单链 DNA 18 信使 RNA 是由 DNA 的一条链为模板合成的 蛋白质是由信使 RNA 为模板 每三个核 苷酸对应一个氨基酸合成的 公式 脱氧核苷酸的数目 肽键数 氨基酸数目 肽链数 三 17 该核酸是不是 DNA 单链 DNA 不遵循碱基互补配对原则 18 基因 或 DNA 的碱 基数目 信使 RNA 的碱基数目 氨基酸个数 6 3 1 基因 或 DNA 的碱基数目 脱去的水 分子数 考点过关和高考预测过关斩将一马平川 考点过关和高考预测过关斩将一马平川 考点详解考点详解 精剖细解精剖细解 入巿三分入巿三分 一 基本考点一 基本考点 考点考点 1 1 关于遗传物质的科学探究实验关于遗传物质的科学探究实验 核酸是一切生物的遗传物质 关于 DNA RNA 是遗传物质的证据实验主要有三个 1 肺炎双球菌的转化实验 比较 R 型细菌和 S 型细菌 见表 6 19 1 1 928 年 英国科学家格里菲思 实验二 s 型肺炎双球菌成分分离提取 转化因子 如图 6 19 2 1944 年 美国科学家 艾弗里 肺炎双球菌转化实验的实质 外源 DNA 与受体细胞 DNA 之间的重组 2 证明 DNA 是遗传物质的实验一一噬菌体侵染细菌的实验 用心 爱心 专心 3 l 952 年 美国科学家赫尔希和蔡斯 T 噬菌体 同位素标记法 噬菌体 细菌性病毒 寄生生活 在自身遗传物质作用下利用细菌的物质合成自身的 组成成分 由蛋白质外壳和 DNA 组成 侵染过程为 吸附 噬菌体用尾部末端吸附在细菌表面 注入 通过溶菌酶破坏细菌局部 P 即 DNA 通过尾轴进入细胞 S 即蛋白质外壳 留 在外面 生物合成 以亲代噬菌体 DNA 含 P 为模板 以细菌体内的核苷酸为原料复 制出子代噬菌体 DNA 以细菌的氨基酸为原料合成出子代噬菌体 的蛋白质外壳 组装 蛋白质外壳与 DNA 分子组成子代噬菌体 释放 细菌细胞破裂 释放出几十个至几百个的子代噬菌体其增殖过程如图 6 19 3 所 示 同位素示踪的实验结果 DNA 含磷不含硫 蛋白质含硫极少含磷 可用同位素进行标记 加以区分 见表 6 19 2 表 6 19 2 亲代噬菌体寄主细胞子代噬菌体实验结论 32P 标记 DNA 有 32P 标记的 DNA DNA 有 32P 标记 DNA 分子具有连续 35s 标记蛋白质 九 35S 标记的蛋白质 外壳蛋白质无 35s 标 己 性 是遗传物质 结论 DNA 是遗传物质 3 烟草花叶病毒侵染烟草实验 证明 RNA 也是生物的遗传物 质 1957 年 表 6 19 1 菌落荚膜毒性 R 型细菌 ROUGH 粗糙无无 S 型细菌 SMOOTH 光滑有有 实验过程 实验一 肺炎双球菌感染小鼠 如图 6 19 1 格勒和施拉姆进行了烟草花叶病毒 TMV 车前草病毒 HRV 侵染烟草的实验 烟草花叶 病毒的成分是 RNA 和蛋白质 如用石炭酸处理此类病毒 则会除去蛋白质而只留下 RNA 将 RNA 接种到正常烟草 会产生花叶病毒 用蛋白质侵染正常烟草 则不会产生花叶病毒 由 此证明 RNA 也是一种遗传物质 后来有人将车前草病毒的 RNA 与烟草花叶病毒的蛋白质结合 在一起 形成一个类似 杂种 的新品系 用它进行感染实验 发生的病症以及繁殖出的病 毒类型 都与车前草病毒相同 证明这些病毒的遗传物质是 RNA 见图 6 19 4 案例剖析案例剖析 旁征博引旁征博引 举一反三举一反三 考题 1 1 在噬菌体侵染细菌实验中 如果细菌体内的 DNA 和蛋白质分别含有 32P 和35s 用心 爱心 专心 4 噬菌体中的 DNA 和蛋 白质分别含有 32P 和35S 噬菌体在细菌体内复制了三次 那么从细菌 体内释放出的子代噬菌体中含有 32P 的噬菌体和含有35s 的噬菌体分 别占子代噬菌体总数的 A 3 4 和 O B 1 4 和 0 C 3 4 和 1 D 1 4 和 1 考题 1 2 R 型肺炎双球菌菌体无多糖类的荚膜 是无毒性细菌 s 型肺炎双球菌菌体 有多糖类的荚膜 是毒性细菌 使人患肺炎或使小鼠患败血症 科学家艾弗里及其同事利用 肺炎双球菌来探究什么是遗传物质的问题 实验材料 用具 S 型细菌 R 型活细菌 DNA 水解酶 培养基 培养器等 艾弗里等人 先做了三组实验 S 型细菌的蛋 s 型菌落 1 艾弗里等人后来发现上述实验步骤并不严密 于是又做了第四组实验 请按照 中表达式写出第四组实验方法和结果 2 从上述实验可以得出结论 3 从 组实验可知 s 型细菌的 DNA 或基因 填 能 或 不能 通过 R 型 细菌的细胞膜 4 有人认为 上述四组实验并不能说明蛋白质和多糖不是遗传物质 理由是什么 考题 1 1 点拨 在噬菌体侵染细菌的过程中 噬菌体的 DNAUzP 进入细菌细胞中 而 蛋白质外壳 35s 并没有进入 噬菌体的 DNA 32P 在细菌体内复制三次 利用的是细菌体内 的物质 如 32P 和35s 化合物 共获得 8 个噬菌体 其中只有 2 个含32P 的噬菌体 占子代噬 菌体总数的 1 4 由于细菌体内无 35s 的蛋白质 故无35s 的噬菌体出现 答案 B 考题 1 2 点拨 本题为教材中的经典实验 只要能熟记教材中的艾弗里所做的各种对照实验的环 节 解答前 3 小题就很容易 解答第 4 小题时 主要考虑培养基中的蛋白质和多糖是否进入 细菌细胞内 若这两种物质未进入细菌细胞内 则题干中的实验结果就不能说明蛋白质和多 糖不是遗传物质 答案 1 2 DNA 是遗传 物质 3 能 4 未能证明蛋白质和多糖已进入细菌体内 总结提示 生物遗传物质的证据实 验是遗传学上的基本实验 对考查这些实验的题目 解答时应紧紧把握课本中有关实验的具 体操作过程及其验证方法的问题 通过这些实验 我们也可发现遗传物质应具有如下四个特 点 具有相对稳定性 能自主复制 能指导蛋白质的合成 能产生可遗传的变异 考点考点 2 2 核酸的结构与功能核酸的结构与功能 1 DNA 的结构层次 1 提出者 1953 年美国科学家沃森和英国科家家克里克 2 组 成元素 C H O N P 3 基本单位 4 种脱氧核苷酸 脱氧核糖 磷酸 含 N 碱基 如 图 6 19 5 4 一级结构 两条多核苷酸链 编码并储存遗传信息 5 空间结构 独特的 双螺旋 2 DNA 的空间结构 脱氧核苷酸分子之间磷酸和脱氧核糖交替排列 两条主链呈反向平 行 如图 6 19 6 表 6 19 3 主链侧链 构成方式 磷酸和脱氧核糖交替排列 两 条 主链呈反向平行 有规则盘绕 成 双螺旋 主链上对应碱基以氢键连接成对 对应碱基之间互补 A T G c 碱基对平面之间平行 用心 爱心 专心 5 排列位置双螺旋结构外侧双螺旋结构内侧 动态变化相对稳定碱基比率和碱基序列可变 3 DNA 的结构特点 1 分子结构的相对稳定性 DNA 的基本骨架由脱氧核糖和磷酸 交替连接排列在外侧 这种顺序稳定不变 碱基对之间有氢键相连 碱基与脱氧核糖之 间也能形成氢键而使两条链发生螺旋状扭曲 DNA 分子是由两条脱氧核苷酸长链盘旋成粗 细均匀 螺距相等的规则的双螺旋结构 大量碱基堆积在 DNA 分子内部 出现一个疏水区 而形成碱基堆积力 2 DNA 分子的多样性 不同的 DNA 分子之间在碱基比率和碱基序列上存 在差异 构成 DNA 的脱氧核苷酸虽只有 4 种 配对方式仅 2 种 连接方式只有 4 种 但其数 目却可以成千上万 最重要的是形成的碱基对的排列顺序可以千变万化 从而决定了 DNA 分 子的多样性 例如 某 DNA 分子有 lO 个碱基对 那么 4 种碱基的排列顺序有 410 1048576 种 3 DNA 分子的特异性 每一条 DNA 分子都有特定的碱基比率和碱基序列 DNA 分子上脱氧核 苷酸排列顺序代表了遗传信息 特定的顺序决定了特定的遗传信息 这就是 DNA 分子的特异 性 遗传信息的传递与表达是 DNA 分子的基本功能 它们分别与生物的生殖和发育有关 遗 传信息的传递发生在传种接代过程中 通过复制实现遗传信息由亲代到子代的传递 遗传信 息的表达发生在生物个体发育过程中 是通过转录和翻译控制蛋白质合成的过程 通过遗传 信息的表达控制个体发育过程 4 RNA 是由核糖核苷酸构成的单链结构 可分为 mRNA tRNA rRNA 分别在遗传信息的表达过程中起模板 转运氨基酸 构成核糖体的作用 考题 2 1 DNA 是主要的遗传物质 下列关于 DNA 的有关叙述正确的是 组成 DNA 的碱基主要有四种 DNA 是规则的双螺旋结构 DNA 具有多样性和特异 性 DNA 分子中储存着大量的遗传信息 DNA 通过控制蛋白质的合成 表达遗传信息 以 DNA 的两条链为模板进行复制和转录 A B C D 考题 2 2 图 6 19 7 为某种分子结构或过程模式图 请据图回答下列问题 1 该图可表示 分子结构模式图 2 若该分子存在于 T2噬菌体中 1952 年赫尔希和蔡斯用 32P 标记图中 他们用这种 噬菌体感染锥形瓶中的细菌 经过短时间的保温后 放入离心管中用搅拌器搅拌 离心 结 果发现 32P 主要存在于 中 若该分子在细菌体内复制八次 子代分子中含32P 的分 子占 该过程是在 中完成的 3 已知密码子 ACG 苏氨酸 UGC 半胱氨酸 若由图中 1 控制蛋白质的合成 8 的中文名称是 1 中的前三个碱基决定的氨基酸是 在人体内该 氨基酸的来源是 考题 2 1 点拨 本题重在考查对 DNA 的结构与功能的理解 组成 DNA 的碱基只有四种 A T C G DNA 为规则的双螺旋结构 具有多样性和特异性 具有储存 传递和表达遗传 信息的功能 DNA 发生复制传递遗传信息 转录是以 DNA 的一条链为模板 形成 mRNA 的过程 答案 C 考题 2 2 点拔 本题以 DNA 分子结构模式图为题目载体 考查了噬菌体侵染细菌 的实验 DNA 分子半保留复制 基因表达等知识 是一较为综合的题目 题目中 1 表示 DNA 的一条脱氧核苷酸链 2 为脱氧核苷酸 3 为磷酸 4 为脱氧核糖 5 为含氮碱基 具体为腺 用心 爱心 专心 6 嘌呤 6 为胞嘧啶 7 为鸟嘌呤 8 为胸腺嘧啶 9 为氢键 10 为碱基对 用 P 标记噬菌 体时标记的是磷酸 由于噬菌体侵染细菌时注入到细菌内的是 DNA 不是蛋白质 并在搅拌离 心后 由于细菌较大 所队形成沉淀物 DNA 分子的复制为半保留复制 子代 DNA 分子中有 2 个 DNA 分子含有亲代 DNA 的母链 即含有 32P 其他则不含有 复制 8 次 共获得 256 个 DNA 所以含 32P 的 DNA 占有比例为 1 128 DNA 分子的复制发生在细菌的核区 密码子在 mRNA 上 mRNA 与 DNA 的一条链可遵循碱基互补配对原则 所以 1 中的前三个碱基决定的密 码子为 UGC 相对应氨基酸为半胱氨酸 答案 1 DNA 2 3 试管中的沉淀物 1 128 细 菌的细胞质 核区 3 胸腺嘧啶 半胱氨酸 食物和氨基转换作用总结提示 本考点考查 的方式以选择题为主 并且出题时多与其他相关知识联系 是一基础性较强的知识点 考点考点 3 3 DNADNA 的粗提取和鉴定实验的粗提取和鉴定实验 实验原理 1 DNA 在 0 14mol 1的 NaCl 溶液中溶解度最低 依此原理可将 DNA 析出 2 DNA 不溶于酒精 但细胞中其他化合物则溶于酒精 依此可提取杂质较少的 DNA 3 实验目的 1 初步掌握 DNA 粗提取和鉴定的方法 2 观察提取的 DNA 实验步骤 课前 制备鸡血细胞液 活鸡鲜血经分离或沉淀获得 2 溶解核内 DNA 滤液 2mol L 1的 NaCI 溶液 40mI 玻璃棒沿一个方向搅拌 3 析出含 DNA 的黏稠物 向上述溶液缓缓加入蒸馏水 并轻轻地沿一个方向搅拌 出 现丝状物 当丝状物不再增加时 停止加水 此时 NaCl 溶液相当于被稀释到 0 14mol L 1 4 滤取含 DNA 的黏稠物 用多层纱布过滤 含 DNA 的黏稠物留在纱布上 6 过滤含 DNA 的 NaCl 溶液 用 2 层纱布过滤 滤液中含 DNA 7 提取含杂质较少的 DNA 上述滤液 体积分数为 95 酒精 缓慢搅拌 出现白色乳状 丝状物 用玻璃棒将丝状物卷起 8 DNA 的鉴定 加入 4mL 二苯胺 沸水浴 5 分钟 观察是否出现浅蓝色 在本实验中应注意如下问题 实验中共有三次过滤 第 l 3 次要用其滤液 使用纱 布为 1 2 层 第 2 次要用其滤出的黏稠物 使用的纱布为多层 实验中有 6 次搅拌 除 最后一次搅拌外 前 5 次搅拌均朝向一个方向 且第一次快速搅拌 其余各步搅拌都要不停 地轻轻搅拌 玻璃棒插人位置不同 进行步骤 2 3 5 时 玻璃棒不要直插杯底 进 行步骤 7 时 玻璃棒插入烧杯溶液的中间 实验中两次使用蒸馏水 步骤 1 中加入蒸馏 水是为了得到浓度低于血细胞内部浓度的溶液 使血细胞吸水膨胀破裂 要充分搅拌不应少 用心 爱心 专心 7 于 5min 步骤 3 中加入蒸馏水是为了使氯化钠的物质的量浓度达到 DNA 溶解度的最低点 0 14mol L 1 即稀释氯化钠溶液 实验中三次加入氯化钠溶液 在步骤 2 5 中加入 的物质量浓度为 2mol L 在步骤 8 中加入的物质量浓度为 0 015 mol L 1 目的一样都是 为了 DNA 的溶解 浓缩和沉淀 DNA 时所用的 95 酒精 必须经过充分预冷后才能使用 即 冷酒精 冷酒精与含 DNA 的 NaCl 溶液体积比是 2 1 如果用冷酒精处理后 悬浮于溶液中 的丝状物较少 可将混合液放于冰箱中再冷却几分钟 然后再用玻璃棒卷起丝状物 盛放 鸡血细胞液的容器和实验中的烧杯和试管最好是塑料的 以减少对 DNA 的吸附 考题 3 1 关于 DNA 的粗提取与鉴定的实验中 依据的原理有 多选 A DNA 在 NaCl 溶液中的溶解度 随 NaCI 浓度的不同而不同 B 利用 DNA 不溶于酒精的性质 可除去细胞中溶于酒精的物质而得到较纯的 DNA C DNA 是大分子有机物 不溶于水而溶于某些有机溶剂 D 在沸水中 DNA 遇二苯胺会出现蓝色反应 考题 3 2 在本实验中 有两次 DNA 的沉淀析出 其依据的原理是 DNA 在氯化钠的物质的量浓度为 0 4mol L 时溶解度最低 DNA 在冷却的 95 的酒精 中能沉淀析出 A 两次都是 B 两次都是 C 第一次是 第二次是 D 第一次是 第 二次是 考题 3 3 2 分 以下是有关 DNA 粗提取实验的阅读材料 核酸极不稳定 在较为剧烈 的化学 物理因素和酶的作用下很容易降解 在制备 DNA 时中要加入 DNA 酶 水解 DNA 酶 的 抑制剂柠檬酸钠 以除去 Mg 防止 DNA 酶的激活 核酸中的 DNA 和 RNA 在生物体内均以核 蛋白 由核酸和蛋白质组成 的形式存在 DNA 核蛋白在 lmol L 1NaCI 溶液中溶解度很大 但 在 0 14mol L 1NaCI 溶液中的溶解度很低 而 RNA 核蛋白溶于 0 14mol L 1NaCl 溶液 用 苯酚处理 可使蛋白质变性 且留在苯酚层内 在 DNA 溶液中加入 2 5 倍体积 浓度为 95 的酒精 可将 DNA 分离出来 此时 DNA 十分黏稠 可用玻璃棒搅成团取出 DNA 在强 酸环境下 水解产生脱氧核糖等小分子物质 它与二苯胺酸性溶液反应 能生成蓝色化合物 实验材料与器械 柠檬酸钠溶液 石英砂 0 14mol L 1NaCl 溶液 1tool L 1NaCI 溶液 苯酚 95 酒精 二苯胺试剂 浓硫酸 花椰菜 研钵 烧杯 漏斗 玻璃棒 量筒 石棉 网 酒精灯 吸管 试管等 以下是 DNA 粗提取实验的步骤 请根据以上阅读材料回答有关 问题 1 研磨 取 10g 花椰菜加适量的 和石英砂 研磨成匀浆 2 过滤 3 将滤液稀释 6 倍 其目的是 4 离心处理 产生沉淀 5 取沉淀物 置于 2mLlmol L 1NaCI 溶液中 使 DNA 核蛋白再次溶解 再加 2mL 苯酚 充分震荡后静止 待其分层后弃其上层的苯酚 这一步的目的是除去 6 如何将剩余溶液中的 DNA 提取出来 7 如何证明提取物是 DNA 分子 考题 3 1 点拨 DNA 的粗提取与鉴定的实验原理是 DNA 在 NaCI 溶液中的溶解度 随 NaCI 浓度的不同而不同 利用这一原理 可以使溶解在 NaCI 溶液中的 DNA 析出 利用 DNA 不溶于酒精的性质 可除去细胞中溶于酒精的物质而得到较纯的 DNA 在沸水中 DNA 遇二 苯胺会出现蓝色反应 因此 二苯胺可以作为鉴定 DNA 的试剂 答案 A B D 考题 3 2 点拨 DNA 在氯化钠溶液中的溶解度是随氯化钠的浓度变化而变化的 DNA 不 溶于酒精 但细胞中的某些物质溶于酒精 利用原理 是因为在这种浓度的氯化钠溶液中 DNA 的溶解度最低 而蛋白质的溶解度增加 所以通过过滤能将 DNA 分离开 以除去蛋白质 用心 爱心 专心 8 利用原理 是因为冷酒精能使 DNA 沉淀 因为这时已基本上无蛋白质 如果在步骤 3 中 就使用冷酒精 DNA 和蛋白质都能被酒精所沉淀 就无法将 DNA 与蛋白质分离开 所以 DNA 的两次析出所依据的原理不同 且不能前后颠倒 答案 C 考题 3 3 点拨 本题为一道教材实验的变型题 实验原理基本相同 但实验材料发生 改变 由于实验过程中研磨的目的在于提取出 DNA 分子 所以必须先将其溶解 同时又要保 护 DNA 免于被 DNA 酶分解 则需加入 1mol L 1的 NaCI 和柠檬酸钠 此时过滤研磨液 可使 DNA 存在于滤液中 因为此时 DNA 分子的溶解度较大 然后稀释 6 倍 此时 NaCl 溶液的浓度 可降低至约 0 14mol L 1此时 DNA 分子的溶解度较小 易形成沉淀而析出 由于苯酚可使蛋 白质变性 而不影响 DNA 的活性 所以在 DNA 溶液中加入苯酚的主要目的是去除 DNA 分子中 的蛋白质杂质 由于 DNA 分子在 2 5 倍体积 浓度为 95 酒精中溶解度最低 所以可用此 试剂将 DNA 分子进一步提纯 然后将提取物放在浓酸溶液中 在浓酸作用下分解产生脱氧核 糖小分子物质 遇二苯胺产生蓝色的颜色反应 答案 1 lmol L 1的 NaCI 溶液 柠檬酸钠 溶液 3 使 DNA 核蛋白溶解度逐渐变小而析出 5 蛋白质 6 向下层 DNA 溶液中加入 2 5 倍体积 浓度为 95 酒精 并用玻璃棒搅拌 使 DNA 粘在棒上 7 向提取物中加入 适量的浓硫酸并滴数滴二苯胺 如出现蓝色则可证明提取物是 DNA 总结提示 对 DNA 的 粗提取和鉴定 实验中的实验目的 实验原理以及实验步骤中每次加蒸馏水 每次搅拌的目 的等基础知识应记忆清楚 并能熟练应用和解释 本考点多以实验分析题 选择题为主 考点考点 4 4 DNADNA 分子的半保留复制分子的半保留复制 1 DNA 的半保留复制 1 概念 是指以亲代 DNA 分子为模板合成子代 DNA 的过程 2 时间 有丝分裂间期或减数分裂第一次分裂问期 5 复制场所 细胞核 主要 线粒体 叶绿体 6 DNA 复制的条件 9 意义 保证了亲代与子代之间遗传信息的连续性 考题 4 1 将大肠杆菌置于含 15N 的培养基上培养 这样 后代大肠杆菌细胞中的 DNA 双 链均被 15N 标记 然后将被15N 标记的大肠杆菌作为亲代转到普通培养基中 繁殖两代 亲代 第一代 第二代大肠杆菌 DNA 的状况如图 6 19 9 所示 1 第一代大肠杆菌 DNA 贮存的遗传信息与亲代大肠杆菌 DNA 贮存的遗传信息完全相同 用心 爱心 专心 9 的原因是 2 如果将第二代大肠杆菌的 DNA 分子总量作为整体 1 其中 带有 15N 的第二代大肠杆 菌 DNA 分子约占总量的 3 如果将第二代大肠杆菌的 DNA 含量作为整体 l 其中含 N 标记的第二代大 肠杆菌的 DNA 含量 脱氧核苷酸单链 约占总量的 考题 4 2 分 图 6 19 10 是 DNA 分子复制的片段 图中 a b C d 表示各条脱氧核苷 酸链 一般地说 下列各项正确的是 多选 A a 和 c 的碱基序列互补 B b 和 c 的碱基序列相同 C a 链中 A T G C 的比值与 b 链中同项比值相同 D a 链中 A T G C 的比值与 C 链中同项比值相同 考题 4 1 点拨 本题重在考查 DNA 分子的半保留复制及相关计算 DNA 分子复制时以原 有 DNA 的一条链为模板 以环境中的物质为原料 形成了新链 并且复制时严格按照碱基互 补配对原则进行 故子代 DNA 与亲代 DNA 分子异常相似 控制的遗传信息也相同 用 15N 标 记大肠杆菌的 DNA 分子则由于半保留复制 在子一代个体 DNA 中含 15N 的 DNA 为 100 第二 代中则为 50 而链数则为 25 答案 1 它们均是以亲代 15N 标记的 DNA 双链的每条链 为模板 通过碱基互补配对原则合成的 2 50 3 25 考题 4 2 点拨 本题考查 DNA 分子半保留复制特点 a 和 d 互补 a 和 b 互补 d 和 C 互补 所以 b 和 C 互补 a 和 C 碱基序列相同 A T 是互补的两个碱基总和 它在单链中的 比例等于在互补链和整个 DNA 分子中的比例 答案 C D 总结提示 DNA 分子的复制为半 保留复制 对其过程应明确 母链和子链的来源和去向 以及它们分别在子代 DNA 分子中的 位置 对此考点多结合同位素标记法进行综合考查 考点考点 5 5 遗传信息的表达 遗传信息的表达 DNADNA 分子的转录和翻译分子的转录和翻译 转录是指在细胞核中 以 DNA 的一条链为模板 按照碱基互补配对原则 从周围环境中 吸收四种核糖核苷酸 合成 RNA 的过程 转录的条件为 原料 游离的核糖核苷酸 酶 解 旋酶 RNA 聚合酶 模板 DNA 的一条链 能量 ATP 转录的结果为 以 DNA 的一条链为 模板合成了 mRNA 从而将遗传信息从 DNA 转移到 RNA 上 翻译是指转录形成的 mRNA 到达核糖体 并与核糖体结合 在核糖体上 以 mRNA 为模板 以 tRNA 运输过来的氨基酸为原料 合成具有一定氨基酸顺序的多肽链的过程 翻译所需的 条件有 原料 氨基酸 酶 缩聚酶 模板 mRNA 能量 ATP mRNA 之所以能控制蛋白质 的合成 主要原因是 mRNA 上三个相邻的碱基构成一个密码子 决定氨基酸 并且 mRNA 上的 碱基可与 tRNA 上的反密码子发生碱基互补配对 而特定的 tRNA 只能携带并运载特定的氨基 酸 从而使 mRNA 上的碱基排列次序可以决定蛋白质中氨基酸的排列次序 DNA 两大功能的执行情况比较 见表 6 19 4 表 6 19 4 DNA 的功能 传递遗传信息 表达遗传信息 复制 转录 翻译 用心 爱心 专心 10 时间在细胞分裂 有丝分裂和 减数第一次分裂 的间期 在生长发育的连续过程中在生长发育的连续过程中 进行场所主要在细胞核中主要在细胞核中在细胞质中的核糖体上 模板以 DNA 的两条链为模板以 DNA 的一条链为模板以信使 RNA 为模板 原料4 种脱氧核糖核苷酸4 种核糖核苷酸20 种氨基酸 条件 都需要特定的酶和 ATP 过程在酶的作用下 两条扭成 螺旋的双链解开 再以解 开的每条链为模板 按碱 基互补配对原则 A T C G T A G C 合 成与模板互补的子链 子 链与对应的母链盘绕成双 螺旋结构 在细胞核中 以 DNA 解旋后的一 条链为模板 按照 A U G C T A C G 的碱基互补配对原则 形成 mRNA mRNA 从细胞核中进入细胞 质中 与核糖体结合 按碱基互补配对原则 mRNA 上的密 码子与 tRNA 反密码子配对 运载着 相应的氨基酸 进入核糖体 把特定的氨基酸放在相 应的位置 最终按 mR NA 上的遗传 密码顺序 合成具有一定氨基酸序列 的蛋白质 产物两个双链的 DNA 分子一条单链的 mRNA具体特定氨基酸顺序的蛋白质 特点边解旋边复制 半保留复 制 每个子代 DNA 含一条 母链和一条子链 边解旋边转录 模板 DNA 并不是 完全解旋 而是只有具有遗传效 应的片段解开 一个 mRNA 分子上可连续结合多个核 糖体 进行多肽链的顺次合成 翻译 结束后 mR NA 分解成单个核苷酸 遗传信息的传 递方向 亲代 DNA 一子代 DNA DNA RNA 通过 RNA 将遗传信息反映到蛋白质 分子结构上 使后代重现亲代性状 考题 5 图 6 19 11 表示真核生物体内 DNA 传递遗传信息的某过程 请据图回答 1 图示两种物质的组成元素有 2 该图所示的是遗传信息传递的 过程 该过程发生的主要场所是 3 物质 是以 DNA 的哪一条链为模板形成的 试写出 的碱基序列 4 组成物质 的基本单位是 它有 种 5 物质 形成后在细胞质中与结合 进行 过程 假如该过程是发生在人的 垂体细胞 其产物应该是 6 如果 中 A 占 26 U 占 28 那么 在相应的 DNA 片段中 T 占 C 占 考题 5 点拨 本题是围绕遗传信息的表达这一中心知识点考查元素构成 生命活动的调 节及相关计算等众多知识点 对综合分析能力要求较高 该图为遗传信息从 DNA 传递到 RNA 的示意图 即转录的过程 两种物质都含有 C H O N P 元素 由 中含有的碱基 C 可知 它是以 链为模板形成的 根据 的碱基序列可知 的碱基序列 进而可知 的碱基序列为 CAUGCA 是 RNA 所以组成它的基本单位是核糖核苷酸 共 4 种 当 mRNA 形成后进入细胞 质中与核糖体结合进行翻译过程 如果是垂体细胞其产物是生长激素 也可以是垂体产生的 其他蛋白质类激素 答案 1 C H 0 N P 2 转录 细胞核 3 CAUGCA 4 核糖 核苷酸 4 5 核糖体 翻译 生长激素 其他正确答案也可 6 27 23 总结提示 DNA 分子控制蛋白质的合成过程涉及一系列知识点 对涉及本知识点的题目多以综合应用类 用心 爱心 专心 11 试题为主 对能力的要求较高 考点考点 6 6 中心法则的相关内容 中心法则的相关内容 1 信息流 遗传学上把遗传信息沿一定方向的流动叫做信息流 2 信息流的方向 即 中心法则 早期的 中心法则 是 20 世纪 50 年代末到 60 年代初由克里克提出的 是蛋白质 合成的 中心法则 即遗传信息由 DNA 到 DNA 的复制过程 以及由 DNA 到 RNA 进而流向蛋 白质的转录和翻译过程 所有具有细胞结构的生物都遵循这一法则 用式子表示为 如图 6 19 12 发展后的 中心法则 包含 DNA 的复制 转录 翻译以及由 RNA 到 DNA 的逆转录过 程和 RNA 复制过程 用式子表示为 如图 6 19 13 细胞结构生物生长繁殖过程中遗传信息的传递方向 如图 6 19 14 细胞结构生物细胞内蛋白质合成过程中 遗传信息的传递方向 如胰岛细胞中胰岛素 的合成 如图 6 19 15 含逆转录酶的 RNA 病毒在寄主细胞内繁殖过程 中 遗传信息的传递方向 如图 6 19 16 DNA 病毒 如噬菌体 在寄主细胞内繁殖过程中 遗传信息的传递方向 如图 6 1 9 17 考题 6 2OO5 江西模拟 14 分 阅读下列材料 回答问题 材料一 1970 年 3 位生物学家 Temin Mixufani 及 Balf more 发现了与原来的中心 法则不同的情况 即某些致癌病毒中有一种反转录酶 有了这种酶 RNA 就可以作为模板而 合成 DNA CDNA 致癌 RNA 病毒就利用这种酶形成 DNA 而形成的 DNA 再以转录的方式产生 病毒 RNA 这些 DNA 在寄主细胞中被整合到染色体的 DNA 中 结果细胞不仅合成自身的蛋白 质 还同时合成病毒特异的某些蛋白质 这就造成了细胞的恶性转化 材料二 用链霉素或新霉素可使核糖体与单链的 DNA 结合 这一单链 DNA 就可代替 mRNA 转译成多肽 材料三 美国科学家普鲁西内尔 揭示了朊病毒的致病机理 荣获了 1997 年度的诺贝 尔生理学奖 朊病毒是人 雅克氏病 和牛 疯牛病 的致病原 其化学成分只有蛋白质分 子 1 材料一解释了 A 遗传信息由 DNA 流向 RNA 的原因 用心 爱心 专心 12 B 遗传信息由 DNA 流向蛋白质的原因 C 致癌 DNA 病毒造成恶性转化的原因 D 致癌 RNA 病毒造成恶性转化的原因 2 材料一证明了 A 转录功能 B 逆转录功能 C 翻译功能 D DNA 转译功能 3 材料二证明了 A 遗传信息由 RNA 流向 DNA B 遗传信息由 RNA 流向蛋白质 C 遗传信息由 DNA 流向蛋白质 D 遗传信息由蛋白质流向 DNA 4 材料三证明了 A 蛋白质是生命活动的体现者 B 蛋白质是基因的载体 C 蛋白质是生命的最基本单位 D 在没有核酸时 蛋白质起遗传物质作用 E 在寄生细胞内 朊病毒可以复制繁殖 5 请根据上述材料 在最初中心法则的基础上设计出更为正确的中心法则示意图 专题 6 点拨 中心法则的发展史 也是基因工程的发展史 逆转录病毒和朊病毒的发现 为中心法做了重要的补充 解题的关键是正确理解运用中心法则的遗传信息流动的方向 通 过朊病毒的被发现 我们还可以得出我们原先不曾有过的结论 即没有核酸的情况下 蛋白 质也可以当作遗传物质 答案 1 D 2 B 3 C 4 A D E 5 如图 6 19 18 图中实线表示遗传信息流 虚线表示对遗传信息的调节 如酶的作用 总结提示 通过 遗传信息流的相关实验介绍 全面考查同学们对科学实验的阅读与理解 分析与综合 推理 与判断以及创新思维能力 考点考点 7 7 基因的概念及原核细胞 真核细胞中基因结构的比较 基因的概念及原核细胞 真核细胞中基因结构的比较 基因 gene 这个名词是 1909 年由遗传学家约翰森 w L Johannsen 1857 1927 提出来 的 他用基因这一名词来表示遗传的独立单位 相当于孟德尔在豌豆试验中提出的遗传因子 顾名思义 基因不仅是一种遗传物质在上下代之间传递的一个基本单位 也是功能上的一个 独立单位 从分子水平来看 基因就是 DNA 分子上的一个个片段 经过转录和翻译能合成一条完整 的多肽链 可是 通过近年来的研究 认为这个结论并不全面 因为有些基因在转录出 RNA 以后 不再翻译成蛋白质 如 rRNA 和 tRNA 就属于这种类型 另外 还有一类基因 如操纵 基因 它们既没有转录作用 又没有翻译产物 仅仅起着控制和操纵基因活动的作用 特别 是近年来发现 在 DNA 分子上有相当一部分片段 只是某些碱基的简单重复 这类不含有遗 传信息的碱基片段 在真核细胞生物中数量很大 甚至在 50 以上 关于 DNA 分子中这些重 复碱基片段的作用 目前还不十分了解 有人推测可能有调节某些基因活动和稳定染色体结 构的作用 其真正的功能尚待研究 因此 目前有的 遗传学家认为 应该把基因看作是 DNA 分子上具有特定功能的 或具有一定遗传效应的 核苷酸序列 原核细胞和真核细胞的基因结构 无论是原核细胞还是真核细胞的基因结构都由编码区 和非编码区组成 只是原核细胞的编码区是连续的 真核细胞的编码区是间隔的 不连续的 用心 爱心 专心 13 考题 7 1 分 下面关于真核细胞基因结构的认识完全正确的一组是 编码区能够转录为相应的信使 RNA 经加工参与蛋白质的生物合成 在非编码区有 RNA 聚合酶结合位点 真核细胞与原核细胞的基因结构完全一样 内含子是不能够编码 蛋白质的序列 A B C D 考题 7 2 下列关于基因结构的认识中 正确的是 A 水稻细胞基因的编码区中存在非编码序列 B 大豆细胞基因结构中内含子存在于编码区 是能编码蛋白质的序列 C 大肠杆菌基因中 RNA 聚合酶结合位点位于编码区的下游 D 乳酸菌与酵母菌基因结构中都存在外显子和内含子 考题 7 1 点拨 本题考查对真核细胞基因结构的分析 真核细胞与原核细胞的基因结 构都分为编码区和非编码区 在非编码区有 RNA 聚合酶的结合位点 真核细胞基因的编码 区是不连续的 分为外显子和内含子 转录后 经加工剪除内含子转录区段成为成熟的 mRNA 才可作模板用于翻译 原核细胞基因的编码区是连续的 转录后直接作模板用于翻译 答 案 D 考题 7 2 点拨 本题重在考查各种生物的基因结构 仔细对基因结构分析 我们可以看 出 原核细胞的基因结构分为编码区和非编码区 编码区连续 其上游非编码区有 RNA 聚合 酶结合位点 真核细胞的基因结构也分为编码区和非编码区 但编码区间断 连续 存在 外显子和内含子结构 内含子不能编码蛋白质的序列 水稻 大豆 酵母菌是真核生物 大肠杆菌 乳酸菌是原核生物 答案 A 总结提示 对基因和基因结构这一知识点的考查 离不开对原核细胞 真核细胞基因结构差异的考查 其根本区别是真核细胞基因结构中存在 内含子 故可导致基因的编码区是间隔 不连续的 二 拓展与综合应用创新考点二 拓展与综合应用创新考点 考点考点 8 8 与遗传物质相关的计算 与遗传物质相关的计算 拓展考点拓展考点 1 与碱基互补配对原则相关的计算 1 整个 DNA 分子中 A T G C A G C T 说明 两个互补碱基相等 两个不互补碱基之和恒等 2 A G T C A C T G DNA 中碱 基总数的 50 说明 任意两个不互补碱基之和占 DNA 总碱基数的 50 在 DNA 两条互补 链之间 a 链中等于 b 链中该比值的倒数 a 链中等于 b 链中该比值 3 整个 DNA 分子中与其包含的两条链之间的关系 整个 DNA 分子相对应的两种碱基 之和 A T 或 G C 所占的比例等于其每一条单链中这两种碱基之和占单链中碱基的比例 整个 DNA 分子中某一碱基所占的比例等于该碱基在每一单链中所占比例之和的一半 a 链 A T 或 G C b 链 A T 或 G t C 1 2 双链 A T 或 G C DNA 分子复制前后某种碱基数 用心 爱心 专心 14 量的计算 若某 DNA 分子含某碱基 m 个 则该 DNA 分子进行 次复制 需要含有该碱基的脱 氧核苷酸分子数 互补的碱基的脱氧核苷酸分子数 2n 1 m 个 第 n 次复制需要含该碱基的 脱氧核苷酸分子数一互补的碱基的脱氧苷酸分子数 2n 1 m 2 与 DNA 分子半保留复制相关的计算见表 6 19 5 3 与基因表达过程有关的计算 DNA 控制 mRNA 的合成 由于 DNA 为双链结构 mRNA 为 单链结构 并且 mRNA 三个相邻的碱基决定一个氨基酸 所以 DNA 上碱基的数目 信使 RNA 上碱基的数目 蛋白质上氨基酸的数目 6 3 1 mRNA 上有 64 种密码子 其中有 3 种终止 密码子 tRNA 的数目对应氨基酸的数目为多对一 如一个多肽链有 m 个氨基酸构成 则控制 该多肽链合成的 DNA 分子中至少有 6m 个碱基 mRNA 中至少有 3m 个碱基 m 个密码子 如果 m 61 则该 mRNA 中至多有 61 种密码子 如果 m 61 则该 mRNA 中至多有 m 种密码子 考题 8 1 具有 A 个碱基对的一个 DNA 分子片段 含有 n 个腺嘌呤 该片段 n 次复制需 要多少个游离的鸟 嘌呤脱氧核苷酸 A 2n 1 A m B 2n 1 A m C 2n 1 A 2 m D 2n A 2 m 考题 8 2 分 在一个真核细胞基因的编码区中 有两个外显子和一个内含子 测得一个外 显子有 126 个碱基 另一个外显子有 180 个碱基 内含子有 36 个碱基 那么这个编码区的 碱基编码序列最多能编码的氨基酸个数是 A 51 B57 C 114 D 171 考题 8 3 根据图 6 19 21 回答问题 1 图中所示正在进行的过程是 进行该过程的主要部位是 2 从化学结构上看 图中的 2 和 5 相同吗 3 为检验一个密码子含有几个碱基 某科学家用含有 C U 两种碱基交替排列的一条 RNA 链为模板合成多肽链 已知密码子是连续翻译的 若一个密码子中含有两个或四个碱基 则该链指导合成的多肽链中应由 种氨基酸组成 若一个密码子中含有三个碱基 则该链指导合成的多肽链中应由 种氨基酸组成 考题 8 1 点拨 本题重在考查 DNA 分子结构及 DNA 分子复制过程中的计算 根据题干条 件可知 一个 DNA 分子片段中共有鸟嘌 则复制 n 次 相当于新合成 DNA 分子的数目 2n 1 则复制 次需 游离的鸟嘌呤脱氧核苷酸为 考题 8 2 点拨 外显子 能编码蛋白质的序列 内含子 不能够编码蛋白质的序列 外 显子碱基数 126 180 306 基因的碱基数 mRNA 碱基数 蛋白质的氨基酸数 6 3 1 则 306 6 51 答案 A 考题 8 3 点拨 本题重在考查 DNA 指导蛋白质过程中的计算及 DNA 复 制过程中的相关基础知识 对综合分析及应用能力要求较高 由图示可知 该过程表示转录 此过程发生于细胞核 主要 中 转录形成的分子为 mRNA 故 2 与 5 不同 如果用 C U 两种 碱基交替排列的一条 RNA 链为模板合成多肽链 则可表示为 一 CUCUCUCU 一 如果一个密 码子上有两个或四个碱基 则其上有一种密码子 控制一种氨基酸 如果含有三个碱基 则 可控制两种氨基酸 答案 1 转录 细胞核 2 不同 3 l 2 总结提示 对与 DNA 分子有 关的计算 应注意三点 一是碱基互补配对即 A T C G A U 二是半保留复制 三是 DNA 中碱基 mRNA 中碱基 蛋白质中氨基酸 6 3 1 并注意至多至少的问法 用心 爱心 专心 15 考点考点 9 9 与遗传物质有关的概念及其他相关的 与遗传物质有关的概念及其他相关的 考题拓展考点考题拓展考点 1 染色体由 DNA 和蛋白质组成 是 DNA 的主要载体 而不是唯一载体 因为真核细胞 的叶绿体 线粒体 原核生物和病毒中的 DNA 不在染色体上 2 DNA 分子上具有遗传效应的 控制生物性状的片段叫基因 DNA 也存在没有遗传效应 的片段 叫基因间区 DNA 上有成百上千个基因 基因位于 DNA 分子上 也位于染色体上 并在染色体上呈线性排列 占据一定的 座位 位点 在减数分裂和有丝分裂中 随染色 体的移动而移动 基因的 3 个遗传规律和伴性遗