遗传的分子基础.doc

第一节 DNA是主要的遗传物质一、总结人类对遗传物质的探索过程1、1928年格里菲思的肺炎双球菌的体内转化实验（必修2 P44）实验结论： 加热杀死的S型细菌内有“转化因子”，促进R型细菌转化为S型细菌。2、1944年艾弗里的肺炎双球菌的体外转化实验：实验结论：DNA是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质，即DNA是遗传物质，其他物质不是遗传物质。3、1952年赫尔希和蔡斯噬菌体侵染细菌的实验 实验结论：子代噬菌体的各种性状是通过亲代的DNA遗传的。（即：DNA是遗传物质）4、1956年烟草花叶病毒感染烟草实验证明：在只有RNA的病毒中，RNA是遗传物质。5、小结： 因为绝大多数生物的遗传物质是DNA，所以DNA是主要的遗传物质。细胞生物（真核、原核）非细胞生物（病毒）核酸DNA和RNADNARNA遗传物质DNADNARNA第二节 DNA的结构和DNA的复制：一、DNA的结构 1、DNA的基本单位：脱氧核糖核苷酸（4种）2、DNA分子双螺旋结构的主要特点（必修2 P49）由两条、反向平行的脱氧核苷酸链盘旋成双螺旋结构。外侧：脱氧核糖和磷酸交替连接构成基本骨架。 内侧：由氢键相连的碱基对组成。碱基配对有一定规律： A T；G C。（碱基互补配对原则） 二、DNA的复制及其条件（必修2 P54）1、DNA分子的复制是一个边解旋边复制的过程，复制需要模板、原料、能量和酶等基本条件。2、DNA分子复制的特点（必修2 P54）：半保留复制3、条件:模板：亲代DNA分子的两条链 原料：4种游离的脱氧核糖核苷酸能量：ATP 酶：解旋酶、DNA聚合酶等3、DNA能精确复制的原因：独特的双螺旋结构为复制提供了精确的模板;碱基互补配对原则保证复制能够准确进行。4、意义：DNA分子复制，使遗传信息从亲代传递给子代，从而确保了遗传信息的连续性。第三节 基因控制蛋白质的合成一、基因和DNA的关系（必修2 P57）：基因是有遗传效应的DNA片段染色体、DNA、基因、 脱氧核苷酸的关系二、基因控制蛋白质合成（必修2 P62）1、转录和翻译RNA是在细胞核中，以DNA的一条链为模板合成的，这一过程称为转录。游离在细胞质中的各种氨基酸，就以mRNA为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质，这一过程叫做翻译。 复制转录翻译场所细胞核（主要）细胞核（主要）核糖体模板DNA两条链DNA一条链mRNA原料4种脱氧核苷酸4种核糖核苷酸20种氨基酸产物2个DNAmRNA多肽或蛋白质意义传递遗传信息表达遗传信息表达遗传信息2、遗传密码子与氨基酸的关系（必修2 P64）mRNA上3个相邻的碱基决定1个氨基酸，每3个这样的碱基又称做一个密码子。三、基因对性状的控制 1、中心法则2、基因控制性状的方式：（1）通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物的性状；（2）通过控制蛋白质结构直接控制生物的性状。四、人类基因组计划及其意义 1、计划：完成人体24条染色体上的全部基因的遗传作图、物理作图和全部碱基的序列测定。2、意义：可以清楚的认识人类基因的组成、结构、功能极其相互关系，对于人类疾病的诊治和预防具有重要的意义。能力自测1一、选择题1肺炎双球菌最初的转化实验结果说明（ ）A加热杀死的S型细菌中的转化因子是DNAB加热杀死的S型细菌中必然含有某种促成转化的因子C加热杀死的S型细菌中的转化因子是蛋白质DDNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质2在DNA分子中，两条链之间的两个脱氧核苷酸相互连接的部位是（ ）A碱基B磷酸C脱氧核酸D任一部位3一个DNA分子复制完毕后，新形成的DNA子链（ ）A是DNA母链的片段B和DNA母链之一完全相同C和DNA母链相同，但T被U所代替D和DNA母链稍有不同4下列制作的DNA双螺旋结构模型中，连接正确的是（ ） 5DNA分子在细胞什么时期能够自我复制（ ）A有丝分裂前期或减数分裂第一次分裂前期B有丝分裂中期或减数分裂第一次分裂中期C有丝分裂后期或减数分裂第一次分裂后期D有丝分裂间期或减数分裂第一次分裂前的间期6下图表示核苷酸的结构组成，则下列说法不正确的是（ ）A图中a代表磷酸，b为五碳糖，c为含氮碱基BDNA的b有一种CDNA的c有一种DDNA是由脱氧核糖核苷酸构成的双链结构7染色体是遗传物质的主要载体的依据是（ ）A染色体能被碱性染料着色 B染色体能变细变长C它能复制，并在前后代间保持一定的连续性 DDNA主要分布于染色体上8噬菌体侵染细菌繁殖形成的子代噬菌体（ ）A含有细菌的氨基酸，都不含有亲代噬菌体的核苷酸B含有细菌的核苷酸，都不含有亲代噬菌体的氨基酸C含有亲代噬菌体的核苷酸，不含有细菌的氨基酸D含有亲代噬菌体的氨基酸，不含有细菌的核苷酸9若DNA分子的一条链中(A + G)(T + C)= 2.5，则 DNA 双链中(A + G)(T + C)的比值是（ ）A0.25B0.4C1D2.510下述关于双链DNA分子的一些叙述，哪项是错误的 （ ）A一条链中A和T的数量相等，则互补链中A和T的数量也相等B一条链中G为C的2倍，则互补链中G为C的0.5倍 C一条链中ATGC = 1234，则互补链中相应的碱基比为2143 D一条链的GT = 12，则互补链的CA = 2111一个双链DNA分子中含有胸腺嘧啶的数量是胞嘧啶的1.5倍，现测得腺嘌呤数量为1 800个，则组成该DNA的脱氧核苷酸有 （ ）A6 000个B4 500个C6 400个D7 200个12用32P和35S分别标记噬菌体的DNA和蛋白质外壳，然后用这种噬菌体去侵染大肠杆菌，则新形成的第一代噬菌体中（ ）A含32P和35S B不含32P和35SC含32P，不含35S D含35S，不含32P13有两条互补的脱氧核苷酸链组成的DNA分子为第一代，经过两次复制得到的第三代DNA分子的脱氧核苷酸链中与原来第一代DNA分子一条链的碱基序列相同的有（ ）A1条B2条C3条D4条14如果用同位素32P标记某一噬菌体内的双链DNA分子，然后让其侵入大肠杆菌内繁殖，最后释放出400个后代，则其后代中含有32P的噬菌体应占总数的（ ）A1 % B2 %C0.5 %D50 %15在双链DNA分子中，有关四种碱基的关系，下列等式中错误的是 （ ）A=B=CA + T = G + CDA + G = T + C 二、非选择题11953年，青年学者沃森和克里克发现了DNA的结构并构建了模型，从而获得诺贝尔奖，他们的成就开创了分子生物学的时代。请回答：(1)沃森和克里克发现的DNA结构特点为_。(2)组成DNA分子的四种脱氧核苷酸的全称是_、_、_、_。2下图为大肠杆菌DNA分子结构图示（片段）。请根据图示分析并回答： (1)图中1表示_， 2表示_，1、2、3结合在一起的结构叫做_。(2)3有_种，中文名称分别是_。(3)DNA分子中3与4是通过_连接起来的。(4)DNA被彻底氧化分解后，能产生含氮废物的是（用序号表示）_与_。(5)假定该大肠杆菌含14N的 DNA的相对分子质量为a，若将其长期培养在含15N的培养基中，便得到含15N的DNA，相对分子质量为b。现将含15N的 DNA大肠杆菌再培养在含14N的培养基中，子一代 DNA的相对分子质量平均为 _，子二代DNA的相对分子质量平均为_。_。3下图是 DNA 复制的有关图示。ABC表示大肠杆菌的 DNA 复制。DF表示哺乳动物的DNA分子复制片段。图中黑点表示复制起点，“”表示复制方向，“”表示时间顺序。 (1)若A中含有48 502个碱基对，而子链延伸速度是105个碱基对/分，则此DNA分子复制约需30 s，而实际上只需约16 s，根据AC图分析，这是因为_。(2)哺乳动物的DNA分子展开可达2 m之长，若按AC图的方式复制，至少8 h，而实际上约6 h左右，根据DF图分析，这是因为_。(3)AF图均有以下特点：延伸的子链紧跟着解旋酶，这说明DNA分子复制是_。(4)C图与A图，F图与D图相同，C图、F图能被如此准确地复制出来，是因为_；_。5保证DNA复制准确无误的关键步骤是_。参考答案一、选择题1. B解析：这个实验并未指出细胞中何种物质是 “转化因子”。2. A解析：DNA双链分子中两条链依靠碱基对之间形成的氢键相连。3. B解析：尿嘧啶(U)是RNA特有的，排除C；按照碱基互补配对原则，新链与原母链之一完全相同。4. C解析：脱氧核苷酸的磷酸基与戊糖上的羟基脱水缩合，排除A、B；脱水缩合后形成的氧桥与连接下一个磷酸基的酯键相连，故排除D，选C。5. D解析：DNA的复制都在分裂间期进行。6. C解析：DNA的c(含氮碱基)有A、T、C、G四种。7. D解析：A、B为无关选项，后代的蛋白质等物质也有连续性，排除C。8. B解析：噬菌体在侵染细菌时，只把遗传物质注入宿主细胞，并以此为模板，利用宿主细胞内的核苷酸和氨基酸合成子代噬菌体的遗传物质和蛋白质外壳。因此子代中除两个噬菌体的DNA部分来自原噬菌体外，其余噬菌体的DNA和蛋白质都来自宿主细胞。9. C解析：DNA双链中A = T，C = G，所以(A + G)(C + T)= 1。10. D解析：由于一条链与它的互补链有G = C补，A= T补 的关系，因此当GT = 12时，它的互补链应有CA = 12。11. A解析：由于A = T、C = G，现已知T = 1.5 C，A = 1 800，则A + T + C + G = 6 000。12. C解析：解答同第8 题。13. D解析：经两次复制后得到的4条DNA分子与亲代DNA分子都完全相同。14. C解析：被标记的DNA分子经过半保留复制，产生两条含32P标记的DNA分子。此后无论再怎么复制，被32P标记的单链只有两条，因此只有两个DNA分子被标记，占总数的0.5%。15. C解析：由A = T、C = G，推导出A；B；DA + G = T + C，只有C项不成立。二、非选择题1. (1)规则的双螺旋结构(2)腺嘌呤脱氧核苷酸、鸟嘌呤脱氧核苷酸、胞嘧啶脱氧核苷酸、胸腺嘧啶脱氧核苷酸2. (1)磷酸 脱氧核糖 脱氧核苷酸 (2)2 鸟嘌呤、胞嘧啶解析：A与T有2个氢键相连，C与G有3个氢链相连。(3)氢键(4)3 4 解析：只有含氮碱基部分含有氮原子。(5) 解析：DNA为半保留复制，子一代复制了1份DNA，总质量为a + b；子二代又是复制了2份DNA，总质量为3a + b，因此平均质量分别是和。3(1)复制是双向进行的解析：从图中箭头可以看出，DNA分子在中间一段解旋并开始复制，形成“复制点”，而这个解旋复制的过程向两个方向同时进行。(2)从多个起始点同时进行复制解析：从图E中可以看出有多个“复制点”在复制。(3)边解旋边复制(4)DNA分子独特的双螺旋结构为复制提供精确的模板 DNA 分子的碱基互补配对原则保证了DNA分子复制准确无误地完成 （5）碱基互补配对能力自测2一、选择题1DNA分子的复制、转录和翻译分别形成（ ）ADNA、RNA、蛋白质 BDNA、RNA、氨基酸CDNA、RNA、核糖体 D核苷酸、RNA、蛋白质2对于中心法则，经科学家深入研究后，发现生物中还存在着逆转录现象，它是指遗传信息的传递从（ ）A蛋白质RNA BRNADNACDNARNA DDNADNA3遗传密码是指（ ）ADNA分子决定蛋白质合成的有意链上的碱基排列顺序B转运RNA分子一端决定一个氨基酸的三个碱基排列顺序C信使RNA上的碱基排列顺序D蛋白质分子的氨基酸排列顺序4决定信使RNA中核苷酸顺序的是（ ）A转运RNA中核苷酸的排列顺序 B蛋白质分子中氨基酸的排列顺序C核糖体RNA中的核苷酸排列顺序 DDNA分子中脱氧核苷酸的排列顺序5在翻译过程中，不属于信使RNA与转运RNA的碱基配对的一组是 （ ）AU-A BA-U CG-C DA-T6在蛋白质合成过程中，碱基互补配对的原则体现在（ ）ADNA的复制过程中 B转录过程中C翻译过程中 D以上各种过程中7一个转运RNA的一端三个碱基是CGA，此转运RNA转运的氨基酸是（ ）A精氨酸(密码子CGA) B丙氨酸(密码子GCU)C酪氨酸(密码子UAU) D谷氨酸(密码子GAG)8下列对DNA的叙述正确的是（ ）在人白细胞的DNA上含有人的全部遗传信息DNA是一切生物的遗传物质同种个体间的DNA是完全相同的一个DNA分子可以控制许多性状翻译是以DNA的一条链为模板A B C D9人的促黑色素细胞激素是一个22肽化合物，它的合成过程中需要的转运RNA最多有多少种（ ）A60种 B22种 C4种 D64种10在细胞核内从DNA中的 ATGC 转录成RNA中的 UACG 这一具体过程中共有核苷酸（ ）A2种 B4种 C5种 D8种11一个DNA分子片段有碱基2 400个，它指导合成的肽链最多有氨基酸（ ）A200个 B400个 C600个 D800个12一种RNA病毒引起艾滋病，被称为HIV病毒。HIV病毒的RNA在宿主细胞内的逆转录酶的作用下，能转录为DNA。下列叙述正确的是（ ）感染了HIV病毒的细胞中，有逆转录的DNA合成感染了HIV病毒的细胞中，有病毒的RNA合成逆转录形成的DNA被转录、翻译为病毒的蛋白质A B C D13一条多肽链中有1 500个氨基酸，那么在合成过程中，所用模板和信使RNA的分子组成依次至少需要核苷酸（ ）A4 500个，9 000个 B3 000个，1 500个C4 500个，4 500个 D9 000个，4 500个14下表中决定丝氨酸的密码子是（ ）DNAGCG转运RNAU信使RNACATCG BCCG CAGC DUGC15对疯牛病的某病原体进行研究时发现，该病原体经各种核酸水解酶处理后仍具有感染性。从生命的化学本质看，与该病原体的感染性相关的物质最可能是（ ）。A核酸和蛋白质 B核酸 C蛋白质 D水二、非选择题1比较DNA分子和RNA分子，将有关内容填入下表空格内：DNARNA主要存在部位基本结构单位核苷酸碱基核苷酸五碳糖核苷酸无机酸空间结构2下图为蛋白质合成示意图，请据图回答相关问题（括号内填写相关的字母）：(1)图中所合成多肽链的原料来自_和_。(2)图中所示属于基因控制蛋白质合成过程中的_步骤，该步骤发生在细胞的_中。(3)图中I是_。按从左到右次序写出II_内mRNA所对应的DNA碱基的排列顺序_。3艾滋病毒是一种逆转录病毒，它侵染人体T淋巴细胞时，进入淋巴细胞内的是病毒的_，通过_进入细胞核内部，通过_、_和_等过程合成病毒蛋白质。目前科学家研制治疗艾滋病的药物主要是抑制_的活性。4科学工作者发现野猪某一个基因与家猪的对应基因的某些片段不同，下表是家猪和野猪的某个基因转录的两种不同的mRNA分子片段（每个密码只写出前面两个碱基）：表：UAUAUAUAUAUA 家猪mRNAUUUUUUUCUCUC 野猪mRNA表：密码子表（部分）第一个字母第二个字母第三个字母UCAGU苯丙氨酸丝氨酸酪氨酸半胱氨酸U苯丙氨酸丝氨酸酪氨酸半胱氨酸C亮氨酸丝氨酸终止终止A亮氨酸丝氨酸终止色氨酸G请根据表、表分析回答下列问题：(1)由野猪和家猪的mRNA翻译成的蛋白质分子中可能存在氨基酸的种类数分别为_和_。(2)比较上表密码子和氨基酸的关系，可以作出哪些推断？ _。(3)在决定野猪信使RNA片段第一个密码子的DNA三个碱基对中，任意一个碱基对发生变化都将产生异常的蛋白质吗？为什么？有何生物学意义？_ _。5某DNA片段所转录的mRNA中尿嘧啶占28%，腺嘌呤占18%，则这个DNA片段中胸腺嘧啶和鸟嘌呤分别占_、_。参考答案一、选择题1. A解析：DNA的复制形成两个新的DNA分子，转录合成信使RNA，翻译是以信使RNA为模板合成蛋白质。2. B解析：某些病毒的RNA可以在逆转录酶的作用下合成DNA，这一过程称为逆转录。3. C解析：概念题。4. D解析：信使RNA是以DNA为模板转录而来的，由DNA的脱氧核苷酸排列顺序决定。5. D解析：DNA中T与A配对，而RNA中不存在碱基T，而是U与A配对。6. D解析：复制过程中脱氧核苷酸与DNA母链配对形成子链；转录中核苷酸与DNA模板配对形成mRNA；翻译中mRNA与tRNA上的三个碱基互补配对，从而使tRNA另一端的氨基酸按顺序聚合成肽链。7. B解析：与该tRNA配对的mRNA上三个碱基是GCU，因此该tRNA携带的氨基酸为密码子GCU对应的丙氨酸。8. C解析：人白细胞是经有丝分裂形成的，因此含有全部遗传信息，正确；RNA是一些病毒的遗传物质，错误；同种个体之间DNA也存在一定差异，错误；一个DNA分子上有多个基因，正确；翻译是以mRNA为模板的，错误。9. B解析：人体内只有20种氨基酸，但密码子有64个，除3个 “终止” 密码子外，另61个密码子都有氨基酸与之对应，因此有61种tRNA，肽链中每合成一个氨基酸都需要一个tRNA，因此一个22肽化合物最多需要22种tRNA。10. D解析：4种核糖核苷酸和4种脱氧核糖核苷酸，共 8 种。11. B解析：DNA分子片段有2 400个碱基，则每条链有1 200个碱基，每3个碱基对应一个氨基酸，因此合成的肽链最多有400个氨基酸。12. D解析：HIV感染宿主细胞过程中，首先病毒的RNA被逆转录为DNA，随后这些DNA插入到宿主细胞的DNA中并像其他基因一样被表达。在这个过程中都发生了。13. D解析：每个氨基酸对应着mRNA上的三个碱基，因此mRNA至少有4 500个核苷酸；转录的DNA模板为双链结构，因此模板的量是9 000个核苷酸