专题2：遗传的分子基础

1、专题二：遗传的分子基础【考纲要求】1.人类对遗传物质的探索过程；2.DNA分子结构的主要特点；3.基因的概念；4.DNA分子的复制；5.遗传信息的转录和翻译。【知识梳理】知识点一：人类对遗传物质的探索1、 肺炎双球菌的转化实验1. 格里非思的体内转化实验（1） 实验材料：S型和R型肺炎双球菌、小鼠 菌落（光滑、粗糙）有无荚膜有无毒性S型细菌R型细菌（2） 实验过程及结果：课堂札记_小鼠体内小鼠不死亡S型细菌小鼠体内小鼠死亡，鼠体内有_加热杀死S型细菌小鼠体内小鼠 _R型活细菌加热杀死S型细菌小鼠体内_，鼠体内分离出_（3） 结论：加热杀死的S型细菌中含有某种_使R型或细菌转化为S型或

2、细菌。2. 艾弗里的体外转化实验（1） 实验材料：S型和R型细菌、培养基（2） 实验目的：探究S型细菌中的“转化因子”是DNA还是蛋白质还是多糖（3） 实验过程及结果： _活菌DNADNA+R型活菌 S型活菌 _活菌蛋白质 蛋白质+R型活菌 _活菌多糖 多糖+R型活菌 _活菌DNA+DNA酶 DNA水解物+R型活菌 _活菌（4） 结论：S型细菌的_，是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质，即DNA是遗传物质，而蛋白质等不是遗传物质。知识链接：1、转化是指受体细胞直接摄取供体细胞的遗传物质（DNA片段），组合到自己的基因中，从而获得供体细胞的某些遗传性状，这种变异现象，称为转化。2、 蛋白质和核酸对

3、于高温的耐受力是不同的。在80100的温度范围内，蛋白质将会失活，DNA双链能够恢复，但蛋白质的活性却不能恢复。2、 噬菌体侵染细菌的实验（1952年，赫尔希和蔡斯）1. 实验材料：噬菌体和大肠杆菌等（1） 噬菌体的结构：_含特征元素:_:含特征元素:_(2) 噬菌体的复制与增殖增殖需要的条件内容模板_的DNA合成噬菌体DNA原料_提供的四中脱氧核苷酸合成噬菌体蛋白质原料_场所大肠杆菌的核糖体2. 实验方法：_法3. 实验过程与结果4. 实验结果分析：（1） 噬菌体侵染细菌时，_-进入细菌细胞中，而_-留在外面。（2） 子代噬菌体的各种性状是通过_来遗传的。5. 结论：_是遗传物质。（温馨提醒

4、：该实验只证明了：DNA是遗传物质，但没证明蛋白质不是遗传物质。）知识链接：同位素标记法同位素可用于追踪物质的运行和变化规律。用同位素标记的化合物，化学性质不变。科学家通过追踪同位素标记的化合物，可以弄清化学反应的详细过程。同位素标记法也叫同位素示踪法。（科学家在研究分泌蛋白的合成和分泌，研究光合作用的氧气来自水还是二氧化碳时都用到了同位素标记法） 3、 RNA是某些病毒的遗传物质的相关实验1. 烟草花叶病毒对烟草叶细胞的感染实验证明：RNA是烟草花叶病毒的遗传物质，蛋白质不是其遗传物质。2. 病毒重建及其对烟草叶细胞的感染3. 人类的探索结论：_是主要的遗传物质，因为实验证明，_生物的遗传物

5、质是DNA，只有少部分生物的遗传物质是RNA。 考场演练11所有病毒的遗传物质是 （ ）A都是DNA B.都是RNA C. 是DNA和RNA D. 是DNA或RNA2噬菌体侵染细菌的实验不能说明 （ ）ADNA是遗传物质 B. DNA能自我复制C. DNA能控制性状 D. DNA能产生可遗传的变异3如果用15N、32P、 35S标记噬菌体后，让其侵染细菌，在产生的子代噬菌体的组成结构成分中，能够找到的放射性元素情形为 （ ）A.可在外壳中找到15N和35S B.可在DNA中找到15N和32PC.可在外壳中找到15N D.可在DNA中找到15N、32P、35S4 在肺炎双球菌转化实验中，将R型活

6、细菌与加热杀死的S型细菌混合后，注射到小鼠体内，下列能在死亡小鼠体内出现的细菌类型有 ( )少无毒R型 多无毒R型 少有毒S型 多有毒S型 A B C D5 噬菌体在繁殖过程中利用的原料是 ( )A噬菌体的核苷酸和氨基酸 B噬菌体的核苷酸和细菌的氨基酸C细菌的核苷酸和氨基酸 D噬菌体的氨基酸和细菌的核苷酸6 噬菌体侵染细菌的实验中新噬菌体的蛋白质外壳是 （）.在细菌的指导下，用细菌的物质合成.在噬菌体的指导下，用噬菌体的物质合成.在细菌的指导下，用噬菌体的物质合成.在噬菌体的指导下，用细菌的物质合成7下列说法正确的是 （  ）A一切生物的遗传物质都是DNAB一切生物的遗传物质都是RN

7、AC一切生物的遗传物质是核酸 D一切生物的遗传物质是蛋白质8、用噬菌体去感染体内含有大量3H的细菌，待细菌解体后3H （ ）A.随细菌的解体而消失 .发现于噬菌体的外壳及中.仅发现于噬菌体的中 .仅发现于噬菌体的外壳中9做噬菌体侵染细菌实验时，用放射性同位素标记某个噬菌体和细菌的有关物质如下表。产生的100个子代噬菌体与亲代噬菌体的形状、大小完全一样。试回答：噬菌体细菌 核苷酸32P标记31P氨基酸34S35S标记（1）子代噬菌体中，只含有32P的有 个，只含有31P的有 个，同时含有32P 和31P的有 个。（2）子代噬菌体的蛋白质分子中，都没有 元素，由此说明 ；子代噬菌体的蛋白质分子都含

8、有 元素，这是因为 ；子代噬菌体的蛋白质合成的场所是 。（3）该实验能够说明： （ ）A噬菌体比细菌高等 BDNA是主要的遗传物质 C细菌的遗传物质是DNA DDNA能控制蛋白质的合成（4）实验中用放射性同位素标记噬菌体时，为何选取35S和32P，这两种同位素分别标记蛋白质和DNA？可否用14C和18O标记？说明理由： 。10. 赫尔希和蔡斯为了证明噬菌体侵染细菌时，进入细菌的是噬菌体DNA，而不是它的蛋白质外壳，用两种不同的放射性同位素分别标记噬菌体的蛋白质外壳和噬菌体的DNA。然后再让这两种不同标记的噬菌体分别去侵染未被标记的细菌，从而对此做出实验论证。据分析，噬菌体的蛋白质外壳含有甲硫氨

9、酸、半胱氨酸等多种氨基酸。现请你完成以下关键性的实验设计：实验室已制备好分别含3H、14C15N、18O、32P、35S等6种放射性同位素的微生物培养基。你将选择哪两种培养基分别用于噬菌体蛋白质外壳和噬菌体DNA的标记：_。你用这两种培养基怎样去实现对噬菌体的标记？请简要说明实验的设计方法和这样设计的理由。_。为什么不同时标记同一个噬菌体的蛋白质外壳和DNA_。用上述32P和35S标记的噬菌体分别去侵染未标记的大肠杆菌，子代噬菌体的DNA分子中含有_(31P、32P)，原因是_；子代噬菌体的蛋白质中含有_(32S、35S)，原因是_。此实验结果证明了_。知识点二：DNA的结构与复制1、 DNA

10、分子的结构DNA双螺旋结构模型的构建1、 模型名称： 模型2、 构建者：美国生物学家 和英国物理学家 3、 构建依据（1） DNA分子是以4种 为单位连接而成的长链，这4种脱氧核苷酸分别含有 四种碱基。（2） 威尔金斯和富兰克林提供的DNA衍射图谱表明DNA分子呈 结构。（3） 查哥夫测定DNA的分子组成，发现腺嘌呤（A）的量总是等于 的量； 的量总是等于 的量。模型构建1：脱氧核苷酸ATGC代表 P P代表 代表 名称： 代表 在DNA分子中，由于组成脱氧核苷酸的碱基有4种ATGC（A、G、C、T），因此，构成DNA分子的脱氧核苷酸也有4种它们的名称是：1 2 3 4 模型构建2：脱氧核苷酸

11、链模型构建3：DNA双链(平面结构)ATGCATGC11是： 2是： 2模型构建4：DNA双螺旋结构（1）规则的双螺旋结构特点 1>、 2>、 3>、 （2）碱基互补配对原则： 所以：DNA分子中A=T G=C（3）DNA特点稳定性：脱氧核糖与磷酸交替排列形成的基本骨架和碱基互补配对的方式不变；碱基对之间的氢键和两条脱氧核糖核苷酸的空间螺旋加强了DNA的稳定性多样性：一个最短的DNA分子也大约有4000个碱基对，可能的排列方式有44000，排列顺序千变万化，构成了DNA分子的多样性。（4n，n是碱基对的数目）碱基对的这种排列顺序代表着 特异性：每个DNA分子中碱基对的特定排列

12、顺序构成了每个DNA分子的特异性。（4） 碱基互补配对原则的应用规律一：互补碱基两两相等，即AT，CG规律二：两不互补的碱基之和比值相等，（A+G）/（T+C）（A+C）/（T+G）=1规律三：任意两不互补的碱基之和占碱基总量的50，即（A+C）=（T+G）%=50%规律四：DNA分子的一条链上（A+ T）（C+ G）= a，（A+ C）/（T+ G）b，则该链的互补链上相应比例应分别为a和1b。2、 DNA分子的复制时间_-的间期和_的间期场所主要发生在细胞核中条件模板DNA分子的两条脱氧核苷酸链原料游离的4种_酶_、_能量直接由ATP提供遵循原则碱基互补配对原则过程特点_，包括：_、合成子

13、链、形成子代DNA三步结果特点_结果1个秦代DNA分子 2个子代DNA分子意义使_从亲代传给子代，从而保证了遗传信息的连续性考场演练21有3个核酸分子，经分析共有5种碱基，8种核苷酸，4条多核苷酸链，它的组成是A一个DNA分子，两个RNA分子B三个DNA分子，一个RNA分子C三个DNA分子 D三个RNA分子adabcd复制2右图示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，下列各项错误的是Ab和c的碱基序列互补 Ba和c的碱基序列互补Ca链中（A+T）/（G+C）的比值与b链中同项比值相同Da链中（A+T）/（G+C）的比值与c链中同项比值相同3. 在大豆细胞的生理

14、活动中，当T和U两种碱基被大量利用时，下列说法正确的是选项大量利用的碱基细胞生理活动AUDNA分子正在复制BU和T正处于分裂间期CT正在大量合成转运RNADT正在大量合成蛋白质4.以某DNA分子片段为模板，转录成一个RNA分子，其中A和U碱基分别占全部碱基的16%和32%，那么这段DNA分子中胸腺嘧啶占全部碱基的A48% B32% C24% D16%5.DNA分子中胸腺嘧啶的数量为M，占总碱基数的比例为q，若此DNA分子连续复制次需要的鸟嘌呤脱氧核苷酸( )A（2n1）MBM（1/2q1） C（2n1）M（12q）/2q D（2n1）M/2nq6.据图回答：（1）图中所示正在进行的过程是_，进

15、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）图中3和4的核苷酸相同否？说明理由。 （4）若已知a链上形成e链的功能段中有这样的碱基比例关系：ATGC1234，则形成e链的碱基比是_。（5）图示生理过程的基本单位是_。A.染色体B.DNA分子C.基因D.脱氧核苷酸ABBCC（1） 转录 细胞核 （2）不同 （3）不同，3是核糖核苷酸，4是脱氧核糖核苷酸 （4）UACG=1234知识点三：基因的表达1、 基因与DNA和性状之间的关系1. 基因是具有_的DNA片段。2. 一个DNA分子含有_个基因。3. 基因与性状的关系：基因是控制_的结构单位和功能单位。2、 DNA

16、和RNA的区别 核酸项目 DNARNA结构通常是双螺旋结构，极少数病毒是单链结构通常是单链结构基本单位五碳糖碱基产生途径DNA复制、逆转录转录、RNA复制存在部位主要位于细胞核中染色体上，极少数位于细胞质中的线粒体和叶绿体上主要位于细胞质中功能传递和表达遗传信息mRNA：转录遗传信息，翻译的模板tRNA：运输特定氨基酸rRNA：核糖体的组成成分3、 基因的表达过程1.转录（1）概念：在 中，以 的一条链为模板合成 的过程。（2）场所 (主要)（3）条件： 模板 酶 原料 能量（4）产物： （5）过程： 解旋游离的 碰撞DNA上的碱基，并以 键按照碱基互补配对原则结合合成 分子RNA从DNA链上

17、释放，DNA双链 。 2.翻译（1）概念：游离在细胞质中的各种，以为模板，合成具有一定 过程(2)条件：场所： （3）条件： 模板 原料 能量（4）产物： （5）运载工具：3、 基因对性状的控制1. 中心法则：（1） 提出者：_（2） 补充后的内容图解：2. 基因、蛋白质与性状的关系（1） 基因通过控制_来直接控制性状。（2） 基因通过控制_的合成来控制代谢过程，从而间接控制生物体的性状。四、基因表达相关的计算题基因表达过程中，DNA片段中碱基数：相应的mRNA中碱基数：氨基酸数= 。考场演练31.关于密码子的错误叙述的是（ ）A、能决定氨基酸的密码子为64个 B、一种氨基酸可有多种对应的密码

18、子 C、同一种密码子在人和猴子细胞中决定同一种氨基酸 D、CTA肯定不是密码子2.如果DNA分子上某一片段是基因，则该片段 （ ）携带遗传信息 上面有密码子 能转录产生mRNA 能进入核糖体 能运载氨基酸 能控制蛋白质的合成A B C D3.已知某转运RNA（tRNA）一端的3个碱基顺序是GAU,它运载的是亮氨酸（亮氨酸的密码子是 UUA、UUG、CUU、CUA、CUC、CUG），那么决定此亮氨酸的密码子是由DNA模板链上的哪个碱基序列转录而来的（ ）AGAT BGAU CCUA DCAT4.下图所示的过程，一般情况下在动、植物细胞中都不可能发生的是 A. B. C. D.5.下图表示细胞内遗

19、传信息表达的过程，根据所学的生物学知识回答：(1)图2中方框内所示结构是_的一部分，它在_中合成，其基本组成单位是_，可以用图2方框中数字_表示。(2)图1中以为模板合成物质的过程称为_，进行的主要场所是_，所需要的原料是_。(3)若该多肽合成到图1中UCU决定的氨基酸后就终止合成，则导致合成结束的终止密码是_。(4)从化学成分角度分析，与图1中结构的化学组成最相似的是()A乳酸杆菌 B噬菌体 C染色体 D流感病毒(5)若图1的所示的分子中有1 000个碱基对，则由它所控制形成的信使RNA中含有的密码子个数和合成的蛋白质中氨基酸种类最多不超过()A166和55 B166和20 C333和111

20、 D333和206.上面表示蜘蛛的丝腺细胞合成蛛丝蛋白的部分过程示意图，据图回答：（1）在蛋白质合成过程中，该图表示的过程称为_，图中4的结构名称是_，该过程的模板是_。（2）由图中信息可推知DNA模板链上对应的碱基序列为_。（3）根据图并参考下表分析：1_上携带的氨基酸是_，这个氨基酸与前面的氨基酸是通过_反应连接在一起的。氨基酸丙氨酸苏氨酸精氨酸色氨酸密码子GCAACUCGUUGGGCGACCCGCGCCACACGAGCUACGCGG（4）在物质3合成过程中，与其DNA模板链上碱基A相配对的碱基是_。（5）在丝腺细胞中，与蛛丝蛋白加工、分泌有关的细胞器是_。ACAB5.1)RNA细胞核核糖

21、核苷酸(2)翻译核糖体氨基酸(3)UAA(4)D(5)D解析：图1所示为遗传信息的表达过程，具有转录和翻译两个步骤，其中的分别是DNA、tRNA、氨基酸、mRNA、多肽链、核糖体；在mRNA的UCU碱基后的密码子是UAA；根据碱基的构成判断，图2中方框内是RNA，其基本组成单位是核糖核苷酸；核糖体的化学成分是RNA和蛋白质，这与RNA病毒的成分相似；DNA中碱基对的数目和mRNA中碱基的个数及相应蛋白质中氨基酸的个数的比值为3316.（1）翻译核糖体3信使RNA（2）ACCCGATTTGGC（3）转运RNA丙氨酸脱水缩合（4）U（尿嘧啶）（5）核糖体、内质网、高尔基体【课堂小结】1. 人类对遗

22、传物质的探索2. DNA分子的结构与复制3. 基因的表达【课后提升】1.下图为基因的作用与性状的表现流程示意图。请据图分析，正确的选项是 (C)A过程是转录，它以DNA的两条链为模板、四种核苷酸为原料合成mRNAB过程中只需要mRNA、氨基酸、核糖体、酶、ATP即可完成C人的镰刀型细胞贫血症是基因对性状的直接控制，使得结构蛋白发生变化所致D某段DNA上发生了基因突变，则形成的mRNA、蛋白质一定会改变2.DNA分子片段复制的情况如图所示，图中a、b、c、d表示脱氧核苷酸链的片段。如果没有发生变异，下列说法错误的是 (C)Ab和c的碱基序列可以互补Ba和c的碱基序列相同Ca中(AT)/(GC)的比值与b中(AT