专题 小专题 遗传的分子基础

1、专题 小专题 遗传的分子基础第1页，共37页，2022年，5月20日，1点12分，星期日第2页，共37页，2022年，5月20日，1点12分，星期日第3页，共37页，2022年，5月20日，1点12分，星期日1DNA是遗传物质的证据(1)肺炎双球菌转化实验格里菲思体内转化实验过程：第4页，共37页，2022年，5月20日，1点12分，星期日【分析】R 型细菌无毒性，S型细菌有毒性，S型细菌内含有使R型细菌转化为S型细菌的物质。 结论：已加热杀死的S型细菌体内含有“转化因子”，促使R型细菌转化为S型细菌。第5页，共37页，2022年，5月20日，1点12分，星期日艾弗里体外转化实验第6页，共37

2、页，2022年，5月20日，1点12分，星期日【分析】 S型细菌的DNA使R型细菌发生转化，S型细菌的其他物质不能使R型细菌发生转化。结论：S型细菌体内只有DNA才是“转化因子”，即DNA是遗传物质。第7页，共37页，2022年，5月20日，1点12分，星期日(2)噬菌体侵染细菌的实验过程：标记细菌；标记噬菌体(35S标记蛋白质,32P标记DNA)；用标记的噬菌体分别侵染未标记的细菌。结果：含35S的噬菌体+细菌上清液放射性很高，沉淀物放射性很低，新形成的噬菌体中没有检测到35S；含32P的噬菌体+细菌上清液放射性很低，沉淀物放射性很高，新形成的噬菌体中检测到32P。结论：子代噬菌体的各种性状

3、是通过亲代的DNA遗传的，即DNA是遗传物质。第8页，共37页，2022年，5月20日，1点12分，星期日 (3)两实验的比较 相同点：二者的实验思路一致，即都是设法将DNA和其他物质分开，单独地直接研究它们各自不同的功能。 不同点：前者是直接分离法，而后者采用了放射性同位素标记法进行间接分离。 第9页，共37页，2022年，5月20日，1点12分，星期日 2DNA的结构和功能 (1)结构特点：DNA分子呈规则的双螺旋结构，该结构中不变的是排列在外侧的脱氧核糖和磷酸，变的是内侧碱基对的排列顺序，DNA两条链之间的碱基通过氢键形成碱基对，配对遵循碱基互补配对原则。第10页，共37页，2022年，

4、5月20日，1点12分，星期日 (2)功能特点 遗传信息的传递遗传信息的表达过程DNA复制转录翻译遗传信息传递DNADNADNARNARNA多肽时期细胞分裂间期整个个体发育过程中场所主要在细胞核，少数在线粒体、叶绿体中核糖体原料脱氧核苷酸核糖核苷酸20种氨基酸模板DNA分子的两条链DNA分子的一条链mRNA酶解旋酶、DNA聚合酶解旋酶、RNA聚合酶合成酶特点半保留复制、边解旋边复制边解旋边转录一条mRNA上相继结合多个核糖体，可迅速合成大量蛋白质第11页，共37页，2022年，5月20日，1点12分，星期日 3.基因 (1)基因的本质：基因是有遗传效应的DNA片段。(2)基因的功能：储存遗传信

5、息(碱基对的排列顺序代表着遗传信息)。传递遗传信息(复制)。表达遗传信息(转录、翻译)。第12页，共37页，2022年，5月20日，1点12分，星期日 3.基因 (3)染色体、DNA、基因、脱氧核苷酸的关系第13页，共37页，2022年，5月20日，1点12分，星期日3.基因 (4)基因控制生物性状基因控制生物性状是通过控制蛋白质合成来实 现的。基因控制性状的两种方式 一种是基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状，另一种是基因通过控制酶的合成间接控制生物体的性状。基因与性状间的关系基因与性状之间并非简单的一一对应的关系。第14页，共37页，2022年，5月20日，1点12分，星期日 一、

6、生物的遗传物质生物类型病毒原核生物真核生物核酸种类DNA或RNADNA和RNADNA和RNA碱基种类4种5种5种核苷酸种类4种8种8种遗传物质DNA或RNADNADNA第15页，共37页，2022年，5月20日，1点12分，星期日二、DNA的有关计算 1DNA分子结构中相关碱基计算(1)双链DNA分子中，A=T，C=G，(A+G)/(T+C)=1。(2)双链DNA分子中，如果一条链中的(A+T)/(G+C)=a，则其互补链中此比例等于a；如果一条链中的(A+G)/(T+C)=b，则其互补链中此比例等于1/b。(3)在双链DNA分子的一条链中，A+T占该链碱基的比例等于另一条链中的A+T占该链碱

7、基的比例，还等于双链DNA分子中A+T占整个DNA分子碱基的比例。第16页，共37页，2022年，5月20日，1点12分，星期日2DNA复制和表达过程中的相关计算(1)一个双链DNA分子复制n次后，子代DNA分子数为2n个，子代DNA分子中有2个DNA含亲代DNA母链，不含亲代链的子代DNA分子为(2n-2)个。(2)一条双链DNA分子复制n次后，子代DNA分子共有脱氧核苷酸链2n+1条，其中亲代脱氧核苷酸链2条，新合成的脱氧核苷酸链(2n+1-2)条。(3)若一亲代DNA分子中有某种脱氧核苷酸m个，则该DNA分子复制n次后，形成的子代DNA分子需要消耗游离的该脱氧核苷酸为(2n-1)m个。第

8、n次复制时，需要消耗该脱氧核苷酸2n-1m个。第17页，共37页，2022年，5月20日，1点12分，星期日2DNA复制和表达过程中的相关计算(4)转录产生的mRNA分子中碱基数目是基因中碱基数目的一半，且基因模板链中A+T(或C+G)与mRNA分子中U+A(或G+C)相等。(5)翻译过程中，在不考虑终止密码子等的条件下，基因的碱基数mRNA碱基数蛋白质(多肽)氨基酸数=631。第18页，共37页，2022年，5月20日，1点12分，星期日三、中心法则中遗传信息的流动情况第19页，共37页，2022年，5月20日，1点12分，星期日第20页，共37页，2022年，5月20日，1点12分，星期日

9、四、RNA的功能 1mRNA：蛋白质合成的直接模板，密码子位于mRNA上。 2tRNA：蛋白质合成时氨基酸的转运工具，反密码子位于tRNA上。 3rRNA：核糖体的重要组成成分，其合成与核仁有关。 4少数RNA可作为酶起催化作用。 5在RNA病毒中，RNA可作为遗传物质，控制病毒性状。第21页，共37页，2022年，5月20日，1点12分，星期日【热点考向1】 人类对遗传物质的探索过程【例1】(2011广东卷)艾弗里和同事用R型和S型肺 炎双球菌进行实验，结果如下表，从表可知()第22页，共37页，2022年，5月20日，1点12分，星期日A .不能证明S型菌的蛋白质不是转化因子B. 说明S型

10、菌的荚膜多糖有酶活性C. 和说明S型菌的DNA是转化因子D. 说明DNA是主要的遗传物质第23页，共37页，2022年，5月20日，1点12分，星期日【解析】、组：RS型菌的蛋白质/荚膜多糖，只长出R型菌，说明蛋白质/荚膜多糖不是转化因子。组：RS型菌的DNA，结果既有R型菌又有S型菌，说明DNA可以使R型菌转化为S型菌；组：用DNA酶将DNA水解，结果只长出R型菌，说明DNA的水解产物不能使R型菌转化为S型菌，从一个反面说明了只有DNA才能使R型菌发生转化。故C正确。【答案】 C第24页，共37页，2022年，5月20日，1点12分，星期日【变式1】(2011湖南师大附中月考卷)用32P标记

11、的噬菌体侵染大肠杆菌，经培养、搅拌、离心、检测，上清液的放射性占15%，沉淀物的放射性占85%，上清液带有放射性的原因可能是( )A噬菌体侵染大肠杆菌后，大肠杆菌裂解释放出子代噬菌体B搅拌不充分，吸附在大肠杆菌上的噬菌体未与细菌分离C离心时间过长，上清液中析出较重的大肠杆菌D32P标记的噬菌体蛋白质外壳，离心后存在于上清液中第25页，共37页，2022年，5月20日，1点12分，星期日【解析】搅拌不充分，吸附在大肠杆菌上的噬菌体未与细菌分离，应是沉淀物有放射性，所以B不对。离心时间过短时，上清液中可能有较重的大肠杆菌，所以C不对。用32P标记的是噬菌体的DNA而不是蛋白质，所以D不对。噬菌体侵

12、染大肠杆菌后，大肠杆菌裂解释放出子代噬菌体，离心后噬菌体存在于上清液，则上清液具有一定的放射性。 【答案】 A第26页，共37页，2022年，5月20日，1点12分，星期日【热点考向2】 DNA分子的结构和复制【例2】(2011安徽卷)甲、乙图示真核细胞内两种物质的合成过程，下列叙述正确的是()第27页，共37页，2022年，5月20日，1点12分，星期日A甲、乙所示过程通过半保留方式进行，合成的产物是双链核酸分子B甲所示过程在细胞核内进行，乙在细胞质基质中进行CDNA分子解旋时，甲所示过程不需要解旋酶，乙需要解旋酶D一个细胞周期中，甲所示过程在每个起点只起始一次，乙可起始多次第28页，共37

13、页，2022年，5月20日，1点12分，星期日【解析】考查真核生物的DNA复制和转录。甲图以DNA两条单链为模板，而乙以一条单链为模板，且产物是一条链，确定甲图表示DNA复制，乙图表示转录。A.转录不是半保留方式，产物是单链RNA；B.真核细胞的DNA复制和RNA转录可以发生在细胞核、线粒体及叶绿体中。C.DNA复制过程解旋需要解旋酶。D.一个细胞周期DNA只复制一次，但要进行大量的蛋白质合成，所以转录可以多次发生。【答案】 D第29页，共37页，2022年，5月20日，1点12分，星期日【变式2】(2011湖南师大附中月考卷)DNA分子双螺旋结构模型提出之后，人们又去探究DNA是如何传递遗传

14、信息的。当时推测可能有如图A所示的三种方式。1958年，Meslson和Stahl用密度梯度离心的方法，追踪由15N标记的DNA亲本链的去向，实验过程是：在氮源为14N的培养基上生长的大肠杆菌，其DNA分子均为14NDNA(对照)，在氮源为15N的培养基上生长的大肠杆菌，其DNA分子均为15NDNA(亲代)，将含15N亲代大肠杆菌转移到含14N的培养基上，再连续繁殖两代(子代和子代)后离心得到如图B所示的结果，请依据上述材料回答问题：第30页，共37页，2022年，5月20日，1点12分，星期日第31页，共37页，2022年，5月20日，1点12分，星期日(1)如果与对照相比，子代离心后能分辨

15、出轻和重两条密度带，则说明DNA传递遗传信息的方式是_。如果子代离心后只有一条中等密度带，则可以排除DNA传递遗传信息的方式是_。如果子代离心后只有一条中等密度带，再继续做子代的DNA密度鉴定：若子代离心后能可以分出中、轻两条密度带，则可以确定DNA传递遗传信息的方式是_若子代离心后不能分出中、轻两条密度带，则可以确定DNA传递遗传信息的方式是_。全保留复制全保留复制半保留复制分散复制第32页，共37页，2022年，5月20日，1点12分，星期日 (2)他们观测的实验数据如下：梯度离心DNA浮力密度(g/mL)表世代实验对照亲代1.7241.710子代1.7171.710子代(1/2)1.71

16、7，(1/2)1.7101.710子代(1/4)1.717，(3/4)1.7101.710分析实验数据可知：实验结果与当初推测的DNA三种可能复制方式中的_方式相吻合。半保留复制第33页，共37页，2022年，5月20日，1点12分，星期日【解析】从表格中数据可知实验组亲代DNA分子均为15NDNA，DNA的浮力密度为1.724 g/mL，对照组亲代DNA分子均为14NDNA，DNA的浮力密度为1.710 g/mL。实验组子代离心后，DNA浮力密度为1.717 g/mL，则排除了DNA传递遗传信息的方式为全保留复制。实验组子代、子代离心后，都出现了浮力密度为1.717 g/mL的DNA，由此可知DNA的复制方式不可能是分散复制。 第34页，共37页，2022年，5月20日，1点12分，星期日【例3】(2011江苏卷)关于转录和翻译的叙述，错误的是()A转录时以核糖核苷酸为原料B转录时RNA聚合酶能识别DNA中特定碱基序列CmRNA在核糖体上移动翻译出蛋白质D不同密码子编码同种氨基酸可增强密码的容错性【热点考向3】基因的表达【解析】在进行翻译时是核糖体沿着mRNA移动读取密码子，故C错误。 【答案】 C第35页，共37页，2022年，5月