临门一脚高考生物三轮考前重点专题突破专题一遗传的分子基次件

专题五遗传、变异与进化小专题一遗传的分子基础核心考点整合考点整合一：DNA是遗传物质的实验1．肺炎双球菌转化实验项目1928年英国格里菲思(体内转化实验)1944年美国艾弗里(体外转化实验)过程结果分析R型细菌无毒性、S型细菌有毒性；S型细菌内存在着使R型细菌转化为S型细菌的物质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加热杀死的S型细菌体内有“转化因子”S型细菌体内的DNA是“转化因子”，DNA是生物的遗传物质2.噬菌体侵染细菌实验步骤①标记细菌细菌＋含35S的培养基―→含35S的细菌细菌＋含32P的培养基―→含32P的细菌②标记噬菌体噬菌体＋含35S的细菌―→含35S的噬菌体噬菌体＋含32P的细菌―→含32P的噬菌体③噬菌体侵染细菌含35S的噬菌体＋细菌―→上清液放射性高，沉淀物放射性很低，新形成的噬菌体没有检测到35S含32P的噬菌体＋细菌―→上清液放射性低，沉淀物放射性很高，新形成的噬菌体检测到32P分析35S标记的蛋白质外壳并未进入宿主细胞内，而是留在细胞外；32P标记的DNA进入了宿主细胞内结论子代噬菌体的各种性状，是通过亲代的DNA遗传的，DNA是噬菌体的遗传物质特别提示：①艾弗里实验的结果是通过观察培养皿中的菌落特征而确定的。②S型菌DNA重组到R型菌DNA分子上，使R型菌转化为S型菌，这是一种可遗传的变异，这种变异属于基因重组。③被32P标记的噬菌体侵染细菌实验中，上清液应无放射性，若存在放射性，其原因之一可能是培养时间过长，细菌裂解，子代噬菌体已被释放出来。原因之二是部分噬菌体并未侵入细菌内。【典例1】(2010·广东综合)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]这两个实验都没有经过重组DNA片段和诱发DNA突变；在肺炎双球菌转化实验中没有用到同位素示踪技术。[答案]C[知识总结]对“DNA分子是遗传物质的证明”这一经典实验过程的理解是解题的基础。(1)实验思路：该实验设计中最关键的思路是将DNA和蛋白质分开，单独、直接地去观察DNA和蛋白质的作用。(2)实验技术：在肺炎双球菌体外转化实验过程中，运用了微生物培养技术和实验设计的基本原理。在噬菌体侵染细菌中运用了同位素示踪技术和离心技术。(3)实验应用：在体内转化实验中，利用加热处理获得的S型细菌，虽然不再具有致病性，但仍具有免疫原性，机体会产生针对S型细菌的抗体。因此，在免疫学中，常利用加热等方法对病菌进行灭活处理，以获得减毒疫苗。【互动探究1－1】(2009·宁夏模拟)用32P标记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D．32P标记了噬菌体蛋白质外壳，离心后存在于上清液中[解析]32P标记的是噬菌体的DNA分子，在噬菌体侵染大肠杆菌的过程中，DNA分子进入大肠杆菌，经离心后处于沉淀物中。若培养时间过短，部分噬菌体的DNA还没有注入大肠杆菌内；若培养时间过长，噬菌体大量繁殖使部分大肠杆菌裂解，释放出子代噬菌体，这样上清液中就具有了放射性。[答案]A【互动探究1－2】某研究人员模拟赫尔希和蔡斯关于噬菌体侵染细菌的实验，进行了以下4个实验：①用32P标记的噬菌体侵染未标记的细菌；②用未标记的噬菌体侵染35S标记的细菌；③用15N标记的噬菌体侵染未标记的细菌；④用未标记的噬菌体侵染3H标记的细菌。以上4个实验，一段时间(合适的范围内)后离心，检测到放射性的主要区域是()A．沉淀、沉淀、沉淀和上清液、沉淀和上清液B．沉淀、沉淀、沉淀和上清液、沉淀C．沉淀、上清液、沉淀、沉淀和上清液D．上清液、上清液、沉淀和上清液、上清液[解析]用32P只能标记噬菌体的DNA,35S只能标记噬菌体的蛋白质外壳；噬菌体侵染细菌时，噬菌体的DNA进入细菌细胞内部，蛋白质外壳不能侵入细菌细胞内部。所以①中的32P会进入到细菌细胞中，最终放射性出现在沉淀物中。②④放射性标记物质在细菌细胞中，经离心后放射性也出现在沉淀物中。[答案]B考点整合二：DNA分子的结构和特性1．结合图解理解DNA分子的结构及特点从上图可看出：(1)规则的双螺旋结构。脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成了基本骨架，内侧是碱基，在碱基A与T之间有两个氢键，C与G之间有三个氢键；(2)一个DNA分子中有两个游离的磷酸基；(3)脱氧核糖与磷酸基、碱基的相连情况：在DNA分子单链一端的脱氧核糖与1个磷酸基和1个碱基相连；在DNA单链中间的脱氧核糖与2个磷酸基和1个碱基相连。2．DNA分子结构中的碱基比例关系规律公式1互补碱基两两相等A＝T，C＝G2两不互补的碱基之和比值相等(A＋G)/(T＋C)＝(A＋C)/(T＋G)＝13任意两不互补的碱基之和占碱基总量的50%(A＋C)/(A＋C＋T＋G)＝(T＋G)/(A＋C＋T＋G)＝50%4单链和互补链碱基比例关系一条链上(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1/b5双链DNA中互补的碱基之和相等A1＋T1(或C1＋G1)＝A2＋T2(或C2＋G2)【典例2】

(2010·郑州模拟)已知DNA分子中，碱基对A与T之间形成二个氢键，C与G之间形成三个氢键；在一个双链DNA分子片段中有200个碱基对，其中腺嘌呤有90个。因此在这个DNA片段中含有游离的磷酸基的数目和氢键的数目依次为()A．200和400个 B．2个和510个C．2个和400个 D．44个和510个[解析]一条脱氧核苷酸链的一端游离出一个磷酸基团，DNA分子有两条脱氧核苷酸链，游离的磷酸基团的数目为2；由DNA中A＝90，则T＝90，C＝G＝110，A和T之间有2个氢键，G和C之间有3个氢键，90×2＋110×3＝510。[答案]B【互动探究2】(2010·广东综合)有关DNA分子结构的叙述，错误的是()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．碱基与脱氧核糖相连接D．磷酸与脱氧核糖交替连接构成DNA链的基本骨架[解析]DNA分子由4种脱氧核苷酸组成；DNA双链上相对应的碱基以氢键连接，单链上相邻碱基之间通过脱氧核糖和磷酸二酯键联系起来；脱氧核糖和磷酸交替排列在外侧，构成DNA的基本骨架，碱基排列在内侧，与脱氧核糖直接相连。[答案]B考点整合三：DNA分子的复制及转录、翻译过程分析1．复制、转录和翻译的比较项目复制转录翻译场所主要在细胞核中(线粒体、叶绿体)主要在细胞核中(线粒体、叶绿体)细胞质中的核糖体上模板DNA的两条链DNA的一条链mRNA原料4种脱氧核苷酸4种核糖核苷酸氨基酸条件酶(解旋酶，DNA聚合酶等)和能量酶(RNA聚合酶等)和能量特定的酶、能量和tRNA原则A－T；G－CA－U；G－C；T－AA－U；G－C产生形成2条DNA双链一条单链RNA分子(mRNA)具有一定氨基酸排列顺序的多肽——蛋白质特点边解旋边复制，半保留复制边解旋边转录；转录后DNA仍保留原来双链结构一个mRNA分子上可连续结合多个核糖体，提高合成蛋白质的速度传递方向DNA→DNADNA→mRNAmRNA→蛋白质(性状)2.DNA复制过程中的碱基数目计算(其双链DNA分子中含某种碱基a个)(1)复制n次需要含该碱基的脱氧核苷酸数为a·(2n－1)。如图所示：

(2)第n次复制，需要含该碱基的脱氧核苷酸数为a·2n－1。由图示可以看出，复制的结果是形成两个一样的DNA分子，所以一个DNA分子复制n次后，得到的DNA分子数量为2n个(如图)，复制(n－1)次后得到的DNA分子数为2n－1，第n次复制增加的DNA分子数为2n－2n－1＝2n－1，需要含该碱基的脱氧核苷酸数为a·2n－1。3．中心法则中心法则中遗传信息的流动过程为：

(1)在生物生长繁殖过程中遗传信息的传递方向为：(2)在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)为：(3)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为：(4)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为：(5)RNA病毒(如烟草花叶病毒)在宿主细胞内繁殖过程中，遗传信息的传递方向为：特别提示：DNA分子复制过程，只发生在分裂细胞中，分化了的细胞不能进行DNA分子的复制。而在所有细胞中都可进行转录、翻译过程。【典例3】(2010·广东综合)(多选)有关蛋白质合成的叙述，正确的是()A．终止密码子不编码氨基酸B.每种tRNA只运转一种氨基酸C.tRNA的反密码子携带了氨基酸序列的遗传信息D.核糖体可在mRNA上移动[解析