高考生物选考（江苏专用）一轮总复习课件专题8遗传的分子基础-基础篇

高考

生物江苏省专用第三单元生物的遗传专题8遗传的分子基础考点一人类对遗传物质的探索历程一、肺炎双球菌的转化实验1.实验材料:S型和R型肺炎双球菌、小鼠。考点清单

S型细菌R型细菌菌落光滑粗糙菌体①

有

多糖类荚膜②

无

多糖类荚膜毒性有毒性,使小鼠患败血病死亡无毒2.格里菲思的体内转化实验(1)实验过程及结果

(2)推论:加热杀死的S型细菌中含有③

某种转化因子

,使R型活细菌转

化为S型活细菌。3.艾弗里的体外转化实验(1)实验过程及结果

(2)结论:S型细菌的DNA是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质,④

DNA

是S型细菌的遗传物质。疑难点拨(1)转化的实质是基因重组而非基因突变:肺炎双球菌转化实

验是指S型细菌的DNA片段整合到R型细菌的DNA中,使受体细胞获得了

新的遗传信息,即发生了基因重组。(2)加热并没有使DNA完全失去活性:加热杀死S型细菌的过程中,其蛋白

质变性失活,但是内部的DNA在加热结束后随温度的降低又逐渐恢复活

性。(3)发生转化的只是少部分R型细菌,并不是所有的R型细菌都转化成S型

细菌。(2)T2噬菌体的复制式增殖二、噬菌体侵染细菌的实验1.实验材料:T2噬菌体和大肠杆菌等。(1)T2噬菌体的结构增殖需要的条件

内容模板

T2噬菌体的DNA合成T2噬菌体DNA的原料

⑨

大肠杆菌

提供的四种脱氧核苷酸合成T2噬菌体蛋白质原料大肠杆菌的⑩

氨基酸

场所大肠杆菌的

核糖体

2.实验过程及结果(1)标记T2噬菌体

(2)T2噬菌体侵染细菌3.结论:子代T2噬菌体的各种性状是通过亲代DNA来遗传的,

DNA

是T2噬菌体的遗传物质。4.噬菌体侵染细菌实验中上清液和沉淀物放射性分析(1)32P标记的T2噬菌体侵染大肠杆菌(2)35S标记的T2噬菌体侵染大肠杆菌

5.肺炎双球菌体外转化实验和T2噬菌体侵染细菌实验的比较项目肺炎双球菌体外转化实验T2噬菌体侵染细菌的实验设计思路设法将DNA与其他物质分开,单独地、直接地研究它们各自不同

的遗传功能

处理方法直接分离:分离S型细菌的

DNA、多糖、蛋白质等,分别与

R型细菌混合培养同位素标记法:分别用同位素3

5S、32P标记蛋白质和DNA结论(1)证明DNA是遗传物质,而蛋

白质不是遗传物质(2)说明了遗传物质可发生可遗

传的变异(1)证明DNA是遗传物质,但不

能证明蛋白质不是遗传物质(2)说明DNA能控制蛋白质的合

成(3)说明DNA能自我复制三、DNA是主要的遗传物质1.病毒重建及其对烟草叶细胞的感染实验(1)实验过程及结果

(2)结果分析与结论重建病毒所繁殖的病毒类型取决于提供RNA的病毒类型,说明RNA是遗

传物质。2.不同生物的核酸和遗传物质分析生物类型病毒原核生物真核生物体内核酸种类DNA或RNADNA和RNADNA和RNA体内碱基种类4种5种5种体内核苷酸种类4种8种8种遗传物质DNA或RNADNADNA实例T2噬菌体、烟草花叶病毒乳酸菌、蓝藻玉米、小麦、人3.对“DNA是主要的遗传物质”的理解生物界中绝大多数生物的遗传物质是DNA,只有极少数生物的遗传物质

是RNA,因此说DNA是主要的遗传物质。考点二DNA的结构与复制一、DNA分子的结构1.DNA分子的组成

巧记利用数字“五、四、三、二、一”巧记DNA分子的结构

2.DNA的双螺旋结构内容(1)DNA由①

两

条脱氧核苷酸链组成,这些链按反向平行的方式盘旋

成②

双螺旋结构

。(2)外侧:③

脱氧核糖

和④

磷酸

交替连接构成基本骨架。(3)内侧:两链上碱基通过⑤

氢键

连接成碱基对。碱基互补配对遵循

以下原则:A

T(两个氢键)、G

C(三个氢键)。3.DNA分子结构的特点(1)多样性,具n个碱基对的DNA具有4n种碱基对排列顺序。(2)特异性,如每个DNA分子都有其特定的碱基对排列顺序。(3)稳定性,如两条链磷酸与脱氧核糖交替排列的顺序不变,碱基对构成方

式不变等。二、DNA分子的复制1.概念、时间和场所

2.过程

3.特点(1)过程:

边解旋边复制

。(2)方式:

半保留复制

。4.准确复制的原因和意义(1)原因:DNA具有独特的双螺旋结构,为复制提供精确的模板;

碱基互补配对

原则,保证了复制能准确进行。(2)意义:DNA分子通过复制,将遗传信息从亲代传给了子代,保持了遗传

信息的连续性。

3.结果分析a.在氮源为14N的培养基上生长的大肠杆菌,其DNA分子均为14N-DNA,在

离心管中离心形成的带位于上层,称为轻带。三、DNA复制方式的实验探究1.方法:同位素标记法、密度梯度离心法。2.过程:b.在氮源为15N的培养基上生长的大肠杆菌,其DNA分子均为15N-DNA,在

离心管中离心形成的带位于下层,称为重带。c.将亲代含15N的大肠杆菌转移到含14N的培养基上,繁殖一代,将得到的Ⅰ

代DNA分子离心,在离心管中形成的带位于中层,这样就推翻了全保留复

制的猜想。因为如果是全保留复制,Ⅰ代DNA分子在离心管中离心形成

的带应该是重带和轻带,而不是中带。d.Ⅰ代DNA分子继续在含14N的培养基上复制,得到Ⅱ代DNA分子,同样用

密度梯度离心方法分离,发现Ⅱ代DNA分子在离心管中形成的带是轻带

和中带,这样又推翻了分散复制的猜想。因为如果是分散复制,Ⅱ代DNA

分子在离心管中的位置是中带或稍高一些。4.结论:DNA的复制是以半保留方式进行的。考点三基因的表达一、基因与DNA和性状之间的关系1.基因是有遗传效应的DNA片段

2.基因、蛋白质与性状的关系(1)基因通过控制蛋白质的结构来直接控制性状。(2)基因通过控制酶的合成来控制代谢过程,从而间接控制生物体的性

状。二、RNA的结构和种类

三、基因的表达1.转录(1)场所:主要是①

细胞核

,在叶绿体、线粒体中也能发生转录过程。(2)条件

(3)过程(4)产物:③

mRNA、rRNA、tRNA

等。2.翻译(1)场所:④

核糖体

。(2)条件

(3)过程

(4)产物:多肽

蛋白质(具有生物活性)3.转录与翻译的比较

转录翻译作用⑨

表达

遗传信息时间个体生长发育的整个过程场所主要在细胞核细胞质的核糖体模板DNA的⑩

一

条链mRNA原料4种

核糖核苷酸

氨基酸

能量ATP直接提供酶

RNA

聚合酶多种酶产物单链RNA多肽链(或蛋白质)特点边解旋边转录,转录后DNA恢复原状翻译结束后,mRNA被降解成单体碱基互补配对A-U,T-A,C-G,G-CA-U,U-A,C-G,G-C名师点睛(1)转录是指以DNA的一条链为模板合成RNA的过程。a.一个DNA分子中有许多个基因,转录是以基因为单位进行的,每个基因

可分别转录成一条RNA,由于基因的选择性表达,一个DNA分子中某个基

因进行转录时,其他基因可能转录也可能不转录,它们之间互不影响。b.转录的起点和终点分别是DNA分子上基因首端和尾端的启动子和终止

子,其中启动子是RNA聚合酶识别和结合的部位。c.真核生物的DNA转录形成的mRNA需要在细胞核加工处理成为成熟的

mRNA后才能作为翻译的模板。d.转录的产物不只是mRNA,tRNA、rRNA也是转录的产物。(2)翻译:游离在细胞质中的各种氨基酸,以mRNA为模板合成具有一定氨

基酸序列的蛋白质的过程。a.一个mRNA上可同时结合多个核糖体,这可迅速合成大量的多肽链(蛋

白质)。b.一个核糖体与mRNA的结合部位处形成了2个tRNA结合位点。c.翻译起点:起始密码子决定的是甲硫氨酸。d.翻译终点:识别到终止密码子(不决定氨基酸)翻译停止。e.翻译进程:核糖体沿着mRNA移动,mRNA不移动。4.遗传信息、密码子、反密码子的区别与联系比较项目本质联系遗传信息DNA中脱氧核苷酸的排列顺序

①遗传信息是基因中脱氧核苷酸的排列顺序,通过转录,使遗传信息传递到mRNA的核糖核苷

酸的排列顺序上②密码子直接控制蛋白质分子中氨基酸的排列顺序,反密码子则有识别密码子的作用密码子mRNA上决定一个氨基酸的三

个相邻的碱基

反密码子位于tRNA上的能与mRNA上对

应的密码子相配对的三个相邻

碱基

四、中心法则1.提出者:克里克。2.补充后的内容图解:

。3.不同生物的遗传信息传递过程生物种类遗传信息的传递过程真核生物

原核生物

DNA病毒

某些RNA病毒

逆转录病毒

提升一T2噬菌体侵染细菌的放射性同位素标记问题1.“两看法”解答T2噬菌体侵染细菌标记问题

知能拓展

(1)C、H、O、N为DNA和蛋白质共有元素,不能通过标记C、H、O、N

来区分DNA和蛋白质。(2)研究T2噬菌体的遗传物质时,不能将35S(标记蛋白质)和32P(标记DNA)同

时标记在同一噬菌体上,因为放射性检测只能检测放射性存在的部位,不

能确定是何种元素的放射性。2.T2噬菌体的结构例1

(2020江苏高三高考冲刺卷一,9)用未标记的T2噬菌体侵染长期培养

在含放射性同位素X培养基中的细菌,再用释放的T2噬菌体侵染无标记的

细菌,保温后充分搅拌、离心,获得上清液、沉淀物和子代T2噬菌体,并检

测它们的放射性。下列叙述正确的是

()A.题中的细菌既可以是大肠杆菌,也可以是幽门螺旋杆菌等B.若X为3H,则子代所有T2噬菌体、上清液和沉淀物中均有放射性C.若X为32P,则子代T2噬菌体含32P是证明DNA是遗传物质的关键依据D.若X为35S,搅拌不充分时放射性只出现在沉淀物中解题技巧解答本题,首先要弄清同位素标记的是哪种生物,其次要弄清

标记的物质是哪种,最后依据T2噬菌体侵入细菌的特点进行分析。解析T2噬菌体是一种专门寄生在大肠杆菌体内的病毒,A错误;蛋白质

和DNA都含有H元素,若X为3H,则子代少数T2噬菌体、上清液、沉淀物中

均含有放射性,B错误;若X是32P,则标记的是DNA,子代T2噬菌体含32P是证

明DNA是遗传物质的关键依据,C正确;若X为35S,则标记的是蛋白质外壳,

搅拌不充分,会使少量被标记的T2噬菌体蛋白质外壳吸附在细菌表面,离

心后沉淀物放射性较低,上清液放射性较高,D错误。答案

C提升二DNA的结构和功能中的相关计算1.与DNA结构相关的计算(1)A=T,G=C→A+G=T+C=A+C=T+G=DNA分子中总碱基数的一半。(2)“单链中互补碱基之和”所占该链碱基数比例=“双链中互补碱基之

和”所占双链总碱基数比例。(3)某链不互补碱基之和的比值与其互补链的该比值互为倒数。2.与DNA复制相关的计算DNA分子复制为半保留复制,若将一个全部N原子被15N标记的DNA转移

到含14N的培养基中培养(复制)若干代,其结果分析如下:

(1)子代DNA分子数:2n①无论复制多少次,含15N的DNA分子始终是2个。②含14N的DNA分子有2n个,只含14N的DNA分子有(2n-2)个,做题时应看准

是“含”还是“只含”。(2)子代DNA分子的总链数:2n×2=2n+1①无论复制多少次,含15N的链始终是2条。②含14N的链是(2n+1-2)条。做题时应看准是“DNA分子数”还是“链

数”。(3)消耗的脱氧核苷酸数①若一亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个,则经过n次复制需要消耗

游离的该脱氧核苷酸为m×(2n-1)个。②若进行第n次复制,则需消耗游离的该脱氧核苷酸数为m×2n-1个。3.中心法则的相关计算规律(1)在不考虑内含子及终止密码子等的条件下,转录、翻译过程中DNA(基

因)碱基数∶mRNA碱基数∶多肽链氨基酸数=6∶3∶1,参考图解如下:

(2)化解蛋白质合成中的“最多”和“最少”因为DNA(基因)、mRNA上有一些碱基不编码氨基酸(如mRNA上的终止

密码子等),所以实际上编码n个氨基酸,mRNA上所需的碱基数目大于3n,

基因上碱基数目大于6n。因此,此类试题的题干中常涉及求氨基酸数

“最多”、求碱基数“至少”等字样。疑难点拨(1)已知某