高考二轮复习遗传的分子基础教案1

专题四遗传、变异与进化第6讲遗传的分子基础1.人类对遗传物质的探索过程(Ⅱ)2.DNA分子结构的主要特点(Ⅱ)3.基因的概念(Ⅱ)4.DNA分子的复制(Ⅱ)5.遗传信息的转录和翻译(Ⅱ)6.基因与性状的关系(Ⅱ)热点一DNA是主要的遗传物质及DNA的结构与复制图1为噬菌体侵染细菌实验过程图,图2为真核生物DNA的结构。据图判断下列叙述的正误。(1)图1中分别用含有放射性同位素35S和32P的培养基直接标记噬菌体。(×)提示:标记噬菌体不能用培养基直接培养,病毒只能在活细胞中增殖。(2)图1中3的结果是含有32P,且所有新噬菌体都含有。(×)提示:得到的子代噬菌体中只有少部分含有32P。(3)图2中④是组成DNA的基本单位之一——胞嘧啶脱氧核苷酸。(×)提示:④由磷酸、脱氧核糖和胞嘧啶组成,但不是胞嘧啶脱氧核苷酸,因为①磷酸不属于该核苷酸。(4)图2中DNA一条链上相邻的G和C通过氢键连接。(×)提示:图2中DNA一条链上相邻的G和C通过“—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—”连接。(5)若图2中亲代DNA用15N标记,置于14N培养液中连续复制3次,含14NDNA占3/4。(×)提示:复制后子代DNA都含14N。[基础回顾](1)绝大多数生物的遗传物质为DNA,少数生物的遗传物质为RNA,即DNA是主要的遗传物质。(2)DNA复制过程相关归纳①一种方式:半保留复制。②两种特点:半保留复制、边解旋边复制。③三个场所:主要场所为细胞核,此外还可能为线粒体、叶绿体。④四种条件:模板——[思维拓展](1)DNA是细胞内携带遗传信息的物质,它的信息容量非常大,原因是组成DNA的脱氧核苷酸虽然只有四种,但数量很多,故DNA中脱氧核苷酸的排列顺序极其多样化。(2)DNA复制的起点是多个(填“一个”或“多个”),这种复制方式的意义是提高了复制速率。(3)R型肺炎双球菌转化成S型肺炎双球菌的机理是S型菌的DNA与R型菌的DNA发生了基因重组。(4)在证明烟草花叶病毒的遗传物质是RNA的实验中,能否利用噬菌体侵染细菌实验的操作过程?请说明理由。提示:不能。因为烟草花叶病毒只能寄生在烟草细胞中,而不能寄生在细菌细胞中。围绕探索遗传物质的经典实验考查理解能力[典例引领1](2021·全国乙卷)在格里菲思所做的肺炎双球菌转化实验中,无毒性的R型活细菌与被加热杀死的S型细菌混合后注射到小鼠体内,从小鼠体内分离出了有毒性的S型活细菌。某同学根据上述实验,结合现有生物学知识所做的下列推测中,不合理的是(D)型菌相比,S型菌的毒性可能与荚膜多糖有关型菌的DNA能够进入R型菌细胞指导蛋白质的合成型菌使其蛋白质功能丧失而DNA功能可能不受影响型菌的DNA经DNA酶处理后与R型菌混合,可以得到S型菌[解题思路][模拟训练1](2021·河北太原模拟)噬藻体是侵染蓝藻的DNA病毒,其增殖过程与噬菌体类似。某兴趣小组进行了下面的实验:①标记噬藻体→②噬藻体与蓝藻混合培养→③搅拌、离心→④检测放射性。下列叙述错误的是(D)35S或32P的蓝藻,以及既不含35S也不含32P的蓝藻32P的培养基培养蓝藻,再用此蓝藻培养噬藻体C.步骤③可让噬藻体(外壳)和蓝藻分开,使噬藻体(外壳)和蓝藻分别存在于上清液和沉淀物中D.侵染蓝藻的噬藻体利用自身的脱氧核苷酸和氨基酸为原料,合成子代噬藻体在标记噬藻体时,需要分别利用含35S或32P的蓝藻,又因检测放射性时不能区分是何种元素,所以要利用既不含35S也不含32P的蓝藻;因为噬藻体必须用蓝藻培养,所以标记噬藻体应先标记蓝藻;搅拌可以使噬藻体(外壳)和蓝藻分离,离心使上清液中析出噬藻体(外壳),沉淀物中留下被侵染的蓝藻;噬藻体合成DNA和蛋白质的原料均来自蓝藻而不是自身的脱氧核苷酸和氨基酸。围绕DNA的结构及复制考查综合运用能力[典例引领2](2017·海南卷)DNA分子的稳定性与碱基对之间的氢键数目有关。下列关于生物体内DNA分子中A+TG+C与A+C列不同的双链DNA分子,后一个比值不同B.前一个比值越大,双链DNA分子的稳定性越高C.当两个比值相同时,可判断这个DNA分子是双链D.经半保留复制得到的DNA分子,后一个比值等于1[解题思路][模拟训练2](2021·安徽六安模拟)下列有关真核细胞中DNA分子复制的叙述,正确的是(C)B.因为DNA复制有精确的模板并遵循碱基互补配对原则,所以遗传信息传递一定不会出现差错C.DNA解旋酶破坏碱基对间的氢键,DNA聚合酶形成磷酸二酯键D.复制过程中先全部解旋,再进行半保留复制根据碱基互补配对原则可推测,复制形成的子代DNA分子中腺嘌呤数量一定等于胸腺嘧啶的数量;因为DNA复制有精确的模板并遵循碱基互补配对原则,所以遗传信息传递一般不会出现差错,但不绝对;解旋酶能破坏碱基对间的氢键,而DNA聚合酶催化形成磷酸二酯键;DNA分子复制是边解旋边复制。热点二基因表达与中心法则图1与图2表示细胞内的两种生理过程,图3为中心法则图解,a～e表示相关生理过程。据图判断下列叙述的正误。(1)图1表示转录,该过程发生时模板与产物间有氢键的形成与断裂。(√)(2)图2表示翻译,该过程发生时起始密码子决定的是a氨基酸。(√)(3)图1所示过程与图2所示过程中发生的碱基配对方式不完全相同。(√)(4)图1所示过程中酶的移动方向与图2所示过程中核糖体的移动方向不同。(×)提示:图1所示过程中酶的移动方向是从左向右,图2所示过程中核糖体的移动方向也是从左向右。(5)图3中d过程只能在细胞分裂时进行。(×)提示:图3中d过程表示翻译,不发生分裂的细胞中也能发生。(6)图3中能发生碱基互补配对的只有a、b、c。(×)提示:中心法则各过程都可发生碱基互补配对。(7)图3中c和e过程都只能发生在RNA病毒中,且都用到逆转录酶(×)提示:c过程用到RNA复制酶,e过程用到逆转录酶。(8)图3中的中心法则所有过程均需在细胞内发生。(√)[基础回顾](1)图1、图2所示过程所需的条件项目图1过程图2过程模板DNA中的一条链mRNA原料四种核糖核苷酸氨基酸酶RNA聚合酶多种酶能量ATP提供特殊工具tRNA(2)遗传信息流动过程(填图3中相应字母)①不能分裂的细胞(如神经细胞):b、d。②能分裂的细胞(如根尖分生区细胞):a、b、d。③DNA病毒(如噬菌体):a、b、d。④复制型RNA病毒(如新型冠状病毒):c、d。⑤逆转录型病毒(如艾滋病病毒):e、a、b、d。(3)图2过程中,少量的mRNA分子可以迅速合成出大量的蛋白质的原因是一个mRNA分子上可以相继结合多个核糖体,同时进行多条肽链的合成。[思维拓展](1)人体不同组织细胞的相同DNA分子,进行图1过程时启用的起始点不完全相同(填“都相同”“都不同”或“不完全相同”),其原因是不同组织细胞中基因进行选择性表达。(2)某种致癌的RNA病毒是逆转录病毒,其体内有(填“有”或“没有”)逆转录酶。若有,该酶是怎么产生的?若无,说明理由:逆转录酶是在宿主细胞内利用宿主细胞的成分合成的。围绕遗传信息的转录和翻译考查理解能力及获取信息能力[典例引领1](2020·全国Ⅲ卷)细胞内有些tRNA分子的反密码子中含有稀有碱基次黄嘌呤(I),含有I的反密码子在与mRNA中的密码子互补配对时,存在如图所示的配对方式(Gly表示甘氨酸)。下列说法错误的是(C)分子由两条链组成,mRNA分子由单链组成中的碱基改变不一定造成所编码氨基酸的改变[解题思路][模拟训练1](2021·河北卷)关于基因表达的叙述,正确的是(C)B.DNA双链解开,RNA聚合酶起始转录、移动到终止密码子时停止转录C.翻译过程中,核酸之间的相互识别保证了遗传信息传递的准确性D.多肽链的合成过程中,tRNA读取mRNA上全部碱基序列信息绝大多数生物的遗传物质是DNA,其RNA和蛋白质均由DNA编码,但也有某些病毒的遗传物质是RNA,部分RNA病毒可直接以RNA作为模板合成RNA和蛋白质;RNA聚合酶催化转录过程,从启动子开始启动转录,到终止子结束,终止密码子存在于mRNA上;翻译过程中,mRNA与tRNA的碱基互补配对,从而保证遗传信息传递的准确性;多肽链的合成过程中,核糖体读取mRNA上的密码子。终止子≠终止密码子(1)存在位置不同:终止子位于基因上,终止密码子位于mRNA上。(2)功能不同:终止子是终止转录过程,终止密码子是终止翻译过程。围绕中心法则考查综合运用能力[典例引领2](2020·全国Ⅲ卷)关于真核生物的遗传信息及其传递的叙述,错误的是(B)A.遗传信息可以从DNA流向RNA,也可以从RNA流向蛋白质[解题思路][模拟训练2](2021·北京房山区模拟)1957年克里克提出“中心法则”,此后几年科学家们不断重申中心法则的重要性并完善了中心法则(如图)。下列有关叙述不正确的是(A)A.①②过程都需要DNA聚合酶的参与B.①～⑤过程均遵循碱基互补配对原则C.②和⑤过程在大肠杆菌细胞中可以同时进行D.①②⑤过程所需的原料依次是脱氧核苷酸、核糖核苷酸和氨基酸①过程需要DNA聚合酶的参与,②过程需要RNA聚合酶的参与;图中所有过程都遵循碱基互补配对原则;②是将DNA中遗传信息传递给RNA,为转录过程,⑤是将RNA中遗传信息翻译成氨基酸序列的过程,即翻译过程,大肠杆菌细胞为原核细胞,有核糖体,没有细胞核,转录和翻译可同时进行;①过程是DNA复制,产物为DNA,需要的原料是脱氧核苷酸,②过程是转录,产物为RNA,需要的原料是核糖核苷酸,⑤过程是翻译,产物是蛋白质,需要的原料是氨基酸。三个方面巧判中心法则五过程(1)从模板分析:①如果模板是DNA,生理过程可能是DNA复制或转录;②如果模板是RNA,生理过程可能是RNA复制、逆转录或翻译。(2)从原料分析:①如果原料为脱氧核苷酸,产物一定是DNA,生理过程可能是DNA复制或逆转录;②如果原料为核糖核苷酸,产物一定是RNA,生理过程可能是转录或RNA复制;③如果原料为氨基酸,产物一定是蛋白质(或多肽),生理过程是翻译。(3)从产物分析:①如果产物为DNA,生理过程可能是DNA复制或逆转录;②如果产物为RNA,生理过程可能是RNA复制或转录;③如果产物是蛋白质(或多肽),生理过程是翻译。1.(2021·河北衡水模拟)某科研小组为探究某病毒的遗传物质是DNA还是RNA,设置了甲、乙两组实验。其中甲组将该病毒的核酸提取物和DNA酶混合后注射到活细胞中。下列有关说法错误的是(C)A.活细胞的作用是培养该病毒,为病毒的增殖提供原料等C.若遗传物质是RNA,则甲组活细胞中无病毒出现,乙组活细胞中有病毒出现病毒需要在宿主细胞中进行增殖,实验中活细胞的作用是培养病毒,为病毒的增殖提供原料等;根据题意,甲组与乙组应该是分别用DNA酶和RNA酶与该病毒的核酸提取物混合,因此乙组中需要将该病毒的核酸提取物和RNA酶混合后注射到活细胞中;如果遗传物质是RNA,则甲组DNA酶不会催化遗传物质的水解,因此活细胞中会出现该病毒,乙组的遗传物质被RNA酶催化水解,因此乙组活细胞中没有该病毒;该实验的理论依据是酶具有专一性和生物的性状是由遗传物质控制的。2.(2021·湖北宜昌二模)某科研小组利用电子显微镜研究DNA的复制时,根据观察到的现象绘制出如图所示结果,下列相关叙述正确的是(B)A.图中的“标记”最可能指放射性同位素35SB.由图可知,DNA进行双向复制C.已知复制起点中氢键较少,所以该部位中G和C较多D.若将复制起点彻底水解,可获得4种化合物DNA不含S,不可能用放射性同位素35S标记;由题图可知,两端密度较高,说明DNA可进行双向复制;G和C之间形成三个氢键,复制起点中氢键较少,所以该部位中A和T较多;复制起点彻底水解,能得到A、T、G、C、磷酸、脱氧核糖6种化合物。3.(2021·安徽芜湖检测)某细胞中有关物质合成如图所示,①～⑤表示生理过程,Ⅰ、Ⅱ表示结构或物质。据图分析正确的是(C)B.物质Ⅱ是DNA,含有两个游离的磷酸基团C.①④为不同生理过程,但其遗传信息的传递遵循中心法则D.③⑤为同一生理过程,所用密码子的种类和数量一定相同根据核糖体上肽链的长短可知,图示翻译过程中核糖体从右到左认读mRNA上的密码子;物质Ⅱ是环状DNA,不含游离的磷酸基团;①为DNA的复制过程,④为转录过程,二者遗传信息的传递都遵循中心法则;③⑤均为翻译过程,由于两个过程中用于翻译的模板不同,翻译的蛋白质不同,故所用密码子的种类可能相同,但数量一般不同。4.(2021·四川绵阳一模)将不含标记的大肠杆菌(拟核DNA呈环状,共含有m个碱基,其中有a个胸腺嘧啶)放在含有32P—胸腺嘧啶脱氧核苷酸的培养基中培养一段时间,检测到如图Ⅰ、Ⅱ两种类型的DNA(虚线表示含有放射性的脱氧核苷酸链)。回答下列问题。(1)能与大肠杆菌拟核DNA相结合的蛋白质有、等。

(2)大肠杆菌拟核DNA第三次复制产生的Ⅰ、Ⅱ两种类型子代DNA的比例为,复制n次需要胞嘧啶的数目是。

(3)一个大肠杆菌拟核DNA可转录形成多种mRNA,原因是

。

(4)一个没有放射性同位素标记的噬菌体侵染32P标记的大肠杆菌,释放出的子代噬菌