新课标高考生物冲刺复习专题10遗传的分子基础.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,专题,10,遗传的分子基础,考点1人类对遗传物质的探索历程,一、肺炎双球菌的转化实验,1.格里菲思的体内转化实验,(1)实验材料:S型和R型肺炎双球菌、小鼠。,知识清单,S型细菌,R型细菌,菌落,光滑,粗糙,菌体,有,多糖类荚膜,无,多糖类荚膜,毒性,有,毒性,使小鼠患败血病死亡,无,毒,(2)实验过程及结果:,(3)结论:加热杀死的S型细菌中含有某种,转化因子,使R型活细菌转化为S型活细菌。,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还是蛋白质或多糖?,(3)实验过程及结果:,(4)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,即DNA是遗传物质,而蛋白,质不是遗传物质。,知能拓展(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:在加热杀死S型细菌的过程中,其蛋白质变性失活,但,是其内部的DNA在加热结束后随温度的降低又逐渐恢复活性。,二、噬菌体侵染细菌的实验,1.实验材料:噬菌体和大肠杆菌等。,(1)噬菌体的结构,(2)噬菌体的复制式增殖,增殖需要的条件,内容,模板,噬菌体,的DNA,合成噬菌体DNA的原料,大肠杆菌,提供的四种脱氧核苷酸,合成噬菌,体蛋白质,原料,大肠杆菌的氨基酸,场所,大肠杆菌的核糖体,2.实验方法:,放射性同位素标记,法。,3.实验过程及结果,(1)标记噬菌体,(2)噬菌体侵染细菌,4.实验结果分析,(1)噬菌体侵染细菌时,DNA,进入细菌细胞中,而,蛋白质外壳,留在外面。,(2)子代噬菌体的各种性状是通过,亲代DNA,遗传的。,5.结论:,DNA,是遗传物质。,6.噬菌体侵染细菌实验中上清液和沉淀物放射性分析,(1),32,P噬菌体侵染大肠杆菌,(2),35,S噬菌体侵染大肠杆菌,三、肺炎双球菌体外转化实验和噬菌体侵染细菌实验的比较,肺炎双球菌体外转化实验,噬菌体侵染细菌实验,设计思路,设法将DNA与其他物质分开,单独、直接研究它们各自不同的遗传功能,处理方法,直接分离:分离S型菌的DNA、多糖、蛋白质等,分别与R型菌混合培养,同位素标记法:分别用同位素,35,S、,32,P标记蛋白质和DNA,结论,证明DNA是遗传物质,而蛋白质不是遗传物质,说明了遗传物质可发生可遗传的变异,证明DNA是遗传物质,但不能证明蛋白质不是遗传物质,说明DNA能控制蛋白质的合成,说明DNA能自我复制,例1,(2016四川成都七中第一次月考,21)下列有关DNA是主要遗传物质的相关实验,叙述正确,的是,(),A.加入S型菌DNA和R型菌的培养基中,一段时间后只存在表面光滑的菌落,B.格里菲思的实验证明转化因子是DNA,C.艾弗里和赫尔希、蔡斯都设法把DNA与蛋白质分开,研究各自的效应,D.艾弗里的实验证明DNA是遗传物质,噬菌体侵染细菌的实验证明DNA是主要的遗传物质,解析,加入S型菌DNA和R型菌的培养基中,一段时间后,部分R型细菌转化成S型细菌,所以培养,基中同时存在表面光滑的菌落和表面粗糙的菌落,A错误;格里菲思的实验证明在被加热杀死的,S型细菌中,存在转化因子,但没有证明转化因子是DNA,B错误;艾弗里的实验和噬菌体侵染细菌,实验都证明DNA是遗传物质,D错误。,答案,C,四、DNA是主要的遗传物质,1.不同生物的遗传物质,生物类型,病毒,原核生物,真核生物,体内核酸种类,DNA或RNA,DNA和RNA,DNA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RNA,DNA,DNA,实例,噬菌体或烟草花叶病毒,乳酸菌、蓝藻,玉米、小麦、人,2.DNA是主要的遗传物质:真核生物与原核生物的遗传物质是DNA,病毒的遗传物质是DNA或,RNA。生物界绝大多数的生物的遗传物质是DNA,只有极少数生物的遗传物质是RNA,因而,DNA是主要的遗传物质。,考点2DNA的结构与复制,一、DNA分子结构,1.DNA双螺旋模型构建者:沃森和克里克。,2.DNA双螺旋结构的形成过程,3.DNA的双螺旋结构内容,(1)DNA由,两,条脱氧核苷酸链组成,这些链按,反向平行,方式盘旋成双螺旋结构。,(2)外侧:,脱氧核糖,和,磷酸,交替连接构成基本骨架。,(3)内侧:两链碱基通过氢键连接成,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)。,4.DNA分子结构特点,(1),多样,性,具,n,个碱基对的DNA具有4,n,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,如两条主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,。,例2,(2016山东德州重点中学月考,31)真核细胞中DNA复制如下图所示,下列表述错误的是,(),A.多起点双向复制能保证DNA复制在短时间内完成,B.每个子代DNA都有一条核苷酸链来自亲代,C.复制过程中氢键的破坏和形成都需要DNA聚合酶的催化,D.DNA分子的准确复制依赖于碱基互补配对原则,解析,复制过程中氢键的破坏需要解旋酶的催化,但氢键的形成不需要酶的催化,C错误。,答案,C,考点3基因的表达,一、基因是有遗传效应的DNA片段,二、基因的表达,1.RNA的结构与种类,2.转录,(1)场所:主要是,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:,信使RNA、核糖体RNA、转运RNA,。,3.翻译,(1)场所或装配机器:,核糖体,。,(2)条件,(3)过程,(4)产物:多肽,蛋白质,例3,(2016河南中原名校第一次联考,23)关于如图所示生理过程的叙述,正确的是,(),A.物质1上的三个相邻碱基叫做密码子,B.该过程需要mRNA、tRNA、rRNA参与,C.多个结构1共同完成一条物质2的合成,D.结构1读取到AUG时,物质2合成终止,解析,物质,1,是,mRNA,物质,2,是多肽,结构,1,是核糖体。,mRNA,上决定氨基酸的三个相邻碱基是,密码子,;,每个核糖体独立完成一条多肽链的合成,;,据多肽链长短可知核糖体的移动方向是从左向,右,所以核糖体读取到,UAA,时,肽链合成终止。,答案,B,三、基因对性状的控制,1.中心法则,(1)提出者:,克里克,。,(2)补充后的内容图解:,。,(3)不同类型生物的中心法则,以DNA为遗传物质的生物遗传信息的传递,具有RNA复制功能的RNA病毒(如烟草花叶病毒)。,具有逆转录功能的RNA病毒(如艾滋病病毒)。,2.基因对性状的控制方式,(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。,题型1分析推断类分析判断噬菌体侵染细菌标记问题与中心法则问题,1.“两看法”解答噬菌体侵染细菌标记问题,题型突破,“一看”模板,“二看”原料,“三看”产物,生理过程,DNA,脱氧核苷酸,DNA,DNA复制,核糖核苷酸,RNA,转录,RNA,脱氧核苷酸,DNA,逆转录,核糖核苷酸,RNA,RNA复制,氨基酸,蛋白质(或多肽),翻译,2.“三步法”判断中心法则各过程,1.,噬菌体侵染细菌实验中不可忽视的三个易错结论,(1),噬菌体侵染细菌的实验证明了,DNA,是遗传物质,但是没有证明蛋白质不是遗传物质。,(2),含放射性标记的噬菌体不能用培养基直接培养,因为病毒营专性寄生生活,故应先培养细菌,再用细菌培养噬菌体。,(3),因噬菌体蛋白质含有,DNA,没有的特殊元素,S,所以用,35,S,标记蛋白质,;,噬菌体,DNA,含有蛋白质,没有的元素,P,所以用,32,P,标记,DNA;,因,DNA,和蛋白质都含有,C,、,H,、,O,、,N,元素,所以此实验不能标记,C,、,H,、,O,、,N,元素。,2.辨析复制、转录和翻译过程中的三个易错点,(1)DNA复制的模板是两条DNA单链,转录的模板是解旋的一条DNA链。,(2)mRNA直接决定氨基酸的排列顺序,DNA间接决定氨基酸的排列顺序。,(3)原核生物的转录、翻译同时同地进行,边转录边翻译;真核生物在细胞核中转录,在细胞质中,翻译,先转录后翻译。,例1,(2016山西忻州一中第一次月考,24)如果用,32,P、,35,S、,15,N标记噬菌体后,让其侵染细菌,在产,生的子代噬菌体组成结构中,能够找到的放射性元素为(),A.可在外壳中找到,35,S、,15,N,B.可在DNA中找到,32,P、,15,N,C.可在外壳中找到,32,P、,15,N,D.可在DNA中找到,32,P、,35,S、,15,N,思路导引,解析,用,32,P、,35,S、,15,N标记噬菌体后,亲代噬菌体的DNA中含有,32,P、,15,N,蛋白质外壳中含,35,S、,1,5,N。在噬菌体侵染细菌过程中,噬菌体外壳留在外面,DNA进入细菌。子代噬菌体的蛋白质外,壳完全以细菌体内的氨基酸为原料合成,无放射性,A、C错误;DNA半保留复制的结果是子代,DNA只有一部分含有亲代链(含,32,P、,15,N),B正确;DNA中不含有S元素,D错误。,答案,B,1-1,(2016山东淄博一中期中,27)如图表示生物体内遗传信息的传递和表达的过程。下列有关,叙述错误的是,(),A.过程均可发生在同一细胞的细胞核内,B.过程均可在线粒体、叶绿体中进行,C.过程均可发生在某些病毒体内,D.均遵循碱基互补配对原则,答案,C,解析,DNA复制和转录过程均可发生在同一细胞的细胞核内,A正确;转录和翻译过程均可在线,粒体、叶绿体中进行,B正确;病毒营寄生生活,逆转录过程或其RNA复制过程发生在宿主细胞,内,C错误;中心法则中的几个过程均遵循碱基互补配对原则,D正确。,1-2,(2015辽宁沈阳二中期中,23)如图所示,下列有关叙述不正确的是,(),A.甲是DNA,乙为RNA,此过程要以甲为模板,酶为RNA聚合酶,B.甲是DNA,乙为DNA,此过程要以甲为模板,酶为DNA聚合酶,C.甲是RNA,乙为DNA,此过程为转录,原料为脱氧核苷酸,D.甲是RNA,乙为蛋白质,此过程为翻译,原料为氨基酸,答案,C,解析,根据图示,若甲是DNA,乙为RNA,则此过程表示转录,需要以甲为模板,酶为RNA聚合酶,A正确;若甲是DNA,乙为DNA,则此过程表示DNA复制,需要以甲为模板,酶为DNA聚合酶,B正,确;若甲是RNA,乙为DNA,则此过程为逆转录,原料为脱氧核苷酸,C错误;若甲是RNA,乙为蛋白,质,则此过程为翻译,原料为氨基酸,D正确。,题型2图形分析类图析遗传信息的传递与表达,1.解读两种DNA结构模型,(1)由图1可解读以下信息:,(2)图2是图1的简化形式,其中是磷酸二酯键,是氢键。解旋酶作用于部位,限制性核酸内,切酶和DNA连接酶作用于部位。,2.图说两种翻译模型,(1)图甲翻译模型分析,、分别为tRNA、核糖体、mRNA、多肽链。,一个核糖体与mRNA的结合部位形成2个tRNA结合位点。,翻译起点:起始密码子决定的是甲硫氨酸或缬氨酸。,翻译终点:识别到终止密码子(不决定氨基酸)翻译停止。,翻译进程:核糖体沿着mRNA移动,mRNA不移动。,(2)图乙翻译模型分析,图乙中,1、2、3分别为mRNA、核糖体、多肽链。,数量关系:一个mRNA可同时结合多个核糖体,形成多聚核糖体。,目的意义:以少量的mRNA分子为模板可以迅速合成大量的蛋白质。,方向:从左向右,判断依据是多肽链的长短,长的翻译在前。,结果:合成多个氨基酸序列完全相同的多肽,因为模板mRNA相同。,1.辨析遗传信息、密码子与反密码子,2.常考的与密码子有关的易混点,(1)每种氨基酸对应一种或几种密码子,可由一种或几种tRNA转运。,(2)一种密码子只能决定一种氨基酸,一种tRNA只能转运一种氨基酸。,遗传信息,密码子,反密码子,存在,位置,在DNA上,是基因中脱氧核苷酸的排列顺序,在RNA上,是mRNA上决定1个氨基酸的3个相邻碱基,在tRNA上,是与密码子互补配对的3个碱基,作用,间接决定蛋白质中氨基酸的排列顺序,直接决定蛋白质分子中氨基酸的排列顺序,与mRNA上组成密码子的3个碱基互补,以确定氨基酸在肽链上的位置,对应,关系,(3)密码子有64种,其中终止密码子有3种,决定氨基酸的密码子有61种,故反密码子有61种。,例2,(2016黑龙江牡丹江一中期末,25)下图所示为真核细胞中遗传信息的传递和表达过程。相,关叙述正确的是,(),A.过程中碱基配对情况相同,B.过程发生的场所相同,C.过程所需要的酶相同,D.过程中核糖体的移动方向是由左向右,思路导引,解析,分析图形可知,是DNA复制,是转录,两者碱基配对情况不完全相同,A错误;是翻译,场所是核糖体,在真核细胞中,过程发生的场所是细胞核或线粒体或叶绿体,B错误;过程,所需要的酶不同,DNA复制过程需要解旋酶和DNA聚合酶,转录需要RNA聚合酶,C错误;由肽链,的长短可判断出过程中核糖体的移动方向是由左向右,D正确。,答案,D,2-1,(2015山东临沂重点中学联考,48)图甲所示为基因表达过程,图乙为中心法则,表示生,理过程。下列叙述正确的是,(),A.图甲所示过程需要多种酶参与,是染色体DNA上的基因表达过程,B.图乙所示过程均需要核苷酸为原料,C.图甲所示过程为图乙中的过程,D.图乙中涉及碱基A与U之间配对的过程为,答案,D,解析,图甲为边转录边翻译过程,为原核生物所特有,原核生物无染色体,A错误,图乙中为,DNA的复制,为转录,为翻译,为RNA复制,为逆转录,图乙所示过程需要核苷酸和氨基酸,为原料,B错误;图甲所示过程为图乙中的过程,C错误;图乙中为DNA的复制无碱基A与U,之间的配对,D正确。,题型3数量计算类遗传信息传递与表达过程中的数量计算,1.“归纳法”求解DNA分子中的碱基数量,(1)在DNA双链中嘌呤总数与嘧啶总数相同,即A+G=T+C。,(2)互补碱基之和的比例在任意一条链及整个DNA分子中都相同,即若在一条链中,=,m,在互,补链及整个DNA分子中,=,m,。,(3)非互补碱基之和的比例在两条互补链中互为倒数,在整个DNA分子中为1,即若在DNA一条链,中,=,a,则在其互补链中,=,而在整个DNA分子中,=1。,2.“图解法”分析DNA复制相关计算,(1)将含有,15,N的DNA分子放在含有,14,N的培养基上培养,复制,n,次,则,子代DNA共2,n,个,脱氧核苷酸链共2,n,+1,条,(2)DNA复制中消耗的脱氧核苷酸数,若一亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸,m,个,经过,n,次复制需要消耗该种脱氧核苷酸数为,m,(2,n,-1)。,第,n,次复制所需该种脱氧核苷酸数为,m,2,n,-1,。,3.中心法则的相关计算规律,在不考虑非编码区和内含子及终止密码的条件下,转录、翻译过程中DNA(基因)碱基数mR-,NA碱基数多肽链氨基酸数=631,参考图解如下:,例3,(2016浙江选考,24)某双链DNA分子含有200个碱基对,其中一条链上ATGC=1,234。下列关于该DNA分子的叙述,错误的是,(),A.共有140个鸟嘌呤脱氧核苷酸,B.4种碱基的比例为ATGC=3377,C.若该DNA分子中的这些碱基随机排列,可能的排列方式共有4,200,种,D.若连续复制两次,则需180个游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸,思路导引,解析,双链DNA分子含有200个碱基对,说明每条链含有200个碱基。其中一条链上ATG,C=1234,则该链中A、T、G、C分别为20个、40个、60个、80个。依碱基互补配对原则,两条链上互补的碱基相等,则在该DNA分子中,C=G=140,A=T=60。故该DNA分子共有140个鸟,嘌呤脱氧核苷酸,A正确;该DNA分子中4种碱基的比例为ATGC=6060140140=3,377,B正确;该DNA分子碱基可能的排列方式小于4,200,种,C错误;若连续复制两次,则需游离的,胸腺嘧啶脱氧核苷酸数为(2,2,-1),60=180,D正确。,答案,C,3-1,(2016山西忻州一中第一次月考,23)用,15,N标记某细菌中的DNA分子,然后又将普通的,14,N来,供给这种细菌,于是该细菌便用,14,N,来合成,DNA,假设该细菌在,14,N,的培养基上连续分裂三次,在产,生的新,DNA,分子中含,15,N,的,DNA,与只含,14,N,的,DNA,的比例是,(,),A.13,B.12,C.11,D.17,答案,A,解析,根据,DNA,半保留复制原则,复制三次可得,8,个,DNA,分子,其中,2,个同时含有,14,N,和,15,N,另外,6,个只含有,14,N,所以新,DNA,分子中含,15,N,的,DNA,与只含,14,N,的,DNA,的比例是,13,。,3-2,(2016江苏徐州期中调研,17)一个双链均被,32,P标记的DNA由5 000个碱基对组成,其中腺嘌,呤占20%,将其置于只含,31,P的环境中复制3次。下列叙述错误的是,(),A.该DNA分子的特异性与碱基对的排列顺序有关,B.复制过程需要2.4,10,4,个游离的胞嘧啶脱氧核苷酸,C.子代DNA分子中含,32,P的单链与含,31,P的单链数目之比为17,D.子代DNA分子中含,32,P与只含,31,P的分子数目之比为13,答案,B,解析,由题可知,该DNA分子中胞嘧啶占30%,则该DNA复制3次需要消耗游离的胞嘧啶脱氧核,苷酸数=10 000,30%,(2,3,-1)=2.1,10,4,B错误。,