2011届高中生物二轮复习_第一讲_遗传的物质基础

专题四:遗传、变异和进化第一讲：遗传的物质基础专题四遗传、变异和进化第一讲遗传的物质基础主干知识回扣一、基因的本质1．DNA是主要的遗传物质DNA是遗传物质的实验证据(绝大多数生物)格里菲思转化实验——结论：艾弗里转化实验——结论：噬菌体侵染细菌实验过程结论：DNA是遗传物质用35S标记噬菌体用32P标记噬菌体与细菌混合与细菌混合上清液中沉淀物中上清液中沉淀物中实验思想：搅拌离心搅拌离心加热杀死的S型细菌中含有转化因子DNA是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质放射性高放射性很低放射性很低放射性高将DNA和蛋白质等分开，直接地、单独地去观察DNA和蛋白质等的作用RNA也是遗传物质——烟草花叶病毒侵染实验（少数生物）训练1(2010·江苏卷，4)探索遗传物质的过程是漫长的，直到20世纪初期，人们仍普遍认为蛋白质是遗传物质。当时人们作出判断的理由不包括()A．不同生物的蛋白质在结构上存在差异B．蛋白质与生物的性状密切相关C．蛋白质比DNA具有更高的热稳定性，并且能够自我复制D．蛋白质中氨基酸的不同排列组合可以贮存大量遗传信息C训练1.训练2某研究人员模拟肺炎双球菌转化实验，进行了以下4个实验：①R型细菌的DNA+DNA酶→加入加热杀死的S型细菌→注射入小鼠②S型细菌的DNA+DNA酶→加入R型细菌→注射入小鼠③R型细菌+DNA酶→高温加热后冷却→加入加热杀死的S型细菌的DNA→注射入小鼠④S型细菌+DNA酶→高温加热后冷却→加入R型细菌的DNA→注射入小鼠以上4个实验中小鼠存活的情况依次是()A．死亡，存活，存活，存活B．死亡，死亡，存活，存活C．存活，存活，存活，存活D．死亡，存活，存活，死亡C训练2.3.下列关于科学实验及方法的叙述正确的是A．在探究遗传物质的实验中，格里菲思对DNA和蛋白质等大分子进行了分离B．沃森和克里克研究DNA分子结构时，运用了建构物理模型的方法C．孟德尔杂交实验中的测交是提出假说的基础D．萨顿借助类比推理得出的结论“基因在染色体上”经实验证明是科学的BD(双选)训练4.对某一噬菌体的DNA用32P标记，对细菌的氨基酸用15N标记，让已标记的噬菌体去侵染已标记的细菌，最后释放出200个噬菌体，则下列说法正确的是(双选)A．全部噬菌体都有标记的32PB．2个噬菌体含32PC．全部噬菌体都含15ND．2个噬菌体含15NBC2．DNA分子的结构：规则的双螺旋结构两条脱氧核苷酸长链平行盘旋而成外侧的基本骨架由和交替连接而成，碱基排列于内侧两条长链上的碱基通过氢键，按，形成碱基对(A与T，G与C)3．DNA分子的复制概念：以亲代DNA分子为模板合成子代DNA分子的过程时间：场所：主要在中过程：解旋→合成子链→形成子代DNA分子条件：、、酶(解旋酶、DNA聚合酶等)、特点：、结果：1个DNA→2个子代DNA意义：使遗传信息从亲代传给子代，保持遗传信息的连续性为复制提供了精确的模板保证了复制准确无误遗传信息：本质：基因是有的DNA片段保障4．基因的本质反向脱氧核糖磷酸碱基互补配对原则有丝分裂间期或减数第一次分裂间期细胞核模板原料能量边解旋边复制半保留复制独特的双螺旋结构碱基互补配对基因中4种碱基的排列顺序遗传效应二、基因的表达1．基因指导蛋白质的合成过程转录场所：(主要)模板：DNA片段(基因)的一条链原料：酶：RNA聚合酶等产物：RNA翻译场所：(主要)模板：mRNA原料：碱基与氨基酸之间的关系：3个相邻碱基(1个密码子)决定一种氨基酸搬运工：tRNA(有反密码子)产物：蛋白质(肽链)中心法则(信息流)：细胞核四种游离的核糖核苷酸细胞质中的核糖体20种氨基酸2．基因对性状的控制控制相互作用单基因对性状的控制：代谢生物体的性状基因与基因与基因与生物体的性状控制控制控制酶蛋白质的结构基因基因产物环境基因•右下图为真核细胞DNA复制过程模式图，请据图回答：(1)DNA的合成方向总是从子链的___端向____端延伸。(2)此细胞中DNA复制的场所是_____________________________________；如图甲所示DNA为人类白化病基因片段，在复制完成后，乙、丙分开的时期为_________或_________。(3)利用PCR扩增目的基因时，与图甲比，所用酶的不同之处是_____________________________•(1)5′3′•(2)细胞核、线粒体和叶绿体有丝分裂后期减数第二次分裂后期•(3)不需要解旋酶，需要TaqDNA聚合酶•下图为生物体内遗传信息的传递与表达过程。据图回答：（1）比较图一与图二，所需要的条件除_____不同之外，______和_____也不同。（2）与图一中A链相比，C链特有的化学组成是_______和________。（3）图三所示是遗传信息传递和表达的规律，被命名为__________。其中可在人体正常细胞内发生的过程有___________。(填序号)（4）图四中Bt为控制晶体蛋白合成的基因，将Bt基因导入棉花细胞时，为避免基因转移影响其他植物，一般不会将该基因转入到棉花细胞的中，d过程对应于图三中_____过程(填序号)。活化的毒性物质应是一种__________分子。•（1）模板酶原料（2）核糖尿嘧啶（3）中心法则①、③、⑤（4）细胞核③、⑤多肽二、双项选择题7．下图为原核细胞中转录、翻译的示意图。据图判断，下列描述中正确的是()A．图中表示4条多肽链正在合成B．转录尚未结束，翻译即已开始C．多个核糖体共同完成一条多肽链的翻译D．一个基因在短时间内可表达出多条多肽链BD训练5.(双选)考点三基因的本质及遗传信息的传递1．基因及其功能(1)本质：基因是有“遗传效应”的DNA片段(遗传效应是指基因能转录并翻译为蛋白质)。(2)功能①通过复制传递遗传信息。②通过转录、翻译表达遗传信息。③其碱基对的排列顺序代表遗传信息，从而使基因有贮存遗传信息的作用。④可发生基因突变、基因重组，从而产生可遗传的变异。考点二.(3)基因控制生物性状的途径(4)基因与性状的数量关系一个基因控制共同控制一种或多种性状多个基因一种性状2．遗传信息、密码子、反密码子的区别与联系比较项目位置数量关系遗传信息DNA不同DNA中数量不同DNA两条链上的碱基互补配对密码子mRNA64种(3种终止密码子，61种决定氨基酸的密码子)与DNA模板链上的碱基互补配对(T被U取代)反密码子tRNA61种(理论上)与mRNA上的碱基互补配对训练5回答有关真核细胞中遗传信息及其表达的问题：(1)将同位素标记的尿核苷(尿嘧啶和核糖的结合物)加入细胞培养液中，不久在细胞核中发现被标记的____________、__________、__________。(2)将从A细胞中提取的核酸，通过基因工程的方法，转移到另一种细胞B中，当转入__________时，其遗传信息在B细胞中得到表达并能复制传给下一代，当转入__________时，在B细胞中虽能合成相应的蛋白质，但性状不会遗传。mRNAtRNArRNADNARNA训练6(2010·天津卷，2)根据下表中的已知条件，判断苏氨酸的密码子是()DNA双链TGmRNAtRNA反密码子A氨基酸苏氨酸A.TGUB．UGAC．ACUD．UCU解析密码子是指mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基。根据碱基互补配对原则和DNA上的碱基序列可知，苏氨酸的密码子前两个碱基分别是AC或UG，根据反密码子的碱基序列可知第三个碱基是U，结合选项可知，只有C项正确。解题过程中要注意mRNA上与反密码子中的碱基A配对的碱基是U。C2．(2010·广东卷，4)下列叙述正确的是()A．DNA是蛋白质合成的直接模板B．每种氨基酸仅由一种密码子编码C．DNA复制就是基因表达的过程D．DNA是主要的遗传物质解析蛋白质合成的直接模板是mRNA，A选项错误；组成生物体的氨基酸大约有20种，64种密码子中有61种编码氨基酸，所以每种氨基酸可能有一种或几种密码子编码，B选项错误；基因的表达包括转录与翻译两个过程，不包含DNA复制，C选项错误；除少数RNA病毒外，绝大多数生物的遗传物质为DNA，所以DNA是主要的遗传物质，D选项正确。D训练7.3．为测定氨基酸的密码子，科学家用人工合成的RNA进行蛋白质体外合成实验。若提供的RNA的碱基序列为：ACACACACAC……则可合成苏氨酸和组氨酸交替排列的多聚体；若提供的RNA的碱基序列为：CAACAAACAACAA……则可合成谷氨酰胺或天冬酰胺或苏氨酸的多聚体。据此推测苏氨酸的密码子是()A．ACAB．CACC．CAAD．AAC训练8.8．下图表示生物体内遗传信息的传递和表达过程，下列叙述不正确的是()A．②④过程分别需要RNA聚合酶、逆转录酶B．①②③过程均可在细胞核中进行；④过程发生在某些病毒细胞内C．把DNA放在含15N的培养液中进行①过程，子一代含15N的DNA占50%D．①②③均遵循碱基互补配对原则，但碱基配对的方式不完全相同BC训练10.(双选)应考高分突破选择题抢分技巧——找准选项例1美、以三位科学家因为“核糖体的结构和功能”的研究而获得2009年的诺贝尔化学奖。如图为细菌内核糖体作用的机制(AA代表氨基酸)，下列有关核糖体和细菌的叙述中，正确的是()A．给图示过程提供的遗传信息位于染色体上B．形成②和④的过程中均有水的产生，均由肽键连接着基本单体C．②上的密码子与①上的反密码子、④上的氨基酸在数量上是相等的D．若②中有一个碱基发生改变，则①上的碱基也会发生改变，但其携带的氨基酸可能不变解析依题意可知，图示过程发生在细菌体内，则mRNA中的遗传信息来自细菌体内裸露的DNA分子，并非染色体。肽链由氨基酸脱水缩合形成肽键连接而成，而mRNA是由核糖核苷酸脱水形成磷酸二酯键连接而成的。mRNA上的三个终止密码子没有相应的tRNA存在，故②上的密码子与①上的反密码子、④上的氨基酸在数量上是不相等的。当答案D②中的一个碱基发生改变引起了密码子的改变时，就会引起tRNA上的碱基发生改变，但是当改变后的密码子与原来的密码子决定的是同一种氨基酸时，tRNA携带的氨基酸可能不变。技巧总结遗传信息、密码子、反密码子的区别与联系：遗传信息是指DNA分子中基因上的脱氧核苷酸(或碱基)的排列顺序，密码子是指mRNA上决定一个氨基酸的三个相邻碱基的排列顺序，反密码子是指tRNA一端的三个碱基的排列顺序。DNA(基因)的遗传信息通过转录传递到mRNA上，tRNA一端携带氨基酸，另一端反密码子与mRNA上的密码子(碱基)配对。题型归纳遗传物质基础常见题型：一是DNA与RNA的判定：要看特有碱基，含有T为DNA，含有U为RNA；二是DNA单链与双链的判定：看A－T，G－C是否相等，相等一般是双链，不等则是单链；三是碱基互补配对的一些计算；四是有关DNA复制后含有原来链的DNA分子占复制后DNA分子总数比例的计算。考点二DNA分子的相关计算1．DNA分子结构中相关碱基计算规律比较设其中一条链为H链H链的互补链DNA分子mRNA(以H链为模板)规律(DNA)mmmnnn互补碱基之和的比例在整个DNA及任一条链中都相等a1/a1b1/b1非互补碱基之和的比例在整个DNA分子中为1，在两条互补链中互为倒数CGTAG+CA+TAGTCACG+TAUGCmGCA+UnAG1/UCaAC1/G+Ub2.DNA复制过程中相关计算规律(1)1个DNA分子复制n次，可形成2n个子代DNA分子，其中含最初母链的DNA分子占DNA分子总数的2/2n，即1/2n－1；含有的最初母链占DNA单链总数的2/(2n×2)＝1/2n。(2)在DNA分子复制过程中，若DNA分子含有某碱基a个，则此DNA分子复制n次需要含有该碱基的脱氧核苷酸数为a(2n－1)个；第n次复制需要含有该碱基的脱氧核苷酸数为a·2n－1个。训练3(2010·上海卷，4)细胞内某一DNA片段中有30%的碱基为A，则该片段中()A．G的含量为30%B．U的含量为30%C．嘌呤含量为50%D．嘧啶含量为40%解