第四单元-遗传的分子基础PPT课件

专题一遗传的分子基础,考纲要求1.人类对遗传物质的探索过程（）。2.DNA分子结构的主要特点（）。3.基因的概念（）。4.DNA分子的复制（）。5.遗传信息的转录和翻译（）。6.基因与性状的关系（）。,RNA,双螺旋结构,有遗传效应,线粒体,碱,基排列顺序,间期,半保留复制,细胞核,核糖体,酶,蛋白质的结构,1.DNA分子结构的3个注意点,（1）DNA分子中，脱氧核苷酸数脱氧核糖数磷酸基团数碱基数1111。（2）每条脱氧核苷酸链上都只有1个游离的磷酸基团，因此DNA分子中含有2个游离的磷酸基团。（3）A与T配对，G与C配对，配对的碱基中，A与T之间形成2个氢键，G与C之间形成3个氢键。DNA分子中G与C碱基对所占比例越大，DNA分子结构越稳定。,状元笔记,2.遗传信息传递和表达中的3个易失分点,（1）复制和转录：并非只发生在细胞核中，叶绿体、线粒体、拟核和质粒等处也可发生。（2）转录的产物：除了mRNA外，还有tRNA和rRNA，但携带遗传信息的只有mRNA。（3）翻译过程：并非所有密码子都能决定氨基酸，3种终止密码子不能决定氨基酸。,1.加热杀死的S型菌中的蛋白质和DNA是否都永久丧失了活性？,提示：不是。加热杀死S型菌的过程中，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恢复又逐渐恢复活性。,状元反思,2.染色体、DNA、基因、脱氧核苷酸间有哪些内在关系？,提示：1条染色体上有1（复制前）或2（复制后）个DNA分子，每个DNA分子有许多基因和非基因片段，其中前者有遗传效应，后者无遗传效应，脱氧核苷酸则是DNA分子的基本单位（除染色体外基因还可位于叶绿体DNA、线粒体DNA及原核细胞的拟核DNA和质粒DNA上）。,3.RNA分子上是否有基因？,提示：有，它是RNA病毒的RNA分子中有遗传效应的片段。,考点一探索生物的遗传物质,1.（2017全国课标卷，2）在证明DNA是遗传物质的过程中,T2噬菌体侵染大肠杆菌的实验发挥了重要作用。下列与该噬菌体相关的叙述，正确的是（）,A.T2噬菌体也可以在肺炎双球菌中复制和增殖B.T2噬菌体病毒颗粒内可以合成mRNA和蛋白质C.培养基中的32P经宿主摄取后可出现在T2噬菌体的核酸中D.人体免疫缺陷病毒与T2噬菌体的核酸类型和增殖过程相同,解析T2噬菌体只能侵染大肠杆菌，不能侵染肺炎双球菌，所以不可以在肺炎双球菌中复制和增殖，A错误；病毒没有细胞结构，不能独立生活，所以在T2噬菌体病毒颗粒内不可以合成mRNA和蛋白质，需要借助宿主细胞来合成mRNA和蛋白质，B错误；噬菌体侵染细菌时，其DNA进入细菌并作为模板控制子代噬菌体的合成，复制及表达需大肠杆菌提供原料、酶和ATP，所以培养基中的32P经宿主摄取后可出现在T2噬菌体的核酸中，C正确；人体免疫缺陷病毒与T2噬菌体的核酸类型和增殖过程不相同，前者是RNA病毒，后者是DNA病毒，D错误。答案C,2.（2013全国新课标）在生命科学发展过程中，证明DNA是遗传物质的实验是（）,孟德尔的豌豆杂交实验摩尔根的果蝇杂交实验肺炎双球菌转化实验T2噬菌体侵染大肠杆菌实验DNA的X光衍射实验A.B.C.D.,解析孟德尔的豌豆杂交实验提出了遗传的基本规律；摩尔根的果蝇杂交实验证明了基因位于染色体上，也验证了孟德尔遗传规律；肺炎双球菌转化实验和T2噬菌体侵染大肠杆菌实验证明了DNA是遗传物质；根据DNA的X光衍射实验发现了DNA的螺旋结构。答案C,3.（2017全国课标卷，29）根据遗传物质的化学组成，可将病毒分为RNA病毒和DNA病毒两种类型，有些病毒对人类健康会造成很大危害，通常，一种新病毒出现后需要确定该病毒的类型。,假设在宿主细胞内不发生碱基之间的相互转换，请利用放射性同位素标记的方法，以体外培养的宿主细胞等为材料，设计实验以确定一种新病毒的类型，简要写出（1）实验思路，（2）预期实验结果及结论即可。（要求：实验包含可相互印证的甲、乙两个组）,解析（1）DNA和RNA的化学组成存在差异，如DNA特有的碱基是T，而RNA特有的碱基是U，因此可用放射性同位素分别标记碱基T和碱基U，通过检测子代的放射性可知该病毒的类型。根据分析，本实验思路为：甲组：将宿主细胞培养在含有放射性标记尿嘧啶的培养基中，之后接种新病毒。培养一段时间后收集病毒并检测其放射性。乙组：将宿主细胞培养在含有放射性标记胸腺嘧啶的培养基中,之后接种新病毒。培养一段时间后收集病毒并检测其放射性。（2）若甲组收集的病毒有放射性，乙组无，即为RNA病毒；反之为DNA病毒。,答案（1）实验思路：甲组：将宿主细胞培养在含有放射性标记尿嘧啶的培养基中，之后接种新病毒，培养一段时间后收集病毒并检测其放射性。乙组：将宿主细胞培养在含有放射性标记胸腺嘧啶的培养基中，之后接种新病毒，培养一段时间后收集病毒并检测其放射性。（2）结果及结论：若甲组收集的病毒有放射性，乙组无，即为RNA病毒；反之为DNA病毒。,本考点题型常以选择题形式呈现，涉及各经典实验的实验过程，实验设计思路及实验结论，归纳各实验的关键语句，对照实验类型及各类生物的遗传物质是解题关键。（注2017年全国课标卷以实验设计题型考查了遗传物质化学本质探究。）,1.两个经典实验遵循相同的实验设计原则对照原则,（1）肺炎双球菌体外转化实验中的相互对照,DNA,（2）噬菌体侵染细菌实验中的相互对照,高,低,低,高,2.噬菌体侵染细菌实验的误差分析,（1）用32P标记DNA的噬菌体侵染大肠杆菌,（2）用35S标记蛋白质的噬菌体侵染大肠杆菌,3.RNA是遗传物质的证据烟草花叶病毒（TMV）对烟草的感染与重建实验,（1）实验1,（2）实验2,RNA,蛋白,质,RNA,A,B,命题点1遗传物质探索经典实验分析,1.（高考重组题）判断正误：,（1）赫尔希与蔡斯以噬菌体和细菌为研究材料，通过同位素示踪技术区分蛋白质与DNA，证明了DNA是遗传物质（2015江苏，4C）（）（2）肺炎双球菌转化实验证明DNA是主要的遗传物质。（2012福建，2D改编）（）（3）噬菌体侵染细菌实验比肺炎双球菌体外转化实验更具说服力（2012江苏2B）（）,（4）分别用含有放射性同位素35S和放射性同位素32P的培养基培养噬菌体（2011江苏，12A）（）解析（2）该实验只能证明DNA是遗传物质，不能证明DNA是主要的遗传物质。（4）培养病毒必须使用“活体”培养基。答案（1）（2）（3）（4）,2.（2017经典高考）下列关于探索DNA是遗传物质的实验，叙述正确的是（）,A.格里菲思实验证明DNA可以改变生物体的遗传性状B.艾弗里实验证明从S型肺炎双球菌中提取的DNA可以使小鼠死亡C.赫尔希和蔡斯实验中离心后细菌主要存在于沉淀中D.赫尔希和蔡斯实验中细菌裂解后得到的噬菌体都带有32P标记,解析格里菲思的体内转化实验提出了转化因子改变生物体的遗传性状，并没有证明转化因子就是DNA，A错误；艾弗里实验证明从S型肺炎双球菌中提取的DNA可以使R型肺炎双球菌转化成S型肺炎双球菌，单独的S型肺炎双球菌中提取的DNA无毒，不能使小鼠死亡，B错误；赫尔希和蔡斯实验离心后，上清液主要是蛋白质外壳和游离的T2噬菌体，沉淀物主要是细菌，C正确；赫尔希和蔡斯实验中细菌裂解后得到的噬菌体中只有含有母链DNA的才带有32P标记，D错误。答案C,1.噬菌体侵染细菌实验放射性分析的“两看”法,2.肺炎双球菌体外转化实验（）和噬菌体侵染细菌实验（）比较,命题点2不同生物的遗传物质及相关实验拓展,1.下列关于生物体内遗传物质的说法，正确的是（）,A.细菌的遗传物质主要是DNAB.病毒的遗传物质是DNA和RNAC.有细胞结构的生物的遗传物质是DNAD.细胞质中的遗传物质是DNA或RNA,解析绝大多数生物，包括所有有细胞结构的生物和DNA病毒，其遗传物质都是DNA；RNA病毒的遗传物质是RNA。细菌是有细胞结构的生物，因此细菌的遗传物质是DNA。答案C,2.（经典题）科学家从烟草花叶病毒（TMV）中分离出a、b两个不同品系，它们感染植物产生的病斑形态不同。下列4组实验（见下表）中，不可能出现的结果是（）,A.实验B.实验C.实验D.实验解析病毒的遗传物质为其核酸，蛋白质不起遗传作用，故a型TMV的蛋白质b型TMV的RNA不可能产生a型病毒。答案C,界定不同生物的核酸、碱基、核苷酸与“遗传物质”,考点二遗传信息的传递与表达,1.（2017全国课标卷，1）下列关于真核细胞中转录的叙述，错误的是（）,A.tRNA、rRNA和mRNA都从DNA转录而来B.同一细胞中两种RNA的合成有可能同时发生C.细胞中的RNA合成过程不会在细胞核外发生D.转录出的RNA链与模板链的相应区域碱基互补,解析转录是以DNA一条链为模板，以核糖核苷酸为原料，合成RNA的过程，包括tRNA、rRNA和mRNA三种，A正确；不同的RNA由不同的基因转录而来，所以同一细胞中两种RNA的合成有可能同时发生，B正确；细胞中的RNA合成过程主要在细胞核内发生，在细胞质的线粒体和叶绿体中也能进行转录合成RNA，C错误；转录是以DNA一条链为模板，以核糖核苷酸为原料，遵循碱基互补配对原则，所以转录出的RNA链与模板链的相应区域碱基互补，D正确。答案C,2.（2013课标全国理综，1）关于蛋白质生物合成的叙述，正确的是（）,A.一种tRNA可以携带多种氨基酸B.DNA聚合酶是在细胞核内合成的C.反密码子是位于mRNA上相邻的3个碱基D.线粒体中的DNA能控制某些蛋白质的合成,解析本题考查蛋白质合成过程中有关转录、翻译的知识。一种tRNA只能携带一种氨基酸，A项错误；DNA聚合酶是在细胞质中的核糖体上合成的，B项错误；反密码子位于tRNA上，C项错误；线粒体中的DNA能控制某些蛋白质的合成，D项正确。答案D,3.（2012课标全国理综，1）同一物种的两类细胞各产生一种分泌蛋白，组成这两种蛋白质的各种氨基酸含量相同，但排列顺序不同，其原因是参与这两种蛋白质合成的（）,A.tRNA种类不同B.mRNA碱基序列不同C.核糖体成分不同D.同一密码子所决定的氨基酸不同,解析在任何细胞中tRNA的种类都是相同的；核糖体的成分也是相同的，都是由蛋白质和rRNA组成的；同一种密码子决定的氨基酸是相同的；同一物种的不同细胞中，由于遗传信息的执行情况不同，即基因的选择性表达，这将导致不同细胞中基因转录的mRNA不同。答案B,4.（2016全国课标卷，29）在有关DNA分子的研究中，常用32P来标记DNA分子。,将一个某种噬菌体DNA分子的两条链用32P进行标记，并使其感染大肠杆菌，在不含有32P的培养基中培养一段时间。若得到的所有噬菌体双链DNA分子都装配成噬菌体（n个）并释放，则其中含有32P的噬菌体所占比例为2/n，原因是_。,答案一个含有32P标记的噬菌体双链DNA分子经半保留复制后，标记的两条单链只能分配到两个噬菌体的双链DNA分子中，因此在得到的n个噬菌体中只有2个带有标记,本考点多结合新信息、新情境或相关图解考查遗传分子的基本概念、内涵及各种遗传信息的流动过程，如2016课标，29侧重考查DNA的半保留复制，2015新课标，5考查病毒的增殖、蛋白质的合成等内容，近年本考点有加重考查的趋势！,1.析图“闪记”DNA复制、转录和翻译过程,DNA聚合酶,（1）DNA分子复制,解旋酶,四种脱氧核苷酸,（2）转录,RNA聚合酶,四种核糖核苷酸,五碳糖,（3）翻译,氨基酸,20,2.各类生物的遗传信息传递,以DNA为遗传物质,RNA蛋白质,以RNA为遗传物质（所有过程均发生于寄主细胞中）,蛋白质（RNA病毒）,RNA,RNA蛋白质（逆转录病毒）,命题点1DNA分子的结构、复制及相关计算,1.（2017海南卷，24）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（AT）/（GC）与（AC）/（GT）两个比值的叙述，正确的是（）,A.碱基序列不同的双链DNA分子，后一比值不同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，后一比值等于1,解析在双链DNA分子中，A、T之间形成2个氢键构成碱基对，G、C之间形成3个氢键构成碱基对，所以G、C对相对越多，DNA分子越稳定，B错误；又因AT、GC，所以只要是双链DNA分子（AC）/（GT）都恒等于1，A错误，D正确；单链DNA中，两个比值也可能相同，C错误。答案D,2.如图为某真核细胞中DNA复制过程模式图，下列分析错误的是（）,A.酶和酶均作用于氢键B.该过程的模板链是a、b链C.该过程可发生在细胞有丝分裂间期D.DNA复制的特点是半保留复制解析酶是解旋酶，酶是DNA聚合酶，前者作用于氢键，后者作用于磷酸二酯键；该过程需要a、b链分别作模板，c、d链分别是以a、b链为模板合成的子链；细胞有丝分裂间期会发生DNA复制；DNA分子复制具有半保留复制的特点。答案A,1.归纳DNA分子结构的“五、四、三、二、一”,注：每个DNA中含氢键数为AT对2和GC对3之和。,2.牢记DNA分子中有关碱基比例的计算,3.捕捉DNA复制中的“关键字眼”,（1）DNA复制：用15N标记的是“亲代DNA”还是“培养基中原料”。（2）子代DNA：所求DNA比例是“含15N的”还是“只含15N的”，是“DNA分子数”还是“链数”。（3）相关计算：已知某亲代DNA中含某碱基m个。“复制n次”消耗的该碱基数：m（2n1）。“第n次复制”消耗的该碱基数：m2n1。,命题点2基因的表达,1.（2017海南卷，25）下列关于生物体内基因表达的叙述，正确的是（）,A.每种氨基酸都至少有两种相应的密码子B.HIV的遗传物质可以作为合成DNA的模板C.真核生物基因表达的过程即是蛋白质合成的过程D.一个基因的两条DNA链可转录出两条相同的RNA,解析色氨酸只有一种密码子与之对应，A错误；HIV的遗传物质是RNA，当侵入细胞后，能以RNA为模板，经逆转录过程形成DNA，B正确；基因表达过程包括转录和翻译，蛋白质合成只是翻译过程，C错误；基因的两条链为互补关系，所以分别转录出的RNA序列互补不相同，D错误。答案B,2.（2017山东潍坊一模）下图表示野生型链孢霉几个基因的表达过程，下列据图做出的推断正确的是（）,A.核膜的存在使图中基因的转录和翻译在不同的区域进行B.遗传信息的复制和表达都是以基因为单位进行的C.该图能说明基因和染色体行为存在明显的平行关系D.野生型链孢霉经X射线处理后在缺少精氨酸的培养基上不能生长，则一定是基因4发生了突变,解析图示信息表明，该DNA存在于染色体上，应为真核细胞核基因转录过程，故其转录在细胞核中，翻译在细胞质中，A正确；遗传信息转录以基因为单位进行，但复制却为整个DNA均复制，B不正确；该图并不能表明染色体与基因间行为上的“平行”关系，C不正确；在缺少精氨酸的培养基上不能生长,其中的任何一种酶异常都有可能，故未必为基因4突变所致。答案A,【名师支招】,1.快速确认原核细胞与真核细胞中基因表达,（1）原核生物：转录、翻译同时进行,（2）真核生物：先转录，转录发生于“细胞核”中，后翻译，翻译发生于“细胞质”中,2.理清密码子、反密码子和氨基酸的对应关系,命题点3基因对性状的控制及中心法则,1.（2018创新题）依据“模板”或“原料”可推断中心法则各过程，则下列相关叙述错误的是（）,A.若模板是RNA，则过程可能为RNA复制或RNA逆转录，也可能为翻译B.若原料为脱氧核苷酸，则产物一定是DNA，其过程可能为DNA复制或RNA逆转录,解析翻译场所一定（而不是“主要”）是核糖体。答案D,C.若原料为核糖核苷酸，则产物一定是RNA，其过程可能为转录或RNA复制D.若原料为氨基酸，则产物一定是蛋白质（或多肽）且翻译场所主要为核糖体,2.（2017南昌三校联考）下图是较为完善的“中心法则”，据图分析，下列相关叙述正确的是（）,A.图中转录过程都会出现胸腺嘧啶与腺嘌呤配对现象B.图中翻译过程需要催化剂RNA聚合酶和搬运工具tRNAC.图中DNA的复制和RNA的复制都遵循碱基互补配对原则D.病毒能进行的遗传信息流只有虚线对应的部分,解析图中由RNAmRNA的“转录”过程，不出现胸腺嘧啶与腺嘌呤配对现象；翻译过程不需RNA聚合酶；图中RNA复制及RNAmRNA的过程也是病毒能进行的遗传信息流。答案C,【名师支招】,1.“三看法”判断中心法则各过程,2.界定不同细胞中的“信息流”差异,（1）分生组织细胞DNA复制、转录和翻译三条途径（2）已分化（不分裂）的细胞只有转录和翻译2条途径（3）哺乳动物成熟红细胞无遗传信息传递（4）RNA复制及逆转录均由病毒在其寄主细胞内发生。,研析DNA分子半保留复制与放射性同位素示踪,解答本类题目关键在于清楚DNA分子半保留复制特点，并明确复制后新DNA分子位置、子代DNA分开时间与去向，即复制后的子代DNA位于两姐妹染色单体上，由着丝点连接在一起在有丝分裂后期或减数第二次分裂后期分开，可采用画图法帮助理解。具体分析如下（以有丝分裂为例）：,1.用32P标记某植物体细胞（含12条染色体）的DNA分子双链，再将这些细胞转入不含32P的培养基中培养，在第二次细胞分裂的中期一个细胞中染色体携带32P标记的情况是（）,A.带有32P标记的染色体有6条B.每条染色体的两条姐妹染色单体均带有32P标记C.带有32P标记的DNA分子数与染色体数相同D.每条染色体中带有32P标记的DNA单链为0条或1条,解析该细胞中含有12条染色体，但在进行有丝分裂过程中每条染色体的行为一致，因此绘图分析时只需画出其中一条染色体，便可推知其他染色体携带32P标记的情况。绘图分析如下：,据图可知，该细胞第一次分裂产生的两个子细胞中染色体携带32P标记的情况一致；第二次分裂过程中，当染色体复制后每条染色体均具有两条姐妹染色单体，而其中一条姐妹染色单体的DNA分子带有32P标记，另一条姐妹染色单体的DNA分子不带32P标记。由于有丝分裂中期时姐妹染色单体并未分离，故此时细胞中带有32P标记的染色体应有12条，且每条染色体只有一条DNA单链带有标记，A、D错误，C正确；每条染色体的两条姐妹染色单体中只有一条姐妹染色单体带有32P标记，B错误。答案C,2.（2017四川乐山调研）被15N标记DNA的一个精原细胞，在含14N的培养基中通过减数第一次分裂形成两个次级精母细胞，再通过减数第二次分裂形成四个精细胞，下列叙述中正确的是（）,A.初级精母细胞的染色体，一半含15N，另一半含14NB.次级精母细胞的染色体，一半含15N，另一半含14NC.每个精细胞中的染色体中，一半含15N，另一半含14ND.每个精细胞中的染色体中，即都含15N，也都含14N,解析进行减数分裂，只能发生一次DNA复制过程，则15N标记的DNA经一次复制所形成的所有子DNA均为一条链含15N，另一条链含14N，如此，所有染色体中均含14N15N的双链DNA分子。答案D,3.（2017江西四校联考）用32P标记某动物精原细胞的全部核DNA，然后将细胞置于31P的培养液中培养，使其进行一次有丝分裂或减数分裂（M、M）。下列有关叙述正确的是（）,A.有丝分裂前期与M前期细胞中，32P标记的DNA分子数相同、染色体数不同B.有丝分裂后