志鸿优化·2016高考生物二轮配套课件：专题7遗传的分子基础

1、专题四遗传、变异和进化专题四遗传、变异和进化第第7讲遗传的分子基础讲遗传的分子基础-3-命题点一命题点二整合提升题型突破题组训练命题点三命题点一DNA是遗传物质的实验证据1.肺炎双球菌转化实验与噬菌体侵染细菌实验的比较(1)实验设计思路、处理方式及结论的比较-4-命题点一命题点二整合提升题型突破题组训练命题点三(2)两个实验遵循相同的实验设计原则对照原则肺炎双球菌转化实验中的相互对照:噬菌体侵染细菌实验中的相互对照:-5-命题点一命题点二整合提升题型突破题组训练命题点三(3)同位素标记的差异培养含放射性标记的噬菌体不能用培养基直接培养,因为病毒专营寄生生活,故应先培养细菌,再用细菌培养噬菌体。

2、因放射性检测时只能检测到部位,不能确定是何种元素的放射性,故35S(标记蛋白质)和32P(标记DNA)不能同时标记在同一噬菌体上,应将二者分别标记,即把实验分成两组。-6-命题点一命题点二整合提升题型突破题组训练命题点三2.噬菌体侵染细菌实验综合分析(1)分析子代噬菌体的放射性-7-命题点一命题点二整合提升题型突破题组训练命题点三(2)分析上清液和沉淀物的放射性用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌,上清液中含放射性的原因:a.保温时间过短,有一部分噬菌体还没有侵染到大肠杆菌细胞内,经离心后分布于上清液中,上清液中出现放射性。b.噬菌体和大肠杆菌混合培养到用离心机分离,这一段保温时间过长,噬菌体在大

3、肠杆菌内增殖后,子代噬菌体释放出来,经离心后分布于上清液中,上清液中也会出现放射性。用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌,沉淀物中有放射性的原因:由于搅拌不充分,有少量含35S的噬菌体蛋白质外壳吸附在细菌表面,随细菌离心到沉淀物中。-8-命题点一命题点二整合提升题型突破题组训练命题点三3.遗传物质探究实验核心整合-9-命题点一命题点二整合提升题型突破题组训练命题点三思维拓展肺炎双球菌转化的实质和影响因素(1)加热杀死S型细菌的过程中,S型细菌的蛋白质变性失活,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。(2)R型细菌转化成S型细菌的实质是S型细菌的DNA与R型细菌的DNA实现重组,

4、表现出S型细菌的性状,此变异属于广义上的基因重组。(3)在转化过程中并不是所有的R型细菌均转化成S型细菌,而是只有少部分R型细菌转化为S型细菌。原因是转化受DNA的纯度、两种细-10-命题点一命题点二命题点三整合提升题型突破题组训练理解经典实验,解答有关探究遗传物质本质实验的题(2015北京朝阳期末)图甲表示将加热杀死的S型细菌与R型活菌混合注射到小鼠体内后两种细菌的含量变化,图乙是利用同位素标记技术完成噬菌体侵染细菌实验的部分操作步骤。下列相关叙述,不正确的是()-11-命题点一命题点二命题点三整合提升题型突破题组训练A.图甲中,AB对应的时间段内,小鼠体内还没形成大量的抗R型细菌的抗体B.

5、图甲中,后期出现的大量S型细菌是由R型细菌转化并增殖而来的C.图乙沉淀物中新形成的子代噬菌体完全没有放射性D.图乙中,若用32P标记亲代噬菌体,裂解后子代噬菌体中大部分具有放射性 答案解析解析关闭图甲中AB对应的时间段内,R型细菌迅速增加,原因是小鼠体内还没形成大量的抗R型细菌的抗体,A项正确;将加热杀死的S型细菌与R型细菌混合注射到小鼠体内后,部分R型细菌转化成S型细菌并分裂增殖,B项正确;35S标记的噬菌体的蛋白质,不参与子代噬菌体的形成,新形成的子代噬菌体完成没有放射性,C项正确;图乙中,若用32P标记亲代噬菌体,由于DNA进行半保留复制,如果标记亲代一个噬菌体,则不管复制多少代,只有两

6、个子代噬菌体具有放射性,D项错误。 答案解析关闭D-12-命题点一命题点二命题点三整合提升题型突破题组训练解题模板噬菌体侵染细菌实验分析的“两看”法-13-命题点一命题点二命题点三整合提升题型突破题组训练1.(2015课标全国理综)人或动物PrP基因编码一种蛋白(PrPC),该蛋白无致病性。PrPC的空间结构改变后成为PrPSC(朊粒),就具有了致病性。PrPSC可以诱导更多的PrPC转变为PrPSC,实现朊粒的增殖,可以引起疯牛病。据此判断,下列叙述正确的是()A.朊粒侵入机体后可整合到宿主的基因组中B.朊粒的增殖方式与肺炎双球菌的增殖方式相同C.蛋白质空间结构的改变可以使其功能发生变化D.

7、PrPC转变为PrPSC的过程属于遗传信息的翻译过程 答案解析解析关闭朊粒的化学本质为蛋白质,与DNA的结构差异很大,侵入机体后不会整合到宿主的基因组中,A项错误;朊粒的形成是通过改变蛋白质的空间结构来完成的,而肺炎双球菌的增殖方式为二分裂,B项错误;由题意可知,PrPC的空间结构改变后由无致病性变为有致病性,说明蛋白质空间结构的改变可以使其功能发生改变,C项正确;PrPC转变为PrPSC的过程是蛋白质空间结构改变的过程,不属于遗传信息的翻译过程,D项错误。 答案解析关闭C-14-命题点一命题点二命题点三整合提升题型突破题组训练2.(2015江苏扬州期初模拟)利用两种类型的肺炎双球菌进行相关转

8、化实验。各组肺炎双球菌先进行图示处理,再培养一段时间后注射到不同小鼠体内。下列说法不正确的是()-15-命题点一命题点二命题点三整合提升题型突破题组训练A.通过E、F对照,能说明转化因子是DNA而不是蛋白质B.F组可以分离出S型和R型两种肺炎双球菌C.F组产生的S型肺炎双球菌可能是基因重组的结果D.能导致小鼠死亡的是A、B、C、D四组 答案解析解析关闭通过E、F对照,能说明转化因子是DNA而不是蛋白质,F组加入了S型细菌的DNA,可以分离出S型和R型两种肺炎双球菌,而出现的S型肺炎双球菌可能是基因重组的结果。A组经煮沸处理,不含活的S型细菌,D和E组为R型菌,均不能导致小鼠死亡,D项错误。 答

9、案解析关闭D-16-命题点一命题点二命题点三整合提升题型突破题组训练命题点二DNA的结构、复制及相关计算1.DNA分子结构的“五、四、三、二、一”(1)五种元素:C、H、O、N、P。(2)四种碱基:A、G、C、T,相应的有四种脱氧核苷酸。(3)三种物质:磷酸、脱氧核糖、碱基。(4)两条链:两条反向平行的脱氧核苷酸链。(5)一种结构:规则的双螺旋结构。-17-命题点一命题点二命题点三整合提升题型突破题组训练2.DNA复制的方式、特点及影响因素(1)复制方式:半保留复制,即新合成的每个DNA分子中,都保留了原来DNA分子中的一条链(模板链)。(2)过程特点:边解旋边复制。(3)影响DNA复制的外界

10、条件3.与DNA分子的结构、复制相关的计算(1)DNA分子中碱基比例的计算常用公式:A=T,G=C;A+G=T+C=A+C=T+G=50%。“单链中互补碱基和”占该链碱基数的比例=“双链中互补碱基和”占双链总碱基数的比例。-18-命题点一命题点二命题点三整合提升题型突破题组训练(2)与DNA分子复制有关的计算方法DNA分子复制为半保留复制,若将一个被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。子代DNA分子数:2n个。a.无论复制多少次,含15N的DNA分子始终是2个。b.含14N的有2n个,只含14N的有(2n-2)个,做题时应看准是“含”还是“只含”。子代

11、DNA分子的总链数:2n2=2n+1条。a.无论复制多少次,含15N的链始终是2条。做题时应看准是“DNA分子数”还是“链数”。b.含14N的链数是(2n+1-2)条。-19-命题点一命题点二命题点三整合提升题型突破题组训练消耗的脱氧核苷酸数a.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m(2n-1)个。b.若进行第n次复制,则需消耗该脱氧核苷酸m2n-1个。-20-命题点一命题点二命题点三整合提升题型突破题组训练思维拓展同位素标记法在生物学科中的主要应用(1)推断动植物细胞的结构和功能用同位素标记氨基酸或核苷酸,并引入细胞内,探测这些放射性元素出现在哪

12、些结构中,从而推断该细胞的结构和功能。(2)判断光合作用和呼吸作用过程中原子转移的途径光合作用:O2来自水光解,C6H12O6的C和O全部来自于CO2。有氧呼吸:CO2中的O来自于C6H12O6和H2O,水中的O来自于O2。(3)证明植物生长素的极性运输用同位素标记茎的上端的生长素,可在茎的下端探测到放射性标记的存在;而标记茎的下端的生长素,则在茎的上端不能找到放射性标记,证明植物生长素只能从形态学的上端运输到下端。-21-命题点一命题点二命题点三整合提升题型突破题组训练(4)证明DNA复制是一种半保留复制由于细菌的繁殖速度很快,所以一般用细菌的繁殖来研究DNA的复制过程,如将不含放射性元素的

13、细菌放在含3H、32P等的培养基中培养,则细菌在不同的繁殖代数所表现出的放射性强度或比例,可以说明DNA复制是半保留复制。(5)证明DNA是生物的遗传物质根据DNA含P不含S,蛋白质含S而不含P的事实,用同位素35S和32P分别标记噬菌体的蛋白质和DNA进行侵染细菌实验,发现用35S标记噬菌体的蛋白质时,上清液放射性高,沉淀物放射性低,用32P标记噬菌体的DNA时,上清液放射性低,沉淀物放射性高,从而证明遗传物质是DNA,而不是蛋白质。-22-命题点一命题点二命题点三整合提升题型突破题组训练 借助“流程图”解答DNA分子复制的相关计算题科学家在研究DNA分子复制方式时,进行了如下的实验研究(已

14、知培养用的细菌大约要20 min分裂一次,实验结果见相关图示),下列叙述不正确的是()-23-命题点一命题点二命题点三整合提升题型突破题组训练A.DNA复制过程中需要模板、原料、能量、酶等B.上述实验研究可以说明DNA复制的特点为半保留复制C.以15N标记的DNA分子作为模板,用含有14N的培养基培养,第三次复制后50%的DNA分子一条链含15N一条链含14N,50%的DNA分子只含14ND.DNA复制过程中遵循碱基互补配对原则,但可能发生基因突变 答案解析解析关闭以15N标记的DNA分子作为模板,用含14N的培养基培养。第一次复制后,全部DNA分子中一条链含15N一条链含14N;第二次复制后

15、50%的DNA分子只含14N,50%的DNA分子一条链含15N一条链含14N;第三次复制后25%的DNA分子一条链含15N一条链含14N,75%的DNA分子只含14N。 答案解析关闭C-24-命题点一命题点二命题点三整合提升题型突破题组训练方法规律DNA分子复制相关计算应注意的问题(1)分清第n次复制和复制n次。如一DNA含有a个T,复制n次,需要a(2n-1)个T,第n次复制,需要a2n-1个T。(2)分清具有放射性的DNA和具有放射性的脱氧核苷酸链的差别。如1个DNA用32P标记,在不含P的生物体内复制n次,具有放射性的DNA有两个,比例是2/2n=1/2n-1;具有放射性的脱氧核苷酸链有

16、两个,比例是2/2n+1=1/2n。-25-命题点一命题点二命题点三整合提升题型突破题组训练1.(2015河北邯郸摸底)下图为真核细胞DNA复制过程的模式图,据图分析,下列相关叙述错误的是()A.由图示得知,DNA分子复制的方式是半保留复制B.解旋酶能使双链DNA分子解开,但需要消耗ATPC.子代DNA分子的两条链是反向平行排列的D.DNA在复制过程中是先进行解旋,后半保留复制 答案解析解析关闭由图示可知,新合成的每个DNA分子中,都保留了原来DNA分子中的一条链,因此复制的方式是半保留复制,A项正确;解旋酶使DNA双链解开的过程消耗ATP,B项正确;子代DNA分子的两条链是反向平行的,C项正

17、确;DNA在复制过程中是边解旋,边半保留复制,D项错误。 答案解析关闭D-26-命题点一命题点二命题点三整合提升题型突破题组训练2.(2015广东华南综测二)下图为细胞内某基因(15N标记)结构示意图。下列说法错误的是()A.该基因由4种脱氧核苷酸构成B.限制酶和DNA聚合酶都可能作用于部位C.该基因的特异性主要体现在(C+G)/(A+T)D.该基因复制3次后(原料无标记),含15N的脱氧核苷酸链占1/8 答案解析解析关闭基因是有遗传效应的DNA片段,其基本单位是4种脱氧核苷酸,A项正确;部位是磷酸二酯键,部位是氢键,限制酶和DNA聚合酶都可能作用于部位,B项正确;基因的特异性主要体现在特定的

18、脱氧核苷酸排列顺序,C项错误;该基因复制3次共有223=16条脱氧核苷酸链,由于原料无标记,其中含15N的脱氧核苷酸链只是最初模板DNA的2条链,故含15N的脱氧核苷酸链占2/16=1/8,D项正确。 答案解析关闭C-27-命题点一命题点二命题点三整合提升题型突破题组训练命题点三复制、转录及翻译1.图示分析复制、转录和翻译过程-28-命题点一命题点二命题点三整合提升题型突破题组训练(1)图一表示DNA分子复制过程判断依据:模板为DNA,且形成具有双链结构的DNA。两个子代DNA分子分别由一条母链和一条子链组成,两个子代DNA分子在有丝分裂后期或减数第二次分裂后期分离。(2)图二表示转录过程判断

19、依据:模板为DNA,且合成单链RNA。由于图中d是已与模板DNA分离的游离的RNA片段,因此转录的方向是由右向左进行,且a为RNA聚合酶。b与c的名称分别为胞嘧啶脱氧核苷酸和胞嘧啶核糖核苷酸。在真核细胞中,转录过程主要发生在细胞核中,叶绿体和线粒体中也可能进行。-29-命题点一命题点二命题点三整合提升题型突破题组训练(3)图三表示翻译过程判断依据:模板为RNA,且合成场所为核糖体。为tRNA,为核糖体,为mRNA,为多肽链,如图所示,核糖体内对应的DNA碱基对的排列顺序为 。-30-命题点一命题点二命题点三整合提升题型突破题组训练2.真核细胞与原核细胞内基因表达过程的比较-31-命题点一命题点

20、二命题点三整合提升题型突破题组训练3.遗传信息的传递过程(1)各类生物遗传信息的传递过程分析:RNA病毒产生mRNA的方式有两种,第一种是RNA的复制,第二种是经过逆转录和转录两个过程产生mRNA。-32-命题点一命题点二命题点三整合提升题型突破题组训练(2)识图析图图示中1、8为转录过程;2、5、9为翻译过程;3、10为DNA复制过程;4、6为RNA复制过程;7为逆转录过程。若甲、乙、丙为病毒,则甲为DNA病毒,如噬菌体;乙为RNA病毒,如烟草花叶病毒;丙为逆转录病毒,如HIV。逆转录一定要在逆转录酶的作用下完成。根据模板和原料即可确定是中心法则的哪一过程,如模板为DNA,原料为脱氧核糖核苷

21、酸(核糖核苷酸),即可确定为DNA复制(转录)。-33-命题点一命题点二命题点三整合提升题型突破题组训练(3)转录、翻译过程中的计算蛋白质中的氨基酸数目为n,则mRNA中至少有碱基(核糖核苷酸)3n个,mRNA中至少有n个密码子,基因中至少有碱基(脱氧核苷酸)6n个。特别提醒:病毒的DNA复制、转录、翻译及RNA复制、逆转录等过程都在宿主细胞内进行。mRNA上存在终止密码子,因此准确地说,mRNA上的碱基数目比蛋白质中氨基酸数目的3倍还要多。另外,基因中存在不编码氨基酸的序列,所以基因或DNA上的碱基数目比对应的蛋白质中氨基酸数目的6倍还要多。在回答有关问题时,应加上“至多”或“至少”等关键词

22、。-34-命题点一命题点二命题点三整合提升题型突破题组训练思维拓展根据模板及原料分析遗传信息的传递方向和产物-35-命题点一命题点二命题点三整合提升题型突破题组训练依据中心法则解答有关遗传信息流动的题(2015江苏泰州姜堰期中)研究发现,人类免疫缺陷病毒(HIV)携带的RNA在宿主细胞内不能直接作为合成蛋白质的模板。依据中心法则(如下图所示),下列相关叙述不正确的是()A.合成子代病毒蛋白质外壳的完整过程至少要经过环节B.侵染细胞时,病毒中的蛋白质不会进入宿主细胞C.通过形成的DNA可以整合到宿主细胞的染色体DNA上D.科学家可以研发特异性抑制逆转录酶活性的药物来治疗艾滋病 答案解析解析关闭R

23、NA需要经过逆转录形成DNA,然后再经过转录和翻译来合成蛋白质外壳,A项正确;侵染时,艾滋病病毒需要携带逆转录酶进入宿主细胞,而逆转录酶是蛋白质,B项错误;通过逆转录形成的DNA可以整合到宿主细胞染色体的DNA上,C项正确;科学家可以研发特异性抑制逆转录酶活性的药物来治疗艾滋病,D项正确。 答案解析关闭B-36-命题点一命题点二命题点三整合提升题型突破题组训练方法规律明确几个过程发生的场所过程发生在有细胞结构的生物(真核生物、原核生物)中和以DNA为遗传物质的病毒在宿主细胞中增殖的过程中,但具体到不同细胞时,情况不尽相同。如根尖分生区细胞等分裂旺盛的组织细胞中三个过程都有发生;而叶肉细胞等高度

24、分化的细胞不发生DNA复制,只有转录和翻译两个过程;哺乳动物成熟的红细胞无遗传信息的传递。只发生在以RNA为遗传物质的病毒在宿主细胞的增殖过程中,且逆转录过程必须有逆转录酶的参与,这两个过程是对中心法则的补充和完善。在上述五个过程中都有碱基互补配对发生;进行碱基互补配对的场所有四个,即细胞核、叶绿体、线粒体、核糖体。-37-命题点一命题点二命题点三整合提升题型突破题组训练1.(2015北京重点中学开学测试)甲、乙两图表示真核细胞内两种物质的合成过程,下列叙述正确的是()-38-命题点一命题点二命题点三整合提升题型突破题组训练A.甲、乙所示过程通过半保留方式进行,合成的产物是双链核酸分子B.甲所

25、示过程在细胞核内进行,乙在细胞质基质中进行C.DNA分子解旋时,甲所示过程不需要解旋酶,乙需要解旋酶D.一个细胞周期中,甲所示过程在每个起点只起始一次,乙可起始多次 答案解析解析关闭图甲为DNA的复制过程,通过半保留复制方式进行,合成的是双链DNA分子。图乙为转录过程,不通过半保留复制方式进行,合成的是单链RNA分子,A项错误;DNA的复制及转录都发生在细胞核中,B项错误;DNA分子解旋时,甲所示过程需要解旋酶,乙不需要解旋酶,用于DNA解旋的是RNA聚合酶,C项错误;一个细胞周期中,DNA只复制一次,而转录可进行多次,故甲所示过程在每个起点只起始一次,乙可起始多次,D项正确。 答案解析关闭D

26、-39-命题点一命题点二命题点三整合提升题型突破题组训练2.(2015广东潮州期末质检)图1和图2是基因控制胰蛋白酶合成的两个主要步骤。下列叙述正确的是()A.图1中甲为DNA聚合酶,乙与丁所含的五碳糖不同B.图1中的碱基互补配对方式只有A与T配对,G与C配对C.图2中共有RNA、多肽和多糖三种大分子物质D.图2中合成后还需经内质网和高尔基体的加工才具有活性 答案解析解析关闭分析题图可知,图1中甲为RNA聚合酶,乙与丁所含的五碳糖不同,乙含的是脱氧核糖,丁含的是核糖,A项错误;图1中的碱基互补配对方式除了A与T配对,G与C配对外,还有A与U配对,B项错误;图2中共有rRNA、多肽和蛋白质三种大

27、分子物质,C项错误;胰蛋白酶属于分泌蛋白,所以合成以后还需要经内质网和高尔基体的加工才具有活性,D项正确。 答案解析关闭D-40-命题点一命题点二命题点三整合提升题型突破题组训练3.(2015四川邛崃月考)下列关于下图的说法,错误的是 ()A.图一所示过程相当于图三的过程,主要发生于细胞核中B.若图一的中A占23%,U占25%,则相应的双链DNA片段中A占24%C.图二所示过程相当于图三 的过程,所需原料是氨基酸D.正常情况下图三中在动植物细胞中可能发生的是 过程 答案解析解析关闭 答案解析关闭-41-失分误区1失分误区2失分误区3不能正确解决有关DNA结构及复制中的计算问题防范策略(1)碱基

28、计算不同生物的DNA分子中,互补配对的碱基之和的比值不同,即(A+T)/(C+G)的值不同。该比值体现了不同生物DNA分子的特异性。若已知A占双链的比例为x,则一条单链中A所占比例无法确定,但可求出最大值为2x,最小值为0。(2)水解产物及氢键数目计算DNA水解产物:初步水解产物是脱氧核苷酸,彻底水解产物是磷酸、脱氧核糖和含氮碱基。氢键数目计算:若碱基对为n,则氢键数为2n3n;若已知A有m个,则氢键数为3n-m。-42-失分误区1失分误区2失分误区3(3)与DNA复制有关的计算在做与DNA分子复制有关的计算题时,应看准是“含”还是“只含”,是“DNA分子数”还是“链数”。-43-失分误区1失

29、分误区2失分误区3防范演练1(2015广东揭阳一中期中改编)下图为真核细胞内某基因(15N标记)结构示意图,在该基因全部碱基中A占20%,下列说法正确的是()A.该基因一定存在于细胞核内染色体DNA上B.该基因的一条核苷酸链中(C+G)/(A+T)为3 2C.该基因复制只需要DNA解旋酶D.将该基因置于14N培养液中复制3次后,含15N的DNA分子占1/8我的失分点: 答案解析解析关闭该基因可能存在于细胞核内染色体DNA上,也可能存在于线粒体或叶绿体内的DNA上,A项错误;配对碱基之和的比例在一条链、互补链和双链DNA分子中均相等,已知在该基因全部碱基中A占20%,则(C+G)/(A+T)=6

30、0% 40%=3 2,B项正确;该基因复制需要DNA解旋酶、DNA聚合酶等,C项错误;由于DNA的复制为半保留复制,故将该基因置于含14N的培养液中复制3次后,有2个DNA分子中各有一条链含15N,另外6个DNA分子只含14N,所以含15N的DNA分子占1/4,D项错误。 答案解析关闭B-44-失分误区1失分误区2失分误区3不能正确理解基因的转录和翻译防范策略(1)转录的产物有三种RNA,但只有mRNA携带遗传信息,并且三种RNA都参与翻译过程,只是分工不同。(2)密码子的专一性和简并性保证翻译的准确性和蛋白质结构及遗传性状的稳定性。(3)翻译进程中核糖体沿着mRNA移动,读取下一个密码子,但mRNA不移动。-45-失分误区1失分误区2失分误区3(4)DNA上遗传信息、密码子、反密码子的对应关系如下图所示:(5)解答蛋白质合成的相关计算时,应看清是DNA上(或基因中)的碱基对数还是个数;是mRNA上密码子的个数还是碱基的个数;是合成蛋白质