《高考二輪生物復習 專題四 遺傳、變異和進化遺傳物質分子基礎課件》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《高考二輪生物復習 專題四 遺傳、變異和進化遺傳物質分子基礎課件（35頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、 (2010江蘇生物，4)探索遺傳物質的過程是漫長的，直到20世紀初期，人們?nèi)云毡檎J為蛋白質是遺傳物質。當時人們作出判斷的理由不包括 ()。 A不同生物的蛋白質在結構上存在差異 B蛋白質與生物的性狀密切相關 C蛋白質比DNA具有更高的熱穩(wěn)定性，并且能夠自我復制 D蛋白質中氨基酸的不同排列組合可以貯存大量遺傳信息第第1講講遺傳的分子基礎遺傳的分子基礎一、理解能力一、理解能力1 解析作為遺傳物質的特點：結構上存在差異，其基本單位不同的排列組合可以貯存大量遺傳信息，與生物性狀密切相關，具有較高的穩(wěn)定性，并且能夠自我復制。選項C應為DNA比蛋白質具有更高的熱穩(wěn)定性，并且能夠自我復制。 答案C (201
2、1上海生物，16)在一個細胞周期中，DNA復制過程中的解旋發(fā)生在 ()。 A兩條DNA母鏈之間 BDNA子鏈與其互補的母鏈之間 C兩條DNA子鏈之間 DDNA子鏈與其非互補母鏈之間 解析在DNA復制時，首先是構成DNA的兩條母鏈解旋，然后以分開的兩條母鏈為模板，按照堿基互補配對原則合成子鏈。 答案A2 (2011江蘇生物，7)關于轉錄和翻譯的敘述，錯誤的是 ()。 A轉錄時以核糖核苷酸為原料 B轉錄時RNA聚合酶能識別DNA中特定堿基序列 CmRNA在核糖體上移動翻譯出蛋白質 D不同密碼子編碼同種氨基酸可增強密碼的容錯性 解析轉錄時以四種核糖核苷酸為原料；RNA聚合酶能識別DNA中特定堿基序列
3、，啟動轉錄；不同密碼子編碼同種氨基酸可增強密碼的容錯性；核糖體沿著mRNA移動翻譯出的是肽鏈而不是蛋白質，故C錯誤。 答案C3 (2011廣東理綜，2)艾弗里和同事用R型和S型肺炎雙球菌進行實驗，結果如下表。從表可知 ()。二、獲取信息的能力二、獲取信息的能力4 A.不能證明S型菌的蛋白質不是轉化因子 B說明S型菌的莢膜多糖有酶活性 C和說明S型菌的DNA是轉化因子 D說明DNA是主要的遺傳物質 解析1944年艾弗里和同事的實驗表明，只有加入DNA，R型細菌才能轉化為S型細菌，DNA是轉化因子，而蛋白質、莢膜多糖等物質不是轉化因子，但不能說明莢膜多糖有酶活性，故A、B錯誤。、可組成對照實驗，由
4、實驗結果與自變量的對應關系可知：S型細菌的DNA是轉化因子；實驗只能說明DNA是遺傳物質，故D錯誤。 答案C (2011安徽理綜，5)甲、乙圖示真核細胞內(nèi)兩種物質的合成過程，下列敘述正確的是()。5 A甲、乙所示過程通過半保留方式進行，合成的產(chǎn)物是雙鏈核酸分子 B甲所示過程在細胞核內(nèi)進行，乙在細胞質基質中進行 CDNA分子解旋時，甲所示過程不需要解旋酶，乙需要解旋酶 D一個細胞周期中，甲所示過程在每個起點只起始一次，乙可起始多次 解析甲過程表示多起點的DNA的半保留復制，合成的產(chǎn)物是雙鏈DNA分子，該過程主要發(fā)生在細胞核內(nèi)；在一個細胞周期中，DNA只復制一次；乙過程為轉錄，合成的產(chǎn)物為單鏈RN
5、A分子，該過程主要發(fā)生在細胞核內(nèi)，在一個細胞周期中，乙可起始多次；DNA的復制和轉錄均需解旋酶。 答案D (2011上海生物，12)如圖表示兩基因轉錄的mRNA分子數(shù)在同一細胞內(nèi)隨時間變化的規(guī)律。若兩種mRNA自形成至翻譯結束的時間相等，兩基因首次表達的產(chǎn)物共存至少需要(不考慮蛋白質降解)()。6A4 h B6 h C8 h D12 h解析解析分析坐標曲線可知，若不考慮先表達的蛋白質降解，在分析坐標曲線可知，若不考慮先表達的蛋白質降解，在6 h時兩基時兩基因首次表達的產(chǎn)物開始共存。因首次表達的產(chǎn)物開始共存。答案答案B (2011江蘇生物，12)關于“噬菌體侵染細菌的實驗”的敘述，正確的是 ()
6、。 A分別用含有放射性同位素35S和放射性同位素32P的培養(yǎng)基培養(yǎng)噬菌體 B分別用35S和32P標記的噬菌體侵染未被標記的大腸桿菌，進行長時間的保溫培養(yǎng) C用35S標記噬菌體的侵染實驗中，沉淀物存在少量放射性可能是攪拌不充分所致 D32P、35S標記的噬菌體侵染實驗分別說明DNA是遺傳物質、蛋白質不是遺傳物質 解析培養(yǎng)噬菌體需用含細菌的培養(yǎng)基；被標記的噬菌體侵染未被標記的大腸桿菌，經(jīng)短時間培養(yǎng)后，攪拌離心處理；該實驗中，若攪拌不充分，噬菌體的外殼沒有與細菌完全分離，沉淀物中存在少量放射性35S；噬菌體侵染細菌的實驗僅能說明DNA是遺傳物質，沒有說明蛋白質不是遺傳物質。 答案C三、實驗與探究能力
7、三、實驗與探究能力7 (2011上海生物，27)某雙鏈DNA分子含有400個堿基，其中一條鏈上A T G C1 2 3 4。下列表述錯誤的是()。 A該DNA分子的一個堿基改變，不一定會引起子代性狀的改變 B該DNA分子連續(xù)復制兩次，需要游離的腺嘌呤脫氧核苷酸120個 C該DNA分子中4種堿基的比例為A T G C3 3 7 7 D該DNA分子中的堿基排列方式共有4200種 解析DNA分子中腺嘌呤脫氧核苷酸有2003/1060個。該DNA分子連續(xù)復制2次，需要游離的腺嘌呤脫氧核苷酸為：360180個；DNA分子另一條鏈中A T G C2 1 4 3，故該DNA分子中4種堿基比例為A T G C
8、3 3 7 7；DNA雙鏈間堿基互補配對，即DNA分子中有200個堿基對，故該DNA分子中的堿基排列方式共有4200種。 答案B四、綜合運用能力四、綜合運用能力8 (2011上海生物，20)原核生物的mRNA通常在轉錄完成之前便可啟動蛋白質的翻譯，但真核生物的核基因必須在mRNA形成之后才能翻譯蛋白質，針對這一差異的合理解釋是()。 A原核生物的tRNA合成無需基因指導 B真核生物tRNA呈三葉草結構 C真核生物的核糖體可進入細胞核 D原核生物的核糖體可以靠近DNA 解析由題意可知，原核生物的轉錄和翻譯可以同步進行，翻譯的場所核糖體與DNA靠得很近。 答案D9 從近年高考情況來看，本講在高考中
9、經(jīng)常涉及的知識點有：探索DNA是遺傳物質的經(jīng)典實驗、DNA分子的成分和結構、DNA分子復制過程和原理以及基因表達的過程。有關DNA是遺傳物質的經(jīng)典實驗、DNA分子的結構和復制主要以選擇題的形式考查；簡答題則側重基因表達與其他知識的綜合應用。專家箴言通過以上高考體驗，可以歸納總結：預期在預期在2012年高考中，對本講知識的考查主要有以下幾個特點年高考中，對本講知識的考查主要有以下幾個特點 以實驗分析題的形式考查以實驗分析題的形式考查DNA是遺傳物質經(jīng)典實驗的分析；是遺傳物質經(jīng)典實驗的分析； 結合基因突變和細胞分裂考查結合基因突變和細胞分裂考查DNA分子的結構和復制；分子的結構和復制； 以模型建構
10、的方式考查遺傳信息的流動以模型建構的方式考查遺傳信息的流動(復制、轉錄和翻譯等復制、轉錄和翻譯等)。另外，。另外，還需要關注對科技發(fā)展還需要關注對科技發(fā)展(如基因敲除、基因沉默、基因污染、基因疫苗、如基因敲除、基因沉默、基因污染、基因疫苗、基因芯片和基因興奮劑等基因芯片和基因興奮劑等)與教材內(nèi)容相結合的考查。與教材內(nèi)容相結合的考查。 在復習中，要掌握DNA是遺傳物質的實驗設計思路及方法，通過對經(jīng)典實驗的再分析進一步領會科學實驗方法，提高分析實驗結果以及推導實驗結論的能力；通過專題訓練提高有關堿基互補配對原則應用的計算、DNA分子半保留復制有關計算的解題能力；通過比較法掌握DNA的復制、轉錄和翻
11、譯的區(qū)別。 肺炎雙球菌轉化實驗與T2噬菌體侵染細菌實驗的比較 (1)實驗設計思路及結論的比較(見下表)更清晰考點一遺傳物質探索的經(jīng)典實驗考試說明考試說明人類對遺傳物質的探索過程人類對遺傳物質的探索過程()()1艾弗里實驗艾弗里實驗T2噬菌體侵染細菌實驗噬菌體侵染細菌實驗思路思路相同相同設法將設法將DNA與其他物質分開，與其他物質分開，_、直接地研究直接地研究它們各自不同的遺傳功能它們各自不同的遺傳功能處理方處理方式的式的區(qū)別區(qū)別直接分離：分離直接分離：分離S型菌型菌的的_、多糖、蛋白質等，多糖、蛋白質等，分別與分別與R型菌混合培養(yǎng)型菌混合培養(yǎng)同位素標記法：分別標記同位素標記法：分別標記_和和蛋
12、白質的特征蛋白質的特征元素元素(32P和和35S)實驗實驗結論結論a._是是遺傳物質遺傳物質b蛋白質等不是遺傳物質蛋白質等不是遺傳物質DNA是遺傳物質是遺傳物質單獨地單獨地DNADNADNA (2)兩個實驗遵循相同的實驗設計原則對照原則 肺炎雙球菌轉化實驗中的相互對照：T2噬菌體侵染細菌實驗中的相互對照：噬菌體侵染細菌實驗中的相互對照： (3)同位素標記的差異(見下表)DNA蛋白質蛋白質DNA和蛋白質和蛋白質噬菌體噬菌體32P35S14C、2H、18O、15N細菌細菌31P32S12C、1H、16O、14N子代子代噬菌體噬菌體32P(少數(shù)少數(shù))、31P(全部全部)_ C、H、O、N的的兩種兩種
13、同位素都有同位素都有32S生物的遺傳物質總結比較生物的遺傳物質總結比較(見下表見下表)2.生物生物所含核酸所含核酸所含核苷酸所含核苷酸含氮堿基含氮堿基遺傳物質遺傳物質細胞生物細胞生物(原原核、真核生物核、真核生物)5種：種：A、T、C、G、U均為均為_病毒病毒DNA病毒病毒1種種，為為DNA_種脫氧核種脫氧核苷酸苷酸4種種：A、T、C、GDNARNA病毒病毒1種，種，為為RNA_種核糖核種核糖核苷酸苷酸4種：種：_ _RNA44A、U、C、GDNA 幾個探索實驗的整合更系統(tǒng) 加熱殺死S型細菌的過程中，其蛋白質變性失活，但是其內(nèi)部的DNA在加熱結束后隨溫度的恢復又逐漸恢復其活性。 R型細菌轉化成
14、S型細菌的原因是S型細菌DNA進入R型細菌內(nèi)，與R型細菌DNA實現(xiàn)重組，表現(xiàn)出S型細菌的性狀，此變異屬于基因重組。 培養(yǎng)含放射性標記的噬菌體不能用培養(yǎng)基直接培養(yǎng)，因為病毒專營寄生生活，故應先培養(yǎng)細菌，再用細菌培養(yǎng)噬菌體。 因放射性檢測時只能檢測到部位，不能確定是何種元素的放射性，故35S(標記蛋白質)和32P(標記DNA)不能同時標記在同一噬菌體上，應將二者分別標記，即把實驗分成兩組。 噬菌體侵染細菌的實驗中，兩次用到大腸桿菌，第一次是對噬菌體進行同位素標記，第二次是將帶標記元素的噬菌體與大腸桿菌進行混合培養(yǎng)，觀察同位素的去向。 心堂亮 12345 (2010江蘇生物)下列有關生物體遺傳物質的
15、敘述，正確的是 ()。 A豌豆的遺傳物質主要是DNA B酵母菌的遺傳物質主要分布在染色體上 CT2噬菌體的遺傳物質含有硫元素 DHIV的遺傳物質水解產(chǎn)生4種脫氧核苷酸強信心 【例例1】 審題關鍵“遺傳物質”“主要”“T2噬菌體”“HIV”。 命題來源遺傳物質的探索。 思路分析豌豆、酵母菌、T2噬菌體的遺傳物質均為DNA，DNA在真核生物中主要分布在染色體上，酵母菌為真核生物；DNA僅含C、H、O、N、P五種元素；HIV的遺傳物質為RNA，初步水解產(chǎn)物為4種核糖核苷酸，徹底水解產(chǎn)物是核糖、磷酸和4種含氮堿基。 答案B DNA復制、轉錄、翻譯、逆轉錄、RNA復制的比較(見下表)更清晰考點二與中心法
16、則相關問題整合考試說明考試說明(1)DNA分子結構的主要特點分子結構的主要特點()/(2)基因的概念基因的概念() (3)DNA分子的復制分子的復制()/(4)遺傳信息的轉錄和翻譯遺傳信息的轉錄和翻譯() (5)基因與性狀的關系基因與性狀的關系()項目項目DNA復制復制轉錄轉錄翻譯翻譯逆轉錄逆轉錄RNA復制復制場所場所主要在主要在_主要在主要在_模板模板DNA的兩的兩條鏈條鏈DNA的一的一條鏈條鏈_RNARNA原料原料4種脫氧核種脫氧核苷酸苷酸4種種_20種種_4種脫氧種脫氧核苷酸核苷酸4種核糖種核糖核苷酸核苷酸1細胞核內(nèi)細胞核內(nèi)細胞核內(nèi)細胞核內(nèi)核糖體核糖體mRNA核糖核糖核苷酸核苷酸氨基酸氨
17、基酸項目項目DNA復制復制轉錄轉錄翻譯翻譯逆轉錄逆轉錄RNA復制復制酶酶解旋酶、解旋酶、DNA聚聚合酶等合酶等解旋酶、解旋酶、_ _等等酶酶逆轉錄酶逆轉錄酶RNA聚聚合酶等合酶等堿基配堿基配對原則對原則 AT；GC；TA；CGAU；GC；TA；CGAU；GC；UA；CGAT；UA；CG；GCCG；AU；GC；UA結結 果果兩個子代兩個子代DNA分子分子mRNA、tRNA、rRNA_DNARNA信息信息傳遞傳遞DNADNADNAmRNAmRNA_RNADNARNARNA實實 例例絕大多數(shù)生物絕大多數(shù)生物絕大多數(shù)絕大多數(shù)生物生物所有生物所有生物艾滋病病毒艾滋病病毒煙草煙草花花葉病毒葉病毒RNA聚聚
18、合酶合酶蛋白質蛋白質蛋白質蛋白質 遺傳信息、密碼子和反密碼子(見下表)2.遺傳信息遺傳信息密碼子密碼子反密碼子反密碼子概念概念基因基因中中 _的的排列順序排列順序_中中決定一決定一個氨基酸的三個相個氨基酸的三個相鄰堿基鄰堿基_端端與與mRNA密碼密碼子互補配對的三個堿基子互補配對的三個堿基作用作用控制生物的遺傳性狀控制生物的遺傳性狀直接決定蛋白質中直接決定蛋白質中的的_序列序列識別密碼子，轉運氨基酸識別密碼子，轉運氨基酸種類種類基因中脫氧核苷酸數(shù)基因中脫氧核苷酸數(shù)目和目和_的的不不同，決定了遺傳信息同，決定了遺傳信息的多樣性的多樣性64種，其中種，其中61種能種能決定氨基酸，決定氨基酸，3種種
19、_，不能決定氨基酸不能決定氨基酸61種種(或或tRNA也為也為61種種)脫氧核苷酸脫氧核苷酸mRNAtRNA氨基酸氨基酸排列順序排列順序終止密碼子終止密碼子遺傳信息遺傳信息密碼子密碼子反密碼子反密碼子圖示圖示聯(lián)系聯(lián)系a.基因中脫氧核苷酸的基因中脫氧核苷酸的序列序列 mRNA中中_的的序列序列bmRNA中堿基序列與基因模板鏈中堿基序列中堿基序列與基因模板鏈中堿基序列互補互補c密碼子與相應反密碼子的堿基序列互補配對密碼子與相應反密碼子的堿基序列互補配對核糖核苷酸核糖核苷酸 中心法則信息流動的方向 (1)中心法則中遺傳信息的流動過程為(如下圖)：3. 在生物生長繁殖過程中遺傳信息的傳遞方向為(如下圖
20、)：在細胞內(nèi)蛋白質合成過程中，遺傳信息的傳遞方向在細胞內(nèi)蛋白質合成過程中，遺傳信息的傳遞方向(如胰島細胞中胰島如胰島細胞中胰島素的合成素的合成)為為(如下圖如下圖)：含逆轉錄酶的含逆轉錄酶的RNA病毒在寄主細胞內(nèi)繁殖過程中，遺傳信息的傳遞方病毒在寄主細胞內(nèi)繁殖過程中，遺傳信息的傳遞方向為向為(如下圖如下圖)： RNA病毒(如煙草花葉病毒)在宿主細胞內(nèi)繁殖過程中，遺傳信息的傳遞方向為(如下圖)：(2)中心法則中幾個生理過程能準確進行的原因中心法則中幾個生理過程能準確進行的原因前者為后者的產(chǎn)生提供了一個精確的模板。前者為后者的產(chǎn)生提供了一個精確的模板。嚴格的堿基互補配對原則決定了后者是以前者提供的
21、模板為依據(jù)形成的。嚴格的堿基互補配對原則決定了后者是以前者提供的模板為依據(jù)形成的。DNA病毒病毒(如如T2噬菌體噬菌體)在寄主細胞內(nèi)繁殖過程中，遺傳信息的傳遞方在寄主細胞內(nèi)繁殖過程中，遺傳信息的傳遞方向為向為(如下圖如下圖)： 中心法則與基因表達的關系(見下圖)更系統(tǒng) 堿基數(shù)量計算歸類與應用 (1)DNA分子、DNA某條鏈及轉錄生成的mRNA中堿基比例關系(見下表) 心堂亮 (2)DNA復制過程中的堿基數(shù)量計算 設某DNA分子中含某堿基a個。 復制n次需要含該堿基的脫氧核苷酸數(shù)為a(2n1)。如圖所示：第第n次復制，需要含該堿基的脫氧核苷酸數(shù)為次復制，需要含該堿基的脫氧核苷酸數(shù)為a2n1。由圖
22、示可以看出，復制的結果是形成兩個一樣的由圖示可以看出，復制的結果是形成兩個一樣的DNA分子，所以一個分子，所以一個DNA分子復制分子復制n次以后，得到的次以后，得到的DNA分子數(shù)量為分子數(shù)量為2n個個(如上圖如上圖)，復制，復制(n1)次后得次后得到的到的DNA分子數(shù)為分子數(shù)為2n1，第，第n次復制增加的次復制增加的DNA分子數(shù)為分子數(shù)為2n2n12n1，需要含該堿基的脫氧核苷酸數(shù)為需要含該堿基的脫氧核苷酸數(shù)為a2n1。 (3)堿基比例的運用 由核酸所含堿基種類及比例可以分析判斷核酸的種類。 若有U無T，則該核酸為RNA。 若有T無U，且AT，GC，則該核酸一般為雙鏈DNA。 若有T無U，且A
23、T，GC，則該核酸為單鏈DNA。 應用指南： 運用核酸分子中所含堿基種類及比例可判斷核酸種類。 運用核酸分子中堿基對的比例來判斷核酸分子的穩(wěn)定性，進一步確定生物生活的溫度環(huán)境。 運用堿基互補配對原則計算DNA復制、轉錄等過程中的堿基數(shù)或堿基對比例。 (2010江蘇生物，34)鐵蛋白是細胞內(nèi)儲存多余Fe3的蛋白，鐵蛋白合成的調(diào)節(jié)與游離的Fe3鐵調(diào)節(jié)蛋白、鐵應答元件等有關。鐵應答元件是位于鐵蛋白mRNA起始密碼上游的特異性序列，能與鐵調(diào)節(jié)蛋白發(fā)生特異性結合，阻遏鐵蛋白的合成。當Fe3濃度高時，鐵調(diào)節(jié)蛋白由于結合Fe3而喪失與鐵應答元件的結合能力，核糖體能與鐵蛋白mRNA一端結合，沿mRNA移動，遇
24、到起始密碼后開始翻譯(如下圖所示)。回答下列問題。強信心 【例例2】 (1)圖中甘氨酸的密碼子是_，鐵蛋白基因中決定“ 的模板鏈堿基序列為_。 (2)Fe3濃度低時，鐵調(diào)節(jié)蛋白與鐵應答元件結合干擾了_，從而抑制了翻譯的起始；Fe3濃度高時，鐵調(diào)節(jié)蛋白由于結合Fe3而喪失與鐵應答元件的結合能力，鐵蛋白mRNA能夠翻譯。這種調(diào)節(jié)機制既可以避免_對細胞的毒性影響，又可以減少_。 (3)若鐵蛋白由n個氨基酸組成，指導其合成的mRNA的堿基數(shù)遠大于3n，主要原因是_。 (4)若要改造鐵蛋白分子，將圖中色氨酸變成亮氨酸(密碼子為UUA、UUG、CUU、CUC、CUA、CUG)，可以通過改變DNA模板鏈上的
25、一個堿基來實現(xiàn)，即由_?！?解析(1)由翻譯的特點，肽鏈合成過程中每結合一個氨基酸，核糖體就向右移動3個堿基的距離，由圖可知甘氨酸對應密碼子應為GGU，甘、天、色氨酸對應mRNA的堿基序列為GGUGACUGG，所以相應基因模板鏈堿基序列為CCACTGACC，也可以是CCAGTCACC(轉錄方向與前者相反)。(2)從題干信息看出鐵應答元件是位于鐵蛋白mRNA起始密碼上游的特異性序列，當Fe3濃度低時，鐵調(diào)節(jié)蛋白會與鐵應答元件結合，干擾核糖體在mRNA上的結合與移動，從而抑制翻譯的起始；當Fe3濃度高時，F(xiàn)3會與鐵調(diào)節(jié)蛋白結合，使翻譯正常進行。這樣既可以避免Fe3對細胞的毒性影響，又可以減少細胞內(nèi)物質和能量的浪費。 (3)因mRNA上存在著鐵應答元件和終止密碼等不對應氨基酸的堿基序列，故mRNA上堿基數(shù)遠大于氨基酸數(shù)的3倍。(4)比較色氨酸和亮氨酸的密碼子，色氨酸(UGG)與亮氨酸(UUG)只有一個堿基的差別，可以確定改變DNA模板鏈上的一個堿基可以實現(xiàn)色氨酸變成亮氨酸(UGGUUG)，故DNA模板鏈上堿基變化為CA。 答案(1)GGUCCACTGACC(CCAGTCACC) (2)核糖體在mRNA上的結合與移動Fe3細胞內(nèi)物質和能量的浪費(3)mRNA兩端存在不翻譯的序列 (4)CA
高考二輪生物復習 專題四 遺傳、變異和進化遺傳物質分子基礎課件
