1、第八章 遗传的分子基础,考点20 DNA是主要的遗传物质,高考考法突破,应试基础必备,考法1 关于遗传物质探索实验的分析,过程,结论：加热杀死的S型细菌中，含有某种促使R型细菌转化为S型细菌的“转化因子”。,应试基础必备,1肺炎双球菌转化实验,(1)格里菲思体内转化实验,R型细菌与S型细菌的比较,结论：DNA才是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质，即DNA是转化因子，是遗传物质。,(2)艾弗里体外转化实验,过程,标记噬菌体,侵染细菌,在噬菌体中，保证亲代与子代之间具有连续性的物质是DNA，即DNA是遗传物质,2噬菌体侵染细菌的实验,(1)过程,(2)结论,3. 烟草花叶病毒感染烟草的实验,(1)
2、过程,烟草花叶病毒的RNA能自我复制，并控制其遗传性状，因此RNA是它的遗传物质。,(2)结果分析与结论,绝大多数生物(细胞生物和DNA病毒)的遗传物质是DNA，少部分生物(RNA病毒)的遗传物质是RNA，所以说DNA是主要的遗传物质。,4.DNA是主要的遗传物质,艾滋病病毒（属于RNA病毒）,乙肝病毒（属于DNA病毒）,考法1 关于遗传物质探索的实验分析,转化后形成的S型细菌可以遗传下去，说明S型细菌的DNA是遗传物质,高考考法突破,1.关于肺炎双球菌转化实验的分析,加热杀死的S型细菌，其蛋白质变性失活，DNA在加热过程中氢键断裂，双螺旋解开，DNA变性失活；但缓慢冷却时，其结构、活性恢复,
3、S型细菌的DNA片段整合到了R型细菌的DNA中，即实现了基因重组,(1)肺炎双球菌的转化原因,(2)转化的实质,(3)转化的结果及结论,2.关于噬菌体侵染细菌实验的分析,(1)T2噬菌体,(2) T2噬菌体的增殖场所：大肠杆菌细胞内蛋白质的合成：利用大肠杆菌细胞内的氨基酸和核糖体合成。DNA合成：利用亲代噬菌体的DNA为模板、大肠杆菌中的原料合成。,（3）噬菌体侵染细菌实验中应注意的三个关键点要标记的噬菌体不能直接用培养基培养，因为病毒为专性寄生生活，应先用放射性培养基标记细菌，再用细菌培养噬菌体。不能标记碳、氢、氧、氮四种元素，因为这些元素是蛋白质和DNA共有的，无法将DNA和蛋白质区分开。
4、35S（标记蛋白质）和32P（标记DNA）不能同时标记在同一个噬菌体上，因为在放射性检测时，只能检测到某个部位存在放射性，不能确定该放射性为何种元素。,(4)实验误差分析用32P标记实验时，上清液中也有少量的放射性的原因：一是保温时间过短，有一部分噬菌体未侵染到大肠杆菌细胞内，经离心后分布于上清液中，使上清液出现放射性；二是从噬菌体和大肠杆菌混合培养到离心分离这一段时间过长，噬菌体在大肠杆菌内增殖后释放子代，经离心后分布于上清液中，也会使上清液有少量的放射性。用35S标记实验时，沉淀物中出现少量放射性的原因：可能由于搅拌不充分，有少量35S标记的噬菌体蛋白质外壳吸附在细菌表面，随细菌离心到沉淀
5、物中，使沉淀物中出现少量的放射性。,3. 肺炎双球菌体外转化实验与噬菌体侵染细菌实验的比较,4.烟草花叶病毒的感染和重建实验,(2)结论：在RNA病毒中，RNA是遗传物质。,(1)实验过程及结果,5.DNA是主要遗传物质,细胞生物(不论是真核生物还是原核生物)既有DNA又有RNA，其遗传物质都是DNA；病毒只含DNA和RNA中的一种。对于具体的生物而言，其遗传物质是确定的，要么是DNA,要么是RNA，只能是其中的一种，因此对于具体的某种生物而言，“DNA”“RNA”或“遗传物质”的前面不能加“主要”两个字。,C,【解析】T2噬菌体只能侵染大肠杆菌，不能侵染肺炎双球菌，不可以在肺炎双球菌中复制和
6、增殖，A错误；病毒没有细胞结构，不能独立生活，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；人类免疫缺陷病毒与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。,课标全国理综20172,6分在证明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
7、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.人类免疫缺陷病毒与T2噬菌体的核酸类型和增殖过程相同,高考考法突破,应试基础必备,考法2 DNA分子结构及数量关系,考法3 DNA分子复制的特点、过程及相关计算,考点21 DNA的结构与复制,应试基础必备,1DNA分子的结构,（1）组成单位：脱氧核苷酸（由一分子磷酸、一分子脱氧核糖和一分子含氮碱基组成）（2）DNA分子双螺旋结构提出者：沃森与克里克（3）结构特点两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构。外侧基本骨架为脱氧核糖与磷酸交替连接，内侧排列碱基对。,内侧碱基对按碱基互补配
8、对原则通过氢键相连。A一定与T配对，G一定与C配对，反之亦然。A和T之间形成2个氢键，C和G之间形成3个氢键，故DNA分子中GC比例高的稳定性强。,2 DNA分子的特性,（1）稳定性：磷酸和脱氧核糖交替连接，排列在外侧构成基本骨架（2）多样性：碱基对多种多样的排列次序。若某DNA分子中有n个碱基对，则排列顺序有4n种，其中n代表碱基对数(3)特异性：每种DNA分子都有特定的碱基对排列顺序，代表了特定的遗传信息,3DNA分子的复制,（1）DNA复制：以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程。（2）复制时间：有丝分裂间期或减数第一次分裂前的间期（3）复制特点：半保留复制（4）意义：亲代DNA通过复制
9、，将遗传信息从亲代传递给子代，保持了遗传信息的连续性,考法2 DNA分子结构及数量关系,(1)DNA分子中碱基种类、数目与遗传信息的关系遗传信息是指DNA分子中碱基的排列顺序，不同DNA分子携带的遗传信息不同，因为碱基对的种类、数目、排列顺序不同。与磷酸和脱氧核糖的排列无关(2)DNA分子中的化学键DNA双链中相对应的碱基通过氢键连接，可用解旋酶断裂，也可加热断裂；单链上相邻碱基之间的脱氧核糖和磷酸通过磷酸二酯键连接，用限制性核酸内切酶断裂，用DNA连接酶进行连接。,高考考法突破,1.DNA分子结构特点的分析,(1)DNA分子中的有关数量关系 DNA分子中，脱氧核苷酸数脱氧核糖数磷酸数含氮碱基
10、数1111 每条脱氧核苷酸链上都只有一个游离的磷酸基，因此DNA分子中含有2个游离的磷酸基,2. DNA分子结构中的数量关系及计算,(2)DNA分子中碱基的计算,根据碱基互补配对原则可推知：嘌呤总数与嘧啶总数相等，即A+G=T+C。设在双链DNA分子中的一条链上A1+T1=n%，因为A1=T2,T1=A2，则A1+T1=A2+T2=n%。所以DNA双链中A+T=A1+A2+T1+T2=(n%+n%)/2=n%。简记为：“配对的两碱基之和在单、双链中所占比例相等”。设双链DNA分子中，一条链上(A1+G1)/(T1+C1)=m，则( A1+G1) /( T1+C1)= ( T2+C2)/ ( A
11、2+G2)=m，所以互补链上( A2+G2)/ ( T2+C2)=1/m。简记为：“DNA两互补链中，不配对两碱基和的比值的乘积为1”。,D,海南生物201724，2分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A+T/G+C与A+C/G+T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】由于双链DNA分子中碱基A数目等于T数目，G数目等于C数目，故A+C/G+T=1，A错误。A和T碱基对
12、之间有2个氢键，C和G之间有3个氢键，故G+C数目越多，氢键数越多，双链DNA分子的稳定性越高，即A+TG+C越小双链DNA分子越稳定，B错误。A+T/G+C与A+C/G+T两个比值相等，这个DNA分子可能是双链，也可能是单链，C错误。经半保留复制得到的DNA分子是双链DNA，A+C/G+T=1，D正确。,考法3 DNA分子复制的特点、过程及相关计算,实验材料：大肠杆菌实验方法：同位素标记技术和密度梯度离心技术实验假设：DNA以半保留的方式复制实验过程,1.DNA复制方式的探究,实验预期：离心后应出现3条DNA带 重带：15N标记的亲代双链DNA（15N/15N）中带：一条链为15N标记，另一
13、条链为14N标记的子代双链DNA（15N/14N） 轻带：两条链都为14N标记的子代双链DNA（14N/14N）实验结果：与预期的相符,(1)复制方式：半保留复制(2)特点：边解旋边复制(3) DNA复制的类型：大多数都是双向进行的。在真核生物中，DNA复制一般是多起点复制；在原核生物中，DNA复制一般是一个起点。无论是真核生物还是原核生物，DNA复制大多数都是双向进行的。如图所示为真核生物DNA的多起点、双向复制,真核生物DNA的多起点、双向复制,2 . DNA分子复制的过程和特点的分析, DNA复制的准确性因为DNA具有独特的双螺旋结构，能为复制提供精确的模板；通过碱基互补配对，保证了复制
14、能够准确地进行。,图中有3个复制起点。图中最右侧的复制起点最先开始解旋和复制。多起点复制，有利于提高复制效率,3 . DNA半保留复制过程中的相关计算,(1)一个DNA分子复制n次，则子代DNA分子的数目是2n个，其中含有亲代链的DNA分子数为2个，不含有亲代链的DNA分子数为(2n2)个。(2)一个DNA分子复制n次，子代脱氧核苷酸链数是2n1条，其中原脱氧核苷酸链为2条，新合成的脱氧核苷酸链为(2n12)条。,（4）DNA复制过程中消耗的脱氧核苷酸数的计算假设亲代DNA分子中含有某种脱氧核苷酸数为m个：经过n次复制需消耗该种脱氧核苷酸为m（2n-1）;第n次复制需消耗该种脱氧核苷酸为m2n
15、-1【注意】解题时抓准复制中的关键字眼DNA复制：用15N标记的是“亲代DNA”还是“培养基中原料”子代DNA：所求的DNA比例是“含15N的”还是“只含15N的”,A.随后细胞中的DNA复制发生障碍B.随后细胞中的RNA转录发生障碍C.该物质可将细胞周期阻断在分裂中期D.可推测该物质对癌细胞的增殖有抑制作用,【解析】根据题意，加入该物质后，DNA双链不能解开，故需要DNA解旋才能进行的过程，如DNA复制和转录均不能进行，A、B正确；当DNA不能复制，细胞周期就会被阻断在间期，C错误；对癌细胞使用这种物质，阻止癌细胞的DNA复制，就会抑制癌细胞的增殖，D正确。,C,考点22 基因的表达,高考考
16、法突破,应试基础必备,考法4 转录和翻译的过程与结果分析,考法5 基因及中心法则的理解与分析,基本单位,空间结构：一般是单链，不稳定，变异频率高种类及功能mRNA：将遗传信息从细胞核传递到细胞质中tRNA：转运氨基酸，识别密码子rRNA：核糖体的组成成分，少数RNA还有催化功能,应试基础必备,1 遗传信息的转录和翻译,(1)RNA的组成单位、结构和种类,场所：核糖体,原则：碱基互补配对产物：多肽链,(2) 转录,(3 )翻译,基因是有遗传效应的DNA片段基因具有相对独立性，是控制生物性状的功能和结构单位基因的位置：基因存在于染色体上，呈线性排列,2 基因的概念和功能,(1)基因的概念,(2)基
17、因的功能,通过复制传递遗传信息；通过控制蛋白质的合成表达遗传信息,提出者：克里克。补充后的内容图解,(3)中心法则,直接控制：通过控制蛋白质的结构来直接控制生物体的性状间接控制：控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状,(4)基因对性状的控制,内因：基因外因：环境条件,(5)调控生物体性状的因素,考法4 转录和翻译的过程与结果的分析,1.DNA复制、转录和翻译的比较,高考考法突破,(1)DNA复制、转录和翻译的比较,DNA两条链都作模板为复制 DNA的一条链作模板为转录,(3)翻译起止点与进程,翻译起点：一个核糖体与mRNA的结合部位形成2个tRNA结合位点。起始密码子决定的是甲硫氨酸
18、或缬氨酸翻译进程：核糖体沿着mRNA移动，读取下一个密码子，但mRNA不移动翻译终点：识别到终止密码子(不决定氨基酸)时翻译停止,(4)mRNA与核糖体数量、翻译速度的关系,数量关系：一个mRNA可同时结合多个核糖体，形成多聚核糖体。因此少量的mRNA分子可以迅速合成出大量的蛋白质方向：判断依据是多肽链的长短，长的翻译在前结果：合成的仅是多肽链，要形成蛋白质往往还需要运送至内质网、高尔基体等结构中进一步加工多聚核糖体中，每个核糖体合成的多肽链都相同,2.遗传信息、密码子与反密码子的关系,(1)基因中碱基数mRNA碱基数多肽链中氨基酸数631,(2)基因中碱基与蛋白质相对分子质量之间的计算,3.
19、 基因控制蛋白质合成过程中的相关数量关系,(4)密码子有64种，其中有3种为终止密码子，不对应氨基酸；对应氨基酸的密码子有61种，反密码子理论上有61种。,(3)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,课标全国理综20171，6分下列关于真核细胞中转录的叙述，错误的是（）,AtRNA、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，A正确；不同的RNA由
20、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。,C,考法5 基因及中心法则的理解与分析,1 . 基因概念的理解,高考考法突破,(1)各类生物遗传信息的传递过程,2.中心法则的应用,高等动植物共有的途径：DNA复制、转录、翻译。但具体到不同细胞情况不同，如根尖分生区细胞等分裂旺盛的组织细胞中三条途径都有：但成熟叶肉细胞等高度分化的细胞无DNA复制
21、途径，只有转录和翻译两条途径；哺乳动物成熟的红细胞无遗传信息的传递。RNA的复制和逆转录过程只发生在以RNA为遗传物质的病毒的增殖过程中。(3)进行碱基互补配对的过程和场所的总结能进行碱基互补配对的过程：DNA复制、DNA转录、翻译、RNA复制和逆转录。能进行碱基互补配对的场所:细胞核、叶绿体、线粒体、核糖体。,(2)细胞种类与信息传递途径的关系,(1)直接途径,(2)间接途径,3.基因控制性状的途径,机理：实例：镰刀型细胞贫血症、囊性纤维病。,机理：实例：白化病。,(1)一般而言，一个基因决定一种性状，但生物体的一种性状有时也受多个基因的影响，而有些基因则可影响多种性状。例如：人审稿可能由多
22、个基因决定，其中每一个基因对审稿都有一定的作用；原理豌豆（甜度低）与皱粒豌豆（更甜），一对基因控制粒形和甜度两对性状,(2)性状是由基因与环境共同决定的(3)线粒体和叶绿体中的DNA能够进行半自主复制，并通过转录和翻译控制某些蛋白质的合成。其上的基因称作细胞质基因，控制着细胞质遗传。细胞质遗传的特点是母系遗传(即子代性状由母本决定)。,4.基因与性状的关系,【解析】,B,海南生物201725,2分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
23、可转录出两条相同的RNA,一种氨基酸可能有一种或几种相应的密码子，A错误。HIV的遗传物质为单链RNA，可以逆转录生成DNA，B正确。真核生物基因表达的过程包括转录生成RNA和翻译合成蛋白质，C错误。一个基因的两条DNA链可转录出两条互补的RNA，但转录均是以基因的一条链为模板的，D错误。,考法6 DNA分子随染色体去向问题分析,高考考法突破,专题6 同位素标记与DNA复制、细胞分裂问题综合分析,考法6 DNA分子随染色体去向问题分析,高考考法突破,1.同位素标记与DNA复制情况分析,以一条被15N标记的染色体，转入不含15N的培养液中，连续进行两次细胞分裂为例。,2.同位素标记与DNA复制及
24、细胞分裂情况分析,（1）减数分裂中染色体标记情况分析如果用3H标记细胞中的DNA分子，然后将细胞放在正常环境中培养，让其进行减数分裂，结果染色体中的DNA标记情况如图所示：,由图可知，减数分裂过程中细胞虽然连续分裂2次，但DNA只复制1次，所以四个子细胞中所有DNA分子均呈杂合状态，即3H/1H。,(2)有丝分裂中染色体标记情况分析如果用3H标记细胞中的DNA分子，然后将细胞放在正常环境中培养，连续进行2次有丝分裂，与减数分裂过程不同，因为有丝分裂是复制1次分裂1次，所以这里实际上包含了2次复制,由图可知，第一次有丝分裂形成的两个子细胞中所有DNA分子均呈杂合状态，即3H/1H，第二次有丝分裂
25、复制后的染色体上两条单体中只有一条单体含有3H，即DNA分子为3H/1H，而另一条单体中只含有1H，即DNA分子为1H/1H，在后期时两条单体的分离是随机的，所以最终形成的子细胞中含有3H的染色体条数是0 2n条（体细胞中染色体数是2n）,湖北武汉2017模拟改编将全部DNA分子双链经32P标记的雄性动物细胞（染色体数为2N）置于不含32P的培养基中培养。经过连续2次细胞分裂后产生4个子细胞，检测子细胞中情况。下列推断正确的是(),A.若进行有丝分裂，则含32P染色体的子细胞比例一定为1/2B.若进行减数分裂，则含32P染色体的子细胞比例一定为1C.若子细胞中的染色体都含32P，则一定进行有丝
26、分裂D.若子细胞中的染色体不都含32P，则一定进行减数分裂,C,【解析】若进行有丝分裂，第一次有丝分裂后，每条染色体都含有标记；第二次复制后，每条染色体的两条染色单体一条带标记一条不带，在第二次分裂后期时，着丝点分裂，子染色体随机分开，具有32P标记的染色体也随机进入2个细胞，所以经过连续2次细胞分裂后产生的4个子细胞中，含32P染色体的子细胞为2个或3个或4个，A错误；若进行减数分裂，因为DNA只复制一次，细胞连续分裂2次，所以分裂后产生的4个子细胞均含有标记，含32P染色体的子细胞比例一定为1，B正确；若子细胞中的染色体都含32P，则一定进行减数分裂，C错误；若子细胞中的染色体不都含32P，则一定不进行减数分裂，D错误。,敬 请 期 待 下 一 章！,
