高考生物二輪復習 專題四　遺傳變異和進化精品課件.ppt

專題四遺傳變異和進化 第一講遺傳的物質(zhì)基礎 主干知識回扣 一 dna是遺傳物質(zhì)的證據(jù)1 肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實驗 1 1928年格里菲思的實驗 體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗 過程及結(jié)果 分析a r型細菌無毒性 不會使小鼠死亡 b s型細菌 會使小鼠 而且s型細菌內(nèi)有的物質(zhì) 結(jié)論 2 1944年艾弗里的實驗 體外轉(zhuǎn)化實驗 過程及結(jié)果 有毒性 死亡 使r型細菌轉(zhuǎn)化為s型細菌 加熱殺死的s型細菌體內(nèi)有 轉(zhuǎn)化因子 分析a s型細菌的使r型細菌發(fā)生轉(zhuǎn)化 b s型細菌的其他物質(zhì) 結(jié)論 s型細菌體內(nèi)的dna是 3 格里菲思實驗與艾弗里實驗的關系格里菲思實驗說明 艾弗里實驗進一步證明 2 噬菌體侵染細菌的實驗 1 實驗步驟 標記細菌 2 實驗結(jié)論 子代噬菌體的各種性狀是 dna 不能使r型細菌發(fā)生轉(zhuǎn)化 使r型細菌產(chǎn)生穩(wěn)定遺傳變化的物質(zhì) s型細菌體內(nèi)有轉(zhuǎn)化因子 轉(zhuǎn)化因子是dna 標記噬菌體 噬菌體侵染未標記的細菌 保溫離心 觀察分析得出結(jié)論 通過親代dna遺傳的 dna是噬菌體的遺傳物質(zhì) 3 兩實驗的比較 1 相同點 二者的實驗思路一致 即都是設法將分開 單獨地直接研究他們各自的功能 2 不同點 前者是直接分離法 而后者則采用了的間接分離 二 dna的結(jié)構和功能1 結(jié)構特點dna分子呈規(guī)則的雙螺旋結(jié)構 該結(jié)構中不變的是 變的是 其組成遵循原則 dna和其他物質(zhì) 同位素標記法 排列在外側(cè)的脫氧核糖和磷酸 排在內(nèi)側(cè)的堿基對 堿基互補配對 2 功能特點 3 中心法則解讀 1 圖示 2 分析 圖示中的a b c是遺傳物質(zhì)為的流動方向 是遺傳信息的主要流動方向 圖示中的e c是遺傳物質(zhì)為的流動方向 如煙草花葉病毒 圖示中的d a b c是的流動方向 如hiv dna的生物遺傳信息 rna的生物遺傳信息 逆轉(zhuǎn)錄病毒的遺傳信息 一 遺傳物質(zhì)探索的經(jīng)典實驗 核心整合 核心要點整合 要點突破1 dna是主要的遺傳物質(zhì)是對生物界而言的 需要許多實驗共同來證明的結(jié)論 單獨的某一實驗只能證明dna是某種生物的遺傳物質(zhì) 2 在證明dna是遺傳物質(zhì)的兩大經(jīng)典實驗中 要特別注意以下問題 1 格里菲思的實驗中最關鍵的一組是將無毒性的r型活細菌與加熱殺死的s型細菌混合 注入到小鼠體內(nèi) 小鼠死亡 本實驗的其他三組都是這一組實驗的對照實驗 更加有力地證明了dna是一種轉(zhuǎn)化因子的結(jié)論 2 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 3 生物的遺傳物質(zhì)總結(jié) 二 dna分子的相關計算1 dna分子結(jié)構中相關堿基計算規(guī)律 三 遺傳信息的傳遞過程 核心整合 要點突破1 dna的復制是典型的半保留復制 利用同位素標記法和密度梯度離心技術可以證明 2 基因是有遺傳效應的dna片段 隨著dna的復制而復制 遺傳信息的表達實際上就是基因的表達 3 原核生物dna的復制和轉(zhuǎn)錄主要在擬核進行 4 中心法則 1 中心法則中遺傳信息的流動過程為 a 在細胞生物生長繁殖過程中遺傳信息的傳遞方向為 b 在細胞內(nèi)蛋白質(zhì)合成過程中 遺傳信息的傳遞方向 如胰島細胞中胰島素的合成 為 c 含逆轉(zhuǎn)錄酶的rna病毒在寄主細胞內(nèi)繁殖過程中 遺傳信息的傳遞方向為 d dna病毒 如噬菌體 在寄主細胞內(nèi)繁殖過程中 遺傳信息的傳遞方向為 e 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 2 中心法則體現(xiàn)了dna的兩大基本功能a 圖中 體現(xiàn)了對遺傳信息的傳遞功能 它是通過dna復制完成的 發(fā)生于親代產(chǎn)生子代的生殖過程或細胞增殖過程中 b 圖中 共同體現(xiàn)了對遺傳信息的表達功能 它是通過轉(zhuǎn)錄和翻譯完成的 發(fā)生在個體發(fā)育過程中 5 在遺傳物質(zhì)的轉(zhuǎn)錄和翻譯過程中始終遵循堿基互補配對原則 1 轉(zhuǎn)錄時以dna解旋后的一條鏈為模板 按照a u g c t a c g堿基互補配對原則形成mrna 2 翻譯時按a u g c u a c g的堿基互補配對原則 與mrna上三個相鄰堿基配對的trna運載著特定的氨基酸進入核糖體合成蛋白質(zhì) 3 遺傳信息 密碼子 和 反密碼子 三者所在位置的對應關系是 遺傳信息 dna 密碼子 mrna 反密碼子 trna 其關系如圖 2010年濟南模擬 某研究人員模擬肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗 進行了以下4個實驗 r型細菌的dna dna酶 加入加熱殺死的s型細菌 注射入小鼠 s型細菌的dna dna酶 加入r型細菌 注射入小鼠 r型細菌 dna酶 高溫加熱后冷卻 加入加熱殺死的s型細菌的dna 注射入小鼠 s型細菌 dna酶 高溫加熱后冷卻 加入r型細菌的dna 注射入小鼠以上4個實驗中小鼠存活的情況依次是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 熱點考向探究 人類對遺傳物質(zhì)的探索過程 解析 本題考查肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化問題 理解的關鍵就是只有r型活細菌 加熱殺死的s型細菌的dna才能發(fā)生轉(zhuǎn)化 r型細菌的dna被dna酶分解 因無轉(zhuǎn)化條件故小鼠存活 s型細菌的dna在dna酶的作用下被分解 再注入r型細菌 不發(fā)生轉(zhuǎn)化 故小鼠不死亡 r型細菌高溫加熱被殺死 再加入加熱殺死的s型細菌的dna 因無轉(zhuǎn)化條件 所以不能發(fā)生轉(zhuǎn)化 故小鼠存活 s型細菌高溫加熱被殺死 只加入r型細菌的dna 因此也無轉(zhuǎn)化條件 故小鼠也存活 答案 c 基因的表達 2010年高考山東理綜 下列實例與基因的作用無關的是 a 細胞分裂素延遲植物衰老b 極端低溫導致細胞膜破裂c 過量紫外線輻射導致皮膚癌d 細菌感染導致b淋巴細胞形成效應b 漿 細胞 解析 植物的生長發(fā)育過程受到多種激素的共同調(diào)節(jié) 這種調(diào)節(jié)過程是基因在特定時間和空間上選擇性表達的結(jié)果 細胞分裂素能延遲植物衰老是通過調(diào)控基因的表達來實現(xiàn)的 極端低溫導致細胞膜破裂是不利環(huán)境的刺激導致細胞壞死的現(xiàn)象 與基因無關 細胞癌變是原癌基因和抑癌基因突變的結(jié)果 b淋巴細胞形成效應b 漿 細胞是細胞的增殖分化現(xiàn)象 也是基因選擇性表達的結(jié)果 答案 b 基因?qū)π誀畹目刂婆c育種 2009年高考浙江理綜 正常小鼠體內(nèi)常染色體上的b基因編碼胱硫醚 裂解酶 g酶 體液中的h2s主要由g酶催化產(chǎn)生 為了研究g酶的功能 需要選育基因型為b b 的小鼠 通過將小鼠一條常染色體上的b基因去除 培育出了一只基因型為b b 的雄性小鼠 b 表示具有b基因 b 表示去除了b基因 b 和b 不是顯隱性關系 請回答 1 現(xiàn)提供正常小鼠和一只b b 雄性小鼠 欲選育b b 雌性小鼠 請用遺傳圖解表示選育過程 遺傳圖解中表現(xiàn)型不作要求 2 b基因控制g酶的合成 其中翻譯過程在細胞質(zhì)的 上進行 通過trna上的 與mrna上的堿基識別 將氨基酸轉(zhuǎn)移到肽鏈上 酶的催化反應具有高效性 胱硫醚在g酶的催化下生成h2s的速率加快 這是因為 3 如圖表示不同基因型小鼠血漿中g酶濃度和h2s濃度的關系 b b 個體的血漿中沒有g酶而仍有少量h2s產(chǎn)生 這是因為 通過比較b b 和b b 個體的基因型 g酶濃度與h2s濃度之間的關系 可得出的結(jié)論是 解析 考查育種 基因的表達 基因?qū)π誀畹目刂频戎R以及考查理解分析能力 1 利用正常小鼠 基因型為b b 和雄性小鼠 基因型為b b 欲選育b b 雌性小鼠 方法類似于雜交育種 一般程序是 雜交 f1雌雄交配 選育所需品種 寫遺傳圖解時注意標注 p f1 f2符號及其基因型 等 2 翻譯的場所在核糖體上 翻譯實質(zhì)是將 密碼子語言 翻譯成 氨基酸語言 其間要借助trna上的反密碼子和mrna上密碼子的互補識別 酶催化作用的實質(zhì)是降低化學反應的活化能 3 據(jù)題干 體液中的h2s主要由g酶催化產(chǎn)生 說明h2s還有其他生成途徑 據(jù)題圖可得基因型 h2s濃度之間的關系為b 基因越多 h2s濃度越高 再聯(lián)系h2s由g酶催化產(chǎn)生 所以此處的結(jié)論應該是基因?qū)π誀?h2s濃度高低 的控制方式的考查 答案 1 取b b 雌性小鼠和b b 雄性小鼠雜交pb b b b f1b b b b 1 1取f1中的b b 雌性小鼠和b b 雄性小鼠雜交b b b b f2b b b b b b 1 2 1從f2的b b 小鼠中選出雌性個體 2 核糖體反密碼子g酶能降低化學反應活化能 3 血漿中的h2s不僅僅由g酶催化產(chǎn)生基因可通過控制g酶的合成來控制h2s濃度 1 2010年高考江蘇卷 探索遺傳物質(zhì)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(zhì)是遺傳物質(zhì) 當時人們作出判斷的理由不包括 a 不同生物的蛋白質(zhì)在結(jié)構上存在差異b 蛋白質(zhì)與生物的性狀密切相關c 蛋白質(zhì)比dna具有更高的熱穩(wěn)定性 并且能夠自我復制d 蛋白質(zhì)中氨基酸的不同排列組合可以貯存大量遺傳信息解析 20世紀20年代 人們已經(jīng)意識到氨基酸多種多樣的排列順序可以構成多種多樣的蛋白質(zhì) 可能蘊藏著遺傳信息 而蛋白質(zhì)又是生物生命活動的體現(xiàn)者 加上當時對dna分子的結(jié)構仍沒有清晰地了解 所以人們普遍認為 蛋白質(zhì)是遺傳物質(zhì) 蛋白質(zhì)的熱穩(wěn)定性比dna差 在加熱條件下 蛋白質(zhì)會變性失活 而dna只是熱解旋 蛋白質(zhì)一般不能夠自我復制 答案 c 高考真題體驗 2 2010年高考廣東卷 下列敘述正確的是 a dna是蛋白質(zhì)合成的直接模板b 每種氨基酸僅由一種密碼子編碼c dna復制就是基因表達的過程d dna是主要的遺傳物質(zhì)解析 蛋白質(zhì)合成的直接模板是mrna a選項錯誤 組成生物體的氨基酸大約有20種 64種密碼子中有61種編碼氨基酸 所以每種氨基酸可能有一種或幾種密碼子編碼 b選項錯誤 基因的表達包括轉(zhuǎn)錄與翻譯兩個過程 不包含dna復制 c選項錯誤 除少數(shù)rna病毒外 絕大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)為dna 所以dna是主要的遺傳物質(zhì) d選項正確 答案 d 3 2010年高考廣東卷 黃曲霉毒素是主要由黃曲霉菌產(chǎn)生的可致癌毒素 其生物合成受多個基因控制 也受溫度 ph等因素影響 下列選項正確的是 a 環(huán)境因子不影響生物體的表現(xiàn)型b 不產(chǎn)生黃曲霉毒素菌株的基因型都相同c 黃曲霉毒素致癌是表現(xiàn)型d 黃曲霉菌產(chǎn)生黃曲霉毒素是表現(xiàn)型解析 表現(xiàn)型由基因型和環(huán)境因素共同決定 據(jù)題意可知 可致癌的黃曲霉毒素的合成不僅受多個基因控制 還受溫度 ph等環(huán)境因素的影響 所以a選項錯誤 表現(xiàn)型相同 基因型不一定相同 b選項錯誤 表現(xiàn)型是指生物個體表現(xiàn)出來的性狀 黃曲霉菌產(chǎn)生黃曲霉毒素是表現(xiàn)型 黃曲霉毒素不是生物 故其能致癌不是表現(xiàn)型 c選項錯誤 d選項正確 答案 d 4 2010年高考天津卷 根據(jù)下表中的已知條件 判斷蘇氨酸的密碼子是 a tgub ugac acud ucu 解析 密碼子是指mrna上決定一個氨基酸的三個相鄰的堿基 根據(jù)堿基互補配對原則和dna上的堿基序列可知 蘇氨酸的密碼子前兩個堿基分別是ac或ug 根據(jù)反密碼子的堿基序列可知第三個堿基是u 結(jié)合選項可知 只有c項正確 解題過程中要注意mrna上與反密碼子中的堿基a配對的堿基是u 答案 c 5 2010年高考北京理綜 科學家以大腸桿菌為實驗對象 運用同位素示蹤技術及密度梯度離心方法進行了dna復制方式的探索實驗 實驗內(nèi)容及結(jié)果見下表 請分析并回答 1 要得到dna中的n全部被放射性標記的大腸桿菌b 必須經(jīng)過 代培養(yǎng) 且培養(yǎng)液中的 是唯一氮源 2 綜合分析本實驗的dna離心結(jié)果 第 組結(jié)果對得到結(jié)論起到了關鍵作用 但需把它與第 組和第 組的結(jié)果進行比較 才能說明dna分子的復制方式是 3 分析討論 若子 代dna的離心結(jié)果為 輕 和 重 兩條密度帶 則 重帶 dna來自于 據(jù)此可判斷dna分子的復制方式不是 復制 若將子 代dna雙鏈分開后再離心 其結(jié)果 選填 能 或 不能 判斷dna的復制方式 若在同等條件下將子 代繼續(xù)培養(yǎng) 子n代dna離心的結(jié)果是 密度帶的數(shù)量和位置 放射性強度發(fā)生變化的是 帶 若某次實驗的結(jié)果中 子i代dna的 中帶 比以往實驗結(jié)果的 中帶 略寬 可能的原因是新合成dna單鏈中的n尚有少部分為 解析 科學家以大腸桿菌為實驗材料 運用同位素示蹤技術 設計了一個巧妙的實驗 證實了dna分子的確是以半保留的方式復制的 本題通過幾組實驗對這一過程進行了演繹 結(jié)合所學知識和題干的要求解答即可 答案 1 多15n 15nh4cl 2 312半保留復制 3 b半保留 不能 沒有變化輕 15n 6 2010年高考江蘇卷 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(jié)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(jié)合fe3 而喪失與鐵應答元件的結(jié)合能力 核糖體能與鐵蛋白mrna一端結(jié)合 沿mrna移動 遇到起始密碼后開始翻譯 如下圖所示 回答下列問題 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(jié)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(jié)合fe3 而喪失與鐵應答元件的結(jié)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和堿基數(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模板鏈上的一個堿基來實現(xiàn) 即由 解析 從圖中可以看出 甘氨酸在核糖體讀取天冬氨酸密碼子之前 其密碼子應該為mrna上的ggu 在mrna上的堿基序列為 ggugacugg 所以對應模板鏈的dna堿基序列應為 ccactgacc fe3 濃