新高考生物總復(fù)習(xí)專題10遺傳的分子基礎(chǔ)教學(xué)課件

第2部分遺傳與進化專題10遺傳的分子基礎(chǔ)高考

生物新高考專用考點1DNA是主要的遺傳物質(zhì)一、肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實驗1.格里菲思的轉(zhuǎn)化實驗知識拓展

1.加熱致死的S型細菌中,其蛋白質(zhì)變性失活,但DNA只是雙鏈解聚為單鏈,當(dāng)溫度降低

時會逐漸恢復(fù)活性。2.R型細菌轉(zhuǎn)化成S型細菌的實質(zhì)是S型細菌的DNA片段整合到R型細菌的DNA中,屬

于基因重組。2.艾弗里及其同事的轉(zhuǎn)化實驗(1)實驗思路:利用減法原理,人為去除某個影響因素(加入酶分解相應(yīng)物質(zhì))后觀察實驗

結(jié)果的變化。(2)實驗過程第①組實驗表明S型細菌的細胞提取物可以促進R型細菌轉(zhuǎn)化為S型細菌第②③④組實驗表明S型細菌的細胞提取物分別用蛋白酶、RNA酶或酯酶處理后仍具有轉(zhuǎn)化活性→蛋白質(zhì)、RNA、脂質(zhì)不是轉(zhuǎn)化因子第⑤組實驗表明S型細菌的細胞提取物經(jīng)DNA酶處理后失去轉(zhuǎn)化活性→DNA可能是轉(zhuǎn)化因子(3)結(jié)果分析(4)實驗結(jié)論:細胞提取物中含有轉(zhuǎn)化因子,轉(zhuǎn)化因子很可能是DNA。艾弗里等人通過

進一步實驗提出:DNA才是使R型細菌產(chǎn)生穩(wěn)定遺傳變化的物質(zhì)。二、T2噬菌體侵染細菌的實驗(1952年赫爾希和蔡斯)1.實驗材料:T2噬菌體和大腸桿菌。(1)T2噬菌體的結(jié)構(gòu)和生活方式(2)T2噬菌體的復(fù)制式增殖

2.實驗思路利用放射性同位素標記技術(shù),即用32P和35S分別標記T2噬菌體的DNA和蛋白質(zhì),再用帶

標記的噬菌體分別侵染大腸桿菌。3.實驗過程與結(jié)果(1)標記T2噬菌體(2)T2噬菌體侵染細菌:對比實驗(相互對照)進一步觀察發(fā)現(xiàn),細菌裂解釋放的噬菌體中,可以檢測到32P標記的DNA,但檢測不到35S

標記的蛋白質(zhì)。知識歸納

1.保溫的目的是使T2噬菌體侵染大腸桿菌。2.攪拌的目的是使吸附在大腸桿菌上的T2噬菌體和大腸桿菌分離。3.離心的目的是讓上清液中析出質(zhì)量較輕的T2噬菌體顆粒,而離心管的沉淀物中留下

被侵染的大腸桿菌。4.實驗結(jié)論:子代T2噬菌體的各種性狀是通過親代DNA來遺傳的,DNA才是T2噬菌體

的遺傳物質(zhì)。5.實驗誤差分析(1)用32P標記的T2噬菌體侵染大腸桿菌(2)用35S標記的T2噬菌體侵染大腸桿菌小表達

本實驗?zāi)苡?4C和18O對T2噬菌體的DNA和蛋白質(zhì)分別進行標記嗎?能用35S和32P標記同一T2噬菌體嗎?請簡述觀點及原因:

答案:本實驗不能用14C和18O進行標記,因為T2噬菌體的蛋白質(zhì)和DNA分子中都含有這

兩種元素;也不能用35S、32P標記同一T2噬菌體,因為檢測時無法區(qū)分放射性物質(zhì)的種

類。三、DNA是主要的遺傳物質(zhì)1.RNA是遺傳物質(zhì)的證據(jù)(1)實驗過程與結(jié)果

(2)結(jié)論:RNA是煙草花葉病毒的遺傳物質(zhì)。2.DNA是主要的遺傳物質(zhì)(1)真、原核生物的遺傳物質(zhì)是DNA,病毒的遺傳物質(zhì)是DNA或RNA。(2)生物界絕大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是DNA,只有極少數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是RNA,因此DNA是主要的遺傳物質(zhì)。考點2DNA的結(jié)構(gòu)與復(fù)制一、DNA的結(jié)構(gòu)與基因的本質(zhì)1.DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的形成知識歸納

1.A、T間有2個氫鍵,G、C間有3個氫鍵,G—C所占比例越大,DNA熱穩(wěn)定

性越高。2.氫鍵的形成不需要酶,而斷裂需解旋酶或加熱處理等。3.互補鏈間配對堿基通過氫鍵連接,單鏈中相鄰堿基通過“—脫氧核糖—磷酸—脫氧

核糖—”連接。4.每個雙鏈DNA分子片段中,有2個游離的磷酸基團。多樣性若DNA分子含有n個堿基對,則其最多有4n種堿基對排列順序特異性每個DNA分子都有特定的堿基排列順序穩(wěn)定性兩條鏈上磷酸與脫氧核糖交替排列的順序不變,堿基配對方式不變等2.DNA分子的特點3.基因的本質(zhì):通常是有遺傳效應(yīng)的DNA片段易混易錯

1.RNA病毒的遺傳物質(zhì)是RNA,故對于所有生物而言,基因通常是有遺傳

效應(yīng)的DNA片段。2.由于基因間存在間隔序列,因此DNA分子的堿基總數(shù)>DNA分子

上所有基因的堿基數(shù)之和。二、DNA分子的復(fù)制1.DNA半保留復(fù)制的實驗證據(jù)(1)實驗方法:同位素標記技術(shù)、密度梯度離心技術(shù)和假說—演繹法(沃森和克里克提

出DNA以半保留的方式復(fù)制的假說)。知識拓展

DNA復(fù)制方式的三種假說親代DNA三種復(fù)制方式假說及子代DNA

(2)實驗過程與結(jié)果(3)實驗結(jié)論:DNA以半保留的方式復(fù)制。2.DNA分子的復(fù)制(1)概念、時間、場所(3)特點:半保留復(fù)制,邊解旋邊復(fù)制。(2)過程知識拓展

DNA復(fù)制的半不連續(xù)性由于聚合酶只能將單個脫氧核苷酸添加到已有脫氧核苷酸鏈的3‘-端,即子鏈的延伸方

向只能為5'→3',因此,DNA復(fù)制以3'→5'鏈為模板時,子鏈可以沿5'→3'方向連續(xù)復(fù)制;以

另一條鏈為模板時,每解旋至足夠長度,子鏈再沿5'→3'方向復(fù)制,復(fù)制合成的DNA片

段,再通過DNA連接酶連接起來。

(4)

考點3基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成一、RNA的結(jié)構(gòu)與種類1.

易混易錯

tRNA是單鏈,但其RNA鏈會發(fā)生折疊,在互補序列間形成堿基互補配對

區(qū)。種類mRNAtRNArRNA病毒RNARNA類酶功能蛋白質(zhì)合成的

模板轉(zhuǎn)運氨基酸,識

別密碼子核糖體的組成

成分RNA病毒的遺

傳物質(zhì)催化作用2.RNA的種類小表達

RNA為何適于作DNA的信使?

答案:RNA與DNA結(jié)構(gòu)相似,可以儲存遺傳信息;一般為單鏈,能通過核孔進入細胞質(zhì)。二、遺傳信息的轉(zhuǎn)錄易混易錯

1.轉(zhuǎn)錄過程中,DNA兩條鏈的解旋無需解旋酶,因為RNA聚合酶本身就兼

有解旋的功能。2.真核生物的核DNA轉(zhuǎn)錄形成的mRNA,需在細胞核中加工處理成為成熟的mRNA后

才能作為翻譯的模板。知識拓展

真、原核細胞基因的結(jié)構(gòu)(1)啟動子:一段DNA序列,是RNA聚合酶識別、結(jié)合的位點,位于轉(zhuǎn)錄起始位點的上游。(2)終止子:DNA模板上的特殊堿基序列,當(dāng)RNA聚合酶遇到該序列時會從基因上脫離,

轉(zhuǎn)錄停止。(3)真核基因的序列中,編碼區(qū)中編碼氨基酸的序列叫作外顯子,非編碼序列叫作內(nèi)含

子,轉(zhuǎn)錄出來的mRNA剪切掉了內(nèi)含子對應(yīng)的序列,留下了外顯子對應(yīng)的序列。小表達

獲取某核基因的雙鏈DNA片段及其mRNA,通過加熱DNA使之形成單鏈,使單鏈DNA與mRNA形成雙鏈分子,可觀察到圖中結(jié)果。形成凸環(huán)的原因是

。答案:核DNA中有內(nèi)含子,mRNA中沒有相應(yīng)序列,DNA單鏈與mRNA形成雙鏈分子時,

DNA分子與mRNA無法配對的序列形成凸環(huán)三、遺傳信息的翻譯1.遺傳信息、密碼子與反密碼子之間的聯(lián)系2.翻譯(1)場所:核糖體。(2)基本條件(3)過程(4)產(chǎn)物:多肽鏈。3.基因表達模型分析(1)多聚核糖體模型(2)真、原核生物的基因表達模型辨析四、中心法則1.提出者:克里克。2.補充后的中心法則圖解

3.不同類型生物遺傳信息的傳遞(1)以DNA為遺傳物質(zhì)的生物(DNA病毒和細胞生物)

(2)RNA病毒(如煙草花葉病毒)(3)逆轉(zhuǎn)錄病毒(如HIV)知識歸納

1.解旋酶:在DNA復(fù)制過程中,打開雙鏈間的氫鍵。2.DNA聚合酶:催化脫氧核苷酸鏈與單個脫氧核苷酸之間形成磷酸二酯鍵,用于DNA復(fù)制。3.RNA聚合酶:催化核糖核苷酸之間形成磷酸二酯鍵,用于轉(zhuǎn)錄及RNA復(fù)制(RNA復(fù)制

是以RNA病毒的RNA為模板,合成RNA,所用的酶也稱RNA復(fù)制酶)。4.逆轉(zhuǎn)錄酶:以逆轉(zhuǎn)錄病毒的RNA為模板,合成DNA。5.DNA酶:將DNA水解為單個脫氧核苷酸,如艾弗里實驗中用DNA酶處理細胞提取物,

使DNA失去活性。6.RNA酶:將RNA水解為核糖核苷酸?？键c4基因表達與性狀的關(guān)系一、基因表達產(chǎn)物與性狀的關(guān)系

二、基因選擇性表達與細胞分化1.細胞分化的本質(zhì):基因的選擇性表達。2.表達的兩類基因分析基因在細胞中的表達情況管家基因所有細胞中都表達(如核糖體基因)奢侈基因不同細胞中特異性表達(如胰島素基因)三、表觀遺傳1.概念:生物體基因的堿基序列保持不變,但基因表達和表型發(fā)生可遺傳變化的現(xiàn)象。2.原因(1)內(nèi)因(實質(zhì)):DNA甲基化、組蛋白甲基化或乙?；?。(2)外因:環(huán)境因素影響,如吸煙可導(dǎo)致DNA甲基化水平升高。3.特點:可遺傳;堿基序列不變性;可逆性(被甲基化修飾的DNA可發(fā)生去甲基化)。知識拓展

表觀遺傳的分子機制(1)表觀遺傳修飾不改變DNA序列,可以通過有絲分裂和減數(shù)分裂將修飾后基因的信

息傳遞到子細胞和后代。(2)表觀遺傳一般影響基因的轉(zhuǎn)錄和翻譯。①基因中啟動子區(qū)域發(fā)生甲基化修飾,可影響RNA聚合酶與啟動子的結(jié)合,通常會抑

制基因的表達,進而影響表型。②染色體(質(zhì))中DNA與組蛋白結(jié)合在一起,組蛋白發(fā)生乙酰化修飾,利于DNA解旋。四、基因與性狀間的對應(yīng)關(guān)系1.基因控制生物體的性狀:大多數(shù)情況下,基因和性狀并不是簡單的一一對應(yīng)的關(guān)系,

一個性狀可以受到多個基因的影響,一個基因也可以影響多個性狀。2.生物的性狀是基因和環(huán)境共同作用的結(jié)果,如后天的營養(yǎng)對人的身高有重要作用。復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯的方向性深挖教材(1)DNA的一條單鏈具有兩個末端,一端有一個游離的

,這一端稱作5'-端,另

一端有一個

,稱作3'-端(必修2P50)。DNA的兩條單鏈方向相反,一般書寫

時左側(cè)或上側(cè)單鏈是從

,右側(cè)或下側(cè)單鏈則是從

(2023山

東,5,2分)(2023浙江6月選考,16,2分)(2023海南,13,3分)(2021遼寧,4,2分)。(2)DNA復(fù)制時,子鏈延伸的方向為

,引物結(jié)合在模板鏈的

(必修2

P55)(2023浙江6月選考,16,2分)(2023山東,5,2分)(2021遼寧,4,2分);轉(zhuǎn)錄時子鏈延伸的磷酸基團羥基(—OH)5'-端→3'-端3'-端→5'-端5'-端→3'-端3'-端方向為

,RNA聚合酶定位在模板鏈的

(必修2P65)(2023遼寧,18,3分);

翻譯過程中,核糖體在mRNA上沿

方向移動(必修2P68)(2023江蘇,6,2分)(2

023湖南,12,2分)(2021浙江1月選考,22,2分),肽鏈的延伸方向是

。5'-端→3'-端3'-端5'-端→3'-端從氨基端到羧基端真題演練

1.(2021遼寧,4,2分)下列有關(guān)細胞內(nèi)的DNA及其復(fù)制過程的敘述,正確的是(

)A.子鏈延伸時游離的脫氧核苷酸添加到3'端B.子鏈的合成過程不需要引物參與C.DNA每條鏈的5'端是羥基末端D.DNA聚合酶的作用是打開DNA雙鏈A真題演練

2.(2021浙江1月選考,22,2分)如圖是真核細胞遺傳信息表達中某過程的示

意圖。某些氨基酸的部分密碼子(5‘→3’)是:絲氨酸UCU;亮氨酸UUA、CUA;異亮氨酸

AUC、AUU;精氨酸AGA。下列敘述正確的是(

)A.圖中①為亮氨酸B.圖中結(jié)構(gòu)②從右向左移動C.該過程中沒有氫鍵的形成和斷裂D.該過程可發(fā)生在線粒體基質(zhì)和細胞核基質(zhì)中B考法1遺傳信息傳遞過程中的計算1.DNA分子中的堿基數(shù)量的計算規(guī)律規(guī)律一雙鏈DNA中嘌呤堿基總數(shù)等于嘧啶堿基總數(shù)(A總+G總=T總+C總),任意兩個不互補堿基之和為堿基總數(shù)的一半規(guī)律二互補堿基之和所占比例在任意一條鏈及整個DNA分子中都相等,簡記為“補則等”(

=

=

)規(guī)律三非互補堿基之和的比值在兩條互補鏈中互為倒數(shù),簡記為“不補則倒”(

=

,但

=1)規(guī)律四某種堿基在雙鏈中所占的比例等于它在每一條單鏈中所占比例和的一半2.DNA復(fù)制中的數(shù)量關(guān)系(1)將1個含有15N的DNA分子以含有14N脫氧核苷酸為原料連續(xù)復(fù)制n次,則子代DNA共2n個含15N的DNA分子:2個只含15N的DNA分子:0個含14N的DNA分子:2n個只含14N的DNA分子:(2n-2)個脫氧核苷酸鏈共2n+1條含15N的脫氧核苷酸鏈:2條含14N的脫氧核苷酸鏈:(2n+1-2)條(2)1個DNA分子復(fù)制過程中消耗的脫氧核苷酸數(shù)①若親代DNA分子含有某種脫氧核苷酸m個,經(jīng)過n次復(fù)制需要消耗該種脫氧核苷酸

數(shù)為m·(2n-1)。②第n次復(fù)制需要該種脫氧核苷酸數(shù)為m·2n-1。例

(2021北京,4,2分)酵母菌的DNA中堿基A約占32%,關(guān)于酵母菌核酸的敘述錯誤的

是(

)A.DNA復(fù)制后A約占32%

B.DNA中C約占18%C.DNA中(A+G)/(T+C)=1

D.RNA中U約占32%

解析

DNA復(fù)制后產(chǎn)生的子代DNA堿基組成和原有的DNA一樣,堿基A仍約占32%,A正確;雙鏈DNA分子中,A=T、C=G,由A約占32%可知,A和T約占64%,C和G約占36%,

則C約占18%,(A+G)/(T+C)=1,B、C正確;一個細胞中RNA和DNA的堿基之間沒有必然

的數(shù)量關(guān)系,被轉(zhuǎn)錄出的RNA和相應(yīng)的DNA模板鏈中的堿基有對應(yīng)的數(shù)量關(guān)系,D錯

誤。

答案

D考法2DNA復(fù)制中染色體標記問題1.解題關(guān)鍵構(gòu)建細胞分裂過程模型圖,進行染色體與DNA行為的對應(yīng)分析和轉(zhuǎn)換。2.示例分析已知果蠅體細胞中的4對同源染色體全部被3H標記,將其移入不含3H的培養(yǎng)基中培養(yǎng),

分析進行兩次連續(xù)的有絲分裂和進行一次減數(shù)分裂時各時期細胞中染色體標記情

況。說明:“*”代表含3H的染色體或染色單體;

代表含3H的DNA鏈,

代表不含3H的DNA鏈。(1)進行兩次連續(xù)的有絲分裂各時期細胞中染色體標記情況分析①模型圖:以1條染色體為例。

第一次有絲分裂第二次有絲分裂中期后期子細胞中期后期子細胞總計81688168被標記8168880~8②一個細胞中的染色體標記情況(單位:條)第二次有絲分裂后期著絲粒分裂后,每對染色單體形成的兩條子染色體中有一條

含3H,且染色體移向哪一極是隨機的,故子細胞中含3H的染色體數(shù)目不確定。(2)進行一次減數(shù)分裂各時期細胞中染色體標記情況分析①模型圖:以1對同源染色體為例。②一個細胞中染色體標記情況如表(單位:條)

減數(shù)分裂Ⅰ減數(shù)分裂Ⅱ中期后期子細胞中期后期子細胞總計884484被標記884484例

(2023山東青島期初,7)為了研究細胞分裂的過程,研究團隊將GFP基因和NEO基

因(2個基因的每條單鏈均被32P標記)分別插入鼠精原細胞(不含32P)的兩條非同源染色

體上,將其置于不含