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專題07遺傳的分子基礎(chǔ)第2章基因和染色體的關(guān)系
第1節(jié)減數(shù)分裂和受精作用(建議20分鐘)
[核心要點(diǎn)]
1.魏斯曼從理論上預(yù)測(cè):在卵細(xì)胞和精子成熟的過(guò)程中,必然有一個(gè)特殊的過(guò)程使染色體數(shù)目減少一半;受精時(shí),精子和卵細(xì)胞融合,恢復(fù)正常的染色體數(shù)目。這個(gè)特殊的過(guò)程,實(shí)際上是(是、不是)特殊方式的有絲分裂,叫作減數(shù)分裂。
2.減數(shù)分裂是進(jìn)行有性生殖的生物,在產(chǎn)生成熟生殖細(xì)胞時(shí)進(jìn)行的染色體數(shù)目減半的細(xì)胞分裂。在減數(shù)分裂過(guò)程中,染色體復(fù)制一次細(xì)胞連續(xù)分裂兩次,減數(shù)分裂的結(jié)果是,成熟生殖細(xì)胞中的染色體數(shù)目比原始生殖細(xì)胞的減少一半。
3.每個(gè)精原細(xì)胞或卵原細(xì)胞中的染色體數(shù)目都與體細(xì)胞的相同,它們通過(guò)有絲分裂增殖。哺乳動(dòng)物的精子在睪丸中形成,卵細(xì)胞在卵巢中形成。
4.睪丸和卵巢中細(xì)胞的分裂方式有有絲分裂和減數(shù)分裂。
5.精原細(xì)胞在減數(shù)分裂I前的間期復(fù)制形成初級(jí)精母細(xì)胞,初級(jí)精母細(xì)胞經(jīng)均等(均等、不均等)分裂形成2個(gè)次級(jí)精母細(xì)胞,再經(jīng)減數(shù)第二次均等(均等、不均等)分裂形成4個(gè)精細(xì)胞,最后經(jīng)變形形成精子。6.卵原細(xì)胞經(jīng)復(fù)制形成初級(jí)卵母細(xì)胞細(xì)胞,經(jīng)減數(shù)第一次不均等(均等、不均等)分裂形成大的次級(jí)卵母細(xì)胞和小的極體,其中次級(jí)卵母細(xì)胞經(jīng)減數(shù)第二次不均等(均等、不均等)分裂形成大的卵細(xì)胞和小的極體,第一次分裂中形成的極體均等(均等、不均等)分裂成兩個(gè)極體,最終三個(gè)極體都退化消失。
7.在減數(shù)分裂I中,若細(xì)胞質(zhì)均等分配,則該細(xì)胞為初級(jí)精母細(xì)胞,若細(xì)胞質(zhì)不均等分配,則該細(xì)胞為初級(jí)卵母細(xì)胞。在減數(shù)分裂II中,若細(xì)胞質(zhì)均等分配,則該細(xì)胞為次級(jí)精母細(xì)胞或極體,若細(xì)胞質(zhì)不均等分配,則該細(xì)胞為次級(jí)卵母細(xì)胞。
8.X和Y染色體是(是、不是)一對(duì)同源染色體。9.①域數(shù)分裂中染色體數(shù)目減半發(fā)生在減數(shù)分裂I。
②基因的分離定律、自由組合定律都發(fā)生在減數(shù)分裂I的后期。③著絲粒分開(kāi)的時(shí)間是減數(shù)分裂II的后期。
10.減數(shù)分裂1與藏?cái)?shù)分裂II之間通常沒(méi)有(有、沒(méi)有)間期,或者間期時(shí)間很知,染色體不復(fù)制(復(fù)制、不復(fù)制)。
11.四分體中的同源染色體的非姐妹染色單體之間可能發(fā)生纏繞,并交換相應(yīng)的片段發(fā)生交叉互換,這種變異屬于基因重組,因而一個(gè)精原細(xì)胞最多可以形成4種不同的精子。不發(fā)生互換的情況下,一個(gè)卵原細(xì)胞能形成1種卵細(xì)胞,一個(gè)精原細(xì)胞能形成2種精細(xì)胞。
12.減數(shù)分裂沒(méi)有(有、沒(méi)有)細(xì)胞周期,無(wú)絲分裂沒(méi)有(有、沒(méi)有)細(xì)胞周期。精子的變形不屬于(屬于、不屬于)減數(shù)分裂。
13.在受精作用進(jìn)行時(shí),通常是精子的頭部進(jìn)入卵細(xì)胞,尾部留在外面,與此同時(shí),卵細(xì)胞細(xì)胞膜會(huì)發(fā)生:復(fù)雜的生理反應(yīng),以阻止其他精子再進(jìn)入。精子細(xì)胞核與卵細(xì)胞的細(xì)胞核融合,使彼此的染色體會(huì)和在一起。受精卵中的遺傳物質(zhì)多數(shù)母方(多數(shù)母方、多數(shù)父方、父母各半),染色體父母各半(多數(shù)母方、多數(shù)父方、父母各半),細(xì)胞核中的DNA父母各半(多數(shù)母方、多數(shù)父方、父母各半)。
14.對(duì)進(jìn)行有性生殖的生物來(lái)說(shuō),減數(shù)分裂和受精作用對(duì)于維持每種生物前后代體細(xì)胞中染色體數(shù)目的恒定,對(duì)于生物的遺傳和變異,都是十分重要的。
[旁欄.課后習(xí)題]
15.同一雙親的后代呈現(xiàn)多樣性的原因是減數(shù)分裂形成的配子,染色體組成具有多樣性,導(dǎo)致不同配子遺傳物質(zhì)的差異;受精過(guò)程中卵細(xì)胞和精子結(jié)合的隨機(jī)性,這種多樣性有利于生物在自然選擇中進(jìn)化,體現(xiàn)了有性生殖的優(yōu)越性。
16.氣溫過(guò)低會(huì)影響水稻花粉母細(xì)胞的減數(shù)分裂,進(jìn)而影響水稻的花粉數(shù)量和質(zhì)量,導(dǎo)致稻谷減產(chǎn),因此,農(nóng)業(yè)上可以采取灌深水的措施來(lái)預(yù)防。
17.從精子或卵細(xì)胞角度解釋“三體”形成的原因:可能是精子或卵細(xì)胞形成時(shí),減數(shù)分裂1時(shí)某對(duì)同源染色體沒(méi)有分開(kāi),減數(shù)分裂II正常,產(chǎn)生了多--條染色體的精子或卵細(xì)胞;或者是減數(shù)分裂1正常,減數(shù)分裂I時(shí),某染色單體沒(méi)分開(kāi),移向同一極,或分開(kāi)的兩條染色體沒(méi)有移向兩極,移向同一極,這樣形成的精子或卵細(xì)胞多了一條染色體,多條染色體的配子和正常的配子受精,后代中某對(duì)染色體就多了一條(合理即可)。
18.馬有64條染色體,驢有62條染色體,馬和驢的后代騾子有63條染色體,騾子的體細(xì)胞
能(能、不能)進(jìn)行有絲分裂,騾子的生殖器官中不能(能、不能)進(jìn)行正常的減數(shù)分裂,請(qǐng)解釋騾子一般不能繁殖產(chǎn)生后的原因:騾子體細(xì)胞中沒(méi)有同源染色體,進(jìn)行減數(shù)分裂時(shí)聯(lián)會(huì)紊亂,不能產(chǎn)生配子。
第2節(jié)基因在染色體上(建議15分鐘)
[核心要點(diǎn)
]
1.薩頓推論:基因是由染色體攜帶著從親代傳遞給下一代的。也就是說(shuō),基因就在染色體上,因?yàn)榛蚝腿旧w行為存在著明顯的平行關(guān)系。
①基因在雜交過(guò)程中保持完整性和獨(dú)立性。染色體在配子形成和受精過(guò)程中,也有相對(duì)穩(wěn)定的形態(tài)結(jié)構(gòu)。
②在體細(xì)胞中基因成對(duì)存在,染色體也是成對(duì)的。在配子中只有成對(duì)的基因中的一個(gè),同
樣,也只有成對(duì)的染色體中的一條。
③體細(xì)胞中成對(duì)的基因一個(gè)來(lái)自父方,一個(gè)來(lái)自母方。同源染色體也是如此。
④非等位基因在形成配子時(shí)是自由組合的,非同源染色體在減數(shù)分裂I的后期也是自由組合的。
2.摩爾根及其同事設(shè)想,控制白眼的基因在X染色體上,而Y染色體不含有它的等位基因,摩爾根采用了假說(shuō)一演繹的方法,用實(shí)驗(yàn)證明了基因在染色體上,控制眼色的基因不在Y染色體上的依據(jù)是雌雄個(gè)體均有紅眼和白眼,如果眼色基因在Y染色體上,雌性中將沒(méi)有紅眼和白眼。
3.摩爾根和他的學(xué)生發(fā)明了測(cè)定基因位于染色體上的相對(duì)位置的方法,并繪出了第1個(gè)
果蠅(果蠅、小鼠)各種基因在染色體上的相對(duì)位置的圖,說(shuō)明基因在染色體上呈線性排列。
[旁欄.課后習(xí)題]4.果蠅作為遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)材料的優(yōu)點(diǎn)是有易于區(qū)分的相對(duì)性狀、果蠅易飼養(yǎng),繁殖快、后代數(shù)量多、遺傳物質(zhì)少。
5.生物如果丟失或增加一條或幾條染色體,就會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重疾病甚至死亡。但在自然界中,有些動(dòng)植物的某些個(gè)體是由未受精的生殖細(xì)胞(
如卵細(xì)胞)單獨(dú)發(fā)育來(lái)的,
如蜜蜂中的雄蜂等。這些生物的體細(xì)胞中染色體數(shù)目雖然減少-半,但仍能正常生活。其能存活的原因可能是體細(xì)胞中染色體雖然減少一半,但仍具有一整套非同源染色體,這組染色體,攜帶有控制該種生物體所有性狀的一整套基因(合理即可)。
6.人的體細(xì)胞中有23對(duì)染色體,其中第1號(hào)到第22號(hào)是常染色體,第23號(hào)是性染色體。現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)現(xiàn)第13號(hào)、第18號(hào)或第21號(hào)染色體多一條的嬰兒,
都表現(xiàn)出嚴(yán)重的病癥。據(jù)不完全調(diào)查,現(xiàn)在還未發(fā)現(xiàn)其他常染色體多-條(或幾條)
的嬰兒。原因可能是人體細(xì)胞染色體數(shù)目變異,會(huì)嚴(yán)重影響生殖、發(fā)育等各種生命活動(dòng),未發(fā)現(xiàn)其他染色體數(shù)目變異的嬰兒,很可能是發(fā)生這類變異的受精卵不能發(fā)育,或在胚胎早期就死亡的緣故(合理即可)。
第3章基因的本質(zhì)
第1節(jié)DNA是主要的遺傳物質(zhì)(建議20分鐘)
[核心要點(diǎn)]
1.20世紀(jì)20年代,大多數(shù)科學(xué)家認(rèn)為蛋白質(zhì)是生物體的遺傳物質(zhì)是因?yàn)?蛋白質(zhì)是由多種氨基酸連接而成的生物大分子。各種氨基酸多種多樣的排列順序,可能蘊(yùn)含著遺傳信息。
2.肺炎鏈球菌分兩種,一種細(xì)菌的菌體有(有、沒(méi)有)多糖類的莢膜,在培養(yǎng)基上形成的菌落表面光滑(光滑;粗糙)叫作S型細(xì)菌;另種細(xì)菌的菌體沒(méi)有(有沒(méi)有)多糖類的莢膜,在培養(yǎng)基上形成的菌落表面粗糙(光滑;粗糙)叫作R型細(xì)菌;在這兩種細(xì)菌中,S型細(xì)菌可以使人或小鼠患肺炎,小鼠并發(fā)敗血癥,是有致病性的,當(dāng)它侵染人體后不容易(容易、不容易)被人體吞噬細(xì)胞吞噬。R型細(xì)菌不能引發(fā)上述癥狀,無(wú)致病性。
3.格里菲思從第四組實(shí)驗(yàn)的小鼠體中分離出了有致病性的S型活細(xì)菌,而且其后代也是有致病性的S型細(xì)菌,這表明無(wú)致病性的R型活細(xì)菌在與加熱殺死的S型活細(xì)菌混合后,轉(zhuǎn)化為有致病力的S,而且這種性狀是可以遺傳的。格里菲思推論:型細(xì)南混合后,轉(zhuǎn)化為有致病性的在第四組實(shí)驗(yàn)中,已經(jīng)被加熱殺死的S型細(xì)菌中,必然含有某種促成這一轉(zhuǎn)化的活性物質(zhì)即“轉(zhuǎn)化因子”,將無(wú)致病性的R型活細(xì)菌轉(zhuǎn)化為有致病性的S型細(xì)菌,這個(gè)過(guò)程屬于基因重組(基因突變、基因重組),由無(wú)莢膜R型菌轉(zhuǎn)化成有莢膜的S型菌,這個(gè)莢膜的合成體現(xiàn)了基因通過(guò)控制酶的合成控制代謝從而控制生物的性狀。4.證明DNA是遺傳物質(zhì),赫爾希和蔡斯的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路是:設(shè)法把DNA與蛋白質(zhì)分開(kāi),單獨(dú)地、直接地去觀察DNA的作用。5.艾弗里等人將加熱致死的S型細(xì)菌破碎后,設(shè)法去除絕大部分糖類、蛋白質(zhì)和脂質(zhì),制成細(xì)胞提取物,將細(xì)胞提取物加入有R型活細(xì)菌的培養(yǎng)液中,能(能、不能)出現(xiàn)S型活細(xì)菌。在細(xì)胞提取物中用DNA酶(蛋白酶、RNA酶、脂酶、DNA酶)處理后,細(xì)胞提取物失去了轉(zhuǎn)化活性。艾弗里得出的結(jié)論是DNA是使R型細(xì)菌產(chǎn)生穩(wěn)定遺傳變化的物質(zhì)。
6.T2噬菌體是一種專門(mén)寄生在大腸桿菌(大腸桿菌、肺炎鏈球菌)體內(nèi)的病毒,它的頭部和尾部的外殼都是由蛋白質(zhì)構(gòu)成的,頭部?jī)?nèi)含有DNA,T2噬菌體侵染大腸桿菌(大腸桿菌、肺炎鏈球菌)后,就會(huì)在噬菌體(噬菌體、大腸桿菌、肺炎鏈球菌)遺傳物質(zhì)的作用下,利用大腸桿菌(噬菌體、大腸桿菌、肺炎鏈球菌)體內(nèi)的物質(zhì)來(lái)合成自身的組成成分,進(jìn)行大量增殖。其中蛋白質(zhì)外殼所需的氨基酸來(lái)自于大腸桿菌(噬菌體、大腸桿菌、肺炎鏈球菌),合成蛋白質(zhì)外殼的核粒體來(lái)自于大腸桿菌(噬菌體、大腸桿菌、肺炎鏈球菌)。當(dāng)肺炎鏈球菌侵入人體后,利用人體(肺炎鏈球菌、人體)的氨基酸合成蛋白質(zhì),合成蛋白質(zhì)時(shí)所用的核糖體來(lái)自于肺炎鏈球菌
(肺炎鏈球菌、人體)。
7.實(shí)驗(yàn)中分別需要蛋白質(zhì)外殼含3s的噬菌體或DNA中含3P的噬菌體,培養(yǎng)方法分別是用含有放射性同位素35S或放射性同位素32P的培養(yǎng)基分別培養(yǎng)大腸桿菌,再用上述大腸桿菌分別培養(yǎng)T,噬菌體,得到蛋白質(zhì)含有35S標(biāo)記或DNA含有32P標(biāo)記的噬菌體。8.用32P或35S標(biāo)記的T2噬菌體分別侵染未被標(biāo)記的大腸桿菌,經(jīng)過(guò)短時(shí)間(短時(shí)間、長(zhǎng)時(shí)間)的保溫后,用攪拌器攪拌、離心。攪拌的目的是使吸附在細(xì)菌上的噬菌體與細(xì)菌分離,離心的目的是讓上清液中析出重量較輕的T2噬菌體顆粒,而離心管的沉淀物中留下被感染的大腸桿菌,離心后,檢查上清液和沉淀物中的放射性物質(zhì)發(fā)現(xiàn),用35S標(biāo)記的一組感染實(shí)驗(yàn),放射性同位素主要(主要、完全)分布在上清液(上清液、沉淀物)中,原因是35S外殼沒(méi)有進(jìn)人細(xì)菌的內(nèi)部,因此放射性主要在上部,可能有一部分35S的外殼和大腸桿菌沒(méi)有分開(kāi),被帶到試管底部使沉淀物中含有少量的放射性;用32P
標(biāo)記的一組實(shí)驗(yàn),放射性同位素主要(主要、完全)分布在試管的沉淀物(上清液、沉淀物)中,原因是噬菌體的DNA注人到大腸桿菌內(nèi)部,上部有一些放射性的原因可能保溫時(shí)間短,一部分含有32P的噬菌體還沒(méi)有把DIN注人到大腸開(kāi)菌內(nèi)部,也可能是時(shí)間過(guò)長(zhǎng)含32P的噬菌體已經(jīng)釋放出來(lái),使上清液中有少部分的放射性,實(shí)驗(yàn)表明DNA是遺傳物質(zhì)。
9.RNA是遺傳物質(zhì)的證據(jù),提取煙草花葉病毒的蛋白質(zhì)不能使煙草感染病毒;提取煙草花葉病毒的RNA能使煙草感染病毒。
10.DNA是主要遺傳物質(zhì)的原因是絕大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是DNA。[旁欄..小字.課后習(xí)題]
11.噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)中選擇35S和32P這兩種同位素分別對(duì)蛋白質(zhì)和DNA進(jìn)行標(biāo)記的原因是.僅蛋白質(zhì)分子中含有硫,磷幾乎都存在于DNA分子中,分別標(biāo)記的原因是可以分別追蹤蛋白質(zhì)和DNA的去向。用14C和180同位素標(biāo)記不可行(可行、不可行),原因是蛋白質(zhì)和DNA中都含這兩種元素。
2.艾弗里與赫爾希等人的實(shí)驗(yàn)選用了結(jié)構(gòu)十分簡(jiǎn)單的生物--細(xì)菌或病毒。以細(xì)菌或病毒作為實(shí)驗(yàn)材料具有哪些優(yōu)點(diǎn)個(gè)體很小,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,容易看出因遺傳物質(zhì)改變導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)和功能的變化;繁殖快。
3.赫爾希和蔡斯采用了噬菌體的培養(yǎng)技術(shù)、同位素標(biāo)記技術(shù),以及物質(zhì)的提取和分離技術(shù)等技術(shù)手段來(lái)實(shí)現(xiàn)他們的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì);從控制自變量的角度,艾弗里實(shí)驗(yàn)的基本思路是艾弗里在每個(gè)實(shí)驗(yàn)組中特異性地去除了一種物質(zhì),然后觀察在沒(méi)有這種物質(zhì)的情況下,實(shí)驗(yàn)結(jié)果會(huì)有什么變化,在實(shí)際操作過(guò)程中最大困難是如何徹底去除細(xì)胞中含有的某種物質(zhì)(如糖類、脂質(zhì)、蛋白質(zhì)等)。
4.遺傳物質(zhì)可能具有的特點(diǎn)是能夠精確地復(fù)制自己;能夠指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成,從而控制生物的性狀和新陳代謝;具有貯存遺傳信息的能力;結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定等。
5.具有細(xì)胞結(jié)構(gòu)的生物,遺傳物質(zhì)是DNA,病毒的遺傳物質(zhì)是DAN或RNA。一切生物的遺傳物質(zhì)是核酸。細(xì)菌的遺傳物質(zhì)是DNA。第2節(jié)DNA的分子結(jié)構(gòu)
[核心要點(diǎn)](建議10分鐘)
1.DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)的:主要特點(diǎn)
①DNA分子是由兩條鏈組成的,這兩條鏈按反向平行方式盤(pán)旋成雙螺旋結(jié)構(gòu)。②構(gòu)成DNA公字分子的基本骨架脫氧核糖和磷酸交替連接,排列在外側(cè);堿基排列在內(nèi)側(cè)。
③兩條鏈上的堿基通過(guò)氫鍵連接成堿基對(duì),并且堿基配對(duì)有一定的規(guī)律:A(腺嘌呤)一定與T(胸腺嘧啶)配對(duì):C(鳥(niǎo)嘌呤)一定與C(胞嘧啶)配對(duì)。堿基這種一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系叫作堿基互補(bǔ)配對(duì)原則,通過(guò)這原則保證了遺傳信息傳遞的準(zhǔn)確性。
[旁欄.小字.課后習(xí)題]
2.DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型構(gòu)建過(guò)程
①英國(guó)生物物理學(xué)家威爾金斯和富蘭克林獲得了高質(zhì)量的DNA衍射圖譜。
②奧地:利生物化學(xué)家查哥夫提出DNA中腺嘌呤(A)的量總是等于胸腺嘧啶(T)的量;鳥(niǎo)嘌呤(G)的量總是等于胸嘧啶(C)的量。
③1953年,美國(guó)生物學(xué)家沃森和英國(guó)物理學(xué)家克里克,共同提出了DNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)。
3.DNA只含有4種脫氧核苷酸,但能夠儲(chǔ)存足夠量的遺傳信息,原因是堿基對(duì)的排列順序卻是千變?nèi)f化。4.DNA具有穩(wěn)定性的原因是DNA雙鏈中磷酸和脫氧核糖交替排列在外側(cè)構(gòu)成骨架,堿基之間通過(guò)氫鍵形成堿基對(duì)。
5.脫氧核糖上與堿基相連的碳叫作1'-C,與磷酸基團(tuán)相連的碳叫作5'-C,DNA的一條單鏈具有兩個(gè)末端,一端有一個(gè)游離的磷酸基團(tuán),這一端稱作5'-端,另一端有一個(gè)羥基(-0H),稱作-3'端。DNA的兩條鏈走向相反,從雙鏈的一段起始,一條單鏈?zhǔn)菑?'-端到3'-端,另一條單鏈則是從3'-端到5'端。
第3節(jié)DNA的復(fù)制(建議8分鐘)
[核心要點(diǎn)]
1.沃森和克里克提出了遺傳物質(zhì)自我復(fù)制的假說(shuō),DNA分子復(fù)制方式被稱作半保留復(fù)制。
2.1958年,科學(xué)家以大腸桿菌為實(shí)驗(yàn)材料,運(yùn)用同位素標(biāo)記技術(shù),證實(shí)了DNA是以半保留方式復(fù)制的。
3.DNA的復(fù)制時(shí)間是有絲分裂前的間期和減數(shù)分裂前的間期。4.復(fù)制開(kāi)始時(shí),DNA分子首先利用細(xì)胞提供的能量,在解旋酶的作用下,把DNA雙螺旋的兩條鏈解開(kāi),這個(gè)過(guò)程叫做解旋。然后,以解開(kāi)的每一條母鏈為模板,在DNA聚合酶等酶的作用下,利用細(xì)胞中游離的4種脫氧核苷酸為原料,按照堿基互補(bǔ)配對(duì)原則,各自合成與母鏈互補(bǔ)的一條子鏈隨著模板鏈解旋過(guò)程的進(jìn)行,新合成的子鏈也在不斷地延伸。同時(shí),每條新鏈與其對(duì)應(yīng)的模板鏈盤(pán)繞成雙螺旋結(jié)構(gòu),復(fù)制結(jié)束后,一個(gè)DNA分子就形成了兩個(gè)完全相同的DNA分子。新復(fù)制出的兩個(gè)子代DNA分子,通過(guò)細(xì)胞分裂分配到子細(xì)胞中去。
5.DNA分子的復(fù)制是一個(gè)邊解旋邊復(fù)制的過(guò)程,DNA分子的復(fù)制特點(diǎn)是半保留復(fù)制,復(fù)制的條件是需要模板、原料、能量和酶等,復(fù)制過(guò)程中DNA分子獨(dú)特的雙螺旋結(jié)構(gòu)提供了精確的模板,通過(guò)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則保證了復(fù)制能夠準(zhǔn)確地進(jìn)行。
6.DNA復(fù)制的意義是將遺傳信息從親代細(xì)胞傳給了子代細(xì)胞,從而保持了遺傳信息的連續(xù)性。
[旁欄.小字.課后習(xí)題]
7.DNA分于雜交技術(shù)可以用來(lái)比牧不同生物DNA分子的差異,當(dāng)兩種生物的DNA分子具有互補(bǔ)的堿基序列時(shí),互補(bǔ)的堿基序列就會(huì)結(jié)合在一起,是兩條游離的單鏈。形成爾合雙鏈區(qū)的部位越多,說(shuō)明防;形成雜合雙鏈區(qū):在沒(méi)有互補(bǔ)堿基序列的部位,仍然兩種生物的親緣關(guān)系越近,原因是形成雜合雙鏈區(qū)的部位越多,DNA堿基序列的一致性越高,說(shuō)明生物在進(jìn)化過(guò)程中,DNA堿基序列發(fā)生的變化越小,親緣關(guān)系就越近。第4節(jié)基因通常是有遺傳效應(yīng)的DNA片段(建議15分鐘)
[核心要點(diǎn)]
1.基因是決定生物性狀的基本單位。
2.基因通常是有遺傳效應(yīng)的DNA片段,基因在染色體上呈線性排列,染色體是基因的主要載體,葉綠體和線粒體中及質(zhì)粒上有(有、沒(méi)有)基因的存在,對(duì)于某些RNA病毒,如流感病毒、HIV等,基因就是有遺傳效應(yīng)的RNA片段。
3.一般情況下每條染色體含個(gè)DNA分子,復(fù)制后的一條染色體上有12個(gè)DNA分子,每個(gè)DNA分子上有多個(gè)(一個(gè)、多個(gè))基因,每個(gè)基因中含有成百上千個(gè)脫氧核營(yíng)酸。不同基因的脫氧核苷酸排列順序不同,所含的遺傳信息不同。
4.在DNA分子中,堿基對(duì)的排列順序千變?nèi)f化,構(gòu)成了DNA分子的多樣性;而對(duì)某種特定的DNA分子來(lái)說(shuō),它的堿基對(duì)排列順序卻是特定的,又構(gòu)成了每一個(gè)DNA分子的特異性。
5.DNA中的任何片段.不都是(都是、不都是)基因。
[旁欄.小字.課后習(xí)題]
6.生長(zhǎng)在太平洋西北部的一種海蜇能發(fā)出綠色熒光,這是因?yàn)楹r氐腄NA分子上有一段長(zhǎng)度為5170個(gè)堿基對(duì)的片段即綠色熒光蛋白基因。轉(zhuǎn)基因?qū)嶒?yàn)表明,轉(zhuǎn)人了海蜇的綠色熒光蛋白基因的轉(zhuǎn)基因鼠,在紫外線的照射下,能像海蜇一樣發(fā)光。
7.人類基因組計(jì)劃測(cè)定的是24條染色體DNA(DNA、基因)的堿基序列。
8.生物體的DNA分子數(shù)目小于(小于、等于、大于)基因數(shù)目。生物體內(nèi)所有基因的堿基總數(shù)小于(小于、等于、大于)DNA分子的堿基總數(shù)。這說(shuō)明基因是DNA的片段,基因不是連續(xù)分布在DNA上的,而是由堿基序列將其分隔開(kāi)的。
9.基因通常是有遺傳效應(yīng)的DNA片段,對(duì)“遺傳效應(yīng)”的理解是遺傳效應(yīng)指的是能夠復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯等;對(duì)“通?!钡睦斫馐怯行┎《镜倪z傳物質(zhì)是RNA,對(duì)這些病毒來(lái)說(shuō),基因是有遺傳效應(yīng)的RNA片段。
10.如果是200個(gè)脫氧核苷酸組成一個(gè)基因(雙鏈),可以組合成最多4100種基因。
11.在人類的DNA分子中,DNA可以像指紋一樣用來(lái)鑒別身份的原因是核苷酸序列多樣性表現(xiàn)為每個(gè)人的DNA幾乎不可能完全相同。12.人類的胰島素基因不是(是、不是)堿基對(duì)隨機(jī)排列成的DNA片段,原因是人類胰島素基因有特定的堿基排列順序。
13.除少數(shù)病毒外,所有生物的DNA都由4種相同的脫氧核苷酸組成,試從生命起源和進(jìn)化的角度說(shuō)明可能的原因是生物與生物之間具有-定的親緣關(guān)系,可能來(lái)自于同一祖先。第4章基因的表達(dá)
第1節(jié)基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成(建議15分鐘)[核心要點(diǎn)]
1.RNA適于作DNA的信使的原因是它的分子結(jié)構(gòu)與DNA很相似,可以儲(chǔ)存遺傳信息;RNA-般是單鏈,而且比DNA短,能夠通過(guò)核孔,從細(xì)胞核轉(zhuǎn)移到細(xì)胞質(zhì)中。
2.RNA主要有3種,分別是mRNAtRNArRNA,這3種RNA都是(都是、不都是)轉(zhuǎn)錄的產(chǎn)物。
3.基因表達(dá)是通過(guò)指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成來(lái)實(shí)現(xiàn)的,包括轉(zhuǎn)錄和翻譯兩個(gè)過(guò)程。
4.細(xì)胞核DNA的轉(zhuǎn)錄在細(xì)胞核內(nèi)進(jìn)行,以DNA的一條鏈為模板,按照堿基互補(bǔ)配對(duì)原則合成RNA,需要的酶是RNA聚合酶,一個(gè)DNA分子上的所有基因的模板核糖核苷酸,需要的原料是不一定(一定、不一定)相同。
5.翻譯在核糖體中進(jìn)行,指以mRNA為模板,合成具有一定氨基酸順序的蛋白質(zhì)的過(guò)程。需要的原料是氨基酸。6.信使RNA上的密碼子堿基的組合有64種;決定氨基酸的有61(或62)種,另幾種是終止密碼子。
7.每種轉(zhuǎn)運(yùn)RNA能識(shí)別轉(zhuǎn)運(yùn)一種(一種、幾種)氨基酸,每種氨基酸可能由一種或幾種(一種、幾種、一種或幾種)轉(zhuǎn)運(yùn)RNA運(yùn)載,大多數(shù)氨基酸由多種密碼子決定,稱為密碼子的簡(jiǎn)并性,其意義在于增加容錯(cuò)性,當(dāng)密碼子改變時(shí),決定的氨基酸不變,tRNA有很多種,每個(gè)tRNA含有許多個(gè)(3個(gè)、許多個(gè))堿基,是單(單、雙)鏈結(jié)構(gòu),其內(nèi)部含有(含有、不含有)氫鍵,其-OH(3')部位攜帶氨基酸,另一端有3個(gè)(3個(gè)、多個(gè))相鄰的堿基,可以與mRNA的密碼子互補(bǔ)配對(duì),稱為反密碼子,讀取它時(shí),從-0H(3')端開(kāi)始讀起。7.8.
8.核糖體沿著mRNA(核糖體沿著mRNA、mRNA沿著核糖體)移動(dòng),-個(gè)mRNA分子.上可以相繼結(jié)合多個(gè)核糖體,同時(shí)進(jìn)行多條相同(相同、不同)肽鏈的合成,合成的多肽鏈沒(méi)有(有、
沒(méi)有)活性,通常經(jīng)過(guò)一系列步驟,盤(pán)曲折疊成具有特定空間結(jié)構(gòu)和功能的蛋白質(zhì)分子。
9.少量的mRNA分子就可以迅速合成大量的蛋白質(zhì),原因主要是一個(gè)mRNA分子上可以相繼結(jié)合多個(gè)核糖體,同時(shí)進(jìn)行多條肽鏈的合成。
10.1957年,克里克提出中心法則是遺傳信息可以從DNA流向DNA,即DNA的自我復(fù)制,也可以從DNA流向RNA,進(jìn)而流向蛋白質(zhì),即遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯。后來(lái)科學(xué)家又對(duì)中心法則進(jìn)行了補(bǔ)充即RNA可以自我復(fù)制,RNA在逆轉(zhuǎn)錄酶的作用下可形成DNA??梢?jiàn)生命是物質(zhì)、能量和信息的統(tǒng)一體。
[旁欄,課后習(xí)題]
11.起始密碼子AUG決定的氨基酸是甲硫氨酸,但蛋白質(zhì)的第一個(gè)氨基酸往往不是甲硫氨酸,原因可能是翻譯形成的多肽鏈往往需要加工修飾,甲硫氨酸在此過(guò)程中可能會(huì)被剪掉。12.幾乎所有生物體都共用一套密碼子,根據(jù)這一事實(shí),可以看出這些生物可能有共同的起源或生命在本質(zhì)上是統(tǒng)一的。
13.請(qǐng)寫(xiě)出不同生物的中心法則
①以DNA作為遺傳物質(zhì)的生物:。
②煙草花葉病毒:。
③HIV等逆轉(zhuǎn)錄病毒:。
④不能分裂的細(xì)胞:。
14.原核生物的擬核基因表達(dá)速度往比真核生物核基因表達(dá)的進(jìn)度要快請(qǐng)解釋其原因是原核生物沒(méi)有核膜核仁,基因表達(dá)時(shí)轉(zhuǎn)錄和翻漢同步進(jìn)行,真核生物核基因外有核膜,先進(jìn)行轉(zhuǎn)錄,然后到細(xì)胞質(zhì)中的核糖體上翻譯。
15.抗生素(如四環(huán)素
:鏈花素、紅霉素、銀霉素等)可以抑制細(xì)南的生長(zhǎng),它們有的能干擾細(xì)菌核糖體的是形成,有的能夠阻止tRNA和mRNA的結(jié)合,請(qǐng)根據(jù)以上事實(shí)說(shuō)明這些抗生索可用于治療些疾病的原理核糖體,tRNA和mRNA都是蛋白質(zhì)的合成所下可缺少的??股赝ㄟ^(guò)干擾細(xì)菌核糖體的形成阻止tRNA和mRNA的結(jié)合,抑制蛋白質(zhì)的分成,從而抑制細(xì)菌的生長(zhǎng)(合理即可)。
第2節(jié)基因表達(dá)與性狀的關(guān)系
(建議15分鐘)
[核心要點(diǎn)]
1.與圓粒豌豆的DNA不同的是皺粒碗豆的DNA中插人了一段外來(lái)DNA序列,打亂了編碼淀粉分支酶的基因,導(dǎo)致淀粉分支酶出現(xiàn)異常,活性大大降低導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)淀粉含量降低(降低、升高);淀粉具有保留水分
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