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专题四遗传、变异与进化第一讲遗传的分子基础目标引领1遗传的分子基础（1）人类对遗传物质的探索过程Ⅱ（2）DNA分子结构的主要特点Ⅱ（3）基因的概念Ⅱ（4）DNA分子的复制Ⅱ（5）遗传信息的转录与翻译Ⅱ知识网络独立自学DNA是主要的遗传物质(1)细胞生物的遗传物质是，病毒的遗传物质是。(2)证明生物体内的遗传物质是DNA的实验证据有。DNADNA或RNA肺炎双球菌转化实验、噬菌体侵染细菌实验(3)比较肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验肺炎双球菌转化实验噬菌体侵染细菌实验实验思路相同将与其他物质分开，单独地、直接地观察它们是否具有遗传功能实验设计原则①原则，②原则实验技术手段细菌培养，物质的、分离和鉴定病毒培养、放射性同位素标记实验结论是遗传物质，蛋白质等不是遗传物质是遗传物质DNA对照单一变量提取DNADNA考点一、遗传物质探索的经典实验•1.肺炎双球菌的转化实验(部分图解)体内转化实验图1引导探究体外转化实验图2(1)图1、图2实验的R型细菌均转化为S型细菌，其原因是S型细菌的与R型细菌的实现重组，表现出的性状，即转化原理为。(2)图2代表的实验证明了是遗传物质。DNADNAS型细菌基因重组DNA噬菌体侵染细菌的实验噬菌体侵染细菌实验中同位素标记类题目的解题规律•2．两个经典实验的比较实验比较艾弗里的肺炎双球菌体外转化实验噬菌体侵染细菌的实验设计思路设法将和其他成分分开，单独地直接观察它们各自的作用分离方法：将S型细菌的DNA与其他成分分离，然后用每种单一成分分别与R型细菌混合培养：利用T2噬菌体侵染大肠杆菌过程中DNA注入大肠杆菌体内，而蛋白质外壳留在大肠杆菌体外，使DNA和蛋白质自然分开观察指标观察R型细菌能否转化为S型细菌观察放射性物质是在上清液或沉淀物中DNA直接分离法同位素标记法结论①；②说明了遗传物质可发生可遗传的变异①；②说明了DNA能控制蛋白质的合成；③DNA能自我复制遗传物质DNA是遗传物质，蛋白质不是DNA是遗传物质3、人类对遗传物质的探索过程有关探究结论•4．生物含有的核酸物质总结遗传物质所含核酸所含核苷酸含氮碱基细胞生物均为DNA(原核、真核生物)病毒DNA病毒1种，为DNA4种脱氧核苷酸4种：A、T、C、GRNA病毒1种，为RNA4种核糖核苷酸4种：A、U、C、G(2013·新课标全国卷Ⅱ)在生命科学发展过程中，证明DNA是遗传物质的实验是()•①孟德尔的豌豆杂交实验②摩尔根的果蝇杂交实验•③肺炎双球菌转化实验④T2噬菌体侵染大肠杆菌实验⑤DNA的X光衍射实验•A．①②B．②③•C．③④D．④⑤当堂诊学C(2012·上海高考)赫尔希(A.Hershey)和蔡斯(M.Chase)于1952年所做的噬菌体侵染细菌的著名实验进一步证实了DNA是遗传物质。这项实验获得成功的原因之一是噬菌体()•A．侵染大肠杆菌后会裂解宿主细胞•B．只将其DNA注入大肠杆菌细胞中•C．DNA可用15N放射性同位素标记•D．蛋白质可用32P放射性同位素标记B(2012·重庆高考)针对耐药菌日益增多的情况，利用噬菌体作为一种新的抗菌治疗手段的研究备受关注。下列有关噬菌体的叙述，正确的是()A．利用宿主菌的氨基酸合成子代噬菌体的蛋白质B．以宿主菌DNA为模板合成子代噬菌体的核酸C．外壳抑制了宿主菌的蛋白质合成，使该细菌死亡D．能在宿主菌内以二分裂方式增殖，使该细菌裂解A[2012·江苏卷]人类对遗传物质本质的探索经历了漫长的过程，下列有关叙述正确的是()•A．孟德尔发现遗传因子并证实了其传递规律和化学本质•B．噬菌体侵染细菌实验比肺炎双球菌体外转化实验更具说服力•C．沃森和克里克提出在DNA双螺旋结构中嘧啶数不等于嘌呤数•D．烟草花叶病毒感染烟草实验说明所有病毒的遗传物质是RNABDNA分子的特性、结构与复制(1)DNA分子具有稳定性、和。稳定性的原因是外侧，构成基本骨架，内侧，其中A与T之间以2个相连，G与C之间以3个相连，因此含量越高，DNA就越稳定。DNA多样性的原因是构成DNA的碱基对的、和千变万化。(2)DNA分子的复制过程中所运用的酶有，其作用是断开碱基对之间的；DNA聚合酶的作用是形成。4．基因的结构与功能(1)是决定生物性状的基本单位，是具有的DNA片段。(2)基因的结构包括两部分，与原核细胞相比，真核细胞基因结构特点是编码区是，有内含子和外显子之分。(3)基因的功能是，基因中非编码序列起的作用。多样性特异性脱氧核糖和磷酸交替连接通过氢键形成碱基对氢键氢键G与C数目比例排列顺序解旋酶氢键磷酸二酯键基因遗传效应编码区和非编码区间隔的、不连续的遗传信息的传递与表达调控遗传信息表达独立自学4．遗传信息及其表达(1)遗传信息是指的排列顺序。(2)遗传密码是指上决定一个氨基酸的3个相邻的碱基。生物体共有个密码子，几乎所有生物共用。(3)氨基酸的运载工具是，其一端的三个碱基能专一性地与配对，一种tRNA只能识别并转运。(4)细胞生物中方向可表示为：(5)基因对性状的控制途径之一是通过来控制代谢过程，其二是通过来直接影响性状。DNA分子中脱氧核苷酸mRNA64一套密码子tRNAmRNA上的密码子一种氨基酸遗传信息的流动控制酶的合成控制蛋白质分子的结构考点二、复制、转录和翻译•1.下图表示遗传信息在生物大分子间的传递，识图回答：引导探究(1)a的名称：；c的名称：；d的名称为；(2)下列选项分别隶属上述图示的哪个过程？①发生在核糖体中②以DNA的两条链为模板③以DNA的一条链为模板④以mRNA为模板⑤以4种脱氧核苷酸为原料⑥以20种氨基酸为原料⑦酶和ATP⑧产物为RNA⑨发生G—C互补配对⑩发生A—U互补配对a：；c：；d：。复制转录翻译②⑤⑦⑨③⑦⑧⑨⑩①④⑥⑦⑨⑩•2．核酸种类的判定方法条件结论有U无T(或有核糖)一定为.有T无U(或有脱氧核糖)，且A≠T或嘌呤≠嘧啶一定为.有T无U(或有脱氧核糖)，且A＝T或嘌呤＝嘧啶.RNA单链DNA双链或单链DNA•3、观察下面三幅图片，思考各自代表什么生理活动？4．相关计算(1)双链DNA分子中碱基含量的计算①规律一：双链DNA中，A＋G＝T＋C＝A＋C＝T＋G＝总碱基的一半。②规律二：若在DNA一条链中A＋GT＋C＝a，则在互补链中A＋GT＋C＝1a，而在整个DNA分子中A＋GT＋C＝1。③规律三：若在一条链中A＋TG＋C＝m，在互补链及整个DNA分子中A＋TG＋C＝m。(2)与DNA复制有关的计算假设1个DNA分子复制n次，则①子代DNA数为2n含母链的DNA数：2个完全含母链的DNA数：0个不含母链的DNA数：2n－2个②子代DNA链数为2n＋1母链所占比例：1/2n子链所占比例：1－1/2n某一DNA分子用32P标记,其中胞嘧啶100个,占全部碱基的20%.将其放在含31P的环境中复制3次,下列叙述错误的是（）A含32P的DNA分子占1/4B只含31P的DNA分子占3/4C共形成8个DNA分子D共需游离的腺嘌呤2800个D•③DNA复制过程中其中一条链发生差错，复制n代后，含有突变基因的异常DNA分子占DNA总数的50%。•④若某DNA分子含某碱基m个，该DNA分子进行n次复制，则需消耗某游离的脱氧核苷酸数为m×(2n－1)；进行第n代复制时，需消耗某游离的脱氧核苷酸数为m×2n－1。•(2012安徽卷)5．图示细胞内某些重要物质的合成过程，该过程发生在•A．真核细胞内，一个mRNA分子上结合多个核糖体同时合成多条肽链•B．原核细胞内，转录促使mRNA在核糖体上移动以便合成肽链•C．原核细胞内，转录还未结束便启动遗传信息的翻译•D．真核细胞内，转录的同时核糖体进入细胞核启动遗传信息的翻译C当堂诊学（2011安徽）甲、乙图示真核细胞内两种物质的合成过程，下列叙述正确的是A．甲、乙所示过程通过半保留方式进行，合成的产物是双链核酸分子B．甲所示过程在细胞核内进行，乙在细胞质中进行C．DNA分子解旋时，甲所示过程不需要解旋酶，乙需要解旋酶D．一个细胞周期中，甲所示过程在每个起点只起始一次，乙可起始多次D•（2010安徽二、）3．大肠杆菌可以直接利用葡萄糖，也可以通过合成β-半乳糖苷酶将乳糖分解为葡萄糖和半乳糖加以利用。将大肠杆菌培养在含葡萄糖和乳糖的培养基中，测定其细胞总数及细胞内β-半乳糖苷酶的活性变化（如图）。据图分析，下列叙述合理的是A．0~50min，细胞内无β-半乳糖苷酶基因B．50~100min，细胞内无分解葡萄糖的酶C．培养基中葡萄糖和乳糖同时存在时，β-半乳糖苷酶基因开始表达D．培养基中葡萄糖缺乏时，β-半乳糖苷酶基因开始表达D考点三、基因对性状的控制•1.写出下列各类生物遗传信息的传递过程生物种类遗传信息的传递过程DNA病毒，如噬菌体复制型RNA病毒，如烟草花叶病毒逆转录病毒，如艾滋病病毒细胞生物2.判断下列性状的控制方式(1)镰刀型细胞贫血症：基因控制来直接控制性状。(2)白化病：基因通过来控制性状。蛋白质分子结构控制酶的合成进而控制代谢过程1.碱基互补配对原则通过什么过程，在哪些场所中得以体现？2.遗传信息怎样在生物体内和生物体之间传递？引导探究当堂诊学•（2013新课标Ⅰ卷）1.关于蛋白质合成的叙述，正确的是•A.一种tRNA可以携带多种氨基酸•B.DNA聚合酶是在细胞核内合成的•C.反密码子是位于mRNA上相邻的3个碱基•D.线粒体中的DNA能控制某些蛋白质的合成D•（2013浙江卷）3．某生物基因表达过程如图所示。下列叙述与该图相符的是•A．在RNA聚合酶作用下DNA双螺旋解开•B．DNA—RNA杂交区域中A应与T配对•C．mRNA翻译只能得到一条肽链•D．该过程发生在真核细胞中A[2012·福建卷]双脱氧核苷酸常用于DNA测序，其结构与脱氧核苷酸相似，能参与DNA的合成，且遵循碱基互补配对原则。DNA合成时，在DNA聚合酶作用下，若连接上的是双脱氧核苷酸，子链延伸终止；若连接上的是脱氧核苷酸，子链延伸继续。在人工合成体系中，有适量的序列为GTACATACATG的单链模板、胸腺嘧啶双脱氧核苷酸和4种脱氧核苷酸。则以该单链为模板合成出的不同长度的子链最多有()•A．2种B．3种C．4种D．5种D•[2012·四川卷]将大肠杆菌的质粒连接上人生长激素的基因后，重新置入大肠杆菌的细胞内，通过发酵就能大量生产人生长激素。下列叙述正确的是()A．发酵产生的生长激素属于大肠杆菌的初级代谢产物B．大肠杆菌获得的能产生人生长激素的变异可以遗传C．大肠杆菌质粒标记基因中腺嘌呤与尿嘧啶含量相等D．生长激素基因在转录时需要解旋酶和DNA连接酶B