2019版高考生物二轮复习专题五遗传的分子基础课件.ppt

1、专题5 遗传的分子基础,答案速填: 肺炎双球菌转化 噬菌体侵染细菌 脱氧核苷酸 边解旋边复制 细胞核、线粒体和叶绿体 基因 转录 翻译 酶的合成 蛋白质的结构 _,考纲要求: 1.人类对遗传物质的探索过程 2.DNA分子结构的主要特点 3.DNA分子的复制 4.基因的概念 5.遗传信息的转录和翻译 6.基因与性状的关系,热点一 人类对遗传物质的探索过程 【示范题1】(2017全国卷T2)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复制和增殖 B.T2噬菌体病毒颗粒内可以合成mRNA和蛋

2、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,【考题追问】噬菌体侵染细菌实验中,选用T2噬菌体做 实验材料的原因是什么? _ _ _ _。,噬菌体侵染细菌实验是为了探究噬菌体的遗传物质是,DNA还是蛋白质,而T2噬菌体的结构简单,组成成分只有,蛋白质和DNA,且侵染大肠杆菌时两种成分彻底分离,排,除了其他因素的干扰,【热点纵横联】 证明DNA是遗传物质的经典实验分析 1.肺炎双球菌的体内转化与体外转化实验: (1)所用材料相同,都是肺炎双球菌(R型和S型)。 (2)实验目的都是研究谁是遗传物质。,(3)体内转化实验是

3、基础,仅说明S型细菌体内有“转化因子”,体外转化实验进一步证明“转化因子”是DNA。 (4)两个转化实验都遵循对照原则、单一变量原则。,2.噬菌体侵染细菌的实验:,【对点聚焦练】 1.(2018贵阳二模)在确定DNA是遗传物质的研究过程中,艾弗里和赫尔希与蔡斯进行的实验有重要意义。下列相关叙述错误的是 ( ),A.两个实验的设计思路的共同点是将DNA与蛋白质分开 B.他们都选用了结构十分简单的生物病毒展开研究 C.两个实验都应用了细菌培养技术为实验成功提供了保障 D.两个实验表明:亲代的各种性状是通过DNA遗传给后代的,【解析】选B。艾弗里的肺炎双球菌体外转化实验和赫 尔希与蔡斯的噬菌体侵染细

4、菌实验的共同设计思路是: 设法将DNA与其他物质分开,单独地、直接地观察它们 各自的作用,A正确;艾弗里选用的实验材料是肺炎双球 菌,赫尔希与蔡斯选用的实验材料是T2噬菌体和大肠杆 菌,B错误;两个实验中都有细菌的培养过程,都应用了 细菌培养技术,C正确;两个实验都证明了DNA是遗传物,质,即亲代的各种性状是通过DNA遗传给后代的,D正确。,【加固训练】 下列有关噬菌体侵染细菌的实验的说法中,错误的是( ) A.赫尔希和蔡斯的实验是以T2噬菌体为材料,采用同位素标记技术 B.用含32P的培养基直接培养噬菌体,将获得DNA含有32P标记的噬菌体,C.噬菌体侵染细菌实验是将DNA与蛋白质分开,单独

5、观察它们各自的作用 D.用32P标记的噬菌体与细菌混合一段时间后离心,结果沉淀物的放射性很高,【解析】选B。,2.(2018中山一模)下列关于肺炎双球菌转化实验的说法,正确的是 ( ) A.格里菲思和艾弗里分别用不同的方法证明DNA是遗传物质 B.艾弗里实验中S型细菌DNA+R型细菌一起培养,培养基上生存的细菌都是S型细菌,C.肺炎双球菌转化实验证明DNA是主要的遗传物质,蛋白质不是遗传物质 D.已加热杀死的S型细菌中,蛋白质已经失去活性而DNA仍具有活性,【解析】选D。格里菲思肺炎双球菌体内转化实验证明 S型细菌中存在某种“转化因子”,能将R型细菌转化为 S型细菌;艾弗里肺炎双球菌体外转化实

6、验证明DNA是遗 传物质,A错误;艾弗里的体外转化实验过程中,添加S型 细菌DNA+R型细菌的培养基中,既含有R型细菌,也有S型 细菌,B错误;肺炎双球菌转化实验证明DNA是遗传物质, 蛋白质不是遗传物质,C错误;已加热杀死的S型细菌中,蛋白质已经失去活性而DNA在温度逐渐下降后恢复活性,D正确。,3.(2018吉林一模)结合关于遗传物质的实验,以下分析正确的是 ( ) A.肺炎双球菌的主要遗传物质是DNA B.肺炎双球菌转化实验证明了生物的遗传物质主要是DNA C.艾弗里等人的转化实验的转化效率与DNA的纯度有关 D.烟草花叶病毒侵染烟草的实验证明病毒的遗传物质都是RNA,【解析】选C。肺炎

7、双球菌的遗传物质是DNA,A错误;肺炎双球菌转化实验证明了DNA是肺炎双球菌的遗传物质,B错误;艾弗里等人的转化实验中的转化实质上是需要使S型细菌的DNA进入R型活细菌内,所以S型细菌的DNA纯度越高,转化效率越高,C正确;烟草花叶病毒侵染烟草的实验证明烟草花叶病毒的遗传物质是RNA,D错误。,4.(新题预测)赫尔希和蔡斯用32P或35S标记噬菌体并分别与无标记的细菌混合培养,保温后经过搅拌、离心得到了上清液和沉淀物,并检测放射性。下列有关叙述错误的是 ( ),A.实验所获得的子代噬菌体不含35S而部分可含有32P B.若搅拌不充分会使35S标记组沉淀物的放射性偏低 C.若保温时间过长会使32

8、P标记组上清液的放射性偏高 D.该实验说明DNA分子在亲子代之间的传递具有连续性,【解析】选B。32P和35S分别标记的是噬菌体的DNA和蛋 白质,噬菌体的遗传物质是DNA。用32P标记噬菌体得到 的子代噬菌体部分含有32P,用35S标记噬菌体得到的子 代噬菌体不含35S,A正确;35S标记的是噬菌体的蛋白质 外壳,经过搅拌、离心后35S主要出现在上清液中,若搅 拌不充分会使35S标记组沉淀物的放射性偏高,B错误; 32P标记的是噬菌体的DNA,经过搅拌、离心后32P主要,出现在沉淀物中,若保温时间过长,部分细菌裂解释放出子代噬菌体,会使32P标记组上清液的放射性偏高,C正确;两组实验相互对照

9、说明DNA分子在亲子代之间的传递具有连续性,D正确。,【易错提醒】 噬菌体侵染细菌实验中放射性异常分布的原因 (1)用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌:,(2)用35S标记的噬菌体侵染大肠杆菌:,热点二 DNA的结构与复制 【示范题2】某研究小组测定了多个不同双链DNA分子的碱基组成,根据测定结果绘制了DNA分子的一条单链与其互补链、一条单链与其所在DNA分子中碱基数目比值的关系图,下列正确的是 ( ),【考题追问】若已知某双链DNA分子中含有腺嘌呤的比 例为10%,那么在该DNA的一条链中,腺嘌呤的比例为多 少? _ _ _。,若DNA中A的比例为10%,那么A+T=20%,在DNA的一条链中

10、,A+T=20%,A、T之和为20%不变,但A、T各自的比例是可,变的。因此A在一条链中的比例为020%,【热点纵横联】 DNA复制与细胞分裂的关系 类型一 从DNA复制过程入手分析 DNA分子的复制:,类型二 从标记染色体的DNA入手分析 1.图解: 以15N标记1对同源染色体的DNA,连续进行2次有丝分裂为例:,2.解读: 这样来看,连续两次有丝分裂最后形成的4个子细胞有3 种情况:第1种情况(2个细胞的分裂结果都是)是4个 细胞都是 ;第2种情况(2个细胞的分裂结果分 别是和)是2个细胞是 ,1个细胞是,1个细胞是 ;第3种情况(2个细胞的,分裂结果都是)是2个细胞是 ,另外2个细胞 是

11、 。,【对点聚焦练】 1.(2017海南高考)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】选D。双链DNA分子中A=T、G=C,因此其(A+C)/(G+T)=1,但(A+T)/(G+C)的值不确定,A项错误、D项正确;由于G和C之间含有三个氢键,含有的能量高,因此(A+T)/(G+C)

12、的值越小时,双链DNA分子的稳定性越高,B项错误;(A+T)/(G+C)和(A+C)/(G+T)的值相同时,只能推断出4种碱基数目相同,无法判断出这个DNA分子是双链,C项错误。,【知识总结】双链DNA分子中:,2.下列对一条核苷酸链的说法不合理的是 ( ) A.碱基C和碱基G的数目可不相等 B.组成核苷酸的糖是五碳糖 C.磷酸基团与碱基相连接 D.可由四种核糖核苷酸组成,【解析】选C。DNA双链分子中才存在碱基C和碱基G相 等的情况,一条核苷酸链中C和G可以不相等,甚至大部 分情况下都是不相等的,A说法正确。不论是核糖核苷 酸中的核糖还是脱氧核苷酸中的脱氧核糖,都属于五碳 糖,B说法正确。在

13、核苷酸的三个组成部分中,磷酸基团 与五碳糖相连,不与碱基直接相连,C说法错误。题干中 的“一条核苷酸链”既可以是脱氧核苷酸链,也可以是,核糖核苷酸链,而核糖核苷酸链是由四种核糖核苷酸组成的,D说法正确。,3.(2018榆林一模)用15N标记含有100个碱基对的DNA分子,其中有胞嘧啶60个,该DNA分子在含14N的培养基中连续复制4次,其结果不可能是 ( ) A.含有15N的DNA分子占1/8 B.含有14N的DNA分子占7/8 C.复制过程中需要腺嘌呤脱氧核苷酸600个 D.复制结果共产生16个DNA分子,【解析】选B。1个被15N标记的DNA分子在含14N的培养基中连续复制4次,共得到24

14、=16个DNA分子。根据DNA半保留复制特点可知,这16个DNA分子中有2个DNA分子的一条链含有15N,另一条链含有14N,其余14个DNA分子的两条链都含有14N。由此可见,16个DNA分子都含14N,含有15N的DNA分子数为2(占1/8)。根据有关公式可求出该DNA分子中含40个A(腺嘌呤),复制4次需A的数量=(24-1)40=600个。,【方法规律】DNA分子第n次复制与n次复制所需某种脱氧核苷酸的数量不同 (1)亲代DNA分子进行n次复制所需某种脱氧核苷酸数量:(2n-1)M(M为亲代DNA分子中这种脱氧核苷酸数量)。,(2)亲代DNA分子第n次复制所需某种脱氧核苷酸数量:2nM

15、-2(n-1)M=2(n-1)M(M为亲代DNA分子中这种脱氧核苷酸数量)。,【加固训练】 下列关于双链DNA分子的结构与复制的叙述,正确的是( ) A.含有a个碱基对的DNA分子中有n个腺嘌呤脱氧核苷酸,则该DNA分子含有(3a-2n)个氢键 B.32P标记的DNA分子,在不含标记的环境中复制n次,子代DNA分子中有标记的占1/2n,C.细胞内全部DNA分子被32P标记后在不含32P的环境中连续进行有丝分裂,第二次分裂产生的每个子细胞染色体均有一半有标记 D.在一个DNA分子中,A+T占M%,则该DNA分子的每条链中A+T都占该链碱基总数的M%,【解析】选D。含有a个碱基对的DNA分子中有n

16、个腺嘌 呤脱氧核苷酸,则该DNA分子含有氢键的数量为(2a- 2n)/23+2n=3a-n,A错误;32P标记的DNA分子,在不含 标记的环境中复制n次,子代DNA分子中有标记的占全部 DNA分子的比为2/2n,B错误;细胞内全部DNA分子被32P标 记后,在不含32P的环境中连续进行有丝分裂,第一次分 裂产生的每个子细胞的染色体上都含有标记,但每条,染色体的DNA中只有一条链含有标记。由于有丝分裂后期,一条染色体着丝点分裂形成的两条子染色体移向细胞的两极是随机的,所以第二次分裂产生的每个子细胞的染色体上含有标记的数量是随机的,C错误;在一个DNA分子中,(A+T)占M%,则该DNA分子的每条

17、链中(A+T)占该链碱基总数的M%,D正确。,4.(新题预测)某双链DNA分子有100个碱基对,其中有腺 嘌呤35个,下列叙述正确的是 ( ) A.该DNA分子蕴含的遗传信息种类最多可能有4100种 B.该DNA分子的每个脱氧核糖上均连接着2个磷酸 C.该DNA分子在第4次复制时消耗520个胞嘧啶脱氧核苷 酸 D.该DNA分子的每一条链中相邻的碱基是通过氢键相互 连接的,【解析】选C。一个DNA分子只能携带一种特定的遗传 信息,A错误;该DNA分子两条链各有一末端五碳糖连接 的磷酸是1个,中间的五碳糖连接的磷酸是2个,B错误; 根据题意,该DNA分子中含有65个胞嘧啶脱氧核苷酸,在 第4次复制

18、时消耗的胞嘧啶脱氧核苷酸的数量为:65 8=520,C正确;该DNA分子的每一条链中相邻的碱基通 过“脱氧核糖磷酸脱氧核糖”相互连接,D错误。,热点三 基因的表达与中心法则 【示范题3】(2016全国卷T2)某种物质可插入DNA分子两条链的碱基对之间,使DNA双链不能解开。若在细胞正常生长的培养液中加入适量的该物质,下列相关叙述错误的是 ( ),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,【考题追问】DNA复制和转录过程中是否都需要经过解 旋?是否都需要解旋酶? _ _ _ _ _。,D

19、NA复制和转录过程中都需要解旋,但只有DNA复制需要,解旋酶,转录过程不需要解旋酶。(在转录过程中,原核,生物RNA聚合酶自身具有解旋功能;真核生物转录时,某,些转录因子协助RNA聚合酶形成复合物解开DNA双链,起,到解旋酶的作用),【热点纵横联】 1.遗传信息、密码子与反密码子:,2.遗传信息的转录与翻译过程:,(1)遗传信息的转录(图1)。 图示转录的方向是从左向右,催化的酶是RNA聚合酶(有解旋的功能),产物是mRNA、rRNA和tRNA。 真核细胞中先在细胞核中转录并加工为成熟的mRNA,再通过核孔进入细胞质中与核糖体结合完成翻译过程,即先转录后翻译。,(2)遗传信息的翻译(图2)。

20、图中为tRNA,为核糖体,为mRNA,为多肽链。翻译时核糖体沿着mRNA移动,图中核糖体内mRNA对应的DNA碱基对的排列顺序为 。,(3)原核细胞中的转录与翻译(图3)。 因原核细胞中无核膜,在转录尚未完成时,核糖体就能与mRNA结合开始翻译,即转录和翻译两者同时进行。,(4)多聚核糖体上的翻译(图4)。 图中是mRNA,是核糖体,、表示正在合成的4条多肽链,翻译的方向是自右向左。1条mRNA上同时结合多个核糖体,能同时进行多条肽链的合成,其意义是少量的mRNA能在短时间内合成大量的蛋白质,即提高蛋白质的合成速率。,3.部分生物中的遗传信息传递过程:,【对点聚焦练】 1.(2018衡水一模)

21、如图为细胞中多聚核糖体合成蛋白质的示意图,下列说法正确的是 ( ),A.该过程表明生物体内少量的mRNA可以迅速合成出大量的蛋白质 B.该过程的模板是核糖核苷酸,原料是20种氨基酸 C.该过程表明一个基因在短时间内可表达出多种多肽链 D.该过程中几条多肽链中氨基酸的排列顺序不相同,【解析】选A。据图分析,同一个mRNA上同时结合了多个核糖体,表明生物体内少量的mRNA可以迅速合成出大量的蛋白质,A正确;该过程的模板是核糖核酸(mRNA),原料是氨基酸,最多20种,B错误;该过程表明一个基因在短时间内可表达出多条相同的多肽链,C错误;该过程中几条多肽链是由相同的mRNA翻译形成的,因此它们中氨基

22、酸的顺序相同,D错误。,2.(2018郑州二模)研究发现,人类的常染色体中几乎 每一对核苷酸对都会发生转录现象。能稳定存在的转 录产物中信使RNA不超过2%,其余绝大部分为非编码 RNA(ncRNA),目前关于ncRNA的分类,一种是依据其表达 特点及功能,将其划分为组成型ncRNA和调节型ncRNA; 另一种是依据ncRNA分子大小,将其划分为lncRNA和小 分子非编码RNA。在人体内,lncRNA在数量上占全部,ncRNA转录的大部分。根据以上资料分析,下列说法不合理的是 ( ),A.核DNA的转录产物既有信使RNA也有ncRNA,可能还有别的产物 B.ncRNA可能是常染色体上DNA的

23、无遗传效应片段转录的产物 C.信使RNA和ncRNA都有表达功能,但表达产物的结构和功能不同,D.常染色体中核苷酸的转录产物大部分是lncRNA,由此可见lncRNA是所有的RNA,【解析】选D。核DNA的转录产物既有信使RNA也有ncRNA,可能还有别的产物,A正确;ncRNA可能是常染色体上DNA的无遗传效应片段转录的产物,B正确;信使RNA和ncRNA都有表达功能,但表达产物的结构和功能不同,C正确;根据题干信息可知,RNA分为信使RNA和非编码RNA(ncRNA),ncRNA包括lncRNA和小分子非编码RNA,D错误。,【加固训练】 真核生物细胞内存在着种类繁多、长度为2123个核苷

24、酸的小分子RNA(简称miR),它们能与相关基因转录出来的mRNA互补,形成局部双链。由此可以推断这些miR抑制基因表达的分子机制是 ( ),A.阻断rRNA装配成核糖体 B.阻碍双链DNA分子的解旋 C.干扰tRNA识别密码子 D.影响DNA分子的转录,【解析】选C。,3.(新题预测)如图为四种病毒侵染人体相应细胞后的增殖过程,请回答下列问题:,(1)过程需要的原料是_,催化过程的酶是_ _。,(2)乙肝病毒感染肝细胞后,一般很难根除,原因是_。治疗乙肝时,通过药物抑制过程比抑制过程的副作用小,这是因为_。,(3)脊髓灰质炎病毒的+RNA除了参与病毒组成外,还具有的功能有_。假设脊髓灰质炎病

25、毒基因组+RNA含有a个碱基,其中G和C占碱基总数的比例为b。则以病毒基因组+RNA为模板合成一条子代+RNA,共需要含碱基A和U的核糖核苷酸_个。,(4)逆转录酶在过程中发挥重要作用,由此可判断逆转录酶的作用有_。(填数字序号) 催化DNA链的形成 催化RNA单链的形成 切割DNA分子,【解析】(1)过程为DNA复制,需要的原料是脱氧核苷酸;过程表示转录,需要RNA聚合酶的催化。(2)因乙肝病毒的双链DNA会整合于人体核DNA分子中,所以很难根除。过程逆转录是乙肝病毒增殖过程中的特有过程,而过程翻译在人体蛋白质的合成过程中都存在,因此通过药物抑制过程比抑制过程的副作用小。,(3)据图分析可知

26、,脊髓灰质炎病毒的+RNA可以翻译形 成RNA复制酶,也可以作为模板复制形成-RNA,还可以参 与子代病毒的组成。假设脊髓灰质炎病毒基因组+RNA 含有a个碱基,其中G和C占碱基总数的比例为b,则A+U有 a(1-b)个,根据碱基互补配对原则,以病毒基因组+RNA 为模板先合成-RNA,再合成一条子代+RNA,共需要含碱 基A和U的核糖核苷酸2a(1-b)个。(4)过程表示逆转,录形成DNA的过程,说明逆转录酶可以催化DNA链的形成;过程表示逆转录形成的DNA插入人体细胞核DNA的过程,说明逆转录酶可以切割DNA分子。,答案:(1)脱氧核苷酸 RNA聚合酶 (2)乙肝病毒的DNA会整合到人体细胞的DNA分子中,难以清除 过程逆转录是乙肝病毒增殖过程中的特有过程,而过程翻译在人体蛋白质合成过程中都存在 (3)翻译和复制的模板 2a(1-b) (4),交汇命题点:“基因的本质与表达”跨专题考查,