高三生物二輪專項(xiàng)復(fù)習(xí) 專題四 第1講 遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)課件 新人教版

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1、 1從近年高考情況來(lái)看，遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)在高考中經(jīng)常涉及的知識(shí)點(diǎn)有：探索DNA是遺傳物質(zhì)的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)、DNA分子的成分和結(jié)構(gòu)、DNA分子復(fù)制過(guò)程和原理以及基因表達(dá)的過(guò)程。有關(guān)DNA是遺傳物質(zhì)的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)、DNA分子的結(jié)構(gòu)和復(fù)制主要以選擇題的形式考查；簡(jiǎn)答題則側(cè)重表達(dá)與其他知識(shí)的綜合理解。 預(yù)期今后的考查中，主要有以下幾種特點(diǎn)：以實(shí)驗(yàn)分析的形式考查DNA是遺傳物質(zhì)經(jīng)典實(shí)驗(yàn)的分析；結(jié)合基因突變和細(xì)胞分裂考查DNA分子的結(jié)構(gòu)和復(fù)制；以模型建構(gòu)的方式考查遺傳信息的流動(dòng)(復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯)。另外，還需要關(guān)注科技發(fā)展(如基因敲除、基因沉默、基因污染、基因疫苗、基因芯片和基因興奮劑等)與教材內(nèi)容相結(jié)合的考查。 在

2、復(fù)習(xí)中，要掌握DNA是遺傳物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路及方法，通過(guò)對(duì)經(jīng)典實(shí)驗(yàn)的再分析提高領(lǐng)會(huì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)方法，分驗(yàn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果以及推導(dǎo)實(shí)驗(yàn)結(jié)論的能力；通過(guò)專題訓(xùn)練提高堿基互補(bǔ)配對(duì)原則的計(jì)算、DNA分子半保留復(fù)制有關(guān)計(jì)算的解題能力；通過(guò)比較法掌握DNA的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯的區(qū)別。 2遺傳的基本規(guī)律及人類遺傳病是歷年高考的重點(diǎn)，且考查方向和內(nèi)容相對(duì)比較穩(wěn)定。從近幾年高考試題來(lái)看，結(jié)合遺傳系譜圖考查遺傳方式的判斷、基因型的推導(dǎo)和概率的計(jì)算是高考命題的特點(diǎn)；結(jié)合遺傳的“例外性”(如F2性狀分離比為9 7或9 3 4等)考查基因自由組合定律的理解和應(yīng)用是高考命題的亮點(diǎn)。 預(yù)期在今后的知識(shí)考查中，上述內(nèi)容仍會(huì)是命題的重要方向

3、，此外還需要關(guān)注以一對(duì)相對(duì)性狀的遺傳為載體，結(jié)合減數(shù)分裂、伴性遺傳和生物變異(基因突變、基因重組和染色體變異)等相關(guān)知識(shí)進(jìn)行的綜合考查。 在復(fù)習(xí)時(shí)，可利用“比較辨析法”區(qū)別掌握遺傳學(xué)的相關(guān)概念 ；利用“圖文結(jié)合法”理解記憶遺傳定律的實(shí)質(zhì)。利用“規(guī)律總結(jié)法”熟練掌握遺傳學(xué)部分的題型、解題方法技巧，做到規(guī)范答題。 一、探究DNA是遺傳物質(zhì)的經(jīng)典實(shí)驗(yàn) 1實(shí)驗(yàn)過(guò)程與結(jié)論實(shí)驗(yàn)名稱實(shí)驗(yàn)名稱操作對(duì)象操作對(duì)象操作過(guò)程操作過(guò)程結(jié)果結(jié)果結(jié)論結(jié)論肺炎肺炎雙球雙球菌的菌的轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)體內(nèi)體內(nèi)轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)加熱殺死的加熱殺死的S型細(xì)菌型細(xì)菌R型型細(xì)菌細(xì)菌注射到小鼠體注射到小鼠體內(nèi)內(nèi)小鼠死亡，小鼠死亡，分離到分離到

4、S型型和和R型兩種型兩種細(xì)菌細(xì)菌加熱殺死加熱殺死的的S型細(xì)菌型細(xì)菌存在存在“轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化因子化因子”體外體外轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)S型菌型菌DNA混合培養(yǎng)混合培養(yǎng)分離到分離到R型型和和S型細(xì)菌型細(xì)菌“轉(zhuǎn)化因轉(zhuǎn)化因子子”是是DNAS型菌其他物型菌其他物質(zhì)質(zhì)分離到分離到R型型細(xì)菌細(xì)菌S型菌型菌DNA和和DNA酶酶分離到分離到R型型細(xì)菌細(xì)菌實(shí)驗(yàn)名實(shí)驗(yàn)名稱稱操作對(duì)象操作對(duì)象操作過(guò)操作過(guò)程程結(jié)果結(jié)果結(jié)論結(jié)論噬菌體噬菌體侵染細(xì)侵染細(xì)菌的實(shí)菌的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)35S標(biāo)記標(biāo)記的噬菌的噬菌體體侵染細(xì)侵染細(xì)菌菌細(xì)菌體內(nèi)細(xì)菌體內(nèi)無(wú)無(wú)35S，體，體外有外有35S噬菌體的蛋噬菌體的蛋白質(zhì)外殼并白質(zhì)外殼并未進(jìn)入細(xì)菌未進(jìn)入細(xì)菌32P標(biāo)記標(biāo)記的噬

5、菌的噬菌體體細(xì)細(xì)菌菌細(xì)菌體內(nèi)細(xì)菌體內(nèi)有有32P，體，體外無(wú)外無(wú)32P噬菌體的噬菌體的DNA進(jìn)入進(jìn)入細(xì)菌內(nèi)部細(xì)菌內(nèi)部 2.實(shí)驗(yàn)思路 兩個(gè)經(jīng)典實(shí)驗(yàn)的思路基本相同，都是設(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。只是運(yùn)用方法不同，肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)利用了從S型菌直接提取分離各種物質(zhì)的方法。噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)則利用了放射性元素示蹤法間接將蛋白質(zhì)和DNA分離的方法。 特別提醒 分別用放射性元素35S、32P標(biāo)記噬菌體，驗(yàn)證噬菌體侵染細(xì)菌過(guò)程中，侵入細(xì)菌體內(nèi)的是DNA，而不是蛋白質(zhì)，從而證明DNA分子在生物的前后代中保持連續(xù)性，說(shuō)明DNA是生物的遺傳物質(zhì)。 在加熱殺死S型細(xì)菌的過(guò)程中，蛋

6、白質(zhì)變性失活，而DNA因加熱堿基對(duì)之間氫鏈斷裂而解旋，而當(dāng)溫度降低時(shí)，又形成氫鍵而恢復(fù)活性。 R型轉(zhuǎn)化為S型菌的實(shí)質(zhì)是S型的DNA進(jìn)入呈感受態(tài)的R型菌體內(nèi)并與R型菌的DNA實(shí)現(xiàn)重組，從而表現(xiàn)出S型菌的性狀，此變異類型屬于基因重組。 培養(yǎng)噬菌體不能在普通培養(yǎng)基上培養(yǎng)，只能利用活體細(xì)胞，因?yàn)椴《臼菍Ｐ约纳摹?3DNA是主要的遺傳物質(zhì) 二、有關(guān)堿基數(shù)量計(jì)算的歸類與應(yīng)用 1DNA分子、DNA某條鏈及轉(zhuǎn)錄生成的mRNA中堿基比例關(guān)系 特別提醒 若有U無(wú)T，則該核酸為RNA。 若有T無(wú)U，且AT，GC，則該核酸一般為雙鏈DNA。 若有T無(wú)U，且AT，GC，則該核酸為單鏈DNA。 2DNA復(fù)制過(guò)程中的堿基

7、數(shù)量計(jì)算 某DNA分子中含某堿基a個(gè)，(1)復(fù)制n次需要含該堿基的脫氧核苷酸數(shù)為a(2n1)；(2)第n次復(fù)制，需要含該堿基的脫氧核苷酸數(shù)為a2n1。 三、與中心法則相關(guān)的幾個(gè)問(wèn)題 1圖示 2分析 (1)圖示中的是遺傳物質(zhì)為DNA的生物信息流動(dòng)方向。 (2)圖示中的是RNA病毒的信息流動(dòng)方向，如車前草病毒。 (3)圖示中的是逆轉(zhuǎn)錄病毒的信息流動(dòng)方向，如HIV。 3中心法則體現(xiàn)了DNA的兩大基本功能 (1)圖中體現(xiàn)了對(duì)遺傳信息的傳遞功能，它是通過(guò)DNA復(fù)制完成的，發(fā)生于親代產(chǎn)生子代的生殖過(guò)程或細(xì)胞增殖過(guò)程中。 (2)圖中共同體現(xiàn)了對(duì)遺傳信息的表達(dá)功能，它是通過(guò)轉(zhuǎn)錄和翻譯完成的，發(fā)生在個(gè)體發(fā)育過(guò)程

8、中。 例1艾弗里和同事用R型和S型肺炎雙球菌進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，結(jié)果如下表。從表可知() A.不能證明S型菌的蛋白質(zhì)不是轉(zhuǎn)化因子 B說(shuō)明S型菌的莢膜多糖有酶活性 C和說(shuō)明S型菌的DNA是轉(zhuǎn)化因子 D說(shuō)明DNA是主要的遺傳物質(zhì) 解析考查實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)和分析。只有加入S型菌DNA的實(shí)驗(yàn)才能產(chǎn)生S型菌，證明DNA是轉(zhuǎn)化因子，蛋白質(zhì)、莢膜多糖和DNA酶處理的DNA都不是轉(zhuǎn)化因子；DNA與RNA相比較，絕大多數(shù)生物是以DNA為遺傳物質(zhì)的，DNA是主要的遺傳物質(zhì)，但這里沒(méi)有這種比較，不能得出這個(gè)結(jié)論。選C。 答案C一百多年前，人們就開(kāi)始了對(duì)遺傳物質(zhì)的探索歷程。對(duì)此有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是() A最初認(rèn)為遺傳物質(zhì)是蛋白質(zhì)，由此推

9、測(cè)氨基酸的多種排列順序可能蘊(yùn)含遺傳信息 B在艾弗里肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中，細(xì)菌轉(zhuǎn)化的實(shí)質(zhì)是發(fā)生了基因重組 C噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)之所以更有說(shuō)服力，是因?yàn)槠涞鞍踪|(zhì)與DNA完全分開(kāi) D在32P標(biāo)記噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)中，離心后只有在沉淀物中才能測(cè)到放射性同位素32P 答案D 解析用32P標(biāo)記的是噬菌體的DNA，侵染大腸桿菌時(shí)，進(jìn)入了大腸桿菌內(nèi)。因此，上清液中理論上不含有放射性，只在沉淀物中能測(cè)出。但由于很多噬菌體在侵染細(xì)菌時(shí)并不是同步的，因此有的可能還沒(méi)有侵入，有的可能已合成子代被釋放出來(lái)，故在上清液中也可能檢測(cè)到放射性。 例2關(guān)于核酸生物合成的敘述，錯(cuò)誤的是() ADNA的復(fù)制需要消耗能量 BRNA分

10、子可作為DNA合成的模板 C真核生物的大部分核酸在細(xì)胞核中合成 D真核細(xì)胞染色體DNA的復(fù)制發(fā)生在有絲分裂前期 解析DNA分子復(fù)制時(shí)，雙鏈解旋成單鏈的過(guò)程需要ATP供能；在逆轉(zhuǎn)錄酶的作用下，某些生物可以以RNA為模板合成DNA；真核細(xì)胞中，DNA復(fù)制與DNA轉(zhuǎn)錄合成RNA的過(guò)程主要發(fā)生在細(xì)胞核中；真核細(xì)胞的染色體DNA的復(fù)制發(fā)生在細(xì)胞有絲分裂間期或減數(shù)分裂前的間期。 答案D 鐵蛋白是細(xì)胞內(nèi)儲(chǔ)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(yīng)答元件等有關(guān)。鐵應(yīng)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(dāng)Fe3濃度高時(shí)，鐵

11、調(diào)節(jié)蛋白由于結(jié)合Fe3而喪失與鐵應(yīng)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(dòng)，遇到起始密碼后開(kāi)始翻譯(如下圖所示)。回答下列問(wèn)題： (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(guò)改變DNA模板鏈上的一個(gè)堿基來(lái)實(shí)現(xiàn)，即由_。 答案 (1)GGUCCACTGACC(CCAGTCACC) (2)核糖體在mRNA上的結(jié)合與移動(dòng)Fe3細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)和能量的浪費(fèi) (3)mRNA兩端存在不翻譯的序列 (4)CA 解析本題考查與蛋白質(zhì)合成有關(guān)的知識(shí)。 (1)由圖中甘氨酸的轉(zhuǎn)運(yùn)RNA頭部的三個(gè)堿基為CCA，對(duì)應(yīng)的mRNA的

12、三個(gè)堿基為GGU，在mRNA中甘氨酸天冬氨酸色氨酸的模板鏈堿基序列，可由三種氨基酸密碼子和圖示推知為CCACTGACC； (2)由題意，F(xiàn)e3濃度高時(shí)，鐵調(diào)節(jié)蛋白由于結(jié)合Fe3而喪失與鐵應(yīng)答元件的結(jié)合能力，啟動(dòng)核糖體與mRNA結(jié)合并移動(dòng)，從而使啟動(dòng)子啟動(dòng)翻譯，而當(dāng)Fe3過(guò)低時(shí)，核糖體與信使RNA結(jié)合與移動(dòng)受到干擾；該調(diào)節(jié)機(jī)制是有效防止Fe3對(duì)細(xì)胞的毒害作用，又可減少細(xì)胞內(nèi)Fe3等物質(zhì)和能量的浪費(fèi)。 (3)在真核生物DNA轉(zhuǎn)錄形成mRNA時(shí)，啟動(dòng)子部分和終止子部分會(huì)在mRNA兩端形成很多調(diào)控序列，不能指導(dǎo)蛋白質(zhì)翻譯，因此，mRNA中堿基數(shù)遠(yuǎn)大于3n。 (4)色氨酸的密碼子為UGG，而與之最相近的

13、亮氨酸密碼子為UUG，其對(duì)應(yīng)DNA的堿基序列分別為ACC和AAC，因此，DNA模板鏈上改造的一個(gè)堿基為由CA。 例3圖示基因的作用與性狀表現(xiàn)之間的關(guān)系。下列相關(guān)敘述中，正確的是() A過(guò)程中與DNA復(fù)制的共同點(diǎn)是都以DNA單鏈為模板，在DNA聚合酶的作用下進(jìn)行 B過(guò)程直接需要的物質(zhì)或結(jié)構(gòu)有mRNA、氨基酸、tRNA、核糖體、酶、ATP C人的鐮刀型細(xì)胞貧血癥通過(guò)蛋白質(zhì)間接表現(xiàn)，苯丙酮尿癥通過(guò)蛋白質(zhì)直接表現(xiàn) DHIV和大腸桿菌的T2噬菌體都可以在人體細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行這兩個(gè)基本過(guò)程 解析DNA復(fù)制時(shí)，親代DNA的兩條鏈均作為模板，而在轉(zhuǎn)錄時(shí)，只能嚴(yán)格地選擇DNA的中一條鏈作為模板。對(duì)轉(zhuǎn)錄來(lái)講，不是DNA

14、聚合酶而是RNA聚合酶。將C項(xiàng)中的直接與間接互換，則符合實(shí)際。HIV屬于RNA病毒，必須進(jìn)行逆轉(zhuǎn)錄，大腸桿菌的T2噬菌體只能在大腸桿菌細(xì)胞內(nèi)寄生，不能在人體細(xì)胞內(nèi)寄生。 答案B 黃曲霉毒素是主要由黃曲霉素菌產(chǎn)生的可致癌毒素，其生物合成受多個(gè)基因控制，也受溫度、pH等因素影響。下列選項(xiàng)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)生黃曲霉素菌株的基因型都相同 C黃曲霉素致癌是表現(xiàn)型 D黃曲霉素菌產(chǎn)生黃曲霉素是表現(xiàn)型 答案D 解析本題考查基因型與表現(xiàn)型的關(guān)系。據(jù)題意可知可致癌的黃曲霉毒素的合成不僅受多個(gè)基因控制，還受溫度、PH等環(huán)境因素的影響，所以A選項(xiàng)錯(cuò)誤；表現(xiàn)型相同基因型不一定相同，B選項(xiàng)錯(cuò)誤；黃曲霉菌產(chǎn)生黃曲霉毒素是表現(xiàn)型，D選項(xiàng)正確，C選項(xiàng)錯(cuò)誤。