《2021年高考艺体生文化课百日冲刺》生物专题复习讲练:专题七-遗传的分子基础.docx
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1、专题七 遗传的分子基础 【命题趋势探秘】命题规律考查内容证明DNA是遗传物质的试验分析DNA的结构和复制基因表达考查热度考查题型选择题多为选择题 选择题所占分值46分48分46分命题趋势 近几年本专题在高考中毁灭的概率不高,估量在2021年高考中围绕遗传物质探究试验分析,DNA分子复制过程和特点及中心法则等内容考查的可能性大。【高频考点聚焦】考点1证明DNA是遗传物质的试验分析【基础学问梳理】1. 在格里菲斯的肺炎双球菌的体内转化试验中,将加热杀死的S型肺炎双球菌与活的R型菌混合注入到小鼠体内,小鼠会 ,并能从小鼠体内分别出 菌,与其它试验相比,说明加热杀死的S型细菌中含有某种促使R型细菌转化
2、为S型细菌的 ;在艾弗里的肺炎双球菌体外转化试验中,将S菌的DNA与R菌混合在培育基上培育,形成的光滑菌落是 菌,与其它试验相比,说明 是使R型细菌转化成S型细菌的转化因子。2. 噬菌体侵染细菌试验中,由于噬菌体是一种细菌病毒,营 生活,不能用培育基直接培育,所以要标记噬菌体,需要先标记 ,即分别用含 和 的培育基培育细菌,再用噬菌体分别侵染被标记的细菌,就可以得到DNA带 标记和蛋白质带 标记元素的噬菌体,然后再分别侵染未标记的细菌,一段时间后振荡、离心,检测放射性沉淀物和上清液中的放射性强度。结果发觉:标记32P的组放射性主要在 中,而标记35S的组放射性集中在 中。细菌的体外转化试验和噬
3、菌体侵染细菌的试验都证明 ,最关键的试验设计思路是将噬菌体的 和 分别,分别考察对子代噬菌体的影响作用。 死亡 活的S 转化因子 S DNA 寄生 细菌 35S 32P 32P 35S沉淀物 上清液 DNA是遗传物质 DNA 蛋白质【核心考点讲练】 1. 肺炎双球菌转化试验几点说明 (1) 体内转化试验和体外转化试验指标(也就是因变量)不同,前者观看小鼠的存活,后者观看培育基中菌落种类。 (2)体外转化试验中,只有加DNA的一组发生了细菌转化,加入DNA和DNA酶的一组未转化,二者对比说明DNA是遗传物质,也可以推出DNA水解产物(脱氧核苷酸)不是遗传物质。 (3)细菌转化的缘由是加热杀死的S
4、型细菌,其蛋白质变性失活,DNA在加热过程中双螺旋解开,氢键断裂,但缓慢冷却时,其结构可以恢复。 (4)细菌体内转化试验说明S型细菌体内有“转化因子”,体外转化试验进一步证明“转化因子”是DNA。 (5)在转化过程中不是全部的R型细菌均转化成S型细菌,而是只有少部分R型细菌转化为S型细菌。 (4)转化的实质并不是基因发生突变,而是S型细菌的DNA片段整合到了R型细菌的DNA中,即实现了基因重组。 2.噬菌体侵染细菌试验解读 (1)标记元素问题:首先该试验不能标记C、H、O、N,由于它们是DNA和蛋白质共有元素,无法将DNA和蛋白质区分开。其次35S(标记蛋白质)和32P(标记DNA)不能同时标
5、记在同一噬菌体上,由于放射性检测时只能检测到存在部位,不能确定是何种元素的放射性。 (2)噬菌体侵染细菌试验结果分析分组结果结果分析对比试验(相互对比)含32P噬菌体细菌上清液中几乎无32P,32P主要分布在宿主细胞内32PDNA进入了宿主细胞内含35S噬菌体细菌宿主细胞内无35S,35S主要分布在上清液中35S蛋白质外壳未进入宿主细胞,留在外面 (3) 探究结果毁灭特殊现象的缘由 用35S标记的噬菌体,沉淀物中有放射性的缘由:由于搅拌不充分,离心不彻底,使有少量含35S的噬菌体吸咐在细菌表面,随细菌离心到沉淀物中。 用32P标记的噬菌体,上清液中含放射性的缘由 a.保温时间过短,有一部分噬菌
6、体还没有侵染到大肠杆菌细胞内,经离心后分布于上清液中,上清液中毁灭放射性。 b.保温时间过长,噬菌体在大肠杆菌内增殖后,细菌裂解释放出子代噬菌体,经离心后分布于上清液中,也会使上清液中毁灭放射性。 (4).噬菌体侵染到细菌内的生理活动分析 DNA复制的模板:进入细菌体内的噬菌体DNA。 合成噬菌体DNA的原料:大肠杆菌供应的四种脱氧核苷酸。 合成噬菌体的蛋白质 (5)试验拓展:RNA也是遗传物质的试验 试验材料:烟草花叶病毒和烟草,烟草花叶病毒的组成物质是蛋白质和RNA。 试验过程及结果 试验结果分析与结论:烟草花叶病毒的RNA能自我复制,并把握生物的遗传性状,因此RNA是它的遗传物质。 3.
7、生物的遗传物质分析生物类型核酸种类遗传物质实例有细胞结构的生物真核生物DNA和RNADNA玉米、小麦、人原核生物乳酸菌、蓝藻无细胞结构的生物DNA病毒DNADNA噬菌体RNA病毒RNARNA烟草花叶病毒 【典例】(2021海南卷)关于T2噬菌体的叙述,正确的是( ) A.T2噬菌体的核酸和蛋白质中含硫元素 B.T2噬菌体寄生于酵母菌和大肠杆菌中 C.RNA和DNA都是T2噬菌体的遗传物质 D.T2噬菌体可利用寄主体内的物质大量增殖 解析:T2噬菌体由蛋白质和核酸构成,其中蛋白质中含有S元素,而核酸不含,A错误;T2噬菌体是细菌病毒,其寄主细胞是细菌,而酵母菌是真菌,B错误;T2噬菌体是DNA病
8、毒,不含RNA,其遗传物质是DNA,C错误;病毒可以以自身的遗传物质为模板利用寄主细胞内的物质为原料进行大量增殖,D正确。 答案:D 【技巧点拨】关于遗传物质的几点说明: 1.细胞内既有DNA又有RNA,则DNA是遗传物质。 2.病毒只含有一种核酸DNA或RNA,所以遗传物质是DNA或RNA。 3.大部分生物的遗传物质是DNA,所以DNA是主要的遗传物质。 考点2 DNA的结构和复制【基础学问梳理】 1. DNA分子的基本组成元素: 。基本单位是 2 DNA分子一般由 条脱氧核苷酸长链 回旋而成。其中 和 交替连接,排列在外侧,构成基本骨架; 排列在内侧。两条链上的碱基通过 连接成碱基对,即A
9、与 ,G与 配对,遵循 原则;DNA空间结构是规章的 。 3.DNA复制是以 为模板合成子代DNA的过程。发生在 。需要的基本条件是 , 4.DNA复制方式是 ,复制特点是 。其意义在于将 从亲代传给了子代,从而保持了 的连续性。 C、H、O、N、P 脱氧核苷酸 两 反向平行 脱氧核糖 磷酸 碱基 氢键 T C 碱基互补配对 双螺旋结构 亲代DNA 有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期 原料、模板、能量、酶 半保留复制 边解旋边复制 遗传信息 遗传信息【核心考点讲练】 1.DNA结构解读(参考下图) (1)DNA分子中脱氧核苷酸数、之间的数量比为111:1。 (2)DNA结构中碱基对中氢键可以
10、用解旋酶或加热的方法断裂;相邻两个脱氧核苷酸之间通过脱氧核糖和磷酸之间的化学键(磷酸二酯键)可用限制酶断裂,用DNA连接酶连接。 (3)除DNA末端的两个脱氧核糖外,其余每个脱氧核糖连接着2个磷酸。每个DNA片段中,游离的磷酸基团有2个。 (4)在DNA分子的一条单链中相邻的碱基A与T通过“脱氧核糖磷酸脱氧核糖”相连接。 (5)DNA初步水解产物是脱氧核苷酸,彻底水解产物是磷酸、脱氧核糖和含氮碱基。 2.DNA分子的特性归纳 (1)相对稳定性:DNA分子中磷酸和脱氧核糖交替连接的方式不变;两条链间碱基互补配对的方式不变。 (2)多样性:不同的DNA分子中脱氧核苷酸的数目不同,排列挨次多种多样。
11、若某DNA分子中有n个碱基对,则排列挨次有4n种。 (3)特异性:每种DNA分子都有区分于其他DNA的特定的碱基对排列挨次,代表了特定的遗传信息。3.DNA(双链)碱基的计算 (1)互补的两个碱基数量相等,即AT,CG。 (2)任意两个不互补的碱基和(如:A+C与T+G)相等(或占总碱基的50%)。 如:整个DNA分子中1 (3)互补碱基的和的比值(A+T/C+G)在单、双链中相等。 即: (AT)双%(AT)%(AT)%(AU)RNA% (GC)双%(GC)%(GC)%(GC)RNA% (4)不互补碱基和的比值(A+C/T+G)在两条单链中互为倒数。 即:在DNA一条链中a,则在互补链中,而
12、在。 4.真核生物DNA分子复制过程解读(1)图中DNA复制的场所是细胞核(主要)、线粒体、叶绿体。(2)图中DNA分子复制是从多个起点开头的,但不同时开头,复制开头时间右边最早。(3)图中DNA分子复制的特点:边解旋边复制、多起点复制、双向复制、半保留复制。(4)图中DNA复制需要的酶有解旋酶和DNA聚合酶。(5)真核生物的这种复制方式的意义是:提高了复制速率。 (6)影响DNA复制的外界条件:温度和PH值(影响酶活性),O2浓度(影响细胞呼吸产生ATP)(7)一般状况下,DNA精确复制的缘由:DNA独特的双螺旋结构为复制供应精确的模板,通过碱基互补配对原则保证复制精确无误进行。 (8)特殊
13、状况下,受外界因素和生物内部因素影响,可发生碱基配对差错,产生基因突变。 5. DNA复制的有关计算DNA复制为半保留复制,若将亲代DNA分子复制n代,其结果分析如下:(1)子代DNA分子数为2n个。 含有亲代链的DNA分子数为2个。 不含亲代链的DNA分子数为2n2个。 含子代链的DNA有2n个。(2)子代脱氧核苷酸链数为2n1条。 亲代脱氧核苷酸链数为2条。 新合成的脱氧核苷酸链数为2n12条。(3)消耗的脱氧核苷酸数 若亲代DNA分子含某种脱氧核苷酸m个,经n次复制需要消耗该脱氧核苷酸数为m(2n1)个。 第n次复制所需该脱氧核苷酸数为m2n1个。【典例1】(2021海南卷).甲(ATG
14、G)是一种单链DNA片段,乙是该片段的转录产物,丙(A-PPP)是转录过程中的一种底物。下列叙述错误的是( ) A. 甲、乙、丙的组分中均有糖 B. 甲乙共由6种核苷酸组成 C. 丙可作为细胞内的直接能源物质 D. 乙的水解产物中含有丙 解析:甲是单链DNA,乙是RNA、丙是ATP,DNA中含脱氧核糖,RNA和ATP中含有核糖,A正确;甲为ATGG,含有3种核苷酸,其转录的RNA为UACC也含有3中核苷酸,因此甲、乙共含有6种核苷酸,B正确;ATP可以通过断裂远离腺苷的高能磷酸键,释放能量供生命活动利用,是直接的能源物质,C正确;乙的水解产物为3种核苷酸,不含有ATP,D错误。答案:D 【技巧
15、点拨】本题要求同学能够娴熟把握DNA、RNA以及ATP分子的具体组成成分,找出三者间的联系,同时要求同学能够把握DNA转录过程,理解ATP是由一分子腺嘌呤、核糖、三分子磷酸组成,断裂两个高能磷酸键之后也就是腺嘌呤核糖核苷酸,能够作为RNA合成的原料,推断出A正确,而D选项有误。 【典例2】(2022福建卷)双脱氧核苷酸常用于DN A测序,其结构与脱氧核苷酸相像,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,子链延长终止;若连接上的是脱氧核苷酸,子链延长连续。在人工合成体系中,有适量的GTACATACATC的单链模板、胸腺嘧啶双脱
16、氧核苷酸和4中脱氧核苷酸,则以该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 解析:依据题意,胸腺嘧啶双脱氧核苷酸也可和单链模板上的腺嘌呤脱氧核苷酸进行配对。在该模板上共有4个腺嘌呤脱氧核苷酸,这样,可能有0、1、2、3、4个的胸腺嘧啶双脱氧核苷酸与模板上的腺嘌呤脱氧核苷酸进行配对,所以总共有5种不同长度的子链。答案:D 考点3 基因表达【基础学问梳理】 1.RNA的基本组成单位是 ,一般是 链,不稳定,变异频率高。将遗传信息从细胞核传递到细胞质的是 ,转运氨基酸,识别密码子的是 ,核糖体组成成分之一是 ,少数RNA还有 功能。 2.转录是在 中以 为模板,
17、以 为原料,按 原则合成 的过程。3.翻译是在 中以 为模板,依据碱基互补配对原则,以 为转运工具、以 氨基酸为原料合成 的过程。4.基因是有 的 DNA 片段,是 DNA 分子中 的结构和功能单位。基因通过 传递遗传信息,通过 表达遗传信息。5.细胞生物的遗传信息流淌内容 6.基因可以通过 来直接把握生物的性状,如镰刀型型细胞贫血症;也可以通过把握 的合成来把握代谢,进而把握生物的性状,如白化病。7.生物的性状由 共同打算。所以基因型相同,表现型 相同。基因型不同,表现型也可能相同。 核糖核苷酸 单 信使RNA(mRNA)转运RNA(tRNA)核糖体RNA(rRNA)催化 细胞核 DNA一条
18、链四种核糖核苷酸 碱基互补配对RNA核糖体mRNAtRNA蛋白质遗传效把握生物性状复制把握蛋白质的合成把握蛋白质合成酶基因型和环境不愿定【核心考点讲练】1. DNA与RNA比较种类项目DNARNA结构规章的双螺旋结构通常呈单链结构组成的基本单位脱氧核糖核苷酸核糖核苷酸特有碱基胸腺嘧啶(T)尿嘧啶(U)产生途径DNA复制,逆转录转录,RNA复制存在部位主要位于细胞核中的染色体上,少数位于线粒体和叶绿体中主要位于细胞质中,少量在细胞核中2.DNA、RNA的的推断方法(1)核酸中若有核糖,确定为RNA,若有脱氧核糖,确定为DNA。(2)若含T,确定为DNA;若含U,确定为RNA。所以用放射性同位素标
19、记T或U,可探知DNA或RNA。若大量利用T,可认为进行了DNA的合成;若大量利用U,可认为进行了RNA的合成。(3)若含T,AT或嘌呤嘧啶,则为单链DNA。由于双链DNA分子中AT,GC,且嘌呤(AG)嘧啶(TC)。(4)若嘌呤之和嘧啶之和,确定不是双链DNA(可能为单链DNA,也可能为RNA)。但若是细胞中全部核酸的嘌呤嘧啶,则可能既有双链DNA,又有RNA3.基因表达过程解读:(1)图中所示的生理过程主要有转录和翻译。(2)遗传信息的传递过程为(用图中标号表示)。(3)上述过程发生在原核细胞中,特点是边转录边翻译;,真核细胞有核膜,先转录后翻译。(4)上述过程中,与的形成均产生水。(5)
20、链中的(AT)/(GC)链中的(AT)/(GC)链中的(AU)/(GC)。4.DNA复制、转录和翻译的分析技巧(1)DNA分子复制过程的分析:推断依据:模板为DNA的两条链,且合成双链DNA。子代DNA的组成:分别由一条母链和一条子链组成。子代DNA的分别时期:有丝分裂后期或减数其次次分裂后期。(2)DNA分子转录过程的分析:推断依据:模板为DNA的一条链,且合成单链RNA。转录方向:由于图二中d是已经与模板DNA分别的游离的RNA片段,因此可知转录的方向是由右向左进行,且a为RNA聚合酶。标号名称:b与c的名称分别为胞嘧啶脱氧核苷酸和胞嘧啶核糖核苷酸。发生场所:在真核细胞中图二过程主要发生在
21、细胞核中,叶绿体和线粒体中也可进行。(3)翻译过程的分析:推断依据:模板为mRNA,且合成场所为核糖体。名称确定:为tRNA,为核糖体,为mRNA,为多肽链。5 多聚核糖体(如下图)解读(1)mRNA与核糖体的数量关系:一个mRNA上可同时结合多个核糖体。(2)存在上述关系的意义:少量的mRNA分子可以快速合成出大量的蛋白质。(3)核糖体在mRNA上移动的方向:从左向右(据上图),推断依据是依据多肽链的长短,长的翻译在前。(4)蛋白质合成的结果:合成的仅是多肽链,要形成蛋白质还需要运送至内质网、高尔基体等结构中进一步加工。(5)图示中合成了4条相同的肽链(由于4个核糖体翻译的模板mRNA相同)
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