高三生物復(fù)習(xí)專題中心法則專題

1、中心法則專題知識(shí)要點(diǎn)1、 遺傳信息物質(zhì)基礎(chǔ)和本質(zhì)（肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化、噬菌體侵染細(xì)菌、DNA結(jié)構(gòu)、遺傳信息的本質(zhì)）；2、 基因的表達(dá)和中心法則（復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯過程、逆轉(zhuǎn)錄、中心法則）；3、 基因工程與蛋白質(zhì)工程（原理、關(guān)鍵酶、過程）?？键c(diǎn)整合一：遺傳信息物質(zhì)基礎(chǔ)和本質(zhì)1 證明DNA是遺傳物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)（1）肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目1928年英國格里菲思（體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)）1944年美國艾弗里（體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)）過程結(jié)果分析R型細(xì)菌無毒性、S型細(xì)菌有毒性；S型細(xì)菌內(nèi)存在著使R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌的物質(zhì)S型細(xì)菌的DNA使R型細(xì)菌發(fā)生轉(zhuǎn)化；S型細(xì)菌的其他物質(zhì)不能使R型細(xì)菌發(fā)生轉(zhuǎn)化結(jié)論加熱殺死的S型細(xì)菌體內(nèi)有“轉(zhuǎn)化因

2、子” S型細(xì)菌體內(nèi)的DNA是“轉(zhuǎn)化因子”，DNA是生物的遺傳物質(zhì)艾弗里實(shí)驗(yàn)的結(jié)果是通過觀察培養(yǎng)皿中的菌落特征而確定的。S型菌DNA重組到R型菌DNA分子上，使R型菌轉(zhuǎn)化為S型菌，這是一種可遺傳的變異，這種變異屬于基因重組。（2）噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)步驟標(biāo)記細(xì)菌細(xì)菌含35S的培養(yǎng)基含35S的細(xì)菌細(xì)菌含32P的培養(yǎng)基含32P的細(xì)菌標(biāo)記噬菌體噬菌體含35S的細(xì)菌含35S的噬菌體噬菌體含32P的細(xì)菌含32P的噬菌體噬菌體侵染細(xì)菌 含35S的噬菌體細(xì)菌上清液放射性高，沉淀物放射性很低，新形成的噬菌體沒檢測(cè)到35S含32P的噬菌體細(xì)菌上清液放射性低，沉淀物放射性很高，新形成的噬菌體檢測(cè)到32P分析35S標(biāo)記

3、的蛋白質(zhì)外殼并未進(jìn)入宿主細(xì)胞，而是留在細(xì)胞外；32P標(biāo)記的DNA進(jìn)入宿主細(xì)胞內(nèi)結(jié)論子代噬菌體的各種性狀，是通過親代的DNA遺傳的，DNA是噬菌體的遺傳物質(zhì) 被32P標(biāo)記的噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)中，上清液應(yīng)無放射性，若存在放射性，其原因之一可能是培養(yǎng)時(shí)間過長，細(xì)菌裂解，子代噬菌體已被釋放出來。原因之二是部分噬菌體并未侵入細(xì)菌內(nèi)。2DNA分子的結(jié)構(gòu)和特性（1）規(guī)則的雙螺旋結(jié)構(gòu)。脫氧核糖和磷酸交替連接，排列在外側(cè)，構(gòu)成了基本骨架，內(nèi)側(cè)是堿基，在堿基A與T之間有兩個(gè)氫鍵，C與G之間有三個(gè)氫鍵；（2）一個(gè)DNA分子中有兩個(gè)游離的磷酸基；（3）脫氧核糖與磷酸基、堿基的相連情況：在DNA分子單鏈一端的脫氧核糖與

4、1個(gè)磷酸基和1個(gè)堿基相連；在DNA單鏈中間的脫氧核糖與2個(gè)磷酸基和1個(gè)堿基相連。3.基因含有遺傳信息的本質(zhì) 基因是具有遺傳效應(yīng)的DNA片段，基因所蘊(yùn)含的遺傳信息本質(zhì)上是4種堿基的排列順序。多樣性：具有不同生理功能的基因堿基排列順序千變?nèi)f化，各不相同；特異性：控制特定性狀的基因具有特定的堿基排列順序。原核生物的基因結(jié)構(gòu)：基因只有編碼區(qū)，編碼區(qū)序列是連續(xù)的，可直接轉(zhuǎn)錄為mRNA，不需要額外修飾就能翻譯合成蛋白質(zhì)；真核生物的基因結(jié)構(gòu)：基因同樣分為編碼區(qū)和非編碼區(qū)，分別也叫做外顯子和內(nèi)含子，內(nèi)含子是無意義序列，轉(zhuǎn)錄生成的mRNA需要額外修飾才能翻譯合成蛋白質(zhì)?！纠?】（2009寧夏模擬，7）用32P標(biāo)

5、記的噬菌體侵染大腸桿菌，經(jīng)培養(yǎng)、攪拌、離心、檢測(cè)，上清液的放射性占15%，沉淀物的放射性占85%。上清液帶有放射性的原因可能是（ ）AA噬菌體侵染大腸桿菌后，大腸桿菌裂解釋放出子代噬菌體B攪拌不充分，吸附在大腸桿菌上的噬菌體未與細(xì)菌分離C離心時(shí)間過長，上清液中析出較重的大腸桿菌D32P標(biāo)記了噬菌體蛋白質(zhì)外殼，離心后存在于上清液中【例2】（2010鄭州模擬，13）已知DNA分子中，堿基對(duì)A與T之間形成二個(gè)氫鍵，C與G之間形成三個(gè)氫鍵；在一個(gè)雙鏈DNA分子片段中有200個(gè)堿基對(duì)，其中腺嘌呤有90個(gè)。因此在這個(gè)DNA片段中含有游離的磷酸基的數(shù)目和氫鍵的數(shù)目依次為（ ）BA200和400個(gè) B2個(gè)和5

6、10個(gè)C2個(gè)和400個(gè) D44個(gè)和510個(gè)要點(diǎn)總結(jié)DNA分子結(jié)構(gòu)中的堿基比例關(guān)系規(guī)律公式1互補(bǔ)堿基兩兩相等AT，CG2兩不互補(bǔ)的堿基之和比值相等（AG）/（TC）（AC）/（TG）13任意兩不互補(bǔ)的堿基之和占?jí)A基總量的50%（AC）/（ACTG）（TG）/（ACTG）50%4單鏈和互補(bǔ)鏈堿基比例關(guān)系一條鏈上（AT）/（CG）a，（AC）/（TG）b，則該鏈的互補(bǔ)鏈上相應(yīng)比例應(yīng)分別為a和1/b5雙鏈DNA中互補(bǔ)的堿基之和相等A1T1（或C1G1）A2T2（或C2G2）考點(diǎn)整合二：基因的表達(dá)和中心法則基因表達(dá)：DNA分子通過轉(zhuǎn)錄和翻譯過程合成蛋白質(zhì)或生理反應(yīng)中必需的酶控制性狀的過程。轉(zhuǎn)錄：DNA分

7、子以一條鏈為模版合成堿基與其互補(bǔ)的mRNA的過程。翻譯：游離在細(xì)胞質(zhì)中的氨基酸以mRNA為模版合成具有一定氨基酸序列的蛋白質(zhì)的過程。 起始密碼子（AUG甲硫氨酸、GUG纈氨酸）、終止密碼子（UAA、UAG、UGA）密碼子mRNA序列中心法則：描述遺傳信息傳遞的一般規(guī)律。遺傳信息流動(dòng)主要過程對(duì)比項(xiàng)目復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯場(chǎng)所主要在細(xì)胞核中（線粒體、葉綠體）主要在細(xì)胞核中（線粒體、葉綠體）細(xì)胞質(zhì)中的核糖體上模板DNA的兩條鏈DNA的一條鏈mRNA原料4種脫氧核苷酸4種核糖核苷酸氨基酸條件酶（解旋酶，DNA聚合酶等）和能量酶（RNA聚合酶等）和能量特定的酶、能量和tRNA原則AT；GCAU；GC；TAAU；G

8、C產(chǎn)生形成2條DNA雙鏈一條單鏈RNA分子（mRNA）具有一定氨基酸排列順序的多肽蛋白質(zhì)特點(diǎn)邊解旋邊復(fù)制，半保留復(fù)制邊解旋邊轉(zhuǎn)錄；轉(zhuǎn)錄后DNA仍保留原來雙鏈結(jié)構(gòu)一個(gè)mRNA分子上可連續(xù)結(jié)合多個(gè)核糖體，提高合成蛋白質(zhì)的速度傳遞方向DNADNADNAmRNAmRNA蛋白質(zhì)（性狀）【例3】（2010天津卷，2）根據(jù)下表中的已知條件，判斷蘇氨酸的密碼子是（ ）DNA雙鏈 T G mRNA tRNA反密碼子 A 氨基酸 蘇氨酸 ATGU BUGACACU DUCU【互動(dòng)探究】 1、（2008廣東高考，25）（多選）如果一個(gè)基因的中部缺失了1個(gè)核苷酸對(duì)，可能的后果是（ ）A沒有蛋白質(zhì)產(chǎn)物B翻譯為蛋白質(zhì)時(shí)在

9、缺失位置終止C所控制合成的蛋白質(zhì)減少多個(gè)氨基酸D翻譯的蛋白質(zhì)中，缺失部位以后的氨基酸序列發(fā)生變化考點(diǎn)整合三：基因工程蛋白質(zhì)工程1. 基因工程基因工程又叫基因拼接技術(shù)或DNA重組技術(shù)在生物體外，通過對(duì)DNA分子進(jìn)行人工“剪切”和“拼接”，對(duì)生物的基因進(jìn)行改造和重新組合，然后導(dǎo)入受體細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行無性繁殖，使重組基因在受體細(xì)胞內(nèi)表達(dá)，產(chǎn)生出人類所需要的基因產(chǎn)物的方法。原理：基因重組。特點(diǎn)：分子水平上的研究；能定向改造生物的遺傳性狀。操作程序：目的基因獲取 表達(dá)載體構(gòu)建 將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞 目的基因檢測(cè)與鑒定目的基因獲?。夯蛭膸焯崛　CR擴(kuò)增（核苷酸序列已知）、人工合成（基因較小，核苷酸序列已知

10、）表達(dá)載體構(gòu)建：包含啟動(dòng)子、插入基因、終止子、標(biāo)記基因（工具：限制酶、DNA連接酶、運(yùn)載體）導(dǎo)入受體細(xì)胞：農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法、基因槍法、花粉管通道法（植物）；顯微注射法（動(dòng)物）；感受態(tài)吸收法（微生物，CaCl2感受態(tài)處理）。目的基因檢測(cè)：檢測(cè)DNA分子和mRNA（DNA分子雜交技術(shù)）、檢測(cè)目的產(chǎn)物。2蛋白質(zhì)工程蛋白質(zhì)工程是根據(jù)人們對(duì)蛋白質(zhì)功能的特定需求，對(duì)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分子設(shè)計(jì)，并通過重新構(gòu)建基因的方式，對(duì)現(xiàn)有蛋白質(zhì)進(jìn)行改造甚至合成一種新的蛋白質(zhì)的一種生物技術(shù)工程?！纠?】 （2009·天津理綜）為從根本上解決水稻中的高植酸問題，可將植酸酶基因?qū)胨?，培育低植酸轉(zhuǎn)基因水稻品種。下圖是獲

11、取植酸酶基因的流程。據(jù)圖回答：圖中基因組文庫_（小于/等于/大于）cDNA文庫。B過程需要的酶是_；AC過程中_（可以/不可以）使用同一種探針篩選含目的基因的菌株。目的基因除從構(gòu)建的文庫中分離外，還可以利用_為模板直接進(jìn)行PCR擴(kuò)增，該過程中所用酶的顯著特點(diǎn)是_。大于 逆轉(zhuǎn)錄酶 可以 DNA 耐高溫要點(diǎn)總結(jié)生物工程遺傳信息的流動(dòng)途徑1. 基因工程2. 蛋白質(zhì)工程1廣州一家醫(yī)院的實(shí)驗(yàn)中心從兩位健康廣東人的血液中，發(fā)現(xiàn)一個(gè)人類新基因。該基因位于第九號(hào)常染色體的短臂上，長度約為900多個(gè)堿基對(duì)。該基因在2008年8月28日被世界衛(wèi)生組織分子委員會(huì)正式命名為“B*5l59”。至于這個(gè)新基因有什么作用，

12、有待下一步開展動(dòng)物實(shí)驗(yàn)。根據(jù)你所學(xué)的知識(shí)，下列對(duì)該基因的有關(guān)推測(cè)正確的是（ ） CA“B*5159”基因的編碼區(qū)應(yīng)該含有非編碼區(qū)的序列，可以調(diào)控該基因的表達(dá)B“B*5159”基因作為基因工程的目的基因時(shí)，應(yīng)不包含其非編碼區(qū)的序列C“B*5l59”基因結(jié)構(gòu)中的非編碼區(qū)應(yīng)該屬于不能編碼蛋白質(zhì)的序列D“B*5159”基因轉(zhuǎn)錄時(shí)，RNA 聚合酶結(jié)合位點(diǎn)就是mRNA上起始密碼所對(duì)應(yīng)的位點(diǎn)21987年，美國科學(xué)家將螢火蟲的螢光素基因轉(zhuǎn)入煙草植物細(xì)胞，獲得高水平的表達(dá)。長成的植物通體光亮，堪稱自然界的奇跡。這一研究成果表：（ ）螢火蟲與煙草植物的DNA結(jié)構(gòu)基本相同 螢火蟲與煙草植物共用一套遺傳密碼/ 煙草植物體內(nèi)合成了螢光素 螢火蟲和煙草植物合成蛋白質(zhì)的方式基本相同A和 B和 C和D3.下列各項(xiàng)中，說明目的基因完成了表達(dá)的是（ ）。 A.棉株中含有殺蟲蛋白基因B.大腸桿菌中具有胰島素基因 C.酵母菌中產(chǎn)生了干擾素D.抗病毒基因?qū)胪炼辜?xì)胞中4