遺傳物質基礎總論

1、考 點一遺傳的物質基礎考點解讀1.DNA是主要的遺傳物質2DNA的分子結構和復制3基因及其對蛋白質合成與性狀的控制1(2010江蘇高考江蘇高考) 鐵蛋白是細胞內儲存多余鐵蛋白是細胞內儲存多余Fe3的蛋白，的蛋白，鐵蛋白合成的調節(jié)與游離的鐵蛋白合成的調節(jié)與游離的Fe3、鐵調節(jié)蛋白、鐵應答元、鐵調節(jié)蛋白、鐵應答元件等有關。鐵應答元件是位于鐵蛋白件等有關。鐵應答元件是位于鐵蛋白mRNA起始密碼上游起始密碼上游的特異性序列，能與鐵調節(jié)蛋白發(fā)生特異性結合，阻遏鐵的特異性序列，能與鐵調節(jié)蛋白發(fā)生特異性結合，阻遏鐵蛋白的合成。當?shù)鞍椎暮铣?。當Fe3濃度高時，鐵調節(jié)蛋白由于結合濃度高時，鐵調節(jié)蛋白由于結合Fe

2、3而喪失與鐵應答元件的結合能力，核糖體能與鐵蛋白而喪失與鐵應答元件的結合能力，核糖體能與鐵蛋白mRNA一端結合，沿一端結合，沿mRNA移動，遇到起始密碼后開始翻移動，遇到起始密碼后開始翻譯譯(如下圖所示如下圖所示)?；卮鹣铝袉栴}：。回答下列問題：(1)圖中甘氨酸的密碼子是圖中甘氨酸的密碼子是_，鐵蛋白基因中決定，鐵蛋白基因中決定“ ”的模板鏈堿基序列為的模板鏈堿基序列為_。(2)Fe3濃度低時，鐵調節(jié)蛋白與鐵應答元件結合干擾了濃度低時，鐵調節(jié)蛋白與鐵應答元件結合干擾了_，從而抑制了翻譯的起始；，從而抑制了翻譯的起始；Fe3濃度高時，鐵調節(jié)蛋白由于結合濃度高時，鐵調節(jié)蛋白由于結合Fe3而喪失與鐵

3、應答而喪失與鐵應答元件的結合能力，鐵蛋白元件的結合能力，鐵蛋白mRNA能夠翻譯。這種調節(jié)機制能夠翻譯。這種調節(jié)機制既可以避免既可以避免_對細胞的毒性影響，又可以減少對細胞的毒性影響，又可以減少_。(3)若鐵蛋白由若鐵蛋白由n個氨基酸組成，指導其合成的個氨基酸組成，指導其合成的mRNA的堿基的堿基數(shù)遠大于數(shù)遠大于3n，主要原因是，主要原因是_。(4)若要改造鐵蛋白分子，將圖中色氨酸變成亮氨酸若要改造鐵蛋白分子，將圖中色氨酸變成亮氨酸(密碼子密碼子為為UUA、UUG、CUU、CUC、CUA、CUG)，可以通過改變，可以通過改變DNA模板鏈上的一個堿基來實現(xiàn)，即由模板鏈上的一個堿基來實現(xiàn)，即由_?？?/p>

4、目三考試 http:/ 科目3實際道路考試技巧、視頻教程科目四考試 http:/ 科目四模擬考試題 C1科目四仿真考試解析解析本題主要以轉錄與翻譯為知識載體，考查獲取信息、本題主要以轉錄與翻譯為知識載體，考查獲取信息、處理信息和推理、應用能力。轉運甘氨酸的轉運處理信息和推理、應用能力。轉運甘氨酸的轉運RNA末端的末端的三個堿基為三個堿基為CCA，所以甘氨酸的密碼子為，所以甘氨酸的密碼子為GGU；模板鏈與信；模板鏈與信使使RNA是互補的。是互補的。 對應的對應的mRNA上堿基上堿基序列為序列為GGUGACUGG，因此對應，因此對應DNA模板鏈上的堿基序列模板鏈上的堿基序列為為CCACTGACC；

5、在；在Fe3濃度高時，鐵調節(jié)蛋白由于和濃度高時，鐵調節(jié)蛋白由于和Fe3結合而喪失了與鐵應答元件結合的能力；結合而喪失了與鐵應答元件結合的能力；Fe3不足時，最不足時，最終影響了核糖體在終影響了核糖體在mRNA上的結合與移動。上的結合與移動。由于由于mRNA起始密碼子的前面和終止密碼子及后面對應的堿基起始密碼子的前面和終止密碼子及后面對應的堿基序列不能編碼氨基酸，因此由序列不能編碼氨基酸，因此由n個氨基酸組成的鐵蛋白，指個氨基酸組成的鐵蛋白，指導其合成的導其合成的mRNA的堿基數(shù)目遠大于的堿基數(shù)目遠大于3n；色氨酸對應的密碼；色氨酸對應的密碼子為子為UGG，亮氨酸對應的密碼子有，亮氨酸對應的密碼

6、子有UUG，其差別為，其差別為GU，對應模板鏈上的堿基為對應模板鏈上的堿基為CA。答案答案 (1)GGUCCACTGACC(2)核糖體在核糖體在mRNA上的結上的結合與移動合與移動Fe3細胞內物質和能量的浪費細胞內物質和能量的浪費(3)mRNA兩端兩端存在不翻譯的序列存在不翻譯的序列(4)CA1肺炎雙球菌的轉化和噬菌體侵染細菌的實驗方法比較肺炎雙球菌的轉化和噬菌體侵染細菌的實驗方法比較相同點均使DNA和蛋白質分開，單獨處理，觀察它們各自的作用，但兩類實驗中DNA與蛋白質分開的方式不同；都遵循了對照原則；都能證明DNA是遺傳物質，但不能證明DNA是主要的遺傳物質不同點方法不同肺炎雙球菌轉化實驗直

7、接分離：分離S型菌的DNA、多糖、蛋白質等，分別與R型菌混合培養(yǎng)噬菌體侵染細菌實驗同位素標記法：分別標記DNA和蛋白質的特殊元素(32P和35S)不同點結論不同肺炎雙球菌轉化實驗的結論：證明DNA是遺傳物質，蛋白質不是遺傳物質；噬菌體侵染細菌實驗的結論：證明DNA是遺傳物質，不能證明蛋白質不是遺傳物質(因蛋白質未曾進入細菌體內)2基因功能的比較基因功能的比較項目復制轉錄翻譯時間有絲分裂或減數(shù)第一次分裂間期個體發(fā)育過程中場所主要是細胞核主要是細胞核核糖體模板DNA兩條鏈中的每一條鏈DNA的一條鏈mRNA原料 游離的脫氧核苷酸游離的核糖核苷酸氨基酸項目復制轉錄翻譯酶解旋酶、RNA聚合酶等解旋酶、R

8、NA聚合酶等與氨基酸縮合相關的酶產(chǎn)物DNA(標記T進行判定)RNA(標記U進行判定)肽鏈項目復制轉錄翻譯特點“全程”半保留復制、邊解旋邊復制基因“選擇性”表達聯(lián)系生物種類遺傳信息的傳遞過程備注DNA病毒均需在寄主細胞中完成某些RNA病毒逆轉錄病毒3.各種生物的信息傳遞各種生物的信息傳遞生物種類遺傳信息的傳遞過程備注原核生物在細胞質中完成真核生物復制、轉錄在細胞核中，翻譯在細胞質中4基因與性狀的關系基因與性狀的關系(1)基因控制性狀的兩條典型途徑基因控制性狀的兩條典型途徑(2)基因與性狀的數(shù)量關系基因與性狀的數(shù)量關系一個基因控制一種或多種性狀。一個基因控制一種或多種性狀。多個基因共同控制一種性狀

9、多個基因共同控制一種性狀(基因互作基因互作)?；蚝铜h(huán)境共同控制生物性狀?；蚝铜h(huán)境共同控制生物性狀。(3)基因控制性狀的實質基因控制性狀的實質基因控制性狀的實質在于個體發(fā)育的不同時期不同基因基因控制性狀的實質在于個體發(fā)育的不同時期不同基因的的“選擇性選擇性”表達及表達及“順序性順序性”表達。表達。考點二實驗：DNA的粗提取與鑒定考點解讀1.提取與鑒定DNA的原理和試劑2實驗操作過程及注意事項2(2010江蘇高考江蘇高考)某生物興趣小組開展某生物興趣小組開展DNA粗提取的相粗提取的相關探究活動，具體步驟如下：關探究活動，具體步驟如下：材料處理：材料處理：稱取新鮮的花菜、辣椒和蒜黃各稱取新鮮的花

10、菜、辣椒和蒜黃各2份，每份份，每份10 g。剪碎。剪碎后分成兩組，一組置于后分成兩組，一組置于20C、另一組置于、另一組置于20C條條件下保存件下保存24 h。DNA粗提?。捍痔崛。旱谝徊剑簩⑸鲜霾牧戏謩e放入研缽中，各加入第一步：將上述材料分別放入研缽中，各加入15 mL研磨研磨液，充分研磨。用兩層紗布過濾，取濾液備用。液，充分研磨。用兩層紗布過濾，取濾液備用。第二步：先向第二步：先向6只小燒杯中分別注入只小燒杯中分別注入10 mL濾液，再加入濾液，再加入20 mL體積分數(shù)為體積分數(shù)為95%的冷酒精溶液，然后用玻璃棒緩緩地向的冷酒精溶液，然后用玻璃棒緩緩地向一個方向攪拌，使絮狀物纏繞在玻璃棒上

11、。一個方向攪拌，使絮狀物纏繞在玻璃棒上。第三步：取第三步：取6支試管，分別加入等量的支試管，分別加入等量的2 mol/L NaCl溶液溶溶液溶解上述絮狀物。解上述絮狀物。DNA檢測：檢測：在上述試管中各加入在上述試管中各加入4 mL二苯胺試劑，混合均勻后，置于二苯胺試劑，混合均勻后，置于沸水中加熱沸水中加熱5 min，待試管冷卻后比較溶液的顏色深淺，結，待試管冷卻后比較溶液的顏色深淺，結果如下表：果如下表：材料保存溫度花菜辣椒蒜黃20 20注：注：“”越多表示藍色越深。越多表示藍色越深。分析上述實驗過程，回答下列問題：分析上述實驗過程，回答下列問題：(1)該探究性實驗的課題名稱是該探究性實驗的

12、課題名稱是 _。(2)第二步中第二步中“緩緩地緩緩地”攪拌，這是為了減少攪拌，這是為了減少_。(3)根據(jù)實驗結果，得出結論并分析。根據(jù)實驗結果，得出結論并分析。結論結論1：與：與20C相比，相比，相同實驗材料在相同實驗材料在20C條件下保存，條件下保存，DNA的提取量較多。的提取量較多。結論結論2：_。針對結論針對結論1，請?zhí)岢龊侠淼慕忉專?，請?zhí)岢龊侠淼慕忉專篲。(4)氯仿密度大于水，能使蛋白質變性沉淀，與水和氯仿密度大于水，能使蛋白質變性沉淀，與水和DNA均不均不相溶，且對相溶，且對DNA影響極小。為了進一步提高影響極小。為了進一步提高DNA純度，依據(jù)純度，依據(jù)氯仿的特性，在氯仿的特性，在D

13、NA粗提取第三步的基礎上繼續(xù)操作的步驟是：粗提取第三步的基礎上繼續(xù)操作的步驟是：_，然后用體積分數(shù)，然后用體積分數(shù)為為95%的冷酒精溶液使的冷酒精溶液使DNA析出。析出。解析解析本題主要考查本題主要考查DNA粗提取的相關知識，意在考查實粗提取的相關知識，意在考查實驗與探究能力。如果驗與探究能力。如果DNA斷裂，就不容易被提取出來；溫度斷裂，就不容易被提取出來；溫度主要是通過影響酶的活性來影響生理過程。粗提取得到的主要是通過影響酶的活性來影響生理過程。粗提取得到的DNA中含有少量的蛋白質，可以通過氯仿的特殊功能來去除中含有少量的蛋白質，可以通過氯仿的特殊功能來去除蛋白質，提高蛋白質，提高DNA純

14、度。純度。答案答案 (1)探究不同材料和不同保存溫度對探究不同材料和不同保存溫度對DNA提取量的影提取量的影響響(2)DNA斷裂斷裂(3)等質量的不同實驗材料，在相同的保存溫度下，從蒜黃等質量的不同實驗材料，在相同的保存溫度下，從蒜黃提取的提取的DNA量最多量最多低溫抑制了相關酶的活性，低溫抑制了相關酶的活性，DNA降解速度慢降解速度慢(4)將第三步獲得的溶液與等量的氯仿充分混合，靜置一段時將第三步獲得的溶液與等量的氯仿充分混合，靜置一段時間，吸取上清液間，吸取上清液1關注實驗中的關注實驗中的“二、三、四二、三、四”實驗步驟實驗過程兩次使用蒸餾水加到雞血細胞液中，使血細胞吸水破裂加到含DNA的

15、2 mol/L NaCl溶液中，使DNA析出實驗步驟實驗過程三次使用紗布過濾過濾血細胞破裂液，提取細胞核物質(取濾液)濾取0.14 mol/L NaCl溶液中析出的DNA(取黏稠物)過濾溶有DNA的2 mol/L NaCl溶液(取濾液)實驗步驟實驗過程四次使用NaCl溶液加2 mol/L NaCl溶液，溶解提取的細胞核物質(加蒸餾水)0.14 mol/L NaCl溶液使DNA析出加2 mol/L NaCl溶液，溶解濾取的DNA黏稠物加入0.015 mol/L NaCl溶液將絲狀物放入其中，使絲狀物(DNA)溶解，然后用二苯胺試劑鑒定2DNA的析出與鑒定的析出與鑒定(1)析出：析出：將處理后的溶

16、液過濾，加入與濾液等體積的冷卻將處理后的溶液過濾，加入與濾液等體積的冷卻酒精溶液酒精溶液(體積分數(shù)為體積分數(shù)為95%)靜置，溶液中會出現(xiàn)白色絲靜置，溶液中會出現(xiàn)白色絲狀物狀物(此即粗提取的此即粗提取的DNA)，用玻璃棒沿一個方向攪拌卷，用玻璃棒沿一個方向攪拌卷起絲狀物。起絲狀物。比較加入物質結果圖示實驗組均加入 ：4 mL二苯胺試劑0.015 mol/L NaCl溶液5 mL絲狀物(DNA)溶液逐漸變藍對照組不變藍(2)鑒定鑒定熱點一DNA是主要的遺傳物質熱點指數(shù)命題點本熱點內容包括探究DNA是遺傳物質的兩個經(jīng)典實驗；各種生物的遺傳物質命題角度近年高考多以選擇題形式考查不同生物遺傳物質種類；D

17、NA是遺傳物質的經(jīng)典實驗設計思路與實驗結果分析及相關實驗拓展例例1 (2010海南高考海南高考)某同學分離純化了甲、乙兩種噬菌某同學分離純化了甲、乙兩種噬菌體的蛋白質和體的蛋白質和DNA，重新組合為，重新組合為“雜合雜合”噬菌體，然后分噬菌體，然后分別感染大腸桿菌，并對子代噬菌體的表現(xiàn)型作出預測，見別感染大腸桿菌，并對子代噬菌體的表現(xiàn)型作出預測，見表。其中預測正確的是表。其中預測正確的是 ()“雜合”噬菌體的組成實驗預期結果預期結果序號子代表現(xiàn)型甲的DNA乙的蛋白質1與甲種一致2與乙種一致乙的DNA甲的蛋白質3與甲種一致4與乙種一致A1、3 B1、4C2、3 D2、4解析解析噬菌體的遺傳物質是

18、噬菌體的遺傳物質是DNA而不是蛋白質，故子代而不是蛋白質，故子代噬菌體的性狀應取決于提供噬菌體的性狀應取決于提供DNA的一方，而不取決于提供的一方，而不取決于提供蛋白質的一方，因此，甲的蛋白質的一方，因此，甲的DNA乙的蛋白質，子代噬菌乙的蛋白質，子代噬菌體性狀應同甲；乙的體性狀應同甲；乙的DNA甲的蛋白質，子代噬菌體性狀甲的蛋白質，子代噬菌體性狀應同乙，故應同乙，故B選項正確。選項正確。答案答案 B不同生物的遺傳物質歸納不同生物的遺傳物質歸納生物類型病毒原核生物真核生物體內核酸種類DNA或RNADNA和RNADNA和RNA體內堿基種類4種5種5種體內核苷酸種類4種8種8種遺傳物質DNA或RN

19、ADNADNA實例噬菌體或煙草花葉病毒乳酸菌、藍藻玉米、小麥、人1肺炎雙球菌轉化實驗證明了肺炎雙球菌轉化實驗證明了 ()A基因位于染色體上基因位于染色體上B染色體是遺傳物質的主要載體染色體是遺傳物質的主要載體CDNA是遺傳物質，蛋白質不是遺傳物質是遺傳物質，蛋白質不是遺傳物質D在不含在不含DNA的生物體內，的生物體內，RNA就是該生物的遺傳物質就是該生物的遺傳物質解析：解析：肺炎雙球菌的體外轉化實驗中，把肺炎雙球菌的體外轉化實驗中，把S型細菌的型細菌的DNA、蛋白質、多糖、脂質等成分分開，單獨地、直接地觀察細蛋白質、多糖、脂質等成分分開，單獨地、直接地觀察細菌的轉化，從而證明了菌的轉化，從而證

20、明了DNA是遺傳物質，蛋白質不是遺傳是遺傳物質，蛋白質不是遺傳物質。物質。答案：答案： C熱點二DNA分子的結構和復制熱點指數(shù)命題點本熱點內容包括DNA分子的化學組成與空間結構、DNA分子的半保留復制過程及特點、DNA分子的結構與復制的相關計算等命題角度與前幾年單純考查DNA結構復制知識不同，近年結合其他章節(jié)考查DNA分子結構與復制的試題比較多，同時結合同位素標記以實驗探究的方式考查DNA復制方式的試題出現(xiàn)頻率也大大提高例例2 (2010北京高考北京高考)科學家以大腸桿菌為實驗對象，運科學家以大腸桿菌為實驗對象，運用同位素示蹤技術及密度梯度離心方法進行了用同位素示蹤技術及密度梯度離心方法進行了

21、DNA復制方復制方式的探索實驗，實驗內容及結果見下表。式的探索實驗，實驗內容及結果見下表。組別1組2組3組4組培養(yǎng)液中唯一氮源14NH4Cl15NH4Cl14NH4Cl14NH4Cl繁殖代數(shù)多代多代一代兩代培養(yǎng)產(chǎn)物ABB的子代 B的子代操作提取DNA并離心離心結果僅為輕帶(14N/14N)僅為重帶(15N/15N)僅為中帶(15N/14N)1/2輕帶(14N/14N)1/2中帶(15N/14N)請分析并回答：請分析并回答：(1)要得到要得到DNA中的中的N全部被放射性標記的大腸桿菌全部被放射性標記的大腸桿菌B，必須，必須經(jīng)過經(jīng)過_代培養(yǎng)，且培養(yǎng)液中的代培養(yǎng)，且培養(yǎng)液中的_是唯一是唯一氮源。氮源

22、。(2)綜合分析本實驗的綜合分析本實驗的DNA離心結果，第離心結果，第_組結果對組結果對得到結論起到了關鍵作用，但需把它與第得到結論起到了關鍵作用，但需把它與第_組組和第和第_組的結果進行比較，才能說明組的結果進行比較，才能說明DNA分子分子的復制方式是的復制方式是_。(3)分析討論：分析討論：若子若子代代DNA的離心結果為的離心結果為“輕輕”和和“重重”兩條密度兩條密度帶，則帶，則“重帶重帶”DNA來自來自_，據(jù)此可判斷，據(jù)此可判斷DNA分分子的復制方式不是子的復制方式不是_復制。復制。若將子若將子代代DNA雙鏈分開后再離心，其結果雙鏈分開后再離心，其結果_(選填選填“能能”或或“不能不能”

23、)判斷判斷DNA的復制方式。的復制方式。若在同等條件下將子若在同等條件下將子代繼續(xù)培養(yǎng)，子代繼續(xù)培養(yǎng)，子n代代DNA離心的離心的結果是：密度帶的數(shù)量和位置結果是：密度帶的數(shù)量和位置_，放射性強度發(fā)生，放射性強度發(fā)生變化的是變化的是_帶。帶。若某次實驗的結果中，子若某次實驗的結果中，子代代DNA的的“中帶中帶”比以往實比以往實驗結果驗結果的的“中帶中帶”略略寬，可能的原因是新合成寬，可能的原因是新合成DNA單鏈中單鏈中的的N尚有少部分為尚有少部分為_。解析解析本題主要考查本題主要考查DNA分子復制的相關知識，意在考查分子復制的相關知識，意在考查對同位素示蹤技術與密度梯度離心方法的掌握情況。經(jīng)過一

24、對同位素示蹤技術與密度梯度離心方法的掌握情況。經(jīng)過一代培養(yǎng)后，只能是標記代培養(yǎng)后，只能是標記DNA分子的一條單鏈，所以要想對所分子的一條單鏈，所以要想對所有的有的DNA分子全部標記，要進行多代培養(yǎng)；在探究分子全部標記，要進行多代培養(yǎng)；在探究DNA分子分子的復制方式為半保留復制的實驗中，的復制方式為半保留復制的實驗中，“重帶重帶”應為兩個單鏈應為兩個單鏈均被均被15N標記，標記，“輕帶輕帶”為為兩個單鏈均被兩個單鏈均被14N標記，標記，“中帶中帶”為一個單鏈被為一個單鏈被14N標記，另一個單鏈被標記，另一個單鏈被15N標記。標記。答案答案 (1)多多15N/15NH4Cl(2)312半保留復制半

25、保留復制(3)B半保留半保留不能不能沒有變化輕沒有變化輕15NDNA分子復制過程中的相關數(shù)量關系分子復制過程中的相關數(shù)量關系 若取一個全部若取一個全部N原子被原子被15N標記的標記的DNA分子分子(0代代)，轉移到，轉移到含含14N的培養(yǎng)基中培養(yǎng)的培養(yǎng)基中培養(yǎng)(復制復制)若干代，其結果分析如下：若干代，其結果分析如下：(1)子代子代DNA分子中，含分子中，含14N的有的有2n個，只含個，只含14N的有的有(2n2) 個，做題時應看準是個，做題時應看準是“含含”還是還是“只含只含”。(2)無論復制多少次，含無論復制多少次，含15N的的DNA分子始終是分子始終是2個，占總數(shù)個，占總數(shù) 比例為比例為

26、2/2n。(3)子代子代DNA分子的鏈中：總鏈數(shù)分子的鏈中：總鏈數(shù)2n22n1條。含條。含15N的鏈的鏈始終是始終是2條，占總數(shù)比例條，占總數(shù)比例2/2n11/2n。做題時，應看準。做題時，應看準是是“DNA分子數(shù)分子數(shù)”還是還是“鏈數(shù)鏈數(shù)”。(4)若一親代若一親代DNA分子含有某種脫氧核苷酸分子含有某種脫氧核苷酸m個，經(jīng)過個，經(jīng)過n次復次復制需要消耗游離的該脫氧核苷酸制需要消耗游離的該脫氧核苷酸m(2n1)個，進行第個，進行第n代復制，需消耗該游離脫氧核苷酸數(shù)為代復制，需消耗該游離脫氧核苷酸數(shù)為m2n1。2已知一條完全標記上已知一條完全標記上15N的的DNA分子在只含分子在只含14N的培養(yǎng)的培養(yǎng)基中經(jīng)基中經(jīng)n次復制后，僅含次復制后，僅含14N的的DNA分子總數(shù)與含分子總數(shù)與含15N的的DNA分子總數(shù)之比為分子總數(shù)之比為7 1，則，則n是是 ()A2 B3C