高三生物復(fù)習(xí)教案：專(zhuān)題4遺傳變異與進(jìn)化1遺傳的分子基礎(chǔ)

1、專(zhuān)題四遺傳、變異與進(jìn)化小專(zhuān)題一遺傳的分子基礎(chǔ)核心考點(diǎn)整合考點(diǎn)整合一： DNA是遺傳物質(zhì)的試驗(yàn)1肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化試驗(yàn)工程1928 年英國(guó)格里菲思體內(nèi)轉(zhuǎn)化試驗(yàn)）1944 年美國(guó)艾弗里 體外轉(zhuǎn)化試驗(yàn)）過(guò)程結(jié)果分析R型細(xì)菌無(wú)毒性、S 型細(xì)菌有毒性；S 型細(xì)菌內(nèi)存在著使S型細(xì)菌的 DNA使 R型細(xì)菌發(fā)生轉(zhuǎn)化；SR型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S 型細(xì)菌的物質(zhì)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)2. 噬菌體侵染細(xì)菌試驗(yàn)步驟標(biāo)記細(xì)菌含35S 的培育基含35S 的細(xì)菌分析標(biāo)記細(xì)菌含 32P 的培育基含32P 的細(xì)菌噬菌體含

2、35S 的細(xì)菌含35S 的噬菌體噬菌體噬菌體含32P 的細(xì)菌含32P 的噬菌體噬菌含35S的噬菌體細(xì)菌上清液放射性高,沉淀物放射性很低,新形體侵染成的噬菌體沒(méi)有檢測(cè)到35S 細(xì)菌含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 35S 標(biāo)記的蛋白質(zhì)外殼并未進(jìn)入宿主細(xì)胞內(nèi),而是留在細(xì)胞外；32P 標(biāo)記的 DNA進(jìn)入了宿主細(xì)胞內(nèi)結(jié)論子代噬菌體的各種性狀,是通過(guò)親代的DNA遺傳的, DNA是噬菌體的遺傳物質(zhì)1 / 14 特殊提示：艾弗里試驗(yàn)的結(jié)果是通過(guò)觀(guān)看培育皿中的菌落特點(diǎn)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

3、 遺傳的變異,這種變異屬于基因重組；被 32P 標(biāo)記的噬菌體侵染細(xì)菌試驗(yàn)中,上清液應(yīng)無(wú)放射性,如存在放射性,其緣由之一可能是培育時(shí)間過(guò)長(zhǎng),細(xì)菌裂解,子代噬菌體已被釋放出來(lái)；緣由 之二是部分噬菌體并未侵入細(xì)菌內(nèi)；【例 1】 2022 廣東綜合）艾弗里等人的肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化試驗(yàn)和赫爾希與蔡斯的噬菌體侵染細(xì)菌試驗(yàn)都證明白 的共同點(diǎn)是DNA是遺傳物質(zhì)；這兩個(gè)試驗(yàn)在設(shè)計(jì)思路上A重組 DNA片段,爭(zhēng)論其表型效應(yīng) B誘發(fā) DNA突變,爭(zhēng)論其表型效應(yīng) C設(shè)法把 DNA與蛋白質(zhì)分開(kāi),爭(zhēng)論各自的效應(yīng)D應(yīng)用同位素示蹤技術(shù),爭(zhēng)論DNA在親代與子代之間的傳遞 解讀 這兩個(gè)試驗(yàn)都沒(méi)有經(jīng)過(guò)重組DNA片段和誘發(fā)DNA突變；在肺

4、炎雙球菌轉(zhuǎn)化試驗(yàn)中沒(méi)有用到同位素示蹤技術(shù)； 答案 C 學(xué)問(wèn)總結(jié) 對(duì)“ DNA分子是遺傳物質(zhì)的證明” 這一經(jīng)典試驗(yàn)過(guò)程的懂得是解題 的基礎(chǔ)； 1）試驗(yàn)思路：該試驗(yàn)設(shè)計(jì)中最關(guān)鍵的思路是將 DNA和蛋白質(zhì)分開(kāi),單獨(dú)、直接地去觀(guān)看 DNA和蛋白質(zhì)的作用； 2）試驗(yàn)技術(shù)：在肺炎雙球菌體外 轉(zhuǎn)化試驗(yàn)過(guò)程中,運(yùn)用了微生物培育技術(shù)和試驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本原理；在噬菌體侵染細(xì)菌中運(yùn)用了同位素示蹤技術(shù)和離心技術(shù)；3）試驗(yàn)應(yīng)用：在體內(nèi)轉(zhuǎn)化試驗(yàn)中,利用加熱處理獲得的 S 型細(xì)菌,雖然不再具有致病性,但仍具有免疫原性,機(jī)體會(huì)產(chǎn)生針對(duì) S 型細(xì)菌的抗體；因此,在免疫學(xué)中,常利用加熱等方法2 / 14 對(duì)病菌進(jìn)行滅活處理,以獲得減

5、毒疫苗；【互動(dòng)探究 11】 2022 寧夏模擬）用 32P 標(biāo)記的噬菌體侵染大腸桿菌,經(jīng) 培育、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緣由可能是 A噬菌體侵染大腸桿菌后,大腸桿菌裂說(shuō)明放出子代噬菌體 B攪拌不充分,吸附在大腸桿菌上的噬菌體未與細(xì)菌分別 C離心時(shí)間過(guò)長(zhǎng),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 DNA 解讀 32P 標(biāo)記的是噬菌體的 DNA分子,在噬菌體侵染大腸桿菌的過(guò)程中,分子進(jìn)入大腸桿菌,經(jīng)離心后處于沉淀物中；如培育時(shí)間過(guò)短,部分噬菌體的 DNA仍沒(méi)有注入大腸桿菌內(nèi)；如培育時(shí)間過(guò)長(zhǎng),噬菌

6、體大量繁衍使部分大腸桿 菌裂解,釋放出子代噬菌體,這樣上清液中就具有了放射性； 答案 A 【互動(dòng)探究 12】 某爭(zhēng)論人員模擬赫爾希和 蔡斯關(guān)于噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí) 驗(yàn),進(jìn)行了以下 4 個(gè)試驗(yàn)：用 32P 標(biāo)記的噬菌體侵染未標(biāo)記的細(xì)菌；用未 標(biāo)記的噬菌體侵染 35S 標(biāo)記的細(xì)菌；用 15N 標(biāo)記的噬菌體侵染未標(biāo)記的細(xì) 4 個(gè)試驗(yàn),一段時(shí)間 合適 菌；用未標(biāo)記的噬菌體侵染 3H 標(biāo)記的細(xì)菌；以上 的范疇內(nèi)）后離心,檢測(cè)到放射性的主要區(qū)域是 A沉淀、沉淀、沉淀和上清液、沉淀和上清液 B沉淀、沉淀、沉淀和上清液、沉淀 C沉淀、上清液、沉淀、沉淀和上清液 D上清液、上清液、沉淀和上清液、上清液 解讀 用3

7、2P 只能標(biāo)記噬菌體的DNA,35S 只能標(biāo)記噬菌體的蛋白質(zhì)外殼；噬3 / 14 菌體侵染細(xì)菌時(shí),噬菌體的DNA進(jìn)入細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)部,蛋白質(zhì)外殼不能侵入細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)部；所以中的 32P 會(huì)進(jìn)入到細(xì)菌細(xì)胞中,最終放射性顯現(xiàn)在沉淀物 中；放射性標(biāo)記物質(zhì)在細(xì)菌細(xì)胞中,經(jīng)離心后放射性也顯現(xiàn)在沉淀物中； 答案 B 考點(diǎn)整合二： DNA分子的結(jié)構(gòu)和特性 1結(jié)合圖解懂得 DNA分子的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)從上圖可看出： 1）規(guī)章的雙螺旋結(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

8、酸基、堿基的相連情形：在 DNA分子單鏈一端的脫氧核糖與 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 2DNA分子結(jié)構(gòu)中的堿基比例關(guān)系2 個(gè)磷酸基和 1 個(gè)堿基相連；規(guī)律互補(bǔ)堿基兩兩相等50% 公式1 AT, CG 2 兩不互補(bǔ)的堿基之和比值相等AG）/T C） AC）/T G） 1 3 任意兩不互補(bǔ)的堿基之和占?jí)A基總量的AC）/ACTG） T G）/ACTG） 50% 4 單鏈和互補(bǔ)鏈堿基比例關(guān)系一條鏈上 AT）/C G） a,A C）/T G） b,就該鏈的互補(bǔ)鏈上相應(yīng)比例應(yīng)分別為a 和 1/b 5 雙鏈 DNA中互補(bǔ)的堿基之和相等 A1T1或 C1 G1） A2T2或

9、 C2G2）【例 2】 2022 鄭州模擬）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),4 / 14 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A200 和 400 個(gè) B2 個(gè)和 510 個(gè)C2 個(gè)和 400 個(gè) D44 個(gè)和 510 個(gè) 解讀 一條脫氧核苷酸鏈的一端游離出一個(gè)磷酸基團(tuán),DNA分子有兩條脫氧核苷酸鏈,游離的磷酸基團(tuán)的數(shù)目為2；由 DNA中 A90,就 T90,CG110,A 和 T 之間有 2 個(gè)氫鍵, G和 C之間有 3 個(gè)氫鍵, 90 21

10、10 3 510； 答案 B 【互動(dòng)探究 2】 2022 廣東綜合）有關(guān) ADNA分子由 4 種脫氧核苷酸組成 BDNA單鏈上相鄰堿基以氫鍵連接 C堿基與脫氧核糖相連接DNA分子結(jié)構(gòu)的表達(dá),錯(cuò)誤選項(xiàng)D磷酸與脫氧核糖交替連接構(gòu)成 DNA鏈的基本骨架 解讀 DNA 分子由 4 種脫氧核苷酸組成；DNA雙鏈上相對(duì)應(yīng)的堿基以氫鍵連接,單鏈上相鄰堿基之間通過(guò)脫氧核糖和磷酸二酯鍵聯(lián)系起來(lái)；脫氧核糖和磷酸交替排列在外側(cè),構(gòu)成 DNA的基本骨架,堿基排列在內(nèi)側(cè),與脫氧核糖直接相連； 答案 B 考點(diǎn)整合三： DNA分子的復(fù)制及轉(zhuǎn)錄、翻譯過(guò)程分析1復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯的比較工程復(fù)制線(xiàn)粒體、轉(zhuǎn)錄線(xiàn)粒體、翻譯場(chǎng)所主要在細(xì)

11、胞核中主要在細(xì)胞核中細(xì)胞質(zhì)中的核糖體上模板葉綠體）葉綠體）mRNA DNA的兩條鏈DNA的一條鏈5 / 14 原料4 種脫氧核苷酸4 種核糖核苷酸氨基酸t(yī)RNA 條件酶解旋酶, DNA聚合酶酶RNA聚合酶等）和能量特定的酶、能量和等）和能量原就AT；GC AU；GC；AU；GC TA 產(chǎn)生形成 2 條 DNA雙鏈一條單鏈 RNA分子 mRNA）具有肯定氨基酸排列次序的多肽蛋白質(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一個(gè) mRNA分子上可連續(xù)結(jié)仍保留原先雙鏈結(jié)構(gòu)合多個(gè)核糖體,提高合成蛋白質(zhì)的速度傳遞DNA DNA DNAmRNA mRNA蛋白質(zhì) 性狀）方向2.DNA復(fù)制過(guò)程中的堿

12、基數(shù)目運(yùn)算其雙鏈 DNA分子中含某種堿基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）；如下列圖：2）第 n 次復(fù)制,需要含該堿基的脫氧核苷酸數(shù)為 a 2n 1；由圖示可以看出,復(fù)制的結(jié)果是形成兩個(gè)一樣的 DNA分子,所以一個(gè) DNA分子復(fù)制 n 次后,得到的 DNA分子數(shù)量為 2n 個(gè)如圖）,復(fù)制 n1）次后得到的 DNA分子數(shù)為2n1,第 n 次復(fù)制增加的DNA分子數(shù)為 2n2n12n1,需要含該堿基的 6 / 14 脫氧核苷酸數(shù)為 a 2n1；3中心法就 中心法就中遺傳信息的流淌過(guò)程為：1）在生物生長(zhǎng)繁衍過(guò)程中遺傳信息的傳遞方向?yàn)椋?）在 細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)合成過(guò)程中,遺傳信

13、息的傳遞方向 如胰島細(xì)胞中胰島素 的合成）為：3）含逆轉(zhuǎn)錄酶的 RNA病毒在寄主細(xì)胞內(nèi)繁衍過(guò)程中,遺傳信息的傳遞方向 為：4）DNA病毒如噬菌體）在寄主細(xì)胞內(nèi)繁衍過(guò)程中,遺傳信息的傳遞方向?yàn)椋?）RNA病毒如煙草花葉病毒）在宿主細(xì)胞內(nèi)繁衍過(guò)程中,遺傳信息的傳遞方 向?yàn)椋? / 14 特殊提示： DNA分子復(fù)制過(guò)程,只發(fā)生在分裂細(xì)胞中,分化了的細(xì)胞不能進(jìn)行DNA分子的復(fù)制；而在全部細(xì)胞中都可進(jìn)行轉(zhuǎn)錄、翻譯過(guò)程；【例 3】 2022 廣東綜合） 多項(xiàng)）有關(guān)蛋白質(zhì)合成的表達(dá),正確選項(xiàng)A終止密碼子不編碼氨基酸B每種 tRNA只運(yùn)轉(zhuǎn)一種氨基酸C tRNA 的反密碼子攜帶了氨基酸序列的遺傳信息D核糖體可在

14、 mRNA上移動(dòng) 解讀 此題考查蛋白質(zhì)的合成過(guò)程；合成蛋白質(zhì)的模板是 mRNA,mRNA上含有起始密碼子和終止密碼子,其中起始密碼子具有打算翻譯的開(kāi)頭且編碼氨基酸的作用,終止密碼子打算翻譯的終止,但不編碼氨基酸；一種 tRNA 只能運(yùn)轉(zhuǎn)一種氨基酸,但一種氨基酸可以由多種 tRNA 運(yùn)轉(zhuǎn)；通常遺傳信息存在于 DNA中,故 C錯(cuò)誤； 答案 ABD 【互動(dòng)探究 3】 2022 南京模擬）下圖表示生物體內(nèi)遺傳信息的傳遞和表達(dá)過(guò)程,有關(guān)表達(dá)錯(cuò)誤選項(xiàng)A在人體不同種類(lèi)的細(xì)胞中,轉(zhuǎn)錄出的mRNA種類(lèi)和數(shù)量均不同BRNA能以“RNA互補(bǔ)的單鏈RNARNA” 方式完成復(fù)制C逆轉(zhuǎn)錄過(guò)程發(fā)生在某些病毒體內(nèi),需要逆轉(zhuǎn)錄

15、酶的參加8 / 14 D轉(zhuǎn)錄和翻譯過(guò)程既能發(fā)生在真核細(xì)胞中,也能發(fā)生在原核細(xì)胞中 解讀 此題以中心法就為命題點(diǎn),考查轉(zhuǎn)錄和翻譯、RNA的復(fù)制、逆轉(zhuǎn)錄過(guò)程等內(nèi)容,滲透了對(duì)考生基礎(chǔ)學(xué)問(wèn)懂得才能的考查；在人體不同種類(lèi)的細(xì)胞中,由于基因的挑選性表達(dá),使轉(zhuǎn)錄出的mRNA種類(lèi)、數(shù)量均不相同；逆轉(zhuǎn)錄是在逆轉(zhuǎn)錄酶的參加下,以RNA為模板,需要宿主細(xì)胞供應(yīng)與DNA合成有關(guān)的ATP、原料等條件,故發(fā)生在宿主細(xì)胞內(nèi)；原核細(xì)胞和真核細(xì)胞中有核糖體,故均能發(fā)生轉(zhuǎn)錄和翻譯過(guò)程； 答案 C 高考鏈接 1.2022 天津卷, 2）依據(jù)下表中的已知條件,判定蘇氨酸的密碼子是 ）DNA雙鏈 G T mRNA tRNA反密碼子UG

16、A 蘇氨酸A 氨基酸ATGU BCACU DUCU 解讀：此題借助氨基酸密碼子的推斷考查轉(zhuǎn)錄和翻譯過(guò)程中的堿基配對(duì)關(guān)系,意在考查考生的規(guī)律推理才能；密碼子為mRNA上打算氨基酸的三個(gè)相鄰堿基,因此依據(jù)轉(zhuǎn)錄和翻譯過(guò)程中的堿基配對(duì)關(guān)系,由 DNA信息鏈上的堿基 T、G可推知 mRNA上相應(yīng)位置上的堿基分別是AC,由 tRNA上反密碼子最終一個(gè)堿基 A可推知 mRNA上相應(yīng)位置上的堿基為U；因此蘇氨酸的密碼子為ACU；答案： C 22022 山東卷, 7）蠶豆根尖細(xì)胞在含3H 標(biāo)記的胸腺嘧啶脫氧核苷培育基9 / 14 中完成一個(gè)細(xì)胞周期,然后在不含放射性標(biāo)記的培育基中連續(xù)分裂至中期,其 染色體的放射

17、性標(biāo)記分布情形是 A每條染色體的兩條單體都被標(biāo)記 B每條染色體中都只有一條單體被標(biāo)記 C只有半數(shù)的染色體中一條單體被標(biāo)記 D每條染色體的兩條單體都不被標(biāo)記 DNA半保留復(fù)制特點(diǎn)的 解讀：此題考查 DNA復(fù)制的有關(guān)學(xué)問(wèn),意在考查考生對(duì) 懂得和運(yùn)用才能；蠶豆根尖細(xì)胞的染色體上的 DNA分子原先不含 3H 標(biāo)記的胸 腺嘧啶脫氧核苷,在含 3H 標(biāo)記的胸腺嘧啶脫氧核苷培育基中完成一個(gè)細(xì)胞周 3H 標(biāo)記的胸腺嘧啶脫氧核苷,一 期后,復(fù)制形成的全部 DNA分子中一條鏈含 條鏈不含 3H 標(biāo)記的胸腺嘧啶脫氧核苷；在不含放射性標(biāo)記的培育基中連續(xù)培 養(yǎng)至分裂中期, DNA分子一半含放射性,一半不含放射性,B選項(xiàng)

18、正確；答案： B 32022 上海卷, 25）如 1 個(gè) 35S 標(biāo)記的大腸桿菌被1 個(gè)32P 標(biāo)記的噬菌體侵染,裂解后釋放的全部噬菌體 A肯定有 35S,可能有 32P B只有 35S C肯定有 32P,可能有 35S D只有 32P 解讀：此題考查噬菌體侵染細(xì)菌的試驗(yàn),意在考查考生的推理分析才能；噬菌體侵染細(xì)菌時(shí),以親代噬菌體的DNA為模板,以大腸桿菌的成分為原料,合成子代噬菌體的DNA和蛋白質(zhì),故子代噬菌體中部分含32P 標(biāo)記,全部含35S 標(biāo)記；10 / 14 答案： A 42022 北京卷, 30）科學(xué)家以大腸桿菌為試驗(yàn)對(duì)象,運(yùn)用同位素示蹤技術(shù)及密度梯度離心方法進(jìn)行了 表；DNA復(fù)制

19、方式的探究試驗(yàn),試驗(yàn)內(nèi)容及結(jié)果見(jiàn)下組別1 組2 組3 組4 組培育液中14151414NH 4Cl NH 4Cl NH 4Cl NH 4Cl 唯獨(dú)氮源繁衍代數(shù)多代多代一代兩代培育產(chǎn)物A B B的子代B 的子代操作提取 DNA并離心僅為重帶僅為中帶1/2 輕帶離心結(jié)果僅為輕帶1414151515141414N/N）N/N）N/N）N/N）1/2 中帶15N/14N）請(qǐng)分析并回答：1）要得到 DNA中的 N 全部被放射性標(biāo)記的大腸桿菌 B,必需經(jīng)過(guò) _代 培育,且培育液中的 _是唯獨(dú)氮源；2）綜合分析本試驗(yàn)的 DNA離心結(jié)果,第 _組結(jié)果對(duì)得到結(jié)論起到了關(guān) 鍵作用,但需把它與第 _組和第 _組的結(jié)

20、果進(jìn)行比較,才能說(shuō)明 DNA分子的復(fù)制方式是 _；多 15N/15NH4Cl 3 1 2 半保留復(fù)制 11 / 14 3）分析爭(zhēng)論：如子代DNA的離心結(jié)果為“ 輕” 和“ 重” 兩條密度帶,就“ 重帶”DNA來(lái)自_,據(jù)此可判定 DNA分子的復(fù)制方式不是 _復(fù)制；如將子代DNA雙鏈分開(kāi)后再離心,其結(jié)果_選填“ 能” 或“ 不能” ）判定 DNA的復(fù)制方式；B 半保留不能如在同等條件下將子代連續(xù)培育,子n 代 DNA離心的結(jié)果是：密度帶的數(shù)量和位置 _,放射性強(qiáng)度發(fā)生變化的是 _帶；如某次試驗(yàn)的結(jié)果中,子代DNA的“ 中帶” 比以往試驗(yàn)結(jié)果的“ 中帶” 略寬,可能的緣由是新合成 DNA單鏈中的 N尚有少部分為 _；沒(méi)有變化輕 15N 解讀：此題主要考查 DNA分子復(fù)制的相關(guān)學(xué)問(wèn),意在考查同學(xué)對(duì)同位素示蹤技 術(shù)與密度梯度離心方法的把握情形；經(jīng)過(guò)一代培育后,只能是標(biāo)記 DNA分子的一條單鏈,所以要想對(duì)全部的DNA分子全部標(biāo)記,要進(jìn)行多代培育；在探究DNA分子的復(fù)制方式為半保留復(fù)制的試驗(yàn)中,“ 重帶” 應(yīng)為兩個(gè)單鏈均被 15N標(biāo)記,“ 輕帶” 為兩個(gè)單鏈均被 14N標(biāo)記,“ 中帶” 為一個(gè)單鏈被 14N 標(biāo)記,另一個(gè)單鏈被 15N標(biāo)記；52022 江蘇卷, 34）鐵蛋白是細(xì)胞內(nèi)儲(chǔ)存余外Fe3的蛋白,鐵蛋