專題8遺傳的分子基礎（講解部分）（完整版）4

專題8遺傳的分子基礎生物江蘇省專用考點清單考點1人類對遺傳物質的探索歷程一、肺炎雙球菌的轉化實驗1.實驗材料:S型和R型肺炎雙球菌、小鼠。

S型細菌R型細菌菌落光滑粗糙菌體①有

多糖類莢膜②無

多糖類莢膜毒性有毒性,使小鼠患敗血病死亡無毒2.格里菲思的體內轉化實驗(1)實驗過程及結果

(2)結論:加熱殺死的S型細菌中含有③某種轉化因子

,使R型活細菌轉

化為S型活細菌。(1)實驗過程及結果

(2)結論:S型細菌的DNA是使R型細菌產生穩(wěn)定遺傳變化的物質,④DNA

是S型細菌的遺傳物質。3.艾弗里的體外轉化實驗疑難點撥(1)轉化的實質是基因重組而非基因突變:肺炎雙球菌轉化實驗

是指S型細菌的DNA片段整合到R型細菌的DNA中,使受體細胞獲得了新

的遺傳信息,即發(fā)生了基因重組。(2)加熱并沒有使DNA完全失去活性:加熱殺死S型細菌的過程中,其蛋白質

變性失活,但是內部的DNA在加熱結束后隨溫度的降低又逐漸恢復活性。(3)發(fā)生轉化的只是少部分R型細菌,并不是所有的R型細菌都轉化成S型細

菌。二、噬菌體侵染細菌的實驗1.實驗材料:T2噬菌體和大腸桿菌等(1)T2噬菌體的結構(2)T2噬菌體的復制式增殖增殖需要的條件內容模板T2噬菌體的DNA合成T2噬菌體DNA的原料⑨大腸桿菌

提供的四種脫

氧核苷酸合成T2噬菌體蛋白質原料大腸桿菌的⑩氨基酸

場所大腸桿菌的

核糖體

2.實驗過程及結果(1)標記T2噬菌體

(2)T2噬菌體侵染細菌3.結論:子代噬菌體的各種性狀是通過親代DNA來遺傳的,

DNA

是T2噬菌體的遺傳物質。4.噬菌體侵染細菌實驗中上清液和沉淀放射性分析(1)32P標記的T2噬菌體侵染大腸桿菌(2)35S標記的T2噬菌體侵染大腸桿菌

肺炎雙球菌體外轉化實驗T2噬菌體侵染細菌的實驗設計思路設法將DNA與其他物質分開,單獨地、直接地研究它們各自不同

的遺傳功能處理方法直接分離:分離S型菌的DNA、

多糖、蛋白質等,分別與R型細

菌混合培養(yǎng)同位素標記法:分別用同位素3

5S、32P標記蛋白質和DNA結論(1)證明DNA是遺傳物質,而蛋

白質不是遺傳物質(2)說明了遺傳物質可發(fā)生可遺

傳的變異(1)證明DNA是遺傳物質,但不

能證明蛋白質不是遺傳物質(2)說明DNA能控制蛋白質的合

成(3)說明DNA能自我復制5.肺炎雙球菌體外轉化實驗和T2噬菌體侵染細菌實驗的比較考點2DNA的結構和復制一、DNA分子的結構1.DNA分子的組成

2.DNA的雙螺旋結構內容(1)DNA由①兩

條脫氧核苷酸鏈組成,這些鏈按反向平行的方式盤旋

成②雙螺旋結構

。(2)外側:③脫氧核糖

和④磷酸

交替連接構成主鏈基本骨架。(3)內側:兩鏈上堿基通過⑤氫鍵

連接成堿基對。堿基互補配對遵循以下原則:A

T(兩個氫鍵)、G

C(三個氫鍵)。3.DNA分子結構的特點(1)多樣性,具n個堿基對的DNA具有4n種堿基對排列順序。(2)特異性,如每個DNA分子都有其特定的堿基對排列順序。(3)穩(wěn)定性,如兩條主鏈磷酸與脫氧核糖交替排列的順序不變,堿基對構成

方式不變等。二、DNA分子的復制1.概念、時間和場所

2.過程3.特點(1)過程:

邊解旋邊復制

。(2)方式:

半保留復制

。4.準確復制的原因和意義(1)原因:DNA具有獨特的雙螺旋結構,為復制提供精確的模板;

堿基互補配對

原則,保證了復制能準確進行。(2)意義:DNA分子通過復制,將遺傳信息從親代傳給了子代,保持了遺傳信

息的連續(xù)性。三、DNA復制方式的實驗探究1.方法:同位素標記法、密度梯度離心法。2.過程:3.結果分析a.在氮源為14N的培養(yǎng)基上生長的大腸桿菌,其DNA分子均為14N-DNA,在離

心管中離心形成的帶位于上層,稱為輕帶。b.在氮源為15N的培養(yǎng)基上生長的大腸桿菌,其DNA分子均為15N-DNA,在離心管中離心形成的帶位于下層,稱為重帶。c.將親代含15N的大腸桿菌轉移到含14N的培養(yǎng)基上,繁殖一代,將得到的Ⅰ

代DNA分子離心,在離心管中形成的帶位于中層,這樣就推翻了全保留復

制的猜想,因為如果是全保留復制,Ⅰ代DNA分子在離心管中離心形成的

帶應該是重帶和輕帶,而不是中帶。d.Ⅰ代DNA分子繼續(xù)在含14N的培養(yǎng)基上復制,得到Ⅱ代DNA分子,同樣用

密度梯度離心方法分離,發(fā)現(xiàn)Ⅱ代DNA分子在離心管中形成的帶是輕帶和

中帶,這樣又推翻了分散復制的猜想。因為,如果是分散復制,Ⅱ代DNA分

子在離心管中的位置是中帶或稍高一些。4.結論:DNA的復制是以半保留方式進行的?？键c3基因的表達一、基因與DNA和性狀之間的關系1.基因是有遺傳效應的DNA片段

2.基因、蛋白質與性狀的關系(1)基因通過控制蛋白質的結構來直接控制性狀。(2)基因通過控制酶的合成來控制代謝過程,從而間接控制生物體的性狀。二、RNA的結構和種類

三、基因的表達1.轉錄(1)場所:主要是①細胞核

,在葉綠體、線粒體中也能發(fā)生轉錄過程。(2)條件

(3)過程

(4)產物:③mRNA、rRNA、tRNA

。2.翻譯(1)場所:④核糖體

。(2)條件

(4)產物:多肽

蛋白質(具有生物活性)(3)過程

轉錄翻譯作用⑨表達

遺傳信息時間個體生長發(fā)育的整個過程場所主要在細胞核細胞質的核糖體模板DNA的⑩一

條鏈mRNA原料4種

核糖核苷酸

約20種

氨基酸

能量ATP直接提供酶

RNA

聚合酶多種酶產物單鏈RNA多肽鏈(或蛋白質)3.轉錄與翻譯的比較特點邊解旋邊轉錄,轉錄后DNA恢復

原狀翻譯結束后,mRNA被降解成單

體堿基互補配對A-U,T-A,C-G,G-CA-U,U-A,C-G,G-C名師點睛(1)轉錄是指以DNA的一條鏈為模板合成RNA的過程。a.一個DNA分子中有許多個基因,轉錄是以基因為單位進行的,每個基因可

分別轉錄成一條mRNA,由于基因的選擇性表達,一個DNA分子中某個基

因進行轉錄時,其他基因可能轉錄也可能不轉錄,它們之間互不影響。b.轉錄的起點和終點分別是DNA分子上基因首端和尾端的啟動子和終止

子,其中啟動子是RNA聚合酶識別和結合的部位。c.真核生物的DNA轉錄形成的mRNA需要在細胞核加工處理成為成熟的

mRNA后才能作為翻譯的模板。d.轉錄的產物不只是mRNA,tRNA、rRNA也是轉錄的產物。(2)翻譯:游離在細胞質中的各種氨基酸,以mRNA為模板合成具有一定氨

基酸序列的蛋白質的過程。a.一個mRNA上可同時結合多個核糖體,這可迅速合成大量的多肽鏈(蛋白質)。b.一個核糖體與mRNA的結合部位處形成了2個tRNA結合位點。c.翻譯起點:起始密碼子決定的是甲硫氨酸或纈氨酸。d.翻譯終點:識別到終止密碼子(不決定氨基酸)翻譯停止。e.翻譯進程:核糖體沿著mRNA移動,mRNA不移動。遺傳信息DNA中脫氧核苷酸的排列順序

①遺傳信息是基因中脫氧核苷

酸的排列順序,通過轉錄,使遺傳

信息傳遞到mRNA的核糖核苷

酸的排列順序上②密碼子直接控制蛋白質分子

中氨基酸的排列順序,反密碼子

則有識別密碼子的作用密碼子mRNA上決定一個氨基酸的三

個相鄰的堿基反密碼子位于tRNA上的能與mRNA上對

應的密碼子相配對的三個相鄰

堿基比較項目本質聯(lián)系4.遺傳信息、密碼子、反密碼子的區(qū)別與聯(lián)系四、中心法則1.提出者:克里克。2.補充后的內容圖解:

。3.不同生物的遺傳信息傳遞過程生物種類遺傳信息的傳遞過程真核生物

原核生物DNA病毒生物種類遺傳信息的傳遞過程某些RNA病毒

逆轉錄病毒

知能拓展提升一T2噬菌體侵染細菌的放射性同位素標記問題1.“兩看法”解答T2噬菌體侵染細菌標記問題

(1)C、H、O、N為DNA和蛋白質共有元素,不能通過標記C、H、O、N來

區(qū)分DNA和蛋白質。(2)研究T2噬菌體的遺傳物質時,不能將35S(標記蛋白質)和32P(標記DNA)同

時標記在同一噬菌體上,因為放射性檢測只能檢測放射性存在的部位,不能

確定是何種元素的放射性。2.T2噬菌體的結構提升二DNA的結構和功能中的相關計算1.與DNA結構相關的計算(1)A=T,G=C→A+G=T+C=A+C=T+G=DNA分子中總堿基數的一半。(2)“單鏈中互補堿基之和”所占該鏈堿基數比例=“雙鏈中互補堿基之

和”所占雙鏈總堿基數比例。(3)某鏈不互補堿基之和的比值與其互補鏈的該比值互為倒數。2.與DNA復制相關的計算DNA分子復制為半保留復制,若將一個全部N原子被15N標記的DNA轉移到

含14N的培養(yǎng)基中培養(yǎng)(復制)若干代,其結果分析如下:(1)子代DNA分子數:2n①無論復制多少次,含15N的DNA分子始終是2個。②含14N的DNA分子有2n個,只含14N的DNA分子有(2n-2)個,做題時應看準是

“含”還是“只含”。(2)子代DNA分子的總鏈數:2n×2=2n+1①無論復制多少次,含15N的鏈始終是2條。②含14N的鏈是(2n+1-2)條。做題時應看準是“DNA分子數”還是“鏈數”。(3)消耗的脫氧核苷酸數①若一親代DNA分子含有某種脫氧核苷酸m個,則經過n次復制需要消耗

游離的該脫氧核苷酸為m×(2n-1)個。②若進行第n次復制,則需消耗游離的該脫氧核苷酸數為m×2n-1個。提升三“模型”分析法突破細胞分裂中的染色體標記問題1.有絲分裂中子染色體標記情況分析(1)弄清親、子代的標記情況。(以親代標記、培養(yǎng)液未標記為例)(2)建模:繪制過程圖(以一條染色體為例)①第一次復制:(3)規(guī)律總結:若只復制一次,產生的子染色體都帶有標記;若復制兩次,產生的子染色體

只有一半帶有標記。2.減數分裂中子染色體標記情況分析(1)過程圖解:減數分裂一般選取一對同源染色體為研究對象,如圖:②第二次復制:

(2)規(guī)律總結:由于減數分裂沒有細胞周期,DNA只復制一次,因此產生的子

染色體都帶有標記。實踐探究應用同位素標記法在實驗中的應用方法介紹同位素示蹤法包括放射性同位素示蹤法和穩(wěn)定性同位素示蹤

法,是用示蹤元素標記化合物(其化學性質不變)的方法。放射性同位素示

蹤法是根據放射性確定物質的轉移途徑或對有關的化學反應進行追蹤的

方法。常用的放射性同位素有3H、14C、32P、35S等,常用的穩(wěn)定性同位素有

13C、18O等。問題探究1.若用32P和35S同時標記T2噬菌體,侵染未標記的大腸桿菌,釋放

出的子代T2噬菌體標記情況如何?T2噬菌體侵染大腸桿菌實驗中為什么不

用32P和35S同時標記T2噬菌體?2.你能再舉出3個同位素示蹤的例子嗎?3.同位素除了作為示蹤元素外,在生物實驗中還有其他應用嗎?要點點撥1

P和35S同時標記T2噬菌體的DNA和蛋白質,侵染后子代中部分T2噬菌體的DNA含有放射性(32