新高考生物總復(fù)習(xí)專題10遺傳的分子基礎(chǔ)教學(xué)課件

第2部分遺傳與進(jìn)化專題10遺傳的分子基礎(chǔ)高考

生物新高考專用考點(diǎn)1DNA是主要的遺傳物質(zhì)一、肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)1.格里菲思的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)知識(shí)拓展

1.加熱致死的S型細(xì)菌中,其蛋白質(zhì)變性失活,但DNA只是雙鏈解聚為單鏈,當(dāng)溫度降低

時(shí)會(huì)逐漸恢復(fù)活性。2.R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化成S型細(xì)菌的實(shí)質(zhì)是S型細(xì)菌的DNA片段整合到R型細(xì)菌的DNA中,屬

于基因重組。2.艾弗里及其同事的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)(1)實(shí)驗(yàn)思路:利用減法原理,人為去除某個(gè)影響因素(加入酶分解相應(yīng)物質(zhì))后觀察實(shí)驗(yàn)

結(jié)果的變化。(2)實(shí)驗(yàn)過程第①組實(shí)驗(yàn)表明S型細(xì)菌的細(xì)胞提取物可以促進(jìn)R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌第②③④組實(shí)驗(yàn)表明S型細(xì)菌的細(xì)胞提取物分別用蛋白酶、RNA酶或酯酶處理后仍具有轉(zhuǎn)化活性→蛋白質(zhì)、RNA、脂質(zhì)不是轉(zhuǎn)化因子第⑤組實(shí)驗(yàn)表明S型細(xì)菌的細(xì)胞提取物經(jīng)DNA酶處理后失去轉(zhuǎn)化活性→DNA可能是轉(zhuǎn)化因子(3)結(jié)果分析(4)實(shí)驗(yàn)結(jié)論:細(xì)胞提取物中含有轉(zhuǎn)化因子,轉(zhuǎn)化因子很可能是DNA。艾弗里等人通過

進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)提出:DNA才是使R型細(xì)菌產(chǎn)生穩(wěn)定遺傳變化的物質(zhì)。二、T2噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)(1952年赫爾希和蔡斯)1.實(shí)驗(yàn)材料:T2噬菌體和大腸桿菌。(1)T2噬菌體的結(jié)構(gòu)和生活方式(2)T2噬菌體的復(fù)制式增殖

2.實(shí)驗(yàn)思路利用放射性同位素標(biāo)記技術(shù),即用32P和35S分別標(biāo)記T2噬菌體的DNA和蛋白質(zhì),再用帶

標(biāo)記的噬菌體分別侵染大腸桿菌。3.實(shí)驗(yàn)過程與結(jié)果(1)標(biāo)記T2噬菌體(2)T2噬菌體侵染細(xì)菌:對(duì)比實(shí)驗(yàn)(相互對(duì)照)進(jìn)一步觀察發(fā)現(xiàn),細(xì)菌裂解釋放的噬菌體中,可以檢測(cè)到32P標(biāo)記的DNA,但檢測(cè)不到35S

標(biāo)記的蛋白質(zhì)。知識(shí)歸納

1.保溫的目的是使T2噬菌體侵染大腸桿菌。2.攪拌的目的是使吸附在大腸桿菌上的T2噬菌體和大腸桿菌分離。3.離心的目的是讓上清液中析出質(zhì)量較輕的T2噬菌體顆粒,而離心管的沉淀物中留下

被侵染的大腸桿菌。4.實(shí)驗(yàn)結(jié)論:子代T2噬菌體的各種性狀是通過親代DNA來遺傳的,DNA才是T2噬菌體

的遺傳物質(zhì)。5.實(shí)驗(yàn)誤差分析(1)用32P標(biāo)記的T2噬菌體侵染大腸桿菌(2)用35S標(biāo)記的T2噬菌體侵染大腸桿菌小表達(dá)

本實(shí)驗(yàn)?zāi)苡?4C和18O對(duì)T2噬菌體的DNA和蛋白質(zhì)分別進(jìn)行標(biāo)記嗎?能用35S和32P標(biāo)記同一T2噬菌體嗎?請(qǐng)簡(jiǎn)述觀點(diǎn)及原因:

答案:本實(shí)驗(yàn)不能用14C和18O進(jìn)行標(biāo)記,因?yàn)門2噬菌體的蛋白質(zhì)和DNA分子中都含有這

兩種元素;也不能用35S、32P標(biāo)記同一T2噬菌體,因?yàn)闄z測(cè)時(shí)無法區(qū)分放射性物質(zhì)的種

類。三、DNA是主要的遺傳物質(zhì)1.RNA是遺傳物質(zhì)的證據(jù)(1)實(shí)驗(yàn)過程與結(jié)果

(2)結(jié)論:RNA是煙草花葉病毒的遺傳物質(zhì)。2.DNA是主要的遺傳物質(zhì)(1)真、原核生物的遺傳物質(zhì)是DNA,病毒的遺傳物質(zhì)是DNA或RNA。(2)生物界絕大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是DNA,只有極少數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是RNA,因此DNA是主要的遺傳物質(zhì)?？键c(diǎn)2DNA的結(jié)構(gòu)與復(fù)制一、DNA的結(jié)構(gòu)與基因的本質(zhì)1.DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的形成知識(shí)歸納

1.A、T間有2個(gè)氫鍵,G、C間有3個(gè)氫鍵,G—C所占比例越大,DNA熱穩(wěn)定

性越高。2.氫鍵的形成不需要酶,而斷裂需解旋酶或加熱處理等。3.互補(bǔ)鏈間配對(duì)堿基通過氫鍵連接,單鏈中相鄰堿基通過“—脫氧核糖—磷酸—脫氧

核糖—”連接。4.每個(gè)雙鏈DNA分子片段中,有2個(gè)游離的磷酸基團(tuán)。多樣性若DNA分子含有n個(gè)堿基對(duì),則其最多有4n種堿基對(duì)排列順序特異性每個(gè)DNA分子都有特定的堿基排列順序穩(wěn)定性兩條鏈上磷酸與脫氧核糖交替排列的順序不變,堿基配對(duì)方式不變等2.DNA分子的特點(diǎn)3.基因的本質(zhì):通常是有遺傳效應(yīng)的DNA片段易混易錯(cuò)

1.RNA病毒的遺傳物質(zhì)是RNA,故對(duì)于所有生物而言,基因通常是有遺傳

效應(yīng)的DNA片段。2.由于基因間存在間隔序列,因此DNA分子的堿基總數(shù)>DNA分子

上所有基因的堿基數(shù)之和。二、DNA分子的復(fù)制1.DNA半保留復(fù)制的實(shí)驗(yàn)證據(jù)(1)實(shí)驗(yàn)方法:同位素標(biāo)記技術(shù)、密度梯度離心技術(shù)和假說—演繹法(沃森和克里克提

出DNA以半保留的方式復(fù)制的假說)。知識(shí)拓展

DNA復(fù)制方式的三種假說親代DNA三種復(fù)制方式假說及子代DNA

(2)實(shí)驗(yàn)過程與結(jié)果(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)論:DNA以半保留的方式復(fù)制。2.DNA分子的復(fù)制(1)概念、時(shí)間、場(chǎng)所(3)特點(diǎn):半保留復(fù)制,邊解旋邊復(fù)制。(2)過程知識(shí)拓展

DNA復(fù)制的半不連續(xù)性由于聚合酶只能將單個(gè)脫氧核苷酸添加到已有脫氧核苷酸鏈的3‘-端,即子鏈的延伸方

向只能為5'→3',因此,DNA復(fù)制以3'→5'鏈為模板時(shí),子鏈可以沿5'→3'方向連續(xù)復(fù)制;以

另一條鏈為模板時(shí),每解旋至足夠長(zhǎng)度,子鏈再沿5'→3'方向復(fù)制,復(fù)制合成的DNA片

段,再通過DNA連接酶連接起來。

(4)

考點(diǎn)3基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成一、RNA的結(jié)構(gòu)與種類1.

易混易錯(cuò)

tRNA是單鏈,但其RNA鏈會(huì)發(fā)生折疊,在互補(bǔ)序列間形成堿基互補(bǔ)配對(duì)

區(qū)。種類mRNAtRNArRNA病毒RNARNA類酶功能蛋白質(zhì)合成的

模板轉(zhuǎn)運(yùn)氨基酸,識(shí)

別密碼子核糖體的組成

成分RNA病毒的遺

傳物質(zhì)催化作用2.RNA的種類小表達(dá)

RNA為何適于作DNA的信使?

答案:RNA與DNA結(jié)構(gòu)相似,可以儲(chǔ)存遺傳信息;一般為單鏈,能通過核孔進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)。二、遺傳信息的轉(zhuǎn)錄易混易錯(cuò)

1.轉(zhuǎn)錄過程中,DNA兩條鏈的解旋無需解旋酶,因?yàn)镽NA聚合酶本身就兼

有解旋的功能。2.真核生物的核DNA轉(zhuǎn)錄形成的mRNA,需在細(xì)胞核中加工處理成為成熟的mRNA后

才能作為翻譯的模板。知識(shí)拓展

真、原核細(xì)胞基因的結(jié)構(gòu)(1)啟動(dòng)子:一段DNA序列,是RNA聚合酶識(shí)別、結(jié)合的位點(diǎn),位于轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)的上游。(2)終止子:DNA模板上的特殊堿基序列,當(dāng)RNA聚合酶遇到該序列時(shí)會(huì)從基因上脫離,

轉(zhuǎn)錄停止。(3)真核基因的序列中,編碼區(qū)中編碼氨基酸的序列叫作外顯子,非編碼序列叫作內(nèi)含

子,轉(zhuǎn)錄出來的mRNA剪切掉了內(nèi)含子對(duì)應(yīng)的序列,留下了外顯子對(duì)應(yīng)的序列。小表達(dá)

獲取某核基因的雙鏈DNA片段及其mRNA,通過加熱DNA使之形成單鏈,使單鏈DNA與mRNA形成雙鏈分子,可觀察到圖中結(jié)果。形成凸環(huán)的原因是

。答案:核DNA中有內(nèi)含子,mRNA中沒有相應(yīng)序列,DNA單鏈與mRNA形成雙鏈分子時(shí),

DNA分子與mRNA無法配對(duì)的序列形成凸環(huán)三、遺傳信息的翻譯1.遺傳信息、密碼子與反密碼子之間的聯(lián)系2.翻譯(1)場(chǎng)所:核糖體。(2)基本條件(3)過程(4)產(chǎn)物:多肽鏈。3.基因表達(dá)模型分析(1)多聚核糖體模型(2)真、原核生物的基因表達(dá)模型辨析四、中心法則1.提出者:克里克。2.補(bǔ)充后的中心法則圖解

3.不同類型生物遺傳信息的傳遞(1)以DNA為遺傳物質(zhì)的生物(DNA病毒和細(xì)胞生物)

(2)RNA病毒(如煙草花葉病毒)(3)逆轉(zhuǎn)錄病毒(如HIV)知識(shí)歸納

1.解旋酶:在DNA復(fù)制過程中,打開雙鏈間的氫鍵。2.DNA聚合酶:催化脫氧核苷酸鏈與單個(gè)脫氧核苷酸之間形成磷酸二酯鍵,用于DNA復(fù)制。3.RNA聚合酶:催化核糖核苷酸之間形成磷酸二酯鍵,用于轉(zhuǎn)錄及RNA復(fù)制(RNA復(fù)制

是以RNA病毒的RNA為模板,合成RNA,所用的酶也稱RNA復(fù)制酶)。4.逆轉(zhuǎn)錄酶:以逆轉(zhuǎn)錄病毒的RNA為模板,合成DNA。5.DNA酶:將DNA水解為單個(gè)脫氧核苷酸,如艾弗里實(shí)驗(yàn)中用DNA酶處理細(xì)胞提取物,

使DNA失去活性。6.RNA酶:將RNA水解為核糖核苷酸?？键c(diǎn)4基因表達(dá)與性狀的關(guān)系一、基因表達(dá)產(chǎn)物與性狀的關(guān)系

二、基因選擇性表達(dá)與細(xì)胞分化1.細(xì)胞分化的本質(zhì):基因的選擇性表達(dá)。2.表達(dá)的兩類基因分析基因在細(xì)胞中的表達(dá)情況管家基因所有細(xì)胞中都表達(dá)(如核糖體基因)奢侈基因不同細(xì)胞中特異性表達(dá)(如胰島素基因)三、表觀遺傳1.概念:生物體基因的堿基序列保持不變,但基因表達(dá)和表型發(fā)生可遺傳變化的現(xiàn)象。2.原因(1)內(nèi)因(實(shí)質(zhì)):DNA甲基化、組蛋白甲基化或乙?；取?2)外因:環(huán)境因素影響,如吸煙可導(dǎo)致DNA甲基化水平升高。3.特點(diǎn):可遺傳;堿基序列不變性;可逆性(被甲基化修飾的DNA可發(fā)生去甲基化)。知識(shí)拓展

表觀遺傳的分子機(jī)制(1)表觀遺傳修飾不改變DNA序列,可以通過有絲分裂和減數(shù)分裂將修飾后基因的信

息傳遞到子細(xì)胞和后代。(2)表觀遺傳一般影響基因的轉(zhuǎn)錄和翻譯。①基因中啟動(dòng)子區(qū)域發(fā)生甲基化修飾,可影響RNA聚合酶與啟動(dòng)子的結(jié)合,通常會(huì)抑

制基因的表達(dá),進(jìn)而影響表型。②染色體(質(zhì))中DNA與組蛋白結(jié)合在一起,組蛋白發(fā)生乙?；揎?利于DNA解旋。四、基因與性狀間的對(duì)應(yīng)關(guān)系1.基因控制生物體的性狀:大多數(shù)情況下,基因和性狀并不是簡(jiǎn)單的一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系,

一個(gè)性狀可以受到多個(gè)基因的影響,一個(gè)基因也可以影響多個(gè)性狀。2.生物的性狀是基因和環(huán)境共同作用的結(jié)果,如后天的營(yíng)養(yǎng)對(duì)人的身高有重要作用。復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯的方向性深挖教材(1)DNA的一條單鏈具有兩個(gè)末端,一端有一個(gè)游離的

,這一端稱作5'-端,另

一端有一個(gè)

,稱作3'-端(必修2P50)。DNA的兩條單鏈方向相反,一般書寫

時(shí)左側(cè)或上側(cè)單鏈?zhǔn)菑?/p>

,右側(cè)或下側(cè)單鏈則是從

(2023山

東,5,2分)(2023浙江6月選考,16,2分)(2023海南,13,3分)(2021遼寧,4,2分)。(2)DNA復(fù)制時(shí),子鏈延伸的方向?yàn)?/p>

,引物結(jié)合在模板鏈的

(必修2

P55)(2023浙江6月選考,16,2分)(2023山東,5,2分)(2021遼寧,4,2分);轉(zhuǎn)錄時(shí)子鏈延伸的磷酸基團(tuán)羥基(—OH)5'-端→3'-端3'-端→5'-端5'-端→3'-端3'-端方向?yàn)?/p>

,RNA聚合酶定位在模板鏈的

(必修2P65)(2023遼寧,18,3分);

翻譯過程中,核糖體在mRNA上沿

方向移動(dòng)(必修2P68)(2023江蘇,6,2分)(2

023湖南,12,2分)(2021浙江1月選考,22,2分),肽鏈的延伸方向是

。5'-端→3'-端3'-端5'-端→3'-端從氨基端到羧基端真題演練

1.(2021遼寧,4,2分)下列有關(guān)細(xì)胞內(nèi)的DNA及其復(fù)制過程的敘述,正確的是(

)A.子鏈延伸時(shí)游離的脫氧核苷酸添加到3'端B.子鏈的合成過程不需要引物參與C.DNA每條鏈的5'端是羥基末端D.DNA聚合酶的作用是打開DNA雙鏈A真題演練

2.(2021浙江1月選考,22,2分)如圖是真核細(xì)胞遺傳信息表達(dá)中某過程的示

意圖。某些氨基酸的部分密碼子(5‘→3’)是:絲氨酸UCU;亮氨酸UUA、CUA;異亮氨酸

AUC、AUU;精氨酸AGA。下列敘述正確的是(

)A.圖中①為亮氨酸B.圖中結(jié)構(gòu)②從右向左移動(dòng)C.該過程中沒有氫鍵的形成和斷裂D.該過程可發(fā)生在線粒體基質(zhì)和細(xì)胞核基質(zhì)中B考法1遺傳信息傳遞過程中的計(jì)算1.DNA分子中的堿基數(shù)量的計(jì)算規(guī)律規(guī)律一雙鏈DNA中嘌呤堿基總數(shù)等于嘧啶堿基總數(shù)(A總+G總=T總+C總),任意兩個(gè)不互補(bǔ)堿基之和為堿基總數(shù)的一半規(guī)律二互補(bǔ)堿基之和所占比例在任意一條鏈及整個(gè)DNA分子中都相等,簡(jiǎn)記為“補(bǔ)則等”(

=

=

)規(guī)律三非互補(bǔ)堿基之和的比值在兩條互補(bǔ)鏈中互為倒數(shù),簡(jiǎn)記為“不補(bǔ)則倒”(

=

,但

=1)規(guī)律四某種堿基在雙鏈中所占的比例等于它在每一條單鏈中所占比例和的一半2.DNA復(fù)制中的數(shù)量關(guān)系(1)將1個(gè)含有15N的DNA分子以含有14N脫氧核苷酸為原料連續(xù)復(fù)制n次,則子代DNA共2n個(gè)含15N的DNA分子:2個(gè)只含15N的DNA分子:0個(gè)含14N的DNA分子:2n個(gè)只含14N的DNA分子:(2n-2)個(gè)脫氧核苷酸鏈共2n+1條含15N的脫氧核苷酸鏈:2條含14N的脫氧核苷酸鏈:(2n+1-2)條(2)1個(gè)DNA分子復(fù)制過程中消耗的脫氧核苷酸數(shù)①若親代DNA分子含有某種脫氧核苷酸m個(gè),經(jīng)過n次復(fù)制需要消耗該種脫氧核苷酸

數(shù)為m·(2n-1)。②第n次復(fù)制需要該種脫氧核苷酸數(shù)為m·2n-1。例

(2021北京,4,2分)酵母菌的DNA中堿基A約占32%,關(guān)于酵母菌核酸的敘述錯(cuò)誤的

是(

)A.DNA復(fù)制后A約占32%

B.DNA中C約占18%C.DNA中(A+G)/(T+C)=1

D.RNA中U約占32%

解析

DNA復(fù)制后產(chǎn)生的子代DNA堿基組成和原有的DNA一樣,堿基A仍約占32%,A正確;雙鏈DNA分子中,A=T、C=G,由A約占32%可知,A和T約占64%,C和G約占36%,

則C約占18%,(A+G)/(T+C)=1,B、C正確;一個(gè)細(xì)胞中RNA和DNA的堿基之間沒有必然

的數(shù)量關(guān)系,被轉(zhuǎn)錄出的RNA和相應(yīng)的DNA模板鏈中的堿基有對(duì)應(yīng)的數(shù)量關(guān)系,D錯(cuò)

誤。

答案

D考法2DNA復(fù)制中染色體標(biāo)記問題1.解題關(guān)鍵構(gòu)建細(xì)胞分裂過程模型圖,進(jìn)行染色體與DNA行為的對(duì)應(yīng)分析和轉(zhuǎn)換。2.示例分析已知果蠅體細(xì)胞中的4對(duì)同源染色體全部被3H標(biāo)記,將其移入不含3H的培養(yǎng)基中培養(yǎng),

分析進(jìn)行兩次連續(xù)的有絲分裂和進(jìn)行一次減數(shù)分裂時(shí)各時(shí)期細(xì)胞中染色體標(biāo)記情

況。說明:“*”代表含3H的染色體或染色單體;

代表含3H的DNA鏈,

代表不含3H的DNA鏈。(1)進(jìn)行兩次連續(xù)的有絲分裂各時(shí)期細(xì)胞中染色體標(biāo)記情況分析①模型圖:以1條染色體為例。

第一次有絲分裂第二次有絲分裂中期后期子細(xì)胞中期后期子細(xì)胞總計(jì)81688168被標(biāo)記8168880~8②一個(gè)細(xì)胞中的染色體標(biāo)記情況(單位:條)第二次有絲分裂后期著絲粒分裂后,每對(duì)染色單體形成的兩條子染色體中有一條

含3H,且染色體移向哪一極是隨機(jī)的,故子細(xì)胞中含3H的染色體數(shù)目不確定。(2)進(jìn)行一次減數(shù)分裂各時(shí)期細(xì)胞中染色體標(biāo)記情況分析①模型圖:以1對(duì)同源染色體為例。②一個(gè)細(xì)胞中染色體標(biāo)記情況如表(單位:條)

減數(shù)分裂Ⅰ減數(shù)分裂Ⅱ中期后期子細(xì)胞中期后期子細(xì)胞總計(jì)884484被標(biāo)記884484例

(2023山東青島期初,7)為了研究細(xì)胞分裂的過程,研究團(tuán)隊(duì)將GFP基因和NEO基

因(2個(gè)基因的每條單鏈均被32P標(biāo)記)分別插入鼠精原細(xì)胞(不含32P)的兩條非同源染色

體上,將其置于不含