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第6單元 遺傳的分子基礎(chǔ) 第17講　DNA是主要的遺傳物質(zhì) 考試說明 人類對遺傳物質(zhì)的探索過程(Ⅱ)。 ??考點(diǎn)一　肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)?? 1.肺炎雙球菌類型 項(xiàng)目 S型肺炎雙球菌 R型肺炎雙球菌 菌落 　　　 粗糙 菌體 　　　　　 無多糖類莢膜 毒性 　　　 無 2.格里菲思的體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn) (1)實(shí)驗(yàn)過程 圖6-17-1 (2)結(jié)論:加熱殺死的S型細(xì)菌中含有　　　　　　　,將無毒的R型活細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型活細(xì)菌。 3.艾弗里的體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn) (1)方法:直接分離S型細(xì)菌的DNA、莢膜多糖、蛋白質(zhì)等,將它們分別與　　　　　　混合培養(yǎng),研究它們各自的遺傳功能。 (2)實(shí)驗(yàn)過程及結(jié)果 圖6-17-2 (3)結(jié)論:　　　　才是使R型菌產(chǎn)生穩(wěn)定遺傳變化的物質(zhì),即　　　　是轉(zhuǎn)化因子,是遺傳物質(zhì)。 理性思維 1.體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中“加熱”是否已導(dǎo)致DNA和蛋白質(zhì)變性? 2.體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中導(dǎo)致R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌時遺傳物質(zhì)、原料、能量分別由哪方提供? 科學(xué)探究 格里菲思設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn),除教材中的四組以外,他還設(shè)計(jì)了一組:將加熱后殺死的S型細(xì)菌和加熱后殺死的R型細(xì)菌混合后注射到小鼠體內(nèi)→小鼠不死亡;而艾弗里設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)中,有一個關(guān)鍵的對照組:S型細(xì)菌的DNA+DNA酶→R型細(xì)菌的培養(yǎng)基→R型細(xì)菌。結(jié)合兩位科學(xué)家的實(shí)驗(yàn),可以得出的結(jié)論:R型細(xì)菌轉(zhuǎn)變成S型細(xì)菌的條件是　　　　　　　　　　　　　　　　　。 1.比較格里菲思實(shí)驗(yàn)和艾弗里實(shí)驗(yàn) 項(xiàng)目 格里菲思實(shí)驗(yàn) (體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)) 艾弗里實(shí)驗(yàn) (體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)) 培養(yǎng)場所 　小鼠體內(nèi)培養(yǎng) 　培養(yǎng)基(體外培養(yǎng)) 實(shí)驗(yàn)原則 　R型細(xì)菌與S型細(xì)菌的毒性對照 　S型細(xì)菌體內(nèi)各成分的相互對照 實(shí)驗(yàn)結(jié)果 　加熱殺死的S型細(xì)菌能使R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌 　S型細(xì)菌的DNA能使R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌 實(shí)驗(yàn)結(jié)論 　加熱殺死的S型細(xì)菌體內(nèi)含有某種“轉(zhuǎn)化因子” 　DNA才是使R型細(xì)菌產(chǎn)生穩(wěn)定遺傳變化的物質(zhì) 兩實(shí)驗(yàn) 的聯(lián)系 ?、偎貌牧舷嗤?都是R型和S型肺炎雙球菌 ?、隗w內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)是基礎(chǔ),僅說明加熱殺死的S型細(xì)菌體內(nèi)含有某種“轉(zhuǎn)化因子”,而體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)則進(jìn)一步說明“轉(zhuǎn)化因子”就是DNA ?、蹆蓪?shí)驗(yàn)都遵循對照原則、單一變量原則 2.辨析細(xì)菌體內(nèi)的轉(zhuǎn)化問題 (1)格里菲思實(shí)驗(yàn)只證明了加熱殺死的S型細(xì)菌中含有某種“轉(zhuǎn)化因子”,并沒有證明DNA是遺傳物質(zhì)。 (2)轉(zhuǎn)化的實(shí)質(zhì)是基因重組而非基因突變。肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)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,使受體細(xì)胞獲得了新的遺傳信息,即發(fā)生了基因重組。 (3)使小鼠死亡的是S型肺炎雙球菌而不是S型菌的DNA。 (4)并非所有的R型細(xì)菌都被轉(zhuǎn)化。由于轉(zhuǎn)化受到DNA的純度、兩種細(xì)菌的親緣關(guān)系、受體菌的狀態(tài)等因素的影響,因此轉(zhuǎn)化過程中并不是所有的R型細(xì)菌都被轉(zhuǎn)化成S型細(xì)菌,而只是少部分R型細(xì)菌被轉(zhuǎn)化成S型細(xì)菌。 1.[2018江淮十校聯(lián)考] 某同學(xué)對格里菲思的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了改良,將R型菌、S型菌、加熱殺死的S型菌、加熱殺死的S型菌和R型菌的混合物分別接種到甲、乙、丙、丁四組相同的培養(yǎng)基上,在適宜的無菌條件下進(jìn)行培養(yǎng),一段時間后,菌落的生長情況如圖6-17-3所示。下列有關(guān)敘述中正確的是 (　　) A.若培養(yǎng)前在甲組培養(yǎng)基中加入S型菌的DNA,得到的菌落類型與丁不同 圖6-17-3 B.甲、乙兩組作為丁組的對照組,丙組培養(yǎng)基無菌落產(chǎn)生,可以不必設(shè)置 C.丁組的實(shí)驗(yàn)結(jié)果說明了使R型菌發(fā)生轉(zhuǎn)化的物質(zhì)是S型菌的DNA D.該實(shí)驗(yàn)中的無關(guān)變量有培養(yǎng)基的成分、培養(yǎng)條件以及培養(yǎng)時間等 2.某研究人員模擬肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn),進(jìn)行了以下4個實(shí)驗(yàn): ①S型菌的DNA+DNA酶→加入R型菌→注入小鼠 ②R型菌的DNA+DNA酶→加入S型菌→注入小鼠 ③R型菌+DNA酶→高溫加熱后冷卻→加入S型菌的DNA→注入小鼠 ④S型菌+DNA酶→高溫加熱后冷卻→加入R型菌的DNA→注入小鼠 以上4個實(shí)驗(yàn)中小鼠存活的情況依次是 (　　) 　　　　　　　　　　　　　　　　　　 A.存活、存活、存活、死亡 B.存活、死亡、存活、死亡 C.死亡、死亡、存活、存活 D.存活、死亡、存活、存活 3.[2017山東泰安模擬] 利用兩種類型的肺炎雙球菌進(jìn)行相關(guān)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)。各組肺炎雙球菌先進(jìn)行圖6-17-4所示的處理,在培養(yǎng)一段時間后注射到不同小鼠體內(nèi)。下列說法不正確的是 (　　) 圖6-17-4 A.通過⑤⑥對照,能說明轉(zhuǎn)化因子是DNA而不是蛋白質(zhì) B.⑥可以分離出S型和R型兩種肺炎雙球菌 C.⑥產(chǎn)生的S型肺炎雙球菌可能是基因重組的結(jié)果 D.不能導(dǎo)致小鼠死亡的是①③④⑤四組 ??考點(diǎn)二　噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)?? 1.實(shí)驗(yàn)方法:　　　　　　　法,用35S、32P分別標(biāo)記　　　　　　　　　　　　　　　。 2.實(shí)驗(yàn)材料:T2噬菌體和大腸桿菌 (1)噬菌體的結(jié)構(gòu) 圖6-17-5 (2)噬菌體的生活方式:　　　　　　　　。 3.實(shí)驗(yàn)過程 (1)標(biāo)記噬菌體 圖6-17-6 (2)侵染細(xì)菌 圖6-17-7 4.實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析 分組 結(jié)果 結(jié)果分析 對比實(shí)驗(yàn) (相互對照) 　含32P的噬菌體+細(xì)菌 　上清液中幾乎無32P,32P主要分布在宿主細(xì)胞內(nèi) 　　　　　　 　含35S的噬菌體+細(xì)菌 　宿主細(xì)胞內(nèi)無35S,35S主要分布在上清液中 　　　　　　 5.結(jié)論:　　　　是遺傳物質(zhì)。 理性思維 實(shí)驗(yàn)材料的選擇是實(shí)驗(yàn)成功的重要因素,艾弗里與赫爾希等人的實(shí)驗(yàn)選用了結(jié)構(gòu)十分簡單的生物——細(xì)菌或病毒。請思考:以細(xì)菌或病毒作為實(shí)驗(yàn)材料具有哪些優(yōu)點(diǎn)? 科學(xué)探究 根據(jù)遺傳物質(zhì)的化學(xué)組成,可將病毒分為RNA病毒和DNA病毒兩種類型。假設(shè)在宿主細(xì)胞內(nèi)不發(fā)生堿基之間的相互轉(zhuǎn)換,請利用放射性同位素標(biāo)記的方法,以體外培養(yǎng)的宿主細(xì)胞等為材料,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)以確定一種新病毒的類型。簡要寫出實(shí)驗(yàn)思路,預(yù)期的實(shí)驗(yàn)結(jié)果及結(jié)論。(要求:實(shí)驗(yàn)包含可相互對照的甲、乙兩個組。) (1)思路: 甲組:將宿主細(xì)胞培養(yǎng)在含有　　　　　　　　　　的培養(yǎng)基中,之后接種新病毒。培養(yǎng)一段時間后收集病毒并檢測其放射性。 乙組:將宿主細(xì)胞培養(yǎng)在含有　　　　　　　　　　的培養(yǎng)基中,之后接種新病毒。培養(yǎng)一段時間后收集病毒并檢測其放射性。 (2)結(jié)果及結(jié)論: 　　　　　　　　　　。 1.肺炎雙球菌體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)和噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)的比較 項(xiàng)目 肺炎雙球菌 體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn) 噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn) 設(shè)計(jì)思路 　設(shè)法將DNA與其他物質(zhì)分開,單獨(dú)、直接研究它們各自的功能 處理方法 　直接分離:分離S型菌的DNA、多糖、蛋白質(zhì)等,分別與R型菌混合培養(yǎng) 　同位素標(biāo)記法:分別用同位素35S、32P標(biāo)記蛋白質(zhì)和DNA 結(jié)論 ?、僮C明DNA是遺傳物質(zhì),而蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì) ?、谡f明了遺傳物質(zhì)可發(fā)生可遺傳的變異 ?、僮C明DNA是遺傳物質(zhì),但不能證明蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì) ?、谡f明DNA能控制蛋白質(zhì)的合成 ?、壅f明DNA能自我復(fù)制 2.噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)的上清液和沉淀物放射性分析 (1)用32P標(biāo)記的噬菌體侵染大腸桿菌,上清液中含放射性的原因。 ①保溫培養(yǎng)時間過短,有一部分噬菌體還沒有侵染到大腸桿菌細(xì)胞內(nèi),經(jīng)離心后分布于上清液中,使上清液中出現(xiàn)放射性; ②保溫培養(yǎng)時間過長,噬菌體在大腸桿菌內(nèi)增殖后釋放子代,經(jīng)離心后分布于上清液,也會使上清液中出現(xiàn)放射性。 (2)用35S標(biāo)記的噬菌體侵染大腸桿菌,沉淀物中有放射性的原因:攪拌不充分,有少量含35S的噬菌體外殼吸附在細(xì)菌表面,隨細(xì)菌離心到沉淀物中。 (3)35S(標(biāo)記蛋白質(zhì))和32P(標(biāo)記DNA)不能同時標(biāo)記在同一噬菌體上,因?yàn)榉派湫詸z測時只能檢測到放射性存在的部位,不能確定是何種元素的放射性。 (4)該實(shí)驗(yàn)不能標(biāo)記C、H、O、N這些DNA和蛋白質(zhì)共有的元素,否則無法將DNA和蛋白質(zhì)區(qū)分開。 角度1　考查噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)的過程與結(jié)論 1.噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)是研究遺傳物質(zhì)的經(jīng)典實(shí)驗(yàn),主要過程如下:①標(biāo)記噬菌體→②噬菌體與細(xì)菌混合培養(yǎng)→③攪拌、離心→④檢測放射性。下列敘述正確的是 (　　) A.①需要利用分別含有35S和32P的細(xì)菌 B.②中少量噬菌體未侵入細(xì)菌會導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗 C.③的作用是加速細(xì)菌的解體 D.④的結(jié)果是沉淀物中檢測到放射性 2.某校生物研究性學(xué)習(xí)小組模擬赫爾希和蔡斯做了噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn),過程如圖6-17-8所示,下列有關(guān)分析正確的是 (　　) A.理論上,b和c中不應(yīng)具有放射性 B.實(shí)驗(yàn)中b含少量放射性與①過程中培養(yǎng)時間的長短有關(guān) 圖6-17-8 C.實(shí)驗(yàn)中c含有放射性與④過程中攪拌不充分有關(guān) D.實(shí)驗(yàn)結(jié)果,a、d中有少量的放射性,b、c中有大量的放射性 角度2　考查同位素標(biāo)記法及元素去向 3.[2017山西忻州一中模擬] 如果用32P、35S、15N標(biāo)記噬菌體后,讓其侵染細(xì)菌,在產(chǎn)生的子代噬菌體組成結(jié)構(gòu)中,能夠找到的放射性元素為 (　　) A.可在外殼中找到35S、15N B.可在DNA中找到32P、15N C.可在外殼中找到32P、15N D.可在DNA中找到32P、35S、15N 4.[2017山東萊蕪二模] 赫爾希和蔡斯完成了著名的T2噬菌體侵染大腸桿菌實(shí)驗(yàn),有關(guān)該實(shí)驗(yàn)的說法正確的是 (　　) A.選擇T2噬菌體作為實(shí)驗(yàn)材料的優(yōu)勢是其結(jié)構(gòu)簡單,繁殖速度快 B.用32P和35S分別標(biāo)記噬菌體可追蹤其DNA和蛋白質(zhì)分子的合成過程 C.35S標(biāo)記的噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)中,若攪拌時間短,上清液中的放射性會降低 D.32P標(biāo)記的噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)中,保溫時間過長或過短都會降低上清液的放射性 技法提煉 1.“兩看法”判斷子代噬菌體標(biāo)記情況 圖6-17-9 2.同位素標(biāo)記法歸類分析 (1)標(biāo)記某元素,追蹤其轉(zhuǎn)移途徑。如用18O標(biāo)記H2O,光合作用只產(chǎn)生18O2;再用18O標(biāo)記CO2,光合作用只產(chǎn)生O2;證明光合作用產(chǎn)生的氧氣中的氧原子全部來自于H2O,而不是來自于CO2。 (2)標(biāo)記特征元素,探究化合物的作用。如在T2噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)中,用32P標(biāo)記噬菌體的DNA,大腸桿菌內(nèi)發(fā)現(xiàn)放射性物質(zhì);用35S標(biāo)記蛋白質(zhì),大腸桿菌內(nèi)未發(fā)現(xiàn)放射性物質(zhì);證明了DNA是噬菌體的遺傳物質(zhì)。 (3)標(biāo)記特征化合物,探究詳細(xì)生理過程,研究生物學(xué)原理。如用3H標(biāo)記亮氨酸,探究分泌蛋白的分泌過程;用3H標(biāo)記胸腺嘧啶脫氧核苷酸,研究有絲分裂過程中染色體的變化規(guī)律;用15N標(biāo)記DNA,證明了DNA復(fù)制的特點(diǎn)是半保留復(fù)制。 角度3　肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)和噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)的比較 5.艾弗里的肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)和赫爾希、蔡斯的噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn),都能證明DNA是遺傳物質(zhì),這兩個實(shí)驗(yàn)的研究方法可能有:①設(shè)法把DNA與蛋白質(zhì)分開,研究各自的效應(yīng);②放射性同位素標(biāo)記法。下列有關(guān)敘述正確的是 (　　) A.兩者都運(yùn)用了①和② B.前者運(yùn)用了①,后者運(yùn)用了② C.前者只運(yùn)用了②,后者運(yùn)用了①和② D.前者只運(yùn)用了①,后者運(yùn)用了①和② ??考點(diǎn)三　DNA是主要的遺傳物質(zhì)?? 1.RNA是遺傳物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)證據(jù)——煙草花葉病毒對煙草細(xì)胞的感染實(shí)驗(yàn) (1)實(shí)驗(yàn)過程及現(xiàn)象: 圖6-17-10 (2)結(jié)論:煙草花葉病毒中的　　　　是遺傳物質(zhì)。 2.生物含有的核酸及其遺傳物質(zhì) 生物類型 所含核酸 遺傳物質(zhì) 舉例 細(xì)胞 生物 真核生物 DNA和 RNA 　　 動物、植物、真菌 原核生物 　　 細(xì)菌、藍(lán)藻、放線菌 非細(xì)胞 生物 DNA病毒 僅有DNA 　　 　乙肝病毒、T2噬菌體、天花病毒 RNA病毒 僅有RNA 　　 　煙草花葉病毒、艾滋病病毒、SARS病毒 3.DNA是主要的遺傳物質(zhì):生物界絕大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是　　　　,只有極少數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是　　　　,因而DNA是主要的遺傳物質(zhì)。 角度1　考查對生物體遺傳物質(zhì)的判斷 1.下列關(guān)于遺傳物質(zhì)的說法,錯誤的是 (　　) ①真核生物的遺傳物質(zhì)是DNA ②原核生物的遺傳物質(zhì)是RNA ③細(xì)胞核中的遺傳物質(zhì)是DNA ④細(xì)胞質(zhì)中的遺傳物質(zhì)是RNA ⑤甲型H1N1流感病毒的遺傳物質(zhì)是DNA或RNA　　　　　　　　　　　　　　　　　　 A.①②③ B.②③④ C.②④⑤ D.③④⑤ 易錯提醒 (1)艾弗里的體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)與噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)均只能證明DNA是遺傳物質(zhì),而不能證明DNA是主要的遺傳物質(zhì)。 (2)對于任何一種生物來說,其遺傳物質(zhì)只有一種,是DNA或RNA,沒有主要和次要之分,因此不能說具體的某種生物的遺傳物質(zhì)主要是DNA。 (3)真核生物的遺傳物質(zhì)是DNA,DNA主要分布在細(xì)胞核,少量分布在細(xì)胞質(zhì),細(xì)胞核與細(xì)胞質(zhì)里的遺傳物質(zhì)都是DNA。 角度2　考查病毒的感染及重組實(shí)驗(yàn) 2.如圖6-17-11是某種高等植物病原體的遺傳實(shí)驗(yàn)過程,實(shí)驗(yàn)表明這種病原體 (　　) 圖6-17-11 A.寄生于細(xì)胞內(nèi),通過RNA遺傳 B.寄生于細(xì)胞間,通過蛋白質(zhì)遺傳 C.寄生于細(xì)胞內(nèi),通過蛋白質(zhì)遺傳 D.寄生于細(xì)胞間,通過RNA遺傳 3.科學(xué)家從煙草花葉病毒(TMV)中分離出a、b兩個不同品系,它們感染植物產(chǎn)生的病斑形態(tài)不同。下列4組實(shí)驗(yàn)(見下表)中,不可能出現(xiàn)的結(jié)果是 (　　) 實(shí)驗(yàn) 編號 實(shí)驗(yàn)過程 實(shí)驗(yàn)結(jié)果 病斑類型 病斑中分離出 的病毒類型 ① a型TMV感染植物 a型 a型 ② b型TMV感染植物 b型 b型 ③ 　組合病毒(a型TMV的蛋白質(zhì)+b型TMV的RNA)→感染植物 b型 a型 ④ 　組合病毒(b型TMV的蛋白質(zhì)+a型TMV的RNA)→感染植物 a型 a型 A.實(shí)驗(yàn)① B.實(shí)驗(yàn)② C.實(shí)驗(yàn)③ D.實(shí)驗(yàn)④ 技法提煉　“遺傳物質(zhì)”探索的4種方法 ??歷年真題明考向?? 1.[2017全國卷Ⅱ] 在證明DNA是遺傳物質(zhì)的過程中,T2噬菌體侵染大腸桿菌的實(shí)驗(yàn)發(fā)揮了重要作用。下列與該噬菌體相關(guān)的敘述,正確的是 (　　) A.T2噬菌體也可以在肺炎雙球菌中復(fù)制和增殖 B.T2噬菌體病毒顆粒內(nèi)可以合成mRNA和蛋白質(zhì) C.培養(yǎng)基中的32P經(jīng)宿主攝取后可出現(xiàn)在T2噬菌體的核酸中 D.人類免疫缺陷病毒與T2噬菌體的核酸類型和增殖過程相同 2.[2017江蘇卷] 下列關(guān)于探索DNA是遺傳物質(zhì)的實(shí)驗(yàn),敘述正確的是 (　　) A.格里菲思實(shí)驗(yàn)證明DNA可以改變生物體的遺傳性狀 B.艾弗里實(shí)驗(yàn)證明從S型肺炎雙球菌中提取的DNA可以使小鼠死亡 C.赫爾希和蔡斯實(shí)驗(yàn)中離心后細(xì)菌主要存在于沉淀中 D.赫爾希和蔡斯實(shí)驗(yàn)中細(xì)菌裂解后得到的噬菌體都帶有32P 標(biāo)記 3.[2016江蘇卷] 下列關(guān)于探索DNA是遺傳物質(zhì)實(shí)驗(yàn)的相關(guān)敘述,正確的是 (　　) A.格里菲思實(shí)驗(yàn)中肺炎雙球菌R型轉(zhuǎn)化為S型是基因突變的結(jié)果 B.格里菲思實(shí)驗(yàn)證明了DNA是肺炎雙球菌的遺傳物質(zhì) C.赫爾希和蔡斯實(shí)驗(yàn)中T2噬菌體的DNA是用32P直接標(biāo)記的 D.赫爾希和蔡斯實(shí)驗(yàn)證明了DNA是T2噬菌體的遺傳物質(zhì) 4.[2015江蘇卷] 下列關(guān)于研究材料、方法及結(jié)論的敘述,錯誤的是 (　　) A.孟德爾以豌豆為研究材料,采用人工雜交的方法,發(fā)現(xiàn)了基因分離與自由組合定律 B.摩爾根等人以果蠅為研究材料,通過統(tǒng)計(jì)后代雌雄個體眼色性狀分離比,認(rèn)同了基因位于染色體上的理論 C.赫爾希與蔡斯以噬菌體和細(xì)菌為研究材料,通過同位素示蹤技術(shù)區(qū)分蛋白質(zhì)與 DNA,證明了DNA是遺傳物質(zhì) D.沃森和克里克以DNA大分子為研究材料,采用 X 射線衍射的方法,破譯了全部密碼子 5.[2011江蘇卷] 關(guān)于“噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)”的敘述,正確的是 (　　) A.分別用含有放射性同位素35S和放射性同位素32P的培養(yǎng)基培養(yǎng)噬菌體 B.分別用35S和32P標(biāo)記的噬菌體侵染未被標(biāo)記的大腸桿菌,進(jìn)行長時間的保溫培養(yǎng) C.用35S標(biāo)記噬菌體的侵染實(shí)驗(yàn)中,沉淀物存在少量放射性可能是攪拌不充分所致 D.32P、35S標(biāo)記的噬菌體侵染實(shí)驗(yàn)分別說明DNA是遺傳物質(zhì)、蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì) 完成課時作業(yè)(十七) 第18講　DNA分子的結(jié)構(gòu)、復(fù)制及基因的本質(zhì) 考試說明 1.DNA分子結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)(Ⅱ)。 2.DNA分子的復(fù)制(Ⅱ)。 3.基因的概念(Ⅱ)。 ??考點(diǎn)一　DNA分子的結(jié)構(gòu)及相關(guān)計(jì)算?? 1.圖解DNA分子結(jié)構(gòu) 圖6-18-1 2.DNA分子的特性 (1)穩(wěn)定性:磷酸和脫氧核糖交替連接,排列在外側(cè)構(gòu)成基本骨架,兩條鏈互補(bǔ)的堿基之間通過　　　　相連。 (2)　　　　性:遺傳信息蘊(yùn)藏在　 中。堿基排列順序千變?nèi)f化,如某DNA分子中有n個堿基對,則排列順序有　　　種(其中n代表堿基對數(shù))。 (3)　　　　性:每種DNA分子都有　　　　　　　　　　。 理性思維 [模型與建模] 如圖6-18-2為某同學(xué)在學(xué)習(xí)了DNA分子的結(jié)構(gòu)后畫的含有兩個堿基對的DNA分子片段(其中“○”代表磷酸基團(tuán)),找出圖中物質(zhì)和結(jié)構(gòu)上的錯誤?圖示屬于　　　　模型。 圖6-18-2 正誤辨析 1.雙鏈DNA分子中一條鏈上磷酸和核糖是通過氫鍵連接的。 (　　) 2.DNA有氫鍵,RNA沒有氫鍵。 (　　) 3.大腸桿菌的擬核DNA分子和質(zhì)粒DNA分子都為雙鏈環(huán)狀。 (　　) 4.沃森和克里克構(gòu)建DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的一個重要意義在于“發(fā)現(xiàn)DNA如何貯存遺傳信息”。 (　　) 5.沃森和克里克提出在DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)中嘧啶數(shù)不等于嘌呤數(shù)。 (　　) 1.解讀兩種DNA結(jié)構(gòu)模型 圖6-18-3 (1)由圖甲可解讀以下信息: ① ② ③ (2)圖乙是圖甲的簡化形式,其中①是磷酸二酯鍵,③是氫鍵。解旋酶作用于③部位,限制酶和DNA連接酶作用于①部位。 2.堿基互補(bǔ)配對原則及相關(guān)計(jì)算 (1)堿基互補(bǔ)配對原則:A—T,G—C,如圖6-18-4所示: 圖6-18-4 (2)有關(guān)推論 ①嘌呤總數(shù)與嘧啶總數(shù)相等,即A+G=T+C。 ②在雙鏈DNA分子中,互補(bǔ)堿基之和所占比例在任意一條鏈及整個DNA分子中都相等。 設(shè)在雙鏈DNA分子中的一條鏈上A1+T1=n%,則A+T=A1+A2+T1+T2=(n%+n%)/2=n%。 簡記為“配對的兩堿基之和在單、雙鏈中所占比例相等”。 ③雙鏈DNA分子中,非互補(bǔ)堿基之和的比值在兩條互補(bǔ)鏈中互為倒數(shù)。 設(shè)雙鏈DNA分子中,一條鏈上A1+G1T1+C1=m,則A1+G1T1+C1=T2+C2A2+G2=m,所以互補(bǔ)鏈上A2+G2T2+C2=1m。 簡記為“DNA兩互補(bǔ)鏈中,不配對兩堿基和的比值乘積為1”。 角度1　考查DNA分子的結(jié)構(gòu)及特性 1.下列關(guān)于DNA分子結(jié)構(gòu)的敘述,正確的是 (　　) A.DNA分子是以4種脫氧核苷酸為單位連接而成的單鏈結(jié)構(gòu) B.DNA分子中的每個磷酸均連接著一個脫氧核糖和一個堿基 C.DNA分子兩條鏈之間總是嘌呤與嘧啶形成堿基對 D.DNA分子一條鏈上的相鄰堿基通過磷酸—脫氧核糖—磷酸相連 2.[2017江蘇啟東中學(xué)模擬] 如圖6-18-5為DNA分子部分結(jié)構(gòu)示意圖,以下敘述正確的是 (　　) 圖6-18-5 A.解旋酶可以斷開⑤鍵,因此DNA的穩(wěn)定性與⑤無關(guān) B.④是一個鳥嘌呤脫氧核苷酸 C.DNA連接酶可催化⑥或⑦鍵形成 D.A鏈、B鏈的方向相反,磷酸和脫氧核糖交替連接構(gòu)成基本骨架 易錯提醒 (1)DNA分子的特異性是由堿基對的排列順序決定的,而不是由配對方式?jīng)Q定的,配對方式只有兩種:A—T、C—G。 (2)并不是所有的脫氧核糖都連接著兩個磷酸基團(tuán),兩條鏈各有一個3端的脫氧核糖連接著一個磷酸基團(tuán)。 (3)雙螺旋結(jié)構(gòu)并不是固定不變的,復(fù)制和轉(zhuǎn)錄過程中會發(fā)生解旋。 (4)在DNA分子中,A與T分子數(shù)相等,G與C分子數(shù)相等,但A+T的量不一定等于G+C的量,A+TG+C的值恰恰反映了DNA分子的特異性。 角度2　考查DNA分子結(jié)構(gòu)中堿基的相關(guān)計(jì)算 3.[2017廣東江門模擬] 在一個DNA分子中,腺嘌呤與胸腺嘧啶之和占全部堿基數(shù)目的46%,其中一條鏈中鳥嘌呤與胸腺嘧啶分別占該鏈堿基總數(shù)的22%和28%,則由該鏈轉(zhuǎn)錄的信使RNA中鳥嘌呤與胞嘧啶分別占堿基總數(shù)的 (　　) 　　　　　　　　　　　　　　　　　　 A.24%,22% B.32%,22% C.26%,24% D.22%,28% 4.[2018山西太原金河中學(xué)模擬] 某雙鏈DNA分子中含有200個堿基,一條鏈上A∶T∶G∶C=1∶2∶3∶4,則該DNA分子中 (　　) A.四種含氮堿基A∶T∶G∶C=4∶4∶7∶7 B.若該DNA中A為p個,占全部堿基的nm(m>2n),則G的個數(shù)為pm2n-p C.堿基排列方式共有4200種 D.含有4個游離的磷酸 5.互為同源染色體的DNA分子之間最可能相同的是 (　　) A.堿基對的排列順序 B.磷酸二酯鍵的數(shù)目 C.A+TG+C的值 D.脫氧核苷酸的種類 技法提煉　解答有關(guān)堿基計(jì)算的“三步曲” ??考點(diǎn)二　DNA的復(fù)制及基因的本質(zhì)?? 1.DNA分子復(fù)制的過程 (1)概念:以親代DNA為模板,合成子代DNA的過程。 (2)時間:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (3)過程 圖6-18-6 (4)特點(diǎn):　　　　　　　　　(過程上)、　　　　　　　　　(結(jié)果上)。 (5)精確復(fù)制的原因: ①　　　　　　　　　為復(fù)制提供了精確的模板。 ②　　　　　　　　　保證了復(fù)制的精確進(jìn)行。 (6)意義:將　　　　　　從親代傳給子代,保持了　　　　　　的連續(xù)性。 2.基因的本質(zhì) (1)本質(zhì):基因是具有　　　　　　的　　　　片段。 (2)基因與染色體、DNA、脫氧核苷酸的關(guān)系 圖6-18-7 (3)基因的基本功能:遺傳信息的　　　　和　　　　。 正誤辨析 1.DNA分子全部解旋后才開始進(jìn)行DNA復(fù)制。 (　　) 2.DNA必須在DNA酶的作用下才能連接形成子鏈。 (　　) 3.DNA聚合酶催化兩個游離的脫氧核苷酸之間的連接。 (　　) 4.植物細(xì)胞的線粒體和葉綠體中均可發(fā)生DNA的復(fù)制。 (　　) 5.DNA復(fù)制就是基因表達(dá)的過程。 (　　) 理性思維 1.[歸納與概括] 將一個某種噬菌體DNA分子的兩條鏈用32P進(jìn)行標(biāo)記,并使其感染大腸桿菌,在不含有32P的培養(yǎng)基中培養(yǎng)一段時間。若得到的所有噬菌體雙鏈DNA分子都裝配成噬菌體(n個)并釋放,則其中含有32P的噬 菌體所占比例為2/n,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 2.[歸納與概括] 蛙的紅細(xì)胞和哺乳動物成熟紅細(xì)胞,是否都能進(jìn)行DNA分子的復(fù)制? 1.DNA復(fù)制方式的探究 實(shí)驗(yàn)材料:大腸桿菌 　　　　↓ 實(shí)驗(yàn)方法:同位素標(biāo)記法和密度梯度離心法 (親代DNA分子與子代DNA分子的區(qū)分方法) 　　　　↓ 實(shí)驗(yàn)假設(shè):DNA分子以半保留的方式復(fù)制 　　　　↓ 　　　　↓ 實(shí)驗(yàn)結(jié)果:與預(yù)期結(jié)果一致 　　　　↓ 實(shí)驗(yàn)結(jié)論:DNA分子以半保留的方式復(fù)制 2.DNA復(fù)制的有關(guān)計(jì)算 DNA復(fù)制為半保留復(fù)制,若將親代DNA分子復(fù)制n代,其結(jié)果分析如下: 圖6-18-8 (1)子代DNA分子數(shù)為2n個。其中: ①含有親代鏈的DNA分子數(shù)為2個。 ②不含親代鏈的DNA分子數(shù)為2n-2個。 ③含子代鏈的DNA分子有2n個。 (2)子代脫氧核苷酸鏈數(shù)為2n+1條。其中: ①親代脫氧核苷酸鏈數(shù)為2條。 ②新合成的脫氧核苷酸鏈數(shù)為2n+1-2條。 (3)消耗的脫氧核苷酸數(shù) ①若一親代DNA分子含有某種脫氧核苷酸m個,經(jīng)過n次復(fù)制需要消耗游離的該脫氧核苷酸數(shù)為m(2n-1)個。 ②第n次復(fù)制所需該脫氧核苷酸數(shù)為m2n-1個。 3.DNA半保留復(fù)制應(yīng)用于細(xì)胞分裂過程的分析 (1)有絲分裂中染色體標(biāo)記情況分析 ①過程圖解(一般只研究一條染色體): 復(fù)制一次(母鏈標(biāo)記,培養(yǎng)液不含標(biāo)記同位素): 圖6-18-9 轉(zhuǎn)至不含放射性培養(yǎng)液中再培養(yǎng)一個細(xì)胞周期: 圖6-18-10 ②規(guī)律總結(jié):若只復(fù)制一次,產(chǎn)生的子染色體都帶有標(biāo)記;若復(fù)制兩次,產(chǎn)生的子染色體只有一半帶有標(biāo)記。 (2)減數(shù)分裂中染色體標(biāo)記情況分析 ①過程圖解:減數(shù)分裂一般選取一對同源染色體為研究對象,如圖6-18-11: 圖6-18-11 ②規(guī)律總結(jié):由于減數(shù)分裂沒有細(xì)胞周期,DNA只復(fù)制一次,因此產(chǎn)生的子染色體都帶有標(biāo)記。 角度1　考查DNA復(fù)制的過程及相關(guān)計(jì)算 1.[2017浙江四市聯(lián)考] 下列關(guān)于DNA復(fù)制的說法,錯誤的是 (　　) 　　　　　　　　　　　　　　　　　　 A.通過DNA復(fù)制,遺傳信息在親子代細(xì)胞間始終保持不變 B.將親代DNA分子的兩條鏈分別作為模板進(jìn)行復(fù)制 C.復(fù)制過程中,始終按照堿基互補(bǔ)配對原則進(jìn)行 D.形成子鏈時,相鄰脫氧核苷酸的脫氧核糖和磷酸間可形成磷酸二酯鍵 2.[2017江蘇徐州調(diào)研] 一個雙鏈均被32P標(biāo)記的DNA分子由5000個堿基對組成,其中腺嘌呤占20%,將其置于只含31P的環(huán)境中復(fù)制3次。下列敘述錯誤的是 (　　) A.該DNA分子的特異性與堿基對的排列順序有關(guān) B.復(fù)制過程需要2.4104個游離的胞嘧啶脫氧核苷酸 C.子代DNA分子中含32P的單鏈與含31P的單鏈數(shù)目之比為1∶7 D.子代DNA分子中含32P的DNA分子數(shù)目與只含31P的DNA分子數(shù)目之比為1∶3 易錯提醒　DNA復(fù)制相關(guān)計(jì)算的4個易錯點(diǎn) (1)“DNA復(fù)制了n次”和“第n次復(fù)制”的區(qū)別,前者包括所有的復(fù)制,但后者只包括最后一次復(fù)制。 (2)堿基的數(shù)目單位是“對”還是“個”。 (3)在DNA復(fù)制過程中,無論復(fù)制了幾次,含有親代脫氧核苷酸單鏈的DNA分子都只有兩個。 (4)另外,還要看清是“DNA分子數(shù)”還是“鏈數(shù)”,“含”還是“只含”等關(guān)鍵詞,以免掉進(jìn)陷阱。 角度2　綜合考查DNA復(fù)制與細(xì)胞分裂 3.BrdU 是一種嘧啶類似物,能替代胸腺嘧啶與腺嘌呤配對。將植物根尖分生組織放在含有 BrdU 的培養(yǎng)基中培養(yǎng)到第二個細(xì)胞周期的中期,其染色體的情況是 (　　) A.每條染色體的兩條染色單體都含有 BrdU B.每條染色體的兩條染色單體都不含有 BrdU C.每條染色體中都只有一條染色單體含有 BrdU D.只有半數(shù)的染色體中一條染色單體含有 BrdU 4.將某一經(jīng)3H充分標(biāo)記DNA的雄性動物細(xì)胞(染色體數(shù)為2N)置于不含3H的培養(yǎng)基中培養(yǎng),該細(xì)胞經(jīng)過兩次連續(xù)分裂后形成4個大小相等的子細(xì)胞。下列有關(guān)的說法正確的是 (　　) A.若子細(xì)胞中染色體數(shù)為2N,則其中含3H的染色體數(shù)一定為N B.若子細(xì)胞中染色體數(shù)為N,則其中含3H的DNA分子數(shù)為N2 C.若子細(xì)胞中染色體都含3H,則細(xì)胞分裂過程中會發(fā)生基因重組 D.若子細(xì)胞中有的染色體不含3H,則原因是同源染色體分離 角度3　考查基因的本質(zhì) 5.[2017福州聯(lián)考] 下列有關(guān)染色體、DNA、基因、脫氧核苷酸的說法,不正確的是 (　　) A.在DNA分子結(jié)構(gòu)中,與脫氧核糖直接相連的一般是一個磷酸基團(tuán)和一個堿基 B.基因一般是具有遺傳效應(yīng)的DNA片段,一個DNA分子上可含有成百上千個基因 C.一個基因含有許多個脫氧核苷酸,基因的特異性是由脫氧核苷酸的排列順序決定的 D.染色體是DNA的主要載體,一條染色體上含有1個或2個DNA分子 6.[2017鄭州質(zhì)檢] 如圖6-18-12為某植物細(xì)胞一個DNA分子中a、b、c三個基因的分布狀況,圖中Ⅰ、Ⅱ?yàn)闊o遺傳效應(yīng)的序列。有關(guān)敘述正確的是 (　　) 圖6-18-12 A.在植物的每個細(xì)胞中,a、b、c基因都會表達(dá)出相應(yīng)蛋白質(zhì) B.a、b互為非等位基因,在親子代間傳遞時可自由組合 C.b中堿基對若發(fā)生了增添、缺失或替換,則發(fā)生了基因突變,但性狀不一定改變 D.基因在染色體上呈線性排列,基因一定位于染色體上 易錯提醒 (1)對于真核細(xì)胞來說,染色體是基因(遺傳物質(zhì)DNA)的主要載體;線粒體和葉綠體也是基因的載體。 (2)遺傳效應(yīng)是指基因能夠轉(zhuǎn)錄成mRNA,進(jìn)而翻譯成蛋白質(zhì),能夠控制一定的性狀。 (3)DNA分子中還存在著不具有遺傳效應(yīng)的片段,在真核細(xì)胞中這部分片段所占比例很大,但這些片段不是基因。 (4)通常的基因是指雙鏈DNA片段,而RNA病毒的基因是指具有遺傳效應(yīng)的RNA片段。 ??歷年真題明考向?? 1.[2017海南卷] DNA分子的穩(wěn)定性與堿基對之間的氫鍵數(shù)目有關(guān)。下列關(guān)于生物體內(nèi)DNA分子中(A+T)/(G+C)與(A+C)/(G+T)兩個比值的敘述,正確的是 (　　) 　　　　　　　　　　　　　　　　　　 A.堿基序列不同的雙鏈DNA分子,后一比值不同 B.前一個比值越大,雙鏈DNA分子的穩(wěn)定性越高 C.當(dāng)兩個比值相同時,可判斷這個DNA分子是雙鏈 D.經(jīng)半保留復(fù)制得到的DNA分子,后一比值等于1 2.[2016上海卷] 在DNA分子模型的搭建實(shí)驗(yàn)中,若僅用訂書釘將脫氧核糖、磷酸、堿基連為一體并構(gòu)建一個含 10對堿基(A有6個)的DNA雙鏈片段,那么使用的訂書釘個數(shù)為 (　　) A.58 B.78 C.82 D.88 3.[2014福建卷] STR是DNA分子上以2~6個核苷酸為單元重復(fù)排列而成的片段,單元的重復(fù)次數(shù)在不同個體間存在差異?，F(xiàn)已篩選出一系列不同位點(diǎn)的STR用作親子鑒定,如7號染色體有一個STR位點(diǎn)以“GATA”為單元,重復(fù)7~14次;X染色體有一個STR位點(diǎn)以“ATAG”為單元,重復(fù)11~15次。某女性7號染色體和X染色體DNA的上述STR位點(diǎn)如圖6-18-13所示。下列敘述錯誤的是 (　　) 圖6-18-13 A.篩選出用于親子鑒定的STR應(yīng)具有不易發(fā)生變異的特點(diǎn) B.為保證親子鑒定的準(zhǔn)確率,應(yīng)選擇足夠數(shù)量不同位點(diǎn)的STR進(jìn)行檢測 C.有絲分裂時,圖中(GATA)8和(GATA)14分別分配到兩個子細(xì)胞 D.該女性的兒子X染色體含有圖中(ATAG)13的概率是1/2 4.[2014山東卷] 某研究小組測定了多個不同雙鏈DNA分子的堿基組成,根據(jù)測定結(jié)果繪制了DNA分子的一條單鏈與其互補(bǔ)鏈、一條單鏈與其所在DNA分子中堿基數(shù)目比值的關(guān)系圖,下列正確的是 (　　) A　　　　　　　　　　　B C　　　　　　　　　　　D 圖6-18-14 完成課時作業(yè)(十八) 第19講　基因的表達(dá) 考試說明 1.遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯(Ⅱ)。 2.基因與性狀的關(guān)系(Ⅱ)。 ??考點(diǎn)一　遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯?? 1.RNA的結(jié)構(gòu)與功能 2.遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯 (1)轉(zhuǎn)錄的過程 圖6-19-1 (2)翻譯的過程 圖6-19-2 理性思維 [歸納與概括] 組成蛋白質(zhì)的20種氨基酸應(yīng)對應(yīng)多少種密碼子?由此推知一種氨基酸可能對應(yīng)多個密碼子,這對生物體的生存發(fā)展有何意義? 科學(xué)探究 人們通過研究發(fā)現(xiàn),有些抗生素通過阻斷細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)的合成,從而抑制細(xì)菌的繁殖?，F(xiàn)發(fā)現(xiàn)一種新型抗生素,請你根據(jù)上述模擬實(shí)驗(yàn)的方法探究這種抗生素能否阻斷細(xì)菌DNA和人體DNA的轉(zhuǎn)錄過程。 (1)實(shí)驗(yàn)步驟: 第一步:取A、B、C、D 4支試管,各加入足量的ATP、核糖核苷酸、相關(guān)酶的混合溶液; 第二步: 　; 第三步:把A、B、C、D 4支試管放在相同且適宜的條件下培養(yǎng)一段時間后,檢測4支試管中有無RNA的生成。 (2)預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果并得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論:該實(shí)驗(yàn)有可能會出現(xiàn)　　　　種實(shí)驗(yàn)結(jié)果,如果出現(xiàn)　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　,則說明該抗生素只阻斷細(xì)菌DNA的轉(zhuǎn)錄,不阻斷人體DNA的轉(zhuǎn)錄。 1.解析兩個翻譯模型圖 圖6-19-3 (1)圖甲翻譯模型分析 ①Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分別為tRNA、核糖體、mRNA、多肽鏈。 ②一個核糖體與mRNA的結(jié)合部位形成2個tRNA結(jié)合位點(diǎn)。 ③翻譯起點(diǎn):起始密碼子決定的是甲硫氨酸或纈氨酸。 ④翻譯終點(diǎn):識別到終止密碼子(不決定氨基酸)翻譯停止。 ⑤翻譯進(jìn)程:核糖體沿著mRNA移動,mRNA不移動。 (2)圖乙翻譯模型分析 ①圖乙中,1、2、3分別為mRNA、核糖體、多肽鏈。 ②數(shù)量關(guān)系:一個mRNA可同時結(jié)合多個核糖體,形成多聚核糖體。 ③意義:少量的mRNA分子可以迅速合成出大量的蛋白質(zhì)。 ④方向:從左向右,判斷依據(jù)是多肽鏈的長短,長的翻譯在前。 ⑤結(jié)果:合成多個氨基酸序列完全相同的多肽,因?yàn)槟０錷RNA相同。 2.DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯的比較 (1)區(qū)別 項(xiàng)目 DNA復(fù)制 轉(zhuǎn)錄 翻譯 圖示 時間 　有絲分裂的間期和減數(shù)第一次分裂前的間期 　生物個體發(fā)育的整個過程(分裂期不能進(jìn)行轉(zhuǎn)錄) (續(xù)表) 項(xiàng)目 DNA復(fù)制 轉(zhuǎn)錄 翻譯 場所 　真核細(xì)胞主要在細(xì)胞核,部分在線粒體和葉綠體;原核細(xì)胞在細(xì)胞質(zhì)或擬核 核糖體 模板 DNA的兩條單鏈 DNA的一條鏈 mRNA 原料 4種脫氧核苷酸 4種核糖核苷酸 20種氨基酸 條件 　解旋酶、DNA聚合酶、ATP 　RNA聚合酶、ATP 　酶、ATP、tRNA 過程 　DNA邊解旋邊以兩條鏈為模板,按堿基互補(bǔ)配對原則,合成兩條子鏈,子鏈與對應(yīng)母鏈螺旋化 　DNA解旋,以一條鏈為模板,按堿基互補(bǔ)配對原則形成mRNA(單鏈rRNA、tRNA),mRNA進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)與核糖體結(jié)合 　tRNA一端的反密碼子與mRNA上的密碼子配對,另一端攜帶相應(yīng)氨基酸,合成有一定氨基酸序列的多肽鏈 產(chǎn)物 2個雙鏈DNA 1個單鏈RNA 多肽鏈 模板 去向 　分別進(jìn)入兩個子代DNA分子中 　恢復(fù)原樣,重新組成雙螺旋結(jié)構(gòu) 　水解成單個核糖核苷酸 產(chǎn)物 去向 　兩個子代DNA在細(xì)胞分裂過程中分別進(jìn)入兩個子細(xì)胞中 　轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物mRNA與核糖體結(jié)合 　翻譯產(chǎn)物多肽鏈經(jīng)盤曲折疊形成特定的空間結(jié)構(gòu),到達(dá)細(xì)胞各個需要的部位發(fā)揮功能 特點(diǎn) 　邊解旋邊復(fù)制;半保留復(fù)制 　邊解旋邊轉(zhuǎn)錄 　一個mRNA上可結(jié)合多個核糖體,同時進(jìn)行多條肽鏈的合成 堿基互 補(bǔ)配對 　A—T,T—A,C—G,G—C 　A—U,T—A,C—G,G—C 　A—U,U—A,C—G,G—C 意義 　復(fù)制遺傳信息,使遺傳信息從親代傳遞到子代 　表達(dá)遺傳信息,使生物體表達(dá)出各種遺傳性狀 (2)聯(lián)系 圖6-19-4 3.巧辨遺傳信息、密碼子和反密碼子 (1)界定遺傳信息、密碼子(遺傳密碼)、反密碼子 圖6-19-5 (2)氨基酸、密碼子和反密碼子的對應(yīng)關(guān)系 ①每種氨基酸對應(yīng)一種或幾種密碼子(密碼子的簡并性),可由一種或幾種tRNA轉(zhuǎn)運(yùn)。 ②一種密碼子只能決定一種氨基酸,一種tRNA只能轉(zhuǎn)運(yùn)一種氨基酸。 ③氨基酸、密碼子和反密碼子的對應(yīng)關(guān)系 圖6-19-6 ④密碼子有64種(3種終止密碼子不決定氨基酸;決定氨基酸的密碼子有61種);反密碼子理論上有61種。不同生物共用一套遺傳密碼。 角度1　考查遺傳信息、密碼子與反密碼子的關(guān)系 1.[2017深圳一模] 下列關(guān)于基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成的敘述,正確的是 (　　) A.遺傳信息從堿基序列到氨基酸序列不會損失 B.密碼子中堿基的改變一定會導(dǎo)致氨基酸改變 C.DNA通過堿基互補(bǔ)配對決定mRNA的序列 D.每種tRNA可以識別并轉(zhuǎn)運(yùn)多種氨基酸 2.如圖6-19-7表示藍(lán)藻DNA上遺傳信息、密碼子、反密碼子間的對應(yīng)關(guān)系。請判斷下列說法中正確的是 (　　) 圖6-19-7 A.分析題圖可知①是β鏈,完成此過程的場所是細(xì)胞核 B.除圖中所示的兩種RNA之外,RNA還包括tRNA C.圖中②到③的過程需要在核糖體上進(jìn)行 D.能夠決定氨基酸的是③,其種類有61種 角度2　考查基因控制蛋白質(zhì)的合成的模型分析 3.[2017河北廊坊質(zhì)檢] 如圖6-19-8表示生物體內(nèi)三個重要的生理活動。根據(jù)所學(xué)知識,結(jié)合圖形可得出的正確結(jié)論是 (　　) 圖6-19-8 A.甲、乙、丙三圖正在進(jìn)行的生理過程分別是轉(zhuǎn)錄、翻譯和復(fù)制 B.在正常情況下,堿基的排列順序相同的單鏈?zhǔn)莂和d,b和c C.起始密碼子和終止密碼子都位于f鏈上 D.丙圖所示的生理過程是從1鏈的B端開始的 4.[2017天津第一中學(xué)模擬] 基因在表達(dá)過程中產(chǎn)生的異常mRNA會被細(xì)胞分解掉,如圖6-19-9是S基因的表達(dá)過程,則下列有關(guān)敘述正確的是 (　　) 圖6-19-9 A.異常mRNA的出現(xiàn)是基因突變的結(jié)果 B.圖中所示的a為轉(zhuǎn)錄,b為翻譯過程 C.圖中b過程使用的酶是逆轉(zhuǎn)錄酶(反轉(zhuǎn)錄酶) D.S基因中存在不控制多肽鏈合成的片段 易錯提醒　轉(zhuǎn)錄、翻譯過程中的四個易錯點(diǎn) (1)轉(zhuǎn)錄的產(chǎn)物不只是mRNA,還有tRNA、rRNA,但只有mRNA攜帶遺傳信息,3種RNA都參與翻譯過程,只是作用不同。 (2)翻譯過程中mRNA并不移動,而是核糖體沿著mRNA移動,進(jìn)而讀取下一個密碼子。 (3)轉(zhuǎn)錄和翻譯過程中的堿基配對方式不是A—T,而是A—U。 (4)原核生物擬核中的DNA轉(zhuǎn)錄還未結(jié)束時便已開始翻譯。 角度3　真核生物與原核生物基因表達(dá)過程的比較 5.如圖6-19-10是兩種細(xì)胞中遺傳信息的表達(dá)過程,據(jù)圖分析,下列敘述不正確的是 (　　) 圖6-19-10 A.圖甲細(xì)胞沒有核膜包被的細(xì)胞核,所以轉(zhuǎn)錄和翻譯同時發(fā)生 B.圖中所示的遺傳信息都是從DNA傳遞給mRNA再傳遞給蛋白質(zhì)的 C.兩種表達(dá)過程均主要由線粒體提供能量,由細(xì)胞質(zhì)提供原料 D.圖乙細(xì)胞中每個核糖體合成的多肽鏈都相同,翻譯的方向是由5端到3端 技法提煉　用“兩看法”判斷真核生物和原核生物基因表達(dá)過程圖 圖6-19-11 角度4　考查與基因表達(dá)有關(guān)的計(jì)算 6.一個mRNA分子有m個堿基,其中G+C有n個;由該mRNA合成的蛋白質(zhì)有兩條多肽鏈。則其模板DNA分子的A+T的個數(shù)、合成蛋白質(zhì)時最多能脫去的水分子數(shù)分別是 (　　)　　　　　　　　　　　　　　　　　 A.m,m/3-1 B.m,m/3-2 C.2(m-n),m/3-1 D.2(m-n),m/3-2 技法提煉　基因中堿基、RNA中堿基和蛋白質(zhì)中氨基酸數(shù)量的關(guān)系 圖6-19-12 注:①蛋白質(zhì)中氨基酸的數(shù)目=1/3mRNA中的堿基數(shù)目=1/6DNA(基因)中的堿基數(shù)目。 ②6∶3∶1的數(shù)量關(guān)系中,未考慮終止密碼子、內(nèi)含子、啟動子、終止子等非編碼序列。 ??考點(diǎn)二　中心法則及基因與性狀的關(guān)系?? 1.中心法則及補(bǔ)充 圖6-19-13 (1)填寫字母的名稱。 a　　　　,b　　　　,c　　　　,d　　　　,e　　　　。 (2)用字母表示下列生物的遺傳信息傳遞過程。 ①噬菌體:　　　　,②煙草花葉病毒:　　　　,③煙草:　　　　,④HIV:　　　　　　。 (3)請寫出洋蔥表皮細(xì)胞內(nèi)遺傳信息傳遞式:　　　　　　　　　　　　　　　　。 (4)請寫出洋蔥根尖分生區(qū)細(xì)胞內(nèi)的遺傳信息傳遞式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 2.基因控制性狀的途徑 (1)直接控制途徑(用文字和箭頭表示) 基因　　　　　生物體的性狀。 (2)間接控制途徑(用文字和箭頭表示) 基因　　　　　　生物體的性狀。 (3)基因控制性狀的實(shí)例(連線) 　　實(shí)例　　　　　　　　　　控制方式 ①白化病 ②鐮刀型細(xì)胞 　貧血癥 ③圓粒和皺粒豌豆 ④囊性纖維病 ⑤苯丙酮尿癥 ⑥果蠅的紅眼和白眼　　　　a.通過控制蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)直接控制生物體的性狀 b.通過控制酶的合成來控制代謝過程,進(jìn)而控制生物體的性狀 3.基因與性狀的對應(yīng)關(guān)系 圖6-19-14 (1)基因與性狀的對應(yīng)關(guān)系并不都是簡單的　　　　關(guān)系。 (2)環(huán)境影響生物性狀:性狀(表現(xiàn)型)是　　　　和　　　　共同作用的結(jié)果。 理性思維 [歸納與概括] 抗生素是目前臨床上應(yīng)用較為廣泛的特效抗菌藥物,下表為某些抗菌藥物及其抗菌作用的機(jī)理,請思考: 抗菌藥物 抗菌機(jī)理 青霉素 抑制細(xì)菌細(xì)胞壁的合成 環(huán)丙沙星 抑制細(xì)菌DNA解旋酶的活性 紅霉素 能與細(xì)菌細(xì)胞中的核糖體結(jié)合 利福平 抑制敏感型的結(jié)核桿菌的RNA聚合酶的活性 (1)青霉素對細(xì)菌類感染治療效果突出,據(jù)表推測其引發(fā)細(xì)菌死亡的機(jī)制是什么? (2)結(jié)合“中心法則”中遺傳信息傳遞過程,請依次說出①環(huán)丙沙星、②紅霉素、③利福平的具體殺菌機(jī)制。 正誤辨析 1.由逆轉(zhuǎn)錄酶催化的是RNA→DNA。 (　　) 2.線粒體中的DNA能控制某些蛋白質(zhì)的合成。 (　　) 3.成熟葉肉細(xì)胞無DNA復(fù)制途徑,只有轉(zhuǎn)錄和翻譯兩條途徑;哺乳動物成熟的紅細(xì)胞無信息傳遞。 (　　) 4.蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)的改變可以使其功能發(fā)生變化。 (　　) 5.核苷酸序列不同的基因可表達(dá)出相同的蛋白質(zhì),遺傳信息傳遞到蛋白質(zhì)是表現(xiàn)型得以實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)。 (　　) 角度1　結(jié)合中心法則過程圖解進(jìn)行綜合考查 1.[2017濟(jì)南一模] 如圖6-19-15表示生物體內(nèi)遺傳信息的傳遞和表達(dá)過程。相關(guān)敘述不正確的是 (　　) 圖6-19-15 A.①②③④⑤⑥過程均遵循堿基互補(bǔ)配對原則 B.艾滋病病毒侵染宿主細(xì)胞后會進(jìn)行④①②③過程 C.在硝化細(xì)菌體內(nèi)②和③過程可同時進(jìn)行 D.在菠菜葉肉細(xì)胞的細(xì)胞核、線粒體、葉綠體中均可進(jìn)行①②③過程 2.圖6-19-16所示為細(xì)胞內(nèi)遺傳信息傳遞過程,在記憶B細(xì)胞和漿細(xì)胞內(nèi),所能進(jìn)行的生理過程是 (　　) 圖6-19-16 A.兩者都只有① B.前者只有①,后者有①②和③ C.兩者都只有②和③ D.前者有①②和③,后者只有②③ 題后歸納　各類生物遺傳信息的傳遞過程 生物種類 遺傳物質(zhì) 遺傳信息的傳遞過程 RNA病毒 (SARS病毒) 以RNA為 遺傳物質(zhì) 逆轉(zhuǎn)錄病 毒(HIV) 以RNA為 遺傳物質(zhì) 原核生物 以DNA為 遺傳物質(zhì) 真核生物 DNA病毒 (噬菌體) 角度2　結(jié)合具體實(shí)例考查基因?qū)π誀畹目刂? 3.如圖6-19-17表示基因控制生物性狀的兩個途徑,相關(guān)敘述錯誤的是 (　　) 途徑1:基因→蛋白質(zhì)→性狀　途徑2:基因→酶(代謝)→性狀 圖6-19-17 A.囊性纖維病體現(xiàn)了基因以途徑2的方式控制性狀 B.途徑1和2可以發(fā)生在同一個細(xì)胞中 C.途徑1和2所表現(xiàn)的性狀可能受多個基因控制 D.途徑1和2中的一個基因可能控制多個性狀 4.[2017衡水中學(xué)三調(diào)] 周期性共濟(jì)失調(diào)是一種編碼細(xì)胞膜上的鈣離子通道蛋白的基因發(fā)生突變導(dǎo)致的遺傳病,該突變基因相應(yīng)的mRNA的長度不變,但合成的肽鏈縮短使通道蛋白結(jié)構(gòu)異常。下列有關(guān)該病的敘述正確的是 (　　) A.翻譯的肽鏈縮短說明編碼的基因一定發(fā)生了堿基對的缺失 B.突變導(dǎo)致基因轉(zhuǎn)錄和翻譯過程中堿基互補(bǔ)配對原則發(fā)生改變 C.該病例說明了基因能通過控制酶的合成來控制生物的性狀 D.該病可能是由于堿基對的替換而導(dǎo)致終止密碼子提前出現(xiàn) ??歷年真題明考向?? 1.[2017全國卷Ⅲ] 下列關(guān)于真核細(xì)胞中轉(zhuǎn)錄的敘述,錯誤的是 (　　) A.tRNA、rRNA和mRNA都從DNA轉(zhuǎn)錄而來 B.同一細(xì)胞中兩種RNA的合成有可能同時發(fā)生 C.細(xì)胞中的RNA合成過程不會在細(xì)胞核外發(fā)生 D.轉(zhuǎn)錄出的RNA鏈與模板鏈的相應(yīng)區(qū)域堿基互補(bǔ) 2.[2017海南卷] 下列有關(guān)生物體內(nèi)基因表達(dá)的敘述,正確的是 (　　) A.每種氨基酸都至少有兩種相應(yīng)的密碼子 B.HIV的遺傳物質(zhì)可以作為合成DNA的模板 C.真核生物基因表達(dá)的過程即是蛋白質(zhì)合成的過程 D.一個基因的兩條DNA鏈可轉(zhuǎn)錄出兩條相同的RNA 3.[2016全國卷Ⅱ] 某種物質(zhì)可插入DNA分子兩條鏈的堿基對之間,使DNA雙鏈不能解開。若在細(xì)胞正常生長的培養(yǎng)液中加入適量的該物質(zhì),下列相關(guān)敘述錯誤的是 (　　) A.隨后細(xì)胞中的DNA復(fù)制發(fā)生障礙 B.隨后細(xì)胞中的RNA轉(zhuǎn)錄發(fā)生障礙 C.該物質(zhì)可將細(xì)胞周期阻斷在分裂中期 D.可推測該物質(zhì)對癌細(xì)胞的增殖有抑制作用 4.[2016江蘇卷] 近年誕生的具有劃時代意義的CRISPR/Cas9基因編輯技術(shù)可簡單、準(zhǔn)確地進(jìn)行基因定點(diǎn)編輯。其原理是由一條單鏈向?qū)NA引導(dǎo)核酸內(nèi)切酶Cas9到一個特定的基因位點(diǎn)進(jìn)行切割。通過設(shè)計(jì)向?qū)NA中20個堿基的識別序列,可人為選擇DNA上的目標(biāo)位點(diǎn)進(jìn)行切割(如圖6-19-18)。下列相關(guān)敘述錯誤的是 (　　) A.Cas9蛋白由相應(yīng)基因指導(dǎo)在核糖體中合成 B.向?qū)NA中的雙鏈區(qū)遵循堿基配對原則 C.向?qū)NA可在逆轉(zhuǎn)錄酶催化下合成 D.若α鏈剪切位點(diǎn)附近序列為……TCCAGAATC…… 則相應(yīng)的識別序列為……UCCAGAAUC…… 圖6-19-18 5.[2015安徽卷] Qβ噬菌體的遺傳物質(zhì)(Qβ RNA)是一條單鏈RNA,當(dāng)噬菌體侵染大腸桿菌后,Qβ RNA立即作為模板翻譯出成熟蛋白、外殼蛋白和RNA 復(fù)制酶(如圖6-19-19所示),然后利用該復(fù)制酶復(fù)制Qβ RNA。下列敘述正確的是 (　　) 圖6-19-19 A.Qβ RNA的復(fù)制需經(jīng)歷一個逆轉(zhuǎn)錄過程 B.Qβ RNA的復(fù)制需經(jīng)歷形成雙鏈RNA的過程 C.一條Qβ RNA模板只能翻譯出一條肽鏈 D.Qβ RNA復(fù)制后,復(fù)制酶基因才能進(jìn)行表達(dá) 6.[2014四川卷] 將牛催乳素基因用32P標(biāo)記后導(dǎo)入小鼠乳腺細(xì)胞,選取僅有一條染色體上整合有單個目的基因的某個細(xì)胞進(jìn)行體外培養(yǎng)。下列敘述錯誤的是 (　　) A.小鼠乳腺細(xì)胞中的核酸含有5種堿基和8種核苷酸 B.該基因轉(zhuǎn)錄時,遺傳信息通過模板鏈傳遞給mRNA C.連續(xù)分裂n次后,子細(xì)胞中32P標(biāo)記的細(xì)胞占1/2n+1 D.該基因翻譯時所需tRNA與氨基酸種類數(shù)不一定相等 完成課時作業(yè)(十九)  第六單元　遺傳的分子基礎(chǔ) 第17講　DNA是主要的遺傳物質(zhì) 考點(diǎn)一 【知識梳理】 1.光滑　有多糖類莢膜　有 2.(1)S型活細(xì)菌　R型活細(xì)菌　(2)轉(zhuǎn)化因子 3.(1) R型細(xì)菌　(2)DNA　DNA+DNA酶　(3)DNA　DNA 理性思維 1.加熱殺死S型細(xì)菌的過程中,其蛋白質(zhì)變性失活,但是其內(nèi)部的DNA在加熱結(jié)束后隨溫度的降低又逐漸恢復(fù)活性。 2.實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)化時遺傳物質(zhì)來自S型細(xì)菌,原料和能量均來自R型細(xì)菌。 科學(xué)