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2019-2020年高三生物二輪復習 專題九 遺傳的分子基礎(chǔ)教案 浙教版 高考要求： 遺傳的分子基礎(chǔ) （1）遺傳物質(zhì)的證據(jù) （2）DNA的結(jié)構(gòu) （3）DNA的復制 （4）遺傳信息的轉(zhuǎn)錄與翻譯 Ⅰ Ⅱ Ⅱ Ⅱ 遺傳物質(zhì)的證據(jù) （一）基礎(chǔ)知識梳理 1.DNA是 的遺傳物質(zhì)，因為 的遺傳物質(zhì)是DNA，包括 ，而少數(shù)生物的遺傳物質(zhì)是RNA，如 。 2.格里菲思轉(zhuǎn)化實驗（體內(nèi)轉(zhuǎn)化） 結(jié)論： 已經(jīng)被 的S型細菌中，必然含有某種促成這一轉(zhuǎn)化的活性物質(zhì)——“ ”。 3.艾弗里轉(zhuǎn)化實驗（體外轉(zhuǎn)化）： 才是產(chǎn)生穩(wěn)定遺傳變化的物質(zhì) 4.噬菌體侵染細菌的實驗 噬菌體侵染細菌的實驗 原理 T2噬菌體以 為模板，利用宿主細胞內(nèi)的 和 ，合成自身的 和 而實現(xiàn)增殖。 方法 放射性 法，用 標記一部分噬菌體的蛋白質(zhì)，用 標記另一部分噬菌體的DNA。 過程 用35S標記的噬菌體 →與細菌混合培養(yǎng)→攪拌、離心→ 上清液中放射性 沉淀物中放射性 用32P標記的噬菌體 上清液中放射性 沉淀物中放射性 結(jié)論 在噬菌體中，親代與子代之間具有連續(xù)性的物質(zhì)是DNA，即 是遺傳物質(zhì) 實驗思路 將 等分開，直接地、單獨地去觀察DNA和蛋白質(zhì)等的作用 （二）典型例題反饋 1.（xx江蘇）人類對遺傳物質(zhì)本質(zhì)的探索經(jīng)歷了漫長的過程，下列有關(guān)敘述正確的是 A．孟德爾發(fā)現(xiàn)遺傳因子并證實了其傳遞規(guī)律和化學本質(zhì)　 B．噬菌體侵染細菌實驗比肺炎雙球菌體外轉(zhuǎn)化實驗更具說服力 C．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) D．煙草花葉病毒感染煙草實驗說明所有病毒的遺傳物質(zhì)是RNA 2（xx重慶）針對耐藥菌日益增多的情況，利用噬菌體作為一種新的抗菌治療手段的研究備受關(guān)注，下列有關(guān)噬菌體的敘述，正確的是 A.利用宿主菌的氨基酸合成子代噬菌體的蛋白質(zhì) B.以宿主菌DNA為模板合成子代噬菌體的核酸 C.外殼抑制了宿主菌的蛋白質(zhì)合成，使該細菌死亡 D.能在宿主菌內(nèi)以二分裂方式增殖，使該細菌裂解 3.（０９廣東）艾弗里等人的肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗和赫爾希與蔡斯的噬菌體侵染細菌試驗都證明了DNA是遺傳物質(zhì)。這兩個實驗在設(shè)計思路上的共同點是 （ ） A．重組DNA片段，研究其表型效應 B．誘發(fā)DNA突變，研究其表型效應 C．設(shè)法把DNA與蛋白質(zhì)分開，研究各自的效應 D．應用同位素示蹤技術(shù)，研究DNA在親代與子代之間的傳遞 2．(０９江蘇）科學家從煙草花葉病毒(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組實驗(見下表)中，不可能出現(xiàn)的結(jié)果是 （ ） 實驗 編號 實驗過程 實驗結(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．實驗① B．實驗② C．實驗③ D．實驗④ ３．某科研小組對禽流感病毒的遺傳物質(zhì)進行了如下實驗: 實驗目的：探究禽流感病毒的遺傳物質(zhì)是DNA還是RNA 實驗原理：①禽流感病毒的核酸提取物能使活雞胚中產(chǎn)生病毒 ②ＲＮＡ聚合酶能　　　　　　　　　　　　　　 實驗用具：顯微注射器、禽流感病毒的核酸提取物、活雞胚、DNA酶、RNA酶等。 實驗步驟： ①取等量的大小相同的活雞胚A、B兩組。 ②用顯微注射技術(shù)，向A組活雞胚細胞中注射 ；向B組活雞胚細胞中注射 。 ③在適宜條件下培養(yǎng)一段時間。 ④分別從培養(yǎng)后的活雞胚中抽取樣品，檢測是否產(chǎn)生禽流感病毒產(chǎn)生。 結(jié)果預測：①若A組活雞胚中有禽流感病毒產(chǎn)生，B組中沒有禽流感病毒產(chǎn)生， 則　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ②若　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　， 則　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 答案.實驗原理 ②使禽流感病毒的核酸提取物水解而失去活性 實驗步驟②適量的禽流感病毒的核酸提取物與DNA酶； 等量的禽流感病毒的核酸提取物與RNA酶 結(jié)果預測：①則禽流感病毒的遺傳物質(zhì)是DNA。 若A組活雞胚中無禽流感病毒產(chǎn)生，B組中有禽流感病毒產(chǎn)生，則禽流感病毒的遺傳物質(zhì)是RNA。 二、DNA的結(jié)構(gòu)和復制 （一）基礎(chǔ)知識梳理 1.核酸的基本單位----核苷酸 8種 堿基5種；DNA分子的基本單位---脫氧核苷酸 4種 堿基4種；RNA分子的基本單位—核糖核苷酸 4種 堿基4種；DNA分子的空間結(jié)構(gòu)----雙螺旋結(jié)構(gòu)；配對原則---堿基互補配對原則，即A一定要和 T 配對(氫鍵有 2 個)，G一定和 C 配對(氫鍵有 3 個)。雙鏈DNA中腺嘌呤(A)的量總是等于 胸腺嘧啶（T）的量．鳥嘌呤(G)的量總是等于 胞嘧啶（C）的量。 2.DNA復制的時間有絲分裂的間期和減數(shù)分裂的間期；DNA的復制場所—細胞核；復制特點----半保留復制；完成復制的條件—模板、原料、能量、酶；DNA 復制所用原料--- -周圍游離的4種脫氧核苷酸；RNA 復制所用原料----周圍游離的4種核糖核苷酸。 （二）典型習題反饋 １．（１０宣武期末）下圖為DNA分子結(jié)構(gòu)示意圖，對該圖的描述不正確的是 （ ） A．①和②相間排列，構(gòu)成了DNA分子的基本骨架 B．④的名稱是胞嘧啶脫氧核苷酸 C．當DNA復制時，⑨的斷開需要解旋酶 D．DNA分子中特定的脫氧核苷酸序列代表了遺傳信息 ２．（１０延慶期末）右圖是一個DNA分子片段，其中一條鏈中含15N，另一條鏈中含14N。下列有關(guān)說法正確的是（ ） A．若該DNA片段控制合成的蛋白質(zhì)分子含51個氨基酸，則該DNA片段至少含有300個堿基 B．若該DNA中A為p個，占全部堿基的n／m（m＞2n），G個數(shù)為（pm／2n）－p C．若以該DNA片段為模板轉(zhuǎn)錄形成的mRNA含61種密碼子，則最多決定61種氨基酸 D．把該DNA放在含15N的培養(yǎng)液中復制兩代，子代DNA中含有15N的DNA占3／4 ３．（０５北京）已知病毒的核酸有雙鏈DNA、單鏈DNA、雙鏈RNA和單鏈RNA四種類型?，F(xiàn)發(fā)現(xiàn)了一種新病毒，要確定其核酸屬于上述哪一種類型，應該 （ ） A. 分析堿基類型，確定堿基比率 　　　　　B. 分析堿基類型，分析核糖類型 C.分析蛋白質(zhì)的氨基酸組成，分析堿基類型　D.分析蛋白質(zhì)的氨基酸組成，分析核糖類型 4.（10山東）蠶豆根尖細胞在含3H標記的胸腺嘧啶脫氧核苷培養(yǎng)基中完成一個細胞周期，然后在不含放射性標記的培養(yǎng)基中繼續(xù)分裂至中期，其染色體的放射性標記分布情況是（ ） A．每條染色體的兩條單體都被標記 B．每條染色體中都只有一條單體被標記 C．只有半數(shù)的染色體中一條單體被標記 D．每條染色體的兩條單體都不被標記 圖10 5．（１０東城期末）在氮源為14N和15N的培養(yǎng)基上生長的大腸桿菌，其DNA分子分別為14N—DNA（相對分子質(zhì)量為a）和15N—DNA（相對分子質(zhì)量為b）。將含15N—DNA的親代大腸桿菌轉(zhuǎn)移到含14N的培養(yǎng)基上，再連續(xù)繁殖兩代（I和II），用某種離心方法分離得到的結(jié)果如圖10所示。下列對此實驗的敘述不正確的是 （ ） A．I代細菌DNA分子中一條鏈是14N，另一條鏈是15N B．II代細菌含15N的DNA分子占全部DNA分子的1/4 C．預計III代細菌DNA分子的平均相對分子質(zhì)量為（7a+b）/8 D．上述實驗結(jié)果證明DNA復制方式為半保留復制 6.（xx福建）5．雙脫氧核苷酸常用于DNA測序，其結(jié)構(gòu)與脫氧核苷酸相似，能參與DNA的合成，且遵循堿基互補配對原則。DNA合成時，在DNA聚合酶作用下，若連接上的是雙脫氧核苷酸，子鏈延伸終止；若連接上的是脫氧核苷酸，子鏈延伸繼續(xù)。在人工合成體系中，有適量的序列為GTACATACATG的單鏈模板、胸腺嘧啶雙脫氧核苷酸和4種脫氧核苷酸。則以該單鏈為模板合成出的不同長度的子鏈最多有 A．2種 B．3種 C．4種 D．5種 7．（12海淀一模3）DNA聚合酶有兩種方式保證復制的準確性，即選擇性添加正確的核苷酸和校讀（移除錯配的核苷酸）。某些突變的DNA聚合酶（突變酶）比正常的DNA聚合酶精確度更高。下列有關(guān)敘述正確的是 A.翻譯突變酶的mRNA序列不一定發(fā)生改變 B.突變酶作用的底物是四種核糖核苷酸 C.突變酶減少了基因突變的發(fā)生不利于進化D.突變酶大大提高了DNA復制的速度 D．上述實驗結(jié)果證明DNA復制方式為半保留復制 7．近10年來，PCR技術(shù)（聚合酶鏈式反應）成為生物學實驗室的一種常規(guī)實驗手段，在試管中利用少量樣品進行DNA的人工復制，在很短時間內(nèi)，將DNA擴增幾百萬倍甚至幾十億倍，使實驗室所需的遺傳物質(zhì)不再受限于活的生物體。其過程如下圖： 游離核苷酸溶液中的DNA樣品 DNA互補鏈分離開來 以核苷酸溶液為原料合成DNA新的互補鏈 循環(huán)往復 加熱到90℃ 加熱到55℃，引物與DNA配對 （1）加熱使DNA雙鏈打開，這一步是打開_____鍵，稱為______，在細胞中是在______酶的作用下進行的。 （2）當溫度降低時，引物與模板末端結(jié)合，在DNA聚合酶的作用下，引物沿模板延伸，最終合成2條DNA分子，此過程中的原料是___________，遵循的原則是_____________。 （3）PCR技術(shù)的必需條件，除了液體環(huán)境、PH值和溫度以外，至少還要四個條件，即： ______、原料、__________和酶。 （4）在此循環(huán)反應完成時產(chǎn)生2個DNA分子，則6次循環(huán)之后將產(chǎn)生_________個DNA分子。 此過程的特點是______________，意義是_____________________。 三、遺傳信息的轉(zhuǎn)錄與翻譯 1. 一條染色體上有 1 個DNA分子，一個DNA分子上有 許多 個基因，基因在染色體上呈現(xiàn) 線形 排列。每一個基因都是特定的 DNA 片段，有著特定的 遺傳效應 ，這說明DNA中蘊涵了大量的 遺傳信息 ?；颉羞z傳效應的DNA片斷?；蚴菦Q定生物性狀的基本單位，遺傳信息是--- DNA分子上的脫氧核苷酸的順序（堿基順序）； “密碼子” 是信使RNA上決定一個氨基酸的三個相鄰的堿基，共有61種。氨基酸數(shù): mRNA上堿基數(shù)：DNA上堿基數(shù)=1：3：6 2.基因控制蛋白質(zhì)的合成包括轉(zhuǎn)錄和翻譯兩個階段， 轉(zhuǎn)錄在細胞核中，以 DNA的一條鏈 為模板，以四種核糖核苷酸為原料，RNA聚合酶催化合成，；翻譯在細胞質(zhì)的核糖體上。以 mRNA為模板，以游離在細胞質(zhì)中的各種 氨基酸 為原料，合成具有一定氨基酸順序的 蛋白質(zhì) 的過程。搬運工是 轉(zhuǎn)運RNA（tRNA），其作用是識別并運輸氨基酸，。每種tRNA只能轉(zhuǎn)運并識別 1 種氨基酸，其一端是 攜帶氨基酸 的部位，另一端有3個堿基，稱為 反密碼子 。rRNA是構(gòu)成核糖體的成分。 （二）典型習題反饋 1．（xx全國新課程）同一物種的兩類細胞各產(chǎn)生一種分泌蛋白，組成這兩種蛋白質(zhì)的各種氨基酸含量相同，但排列順序不同，其原因是參與這兩種蛋白質(zhì)合成的（ ） A．tRNA種類不同 B．mRNA堿基序列不同 C．核糖體成分不同 D．同一密碼子所決定的氨基酸不同 2．（０９廣東）有關(guān)蛋白質(zhì)合成的敘述，不正確的是 （ ） A.終止密碼子不編碼氨基酸 B.每種tRNA只運轉(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mRNA上移動 3.（12朝陽一模3）圖甲所示為基因表達過程，圖乙為中心法則，①~⑤表示生理過程。下列敘述正確的是 A．圖甲所示為染色體DNA上的基因表達過程，需要多種酶參與 B．紅霉素影響核糖體在mRNA上的移動，故影響基因的轉(zhuǎn)錄過程 C．圖甲所示過程為圖乙中的①②③過程 D．圖乙中涉及堿基A與U配對的過程為②③④⑤ 4．（12西城一模3）基因轉(zhuǎn)錄出的初始RNA，經(jīng)不同方式的剪切可被加工成翻譯不同蛋白質(zhì)的mRNA。某些剪切過程不需要蛋白質(zhì)性質(zhì)的酶參與。大多數(shù)真核細胞mRNA只在個體發(fā)育的某一階段合成，不同的mRNA合成后以不同的速度被降解。下列判斷不正確的是 A．某些初始RNA的剪切加工可由RNA催化完成 B．一個基因可能參與控制生物體的多種性狀 C．mRNA 的產(chǎn)生與降解與個體發(fā)育階段有關(guān) D．初始RNA的剪切、加工在核糖體內(nèi)完成 5．下圖表示某高等植物細胞中基因表達的過程，“→”表示物質(zhì)轉(zhuǎn)移的路徑和方向，請仔細觀察和分析圖解，并回答下列問題： （1）圖中rbcs基因表達的產(chǎn)物是SSU，Cab基因表達的產(chǎn)物是LHCP。在基因表達的過程中，圖中的Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ代表的物質(zhì)或結(jié)構(gòu)依次為 　 。 （2）圖中Ⅴ是葉綠體中的小型環(huán)狀DNA，Ⅴ上的基因表達的產(chǎn)物是LUS，物質(zhì)Ⅵ具有催化某種高分子物質(zhì)合成的作用，則Ⅵ是 。 （3）據(jù)圖可知，基因表達過程中轉(zhuǎn)錄發(fā)生的細胞部位是 ，翻譯發(fā)生的細胞部位是 。 （4）據(jù)圖可知，合成的LHCP參與光合作用的 反應。由SSU和LUS組裝成的Rubisco催化CO2+C5→2C3反應的過程，則Rubisco存在于 中。 （5）為了防止轉(zhuǎn)基因作物的目的基因通過花粉轉(zhuǎn)移到自然界中的其他植物中，科學家設(shè)法將目的基因整合到受體細胞的葉綠體基因組中，其原因是 。 6．(10江蘇）人體內(nèi)膽固醇含量的相對穩(wěn)定對健康有重要意義。膽固醇是血漿中脂蛋白復合體的成分，一種膽固醇含量為45%的脂蛋白（LDL）直接影響血漿中膽固醇的含量。請結(jié)合下圖細胞中膽固醇來源的相關(guān)過程回答： （1）LDL受體的化學本質(zhì)是 ，LDL可以與細胞膜上的LDL受體結(jié)合，通過 （方式）進入細胞，此過程與細胞膜的 性有關(guān)。 （2）當細胞中膽固醇含量較高時，它可以抑制酶的合成和活性，也可以抑制 的合成。 （3）①過程為_________，催化該過程