高考生物第二轮复习 专题五 遗传的分子基础导学案.docx

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高考生物第二轮复习专题五遗传的分子基础导学案

专题五遗传的分子基础

（4课时）

一、知识网络

链接思考：

1、原核生物、真核生物、病毒的遗传物质分别是什么？

原核生物拟核和细胞质中遗传物质，真核生物细胞核与细胞质中遗传物质分别是什么？

2、原核细胞和真核细胞内基因的表达存在怎样的区别？

3、基因可以通过哪些过程完成复制和传递？

二、基础导练

1.（2011年江苏卷）关于“噬菌体侵染细菌的实验”的叙述，正确的是（）

A．分别用含有放射性同位素35S和放射性同位素32P的培养基培养噬菌体

B．分别用35S和32P标记的噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌，进行长时间的保温培养

C．用35S标记噬菌体的侵染实验中，沉淀物存在少量放射性可能是搅拌不充分所致

D．32P、35S标记的噬菌体侵染实验分别说明DNA是遗传物质、蛋白质不是遗传物质

2.关于转录和翻译的叙述，错误的是（）

A．转录时以核糖核苷酸为原料B．转录时RNA聚合酶能识别DNA中特定碱基序列

实验

组号

接种

菌型

加入S型菌物质

培养皿

长菌情况

①

R

蛋白质

R型

②

R

荚膜多糖

R型

③

R

DNA

R型、S型

④

R

DNA（经DNA酶处理）

R型

C．mRNA在核糖体上移动翻译出蛋白质

D．不同密码子编码同种氨基酸可增强密码的容错性

3.艾弗里和同事用R型和S型肺炎双球菌进行实验，结果如下表，从表可知（）

A.①不能证明S型菌的蛋白质不是转化因子

B．②说明S型菌的荚膜多糖有酶活性

C．③和④说明S型菌的DNA是转化因子

D．①～④说明DNA是主要的遗传物质

思考：

当生物体内DNA和RNA共存时，RNA还是遗传物质吗？

为什么？

4.甲、乙图示真核细胞内两种物质的合成过程，下列叙述正确的是（）

A．甲、乙所示过程通过半保留方式进行，合成的产物是双链核酸分子

B．甲所示过程在细胞核内进行，乙在细胞质基质中进行

C．DNA分子解旋时，甲所示过程不需要解旋酶，乙需要解旋酶

D．一个细胞周期中，甲所示过程在每个起点只起始一次，乙可起始多次

思考：

DNA复制和转录的产物分别到哪里去了？

5、下图表示原核细胞中遗传信息传递的部分过程。

请据图回答：

（1）图中涉及的遗传信息传递方向为：

__________________________________________

（以流程图的形式表示）。

（2）转录过程中，DNA在[　　]________的催化作用下，把两条螺旋的双链解开，该变化还可发生在________过程中。

（3）mRNA是以图中的③为模板，在[　　]________的催化作用下，以4种游离的________为原料，依次连接形成的。

（4）能特异性识别mRNA上密码子的分子是________，它所携带的小分子有机物可用于合成图中[　　]________________。

（5）由于化学物质甲磺酸乙酯的作用，该生物体表现出新的性状，原因是：

基因中一个G—C对被A—T对替换，导致由此转录形成的mRNA上________个密码子发生改变，经翻译形成的④中__________________________发生相应改变。

三、核心导学

考点1人类对遗传物质的探索过程

1．肺炎双球菌转化实验和噬菌体侵染细菌实验的比较

项目

肺炎双球菌转化实验

噬菌体侵染细菌实验

思路相同

设法将DNA和其他物质分开，单独地、直接地研究它们各自不同的遗传功能

处理方式

直接分离法

同位素标记法

结论

DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质

DNA是遗传物质（蛋白质没有进入，不能说明它不是遗传物质）

两个实验均不能得出DNA是“主要”遗传物质这一结论！

附表一：

肺炎双球菌转化实验比较

项目

1928年格里菲思体内转化实验

1944年美国艾菲里体外转化实验

分析

R型细菌无毒性、S型细菌有毒性；S型细菌体内存在使R型细菌转化为S型细菌的物质

S型细菌的DNA使R型细菌发生转化；S型细菌的其他物质不能使R型细菌发生转化

结论

加热杀死的S型细菌体内有“转化因子”

S型细菌体内的DNA是“转化因子”，DNA是生物的遗传物质

附表二：

噬菌体侵染细菌实验

步

骤

分别用含35S、32P的培养基标记细菌并培养

分别用含35S、32P的细菌培养噬菌体以达到标记目的

噬菌体侵染细菌

含35S的噬菌体+细菌—新形成的噬菌体没有检测到35S

含32P的噬菌体+细菌—新形成的噬菌体检测到32P

分

析

35S标记的蛋白质外壳并未进入宿主细胞内，而是留在细胞外；32P标记的DNA进入了宿主细胞内

结

论

子代噬菌体各种性状，是通过亲代的DNA遗传的，DNA是噬菌体的遗传物质

继续思考：

本实验中放射性元素在试管离心分层后分布情况如何？

怎样看待和分析实验过程中出现的误差？

关于子代噬菌体所含标记元素种类的分析（“两看法”）

首先看元素标记的对象，如果是对细菌进行标记，作为原料，那么，子代噬菌体中含标记元素情况如何？

如果标记的是噬菌体，接下来看标记使用的元素，如果是S标记，那么子代噬菌体是否含有？

如果是P标记，那么子代噬菌体是否含有？

含标记元素的噬菌体所占的比例如何？

如果是用O或H或N标记，那么子代噬菌体所含标记元素情况又如何？

2.RNA是遗传物质的证据

烟草花叶病毒侵染烟草叶实验可以证明RNA是烟草花叶病毒的遗传物质，蛋白质不是遗传物质。

思考：

为什么本实验中能够证明蛋白质不是遗传物质？

还有哪个实验也能证明蛋白质不是遗传物质？

【例1】赫尔希和蔡斯在做“噬菌体侵染细菌”实验时，应用了放射性同位素标记技术。

下列相关说法不正确的是（）

A．利用放射性同位素标记技术的目的是追踪T2噬菌体DNA和蛋白质分子的去向

B．用35S标记蛋白质是由于T2噬菌体化学组成中S只存在于蛋白质中

C．用含32P的肉汤培养基培养T2噬菌体获得DNA被标记的T2噬菌体

D．检测离心后试管中上清液和沉淀物的放射性差异可推测侵入细菌中的物质

【变式题2】（高考组合题）下列关于遗传物质的探索过程描述正确的是（）

A、噬菌体侵染细菌实验中，DNA可用15N放射性同位素标记

B、噬菌体侵染细菌实验比肺炎双球菌体外转化实验更具说服力

C、RNA和DNA都是T2噬菌体的遗传物质

D、T2噬菌体的核酸和蛋白质中含硫元素

【变式题2】1952年“噬菌体小组”的赫尔希和蔡斯研究了噬菌体的蛋白质和DNA在侵染过程中的功能，请回答下列有关问题：

（1）他们指出“噬菌体在分子生物学的地位就相当于氢原子在玻尔量子力学模型中的地位一样”。

这句话指出了噬菌体作实验材料具有:

_______________________________的特点。

（2）通过_______________________________________的方法分别获得被32P和35S标记的噬菌体，用标记的噬菌体侵染细菌，从而追踪在侵染过程中__________________变化

（3）侵染一段时间后，用搅拌机搅拌，然后离心得到上清液和沉淀物，检测上清液中的放射性，得到如下图所示的实验结果。

搅拌的目的是________________________________，所以搅拌时间少于1分钟时，上清液中的放射性________。

实验结果表明当搅拌时间足够长以后，上清液中的35S和32P分别占初始标记噬菌体放射性的80%和30%，证明_______________。

图中“被侵染细菌”的存活率曲线基本保持在100%，

（4）本实验证明病毒传递和复制遗传特性中________起着作用。

考点2DNA与RNA的分子结构

1．从基本组成元素和化学成分及空间结构进行比较，找出它们的相同点和不同点。

思考：

DNA分子各个部分是怎样相连的？

如何理解反向平行？

几种酶作用部位在哪里？

一个链状DNA和一个环状DNA分子（如质粒）各有几个游离的磷酸基团？

2、DNA的特性

（1）多样性：

碱基对的排列顺序是千变万化的。

排列种数：

4n（n为碱基对对数）。

（2）特异性：

每个特定DNA分子的碱基对排列顺序是特定的。

（3）双螺旋结构的相对稳定性（稳定性的强、弱与分子结构中G/C碱基对比例有关，G/C碱基对之间形成三个氢键，含量越高，稳定性越强）。

RNA是单链，较DNA不稳定。

3、双链DNA分子中碱基对关系

项目

整个DNA分子

α链

β链

A、T、G、

的关系

A=T

G=C

Aα=Tβ

Tα=Aβ

Cα=Gβ

Gα=Cβ

A+G/T+C非互补

1

M

1/M

A+T/G+C互补

N

N

N

思考：

在整个DNA分子中A+G或T+C占碱基总数的比例是多少？

【例2】双链DNA分子含有400个碱基，其中一条链上A∶T∶G∶C＝1∶2∶3∶4。

则有关该DNA分子的叙述，错误的是（　　）

A．该DNA分子的一个碱基改变，不一定会引起子代性状的改变

B．该DNA分子连续复制两次，需要游离的腺嘌呤脱氧核苷酸180个

C．该DNA分子中4种含氮碱基A∶T∶G∶C＝3∶3∶7∶7

D．该DNA分子中的碱基排列方式共有4200种

【变式题2】下列有关生物体遗传物质的叙述，正确的是（　）

A．豌豆的遗传物质主要是DNAB．酵母菌的遗传物质主要分布在染色体上

C．T2噬菌体的遗传物质含有硫元素D．HIV的遗传物质水解产生4种脱氧核苷酸

考点３　DNA分子的复制（遗传信息的传递）

在掌握DNA分子复制的概念、时间、场所、过程、条件、特点及意义的基础上，关注真核生物DNA复制的高效性：

多起点、双向复制。

DNA复制过程中相关计算规律

1、一个DNA分子复制n次，可形成2n个子代DNA分子，其中含最初母链的DNA分子占DNA分子总数的2/2n；含有的最初母链占DNA单链总数的1/2n

2、在DNA分子复制过程中，如果DNA分子含有某碱基a个，则此DNA分子复制n次需要含有该碱基的游离脱氧核苷酸为a.（2n-1）个；第n次复制需要含有该碱基的游离脱氧核苷酸数为a.2n-1个。

【例3】下图为真核生物染色体上DNA分子复制过程示意图，有关叙述错误的是

A．图中DNA分子复制是从多个起点同时开始的

B．图中DNA分子复制是边解旋边双向复制的

C．真核生物DNA分子复制过程需要解旋酶

D．真核生物的这种复制方式提高了复制速率

【变式题3】下图为高等植物细胞DNA复制过程模式图，请根据图示过程，回答问题：

（1）由图示得知，1个DNA分子复制出乙、丙2个DNA分子，其方式是__________________。

（2）DNA解旋酶能使双链DNA解开，但需要细胞提供___________。

除了图中所示酶外，丙DNA分子的合成还需要_____________酶。

（3）从图中可以看出合成两条子链的方向_________。

（4）细胞中DNA复制的场所有________________________；

在复制完成后，乙、丙分开的时期为_____________________________________。

（5）若一个卵原细胞的一条染色体上的b珠蛋白基因在复制时一条脱氧核苷酸链中一个A替换成T，则由该卵原细胞产生的卵细胞携带该突变基因的概率是__________。

考点４　基因的表达

在真核生物中由于核膜的存在，把细胞核基因表达的转录和翻译过程在时间和空间上被分隔开，而原核生物无核膜，转录和翻译可以同时进行。

翻译过程中核糖体沿着mRNA可以移动，一个信使RNA分子上可以结合多个核糖体，同时进行多条肽链的合成，因此少量的DNA分子就可以迅速地合成出