高中生物二轮复习 遗传的细胞基础和分子基础学案.docx
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高中生物二轮复习遗传的细胞基础和分子基础学案
高中生物二轮复习遗传的细胞基础和分子基础学案
减数分裂的概念
一、知识构建:
卵细胞的形成减数分裂和受精作用受精作用减数分裂的过程精子的形成DNA是主要的遗传物质DNA的双螺旋结构DNA分子的结构和复制基因的本质结构特点DNA是遗传物质DNA分子的结构DNA分子的复制时间、条件、过程、特点、意义基因对性状的控制肺炎双球菌转化实验人类对遗传物质的探索过程基本组成单位遗传的细胞基础和物质基础噬菌体侵染细菌实验基因基因与染色体的关系DNA片段中的遗传信息转录翻译中心法则及其补充基因指导蛋白质的合成基因对性状的控制
二、知识链接
(一)细胞的减数分裂及配子的形成过程
1、减数分裂是一种特殊的有丝分裂方式,因此两者有些方面相同,但由于是特殊的有丝分裂,所以必须搞清楚两者的异同,并能够正确识图和绘图。
比较项目有丝分裂减数分裂不同点分裂细胞类型体细胞原始的生殖细胞同源染色体行为无联会有联会,出现四分体,相互分离,姐妹染色单体互换部分片段细胞分裂次数1次2次子细胞数目2个雄为4个,雌为(1+3)个子细胞染色体数与亲代细胞相同是亲代细胞的一半子细胞类型体细胞精子细胞或卵细胞相同点染色体复制一次,都出现纺锤体意义使生物个体发育中,亲子代细胞间维持了遗传性状的稳定性减数分裂和受精作用使生物在系统发育中,亲子代之间维持了遗传的稳定性
2、减数分裂过程中,生物可发生多种可遗传的变异。
如分裂间期,DNA复制时可发生基因突变;减数第一次分裂过程中,可通过基因的自由组合和交叉互换发生基因重组;减数分裂和受精作用中还可发生染色体变异等。
3、通常情况下,受精卵中的染色体一半来自精子,一半来自卵细胞,这样,经过受精作用,受精卵中的染色体又恢复到体细胞中染色体的数目,具有两个亲本的遗传性。
可见,对于进行有性生殖的生物来说,减数分裂和受精作用,对于维持每种生物前后代体细胞中染色体数目的恒定性,对于生物的遗传变异都是分重要的。
所以说,有性生殖产生的后代具备两个亲本的遗传性,具有更大的生活力和变异性,对于生物的进化有重要意义。
(二)人类对遗传物质的探索过程
1、证明DNA是遗传物质的思路:
把DNA和蛋白质分开,单独直接地去观察DNA的效应。
肺炎双球菌转化实验
2、证明遗传物质实验噬菌体浸染细菌实验(同位素标记法)烟草花叶病毒的重建实验
3、RNA病毒:
HIV、SARS冠状病毒、烟草花叶病毒、车前草病毒绝大多数生物的遗传物质是DNADNA是主要的遗传物质
(三)DNA分子的结构和功能两条反向平行脱氧核苷酸链
1、DNA结构特点外侧→基本骨架:
磷酸和脱氧核糖交替连结内侧→碱基碱基对(氢键连接):
碱基互补配对原则(A-T,G-C)A=TC=GA+G=C+T=50%嘌呤=嘧啶(A1+T1)/(G1+C1)=M(互补碱基和的比恒等)则(A2+T2)/(G2+C2)=M(A+T)/(G+C)=M
2、碱基互补(A1+G1)/(C1+T1)=N(不互补碱基和的比在两单链上互为倒数)配对原则(A2+G2)/(C2+T2)=1/N(A+G)/(C+T)DNA=1(在双链上为1)(A1+T1)
=(A2+T2)
=(A+U)mRNA=1/2(A+T)(A1+T1)%=(A2+T2)
%=(A+U)mRNA%=(A+T)%A1%+A2%=2A%
3、DNA功能遗传信息的传递→复制遗传信息的表达→指导蛋白质的合成(转录和翻译)
4、DNA复制、转录、翻译比较复 制转录翻译时间有丝分裂间期和减数分裂前初级性母细胞的形成过程中生长发育的连续过程中场所主要在细胞核,少部分在线粒体和叶绿体主要在细胞核,少部分在线粒体和叶绿体核糖体原料4种脱氧核苷酸(
A、T、
C、G)4种核糖核苷酸(
A、U、
C、G)20种氨基酸模板DNA的两条链DNA中的一条链mRNA条件特定的酶和ATP、适宜的温度、PH过程DNA解旋以两条链为模板,按碱基互补配对原则,合成两条子链,子链与对应链螺旋化DNA解旋,以一条链为模板,按碱基互补配对原则,形成mRNA(单链),进入细胞质与核糖体结合tRNA一端的碱基与mRNA上密码子配对,另一端携带相应氨基酸合成有一定氨基酸序列的蛋白质碱基配对方式A-T,G-C,T-A,C-GA-U,T-A,G-C,C-GA-U,G-C,U-A,C-G信息传递DNADNADNAmRNARNA蛋白质特点边解旋边复制,半保留复制边解旋边转录,单链转录一个mRNA上可连续结合多个核糖体,依次合成多肽链产物两个双链DNA分子核糖核酸蛋白质(多肽)和水意义复制遗传信息,使遗传信息由亲代传给子代表达遗传信息,使生物体表现出各种遗传性状
5、中心法则及其补充转录翻译DNARNA蛋白质(中心法则及其补充)逆转录(逆转录及RNA复制只少数RNA病毒有)密码子(在mRNA上)64种,决定蛋白质的61种(3种终止密码子);tRNA61种;反密码子(在tRNA上)可以与密码子互补配对;tRNA有特异性。
6、基因是具有遗传效应的DNA片段,染色体是DNA的主要载体。
因此,染色体、DN
A、基因之间有直接联系。
因为蛋白质是生命活动的体现者,也是生物性状的表达者,基因控制性状是通过控制蛋白质的合成来实现的。
基因控制蛋白质的合成,实质上是把基因中的脱氧核苷酸的排列顺序变为氨基酸序列的过程。
7、基因对性状的控制:
间接控制:
控制酶的合成来控制代谢过程,进而控制性状。
直接控制:
控制蛋白质的分子结构直接影响性状。
三、题型探究与高考链接例
1、(06广东)右图为高等动物的细胞分裂示意图。
图中不可能反映的是(
)
A、发生了基因突变
B、发生了染色体互换
C、该细胞为次级卵母细胞
D、该细胞为次级精母细胞解析:
既要熟悉减数分裂与有丝分裂图像的判断,同时要与基因在染色体上的分布、基因突变相结合。
根据图中细胞无同源染色体和着丝点已分开这一特点,我们可以断定该细胞处于减数分裂第二次分裂的后期。
从染色体上的基因分析:
正常情况下,较大一条染色体上的基因应该是相同的(来自同一个DNA分子的复制,即基因要么是BB,要么是bb),但事实是一个B基因,一个b基因,
A、B两个选项都可以产生这一结果;同时由于细胞质的均等分开,所以该细胞不可能是次级卵母细胞(次级卵母细胞分裂形成一个极体和一个卵细胞,细胞质分配不均等)。
答案:
C例
2、(06上海)用一个32P标记的噬菌体侵染细菌。
若该细菌解体后释放出32个大小、形状一样的噬菌体,则其中含有32P的噬菌体有(
)
A、0个
B、2个
C、30个
D、32个解析:
掌握DNA复制的特点是半保留复制,亲代的DNA分子双链分开分别作为模板,参与组成子代DNA分子。
用放射性元素标记亲代的DNA分子后,不管复制多少次,总是有2个子代DNA分子被标记。
答案:
B例
3、(07广东)格里菲思(F、Griffith)用肺炎双球菌在小鼠身上进行了著名的转化实验,此实验结果()
A、证明了DNA是遗传物质
B、证明了RNA是遗传物质
C、证明了蛋白质是遗传物质
D、没有具体证明哪一种物质是遗传物质解析:
该题考查学生对“遗传物质的探索过程”掌握。
肺炎双球菌的转化实验,包括格里菲思的实验和艾弗里的试验,“格里菲思的肺炎双球菌转化实验”指出加热杀死的S型菌存在“转化因子”,将无毒的R菌转化为有毒性的S菌,但该转化因子是什么没有证明。
“艾弗里的肺炎双球菌转化实验”从S型活细菌中提取DNA,将S型DNA与R型混合培养,R型活细菌繁殖的后代中有少量S型菌体,这些S型菌体的后代为S型菌体。
R菌的DNA在S菌DNA的作用下发生变异,而且这些S型菌体的后代为S型菌体,进一步证明这种变异是可遗传的。
这个试验表明DNA是遗传物质,而蛋白质、RN
A、多糖等不是遗传物质。
但肺炎双球菌的转化实验,不能证明DNA是主要遗传物质。
答案:
D例
4、(07广东)下列关于DNA复制的叙述,正确的是()
A、在细胞有丝分裂间期,发生DNA复制
B、DNA通过一次复制后产生四个DNA分子
C、DNA双螺旋结构全部解链后,开始DNA复制
D、单个脱氧核苷酸在DNA酶作用下连接合成新的子链解析:
该题考查了DNA复制的时间、过程、特点、原料、结果等知识。
在细胞增殖的间期进行DNA复制,通过一次复制后产生2个DNA分子;DNA的复制是半保留复制、多起点复制、双向复制、边解旋边复制;单个脱氧核苷酸在DNA聚合酶的作用下连接合成新的子链。
注意DNA聚合酶和DNA酶的作用差别,前者催化DNA复制,后者催化DNA水解为单个脱氧核苷酸。
答案:
A例
5、(07四川改编)人类基因组计划测定的24条染色体上的DNA分子大约有
31、6亿个碱基对,其中构成基因的碱基占碱基总数的比例不超过2%,其余碱基构成调控序列等。
下面是某DNA分子的部分碱基序列,序列I为调控序列部分,序列II为构成基因的一部分。
上列片段所编码蛋白质的氨基酸序列为“…甲硫氨酸谷氨酸天冬氨酸c阶段(不含a、c两点)的有关叙述正确的是()
A、细胞中始终存在同源染色体B、细胞中始终存在姐妹染色单体C、细胞中染色体数与DNA分子数的比由1:
2变为1:
1D、此期的染色体行为是生物变异的根本来源
4、某DNA分子中含有1000个碱基对(P元素只是32P)若将该DNA分子放在只含31P的脱氧核苷酸的培养液中,让其复制两次,则子代DNA分子的相对分子质量平均比原DNA分子()
A、减少1500
B、增加1500
C、减少1000
D、增加10005、已知某mRNA的碱基中,U占20%,A占10%,则它的模板基因中胞嘧啶占()
A、25%
B、30%
C、35%
D、70%
6、用噬菌体去感染体内含有大量3H的细菌,待细菌解体后3H( )
A、随细菌的解体而消失
B、发现于噬菌体的外壳及DNA中C、仅发现于噬菌体的DNA中 D、仅发现于噬菌体的外壳中
7、对细胞中某些物质的组成进行分析,可以作为鉴别真核生物不同个体是否为同一种物种的辅助手段,一般不采用的是()
A、蛋白质
B、DNA
C、RNA
D、核苷酸
8、在遗传信息的传递过程中,不可能发生的是()
A、DNA复制、转录及翻译过程都遵循碱基互补配对原则
B、核基因转录形成的mRNA穿过核孔进入细胞质中进行翻译过程
C、DNA复制、转录都是以DNA一条链为模板,翻译则是以mRNA为模板
D、DNA复制、转录和翻译的原料依次是脱氧核苷酸、核糖核苷酸、氨基酸
9、DNA分子经过诱变,某位点上一个正常碱基(设为P)变成了尿嘧啶。
该DNA连续复制两次,得到4个子代DNA分子相应位点上的碱基对分别为UT、GG,推测“P”可能是()
A、胸腺嘧啶
B、腺嘌呤
C、胸腺嘧啶或腺嘌呤
D、胞嘧啶
10、DNA分子模板链上的碱基序列携带的遗传信息及最终翻译的氨基酸如右表:
则右图所示的tRNA所携带的氨基酸是()
A、丙氨酸
B、赖氨酸
C、半胱氨酸
D、苏氨酸
(二)多项选题:
11、对细胞中某些物质的组成进行分析,可以作为鉴别真核生物的不同个体是否为同一物种的辅助手段,一般可采用的物质是()
A、蛋白质
B、RNA
C、核苷酸
D、DNA
12、噬菌体侵染细菌实验能够直接证实DNA作为遗传物质具有的特点是 ()
A、分子结构具有相对的稳定性
B、能够自我复制,保持前后代的连续性
C、能通过指导蛋白质合成,控制生物性状
D、能产生可遗传的变异
13、RNA的功能是()
A、作为某些病毒的遗传物质
B、作为某些细菌的遗传物质
C、催化某些代谢反应
D、作为基因表达的媒介
14、人的肝细胞中能由DNA控制合成的物质是()
A、胰岛素
B、mRNA
C、酶
D、氨基酸
15、碱基互补配对原则适用下列哪组生命活动过程()
A、DNA复制
B、遗传信息的转录
C、遗传密码的翻译
D、逆转录
16、科学家将含人的α-抗胰蛋白酶基因的DNA片段,注射到羊的受精卵中,该受精卵发育的羊能分泌含α-抗胰蛋白酶的奶,这一过程涉及()
A、DNA按照碱基互补配对原则自我复制
B、DNA以其一条链为模板合成RNA
C、RNA以自身为模板自我复制
D、按照RNA密码子的排列顺序合成蛋白质
17、某植物细胞中,有两种细胞器都含有
A、T、G、
C、U五种碱基。
有关这两种细胞器的说法不正确的是()
A、一个释放氧气,另一个消耗氧气
B、一个是DNA复制的主要场所,另一个消耗氧气
C、一个释放氧气,另一个是合成蛋白质的场所
D、一个是DNA复制的场所,另一个是合成蛋白质的场所
18、DNA分子的解旋发生在()
A、DAN分子复制过程中
B、逆转录的过程中
C、转录过程中
D、翻译过程中
19、基因通过下列哪些方式来控制生物的性状()
A、DNA(基因)的控制
B、控制酶的合成
C、控制蛋白质的结构
D、逆转录过程
20、右图是DNA分子复制的片断,图中a、b、c、d表示各条脱氧核苷酸链。
一般地说,下列各项正确的是()
A、a和c的碱基序列互补
B、b和c的碱基序列相同
C、a、b链中的(A+T)/(C+G)的比值相同
D、a、c链中的(A+T)/(C+G)的比值相同
21、有人试图通过实验来了解H5N1禽流感病毒侵入家禽的一些过程,设计实验如下:
一段时间后,检测子代H5N1病毒的放射性及S、P元素,下表中对结果的预测中,不太可能发生的是()选项放射性S元素P元素A全部无全部32S全部31PB全部有全部35S多数32P,少数31PC少数有全部32S少数32P,多数31PD全部有全部35S少数32P,多数31P
22、在生物体内性状的表达一般遵循“DNA→RNA→蛋白质”的表达原则,以下叙述正确的是
A、一个成熟细胞的核DNA含量通常不变,但RNA和蛋白质含量不断变化()
B、DNA→RNA的过程主要在细胞核中完成
C、RNA→蛋白质的过程主要在细胞质完成
D、同一个体的不同体细胞中,核DNA相同,RNA和蛋白质不同
23、与无性生殖相比,有性生殖的后代具有较强的变异性,这是因为()
A、后代继承了来自双亲的遗传物质
B、与有丝分裂过程相比,减数分裂过程DNA的复制更容易发生差错
C、减数分裂过程中由于非同源染色体间的自由组合,可产生基因重组类型的配子
D、杂种往往比纯种具有更强的生活力
24、下图为某高等动物的一组细胞分裂图像,下列分析判断中,不正确的是()
A、乙产生的子细胞基因型为AaBbCC,丙产生的细胞基因型必为ABC和abC
B、甲、乙、丙三个细胞中均含有二个染色体组,但只有丙中不含同源染色体
C、甲细胞形成乙细胞和丙细胞过程中产生的基因突变通常都能遗传到子代个体中
D、丙细胞产生子细胞的过程中发生了等位基因的分离和非等位基因自由组合
(三)填空题
25、赫尔希和蔡斯为了证明噬菌体侵染细菌时,进入细菌的是噬菌体DNA,而不是它的蛋白质外壳,用两种不同的放射性同位素分别标记噬菌体的蛋白质外壳和噬菌体的DNA。
然后再让这两种不同标记的噬菌体分别去侵染未被标记的细菌,从而对此做出实验论证。
据分析,噬菌体的蛋白质外壳含有甲硫氨酸、半胱氨酸等多种氨基酸。
现请你完成以下关键性的实验设计:
①实验室已制备好分别含3H、14
C、15N、18O、32P、35S等6种放射性同位素的微生物培养基。
你将选择哪两种培养基分别用于噬菌体蛋白质外壳和噬菌体DNA的标记:
_____________________________________________________________________________________________。
②你用这两种培养基怎样去实现对噬菌体的标记?
请简要说明实验的设计方法和这样设计的理由。
___________________________________________________________________________________________________________________________________________。
③为什么不同时标记同一个噬菌体的蛋白质外壳和DNA_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
④用上述32P和35S标记的噬菌体分别去侵染未标记的大肠杆菌,子代噬菌体的DNA分子中含有_______________(31P、32P),原因是_______________________________;子代噬菌体的蛋白质中含有____________(32S、35S),原因是______________________。
此实验结果证明了__________________________________________________________。
26、含有32P或31P的磷酸,两者化学性质几乎相同,都可能参与DNA分子的组成,但32P比31P质量大。
现在将某哺乳动物的细胞放在含有31P磷酸的培养基中,连续培养数代后得到G0代细胞。
然后将G0代细胞移至含有32P磷酸的培养基中培养,经过第一、二次细胞分裂后,分别得到G
1、G2代细胞。
再从G0、、G
1、G2代细胞中提取DNA,经密度梯度离心后得到结果如下图。
由于DNA分子质量不同,因此在离心管内的分布不同。
若、、分别表示轻、中、重3种DNA分子的位置。
请回答:
(1)G0、、G
1、G23代DNA离心后的试管分别是图中G0_____、、G1_______、G2_______。
(2)G2代在、、3条带中DNA数的比例为___________________。
(3)图中、两条带中DNA分子所含的同位素磷分别是:
条带_______、条带_________。
(4)上述实验结果证明DNA分子的复制是________。
DNA的自我复制使生物的__________保持相对稳定。
27、人的个体发育过程中经历了如下图的变化,请据图回答:
(1)图示A~D的亚显微结构的名称分别为___________________。
(2)图中A内正在发生的过程所需要的酶来自于图中的[]__________。
(3)物质②离开A进入B共穿过_______层膜结构,物质②的作用是________________。
(4)图中的④的名称为___________________;⑤的名称为__________________。
(5)若已知图中⑤最终形成后含174个基本组成单位,则②中含类似于⑦的单位有______个,②中至少含___________________个碱基。
(6)上述物种,仅有
A、
B、C是无法单独完成遗传信息的表达,这充分说明了__________________________________。
28、科学家曾做过这样的实验:
野生长翅果蝇幼虫在25℃条件下培养皆为长翅,35℃条件下处理6—24h后培养得到残翅(已知野生果蝇皆为长翅)。
如何解释这一现象呢?
请你对出现残翅果蝇的原因提出你的假说,并进一步设计实验验证你的假说
(1)假说:
___
(2)简要叙述验证过程及结果:
___(3)基因对性状的控制有两种情况:
甲:
基因通过控制_________来控制代谢过程,从而控制生物的性状;乙:
基因通过控制__________来直接影响性状。
你假设中与性状有关的基因属于________基因。
(“甲”或“乙”)(4)你认为基因、环境因素、性状三者的相互关系是怎样的?
_______。
专题4遗传的细胞基础和分子基础拓展提升
(一)单项选择题
1、D
2、C
3、B
4、A
5、C
6、B
7、D
8、C
9、A
10、A
(二)多项选择题
11、ABD
12、BC
13、ACD
14、BC
15、ABCD
16、ABD
17、BCD
18、AC
19、BC
20、CD
21、ABC
22、ABCD
23、AC
24、ACD
(三)
25、命题意图旨在使学生理解噬菌体侵染细菌实验中,用32P和35S标记的目的是为了将DNA和蛋白质分开,单独观察它们各自的作用。
①用32P标记DNA,用35S标记蛋白质外壳②先将细菌分别培养在含32P或35S的培养基上;然后用噬菌体去侵染分别被32P或35S标记的细菌。
因为噬菌体营寄生生活③检测放射性的仪器不能区分放射性是由什么物质产生的,因此只能分开标记④31P和32P噬菌体的DNA(32P)进入细菌后,利用细菌中未标记的含31P的核苷酸为原料合成自身DNA;32S因为噬菌体的蛋白质外壳(35S)未进入细菌体内,而是以细菌内的32S的氨基酸为原料合成自身蛋白质;DNA是遗传物质。
26、
(1)ABD
(2)0:
1:
1(3)31P31P和32P(4)半保留复制遗传特性
27、
(1)细胞核、核糖体、细胞质基质、核孔
(2)B核糖体(3)0翻译过程的直接模板(4)肽键多肽(5)1741743(6)细胞只有保持其完整性,才能正常完成各项生命活动
28、
(1)假说1:
温度升高,酶的活性改变,通过影响代谢从而影响性状,但遗传物质没有改变。
(或假说2:
温度升高,导致相关基因突变,从而影响性状。
)
(2)将该短翅果蝇在25℃条件下培养繁殖,其后代皆为长翅。
(或将该短翅果蝇在25℃条件下培养繁殖,其后代有残翅)(3)酶的合成;蛋白质分子的结构;甲(或乙)(4)性状受基因控制,也受环境因素影响,环境因素也可能引起基因突变,(或生物的性状是基因与环境相互作用的结果。
)(以上其余每空1分)
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