高考专题复习专题4--第2讲-遗传的物质基础课件.ppt

1、考 点一遗传的物质基础考点解读1.DNA是主要的遗传物质2DNA的分子结构和复制3基因及其对蛋白质合成与性状的控制1(2010江苏高考江苏高考)铁蛋白是细胞内储存多余铁蛋白是细胞内储存多余Fe3的蛋白，的蛋白，铁蛋白合成的调节与游离的铁蛋白合成的调节与游离的Fe3、铁调节蛋白、铁应答元、铁调节蛋白、铁应答元件等有关。铁应答元件是位于铁蛋白件等有关。铁应答元件是位于铁蛋白mRNA起始密码上游起始密码上游的特异性序列，能与铁调节蛋白发生特异性结合，阻遏铁的特异性序列，能与铁调节蛋白发生特异性结合，阻遏铁蛋白的合成。当蛋白的合成。当Fe3浓度高时，铁调节蛋白由于结合浓度高时，铁调节蛋白由于结合Fe3

2、而丧失与铁应答元件的结合能力，核糖体能与铁蛋白而丧失与铁应答元件的结合能力，核糖体能与铁蛋白mRNA一端结合，沿一端结合，沿mRNA移动，遇到起始密码后开始翻移动，遇到起始密码后开始翻译译(如下图所示如下图所示)。回答下列问题：。回答下列问题：(1)图中甘氨酸的密码子是图中甘氨酸的密码子是_，铁蛋白基因中决定，铁蛋白基因中决定“”“”的模板链碱基序列为的模板链碱基序列为_。(2)Fe3浓度低时，铁调节蛋白与铁应答元件结合干扰了浓度低时，铁调节蛋白与铁应答元件结合干扰了_，从而抑制了翻译的起始；，从而抑制了翻译的起始；Fe3浓度高时，铁调节蛋白由于结合浓度高时，铁调节蛋白由于结合Fe3而丧失与铁

3、应答而丧失与铁应答元件的结合能力，铁蛋白元件的结合能力，铁蛋白mRNA能够翻译。这种调节机制能够翻译。这种调节机制既可以避免既可以避免_对细胞的毒性影响，又可以减少对细胞的毒性影响，又可以减少_。(3)若铁蛋白由若铁蛋白由n个氨基酸组成，指导其合成的个氨基酸组成，指导其合成的mRNA的碱基的碱基数远大于数远大于3n，主要原因是，主要原因是_。(4)若要改造铁蛋白分子，将图中色氨酸变成亮氨酸若要改造铁蛋白分子，将图中色氨酸变成亮氨酸(密码子密码子为为UUA、UUG、CUU、CUC、CUA、CUG)，可以通过改变，可以通过改变DNA模板链上的一个碱基来实现，即由模板链上的一个碱基来实现，即由_。解

4、析解析本题主要以转录与翻译为知识载体，考查获取信息、本题主要以转录与翻译为知识载体，考查获取信息、处理信息和推理、应用能力。转运甘氨酸的转运处理信息和推理、应用能力。转运甘氨酸的转运RNA末端的末端的三个碱基为三个碱基为CCA，所以甘氨酸的密码子为，所以甘氨酸的密码子为GGU；模板链与信；模板链与信使使RNA是互补的。是互补的。对应的对应的mRNA上碱基上碱基序列为序列为GGUGACUGG，因此对应，因此对应DNA模板链上的碱基序列模板链上的碱基序列为为CCACTGACC；在；在Fe3浓度高时，铁调节蛋白由于和浓度高时，铁调节蛋白由于和Fe3结合而丧失了与铁应答元件结合的能力；结合而丧失了与铁

5、应答元件结合的能力；Fe3不足时，最不足时，最终影响了核糖体在终影响了核糖体在mRNA上的结合与移动。上的结合与移动。由于由于mRNA起始密码子的前面和终止密码子及后面对应的碱基起始密码子的前面和终止密码子及后面对应的碱基序列不能编码氨基酸，因此由序列不能编码氨基酸，因此由n个氨基酸组成的铁蛋白，指个氨基酸组成的铁蛋白，指导其合成的导其合成的mRNA的碱基数目远大于的碱基数目远大于3n；色氨酸对应的密码；色氨酸对应的密码子为子为UGG，亮氨酸对应的密码子有，亮氨酸对应的密码子有UUG，其差别为，其差别为GU，对应模板链上的碱基为对应模板链上的碱基为CA。答案答案(1)GGUCCACTGACC(

6、2)核糖体在核糖体在mRNA上的结上的结合与移动合与移动Fe3细胞内物质和能量的浪费细胞内物质和能量的浪费(3)mRNA两端两端存在不翻译的序列存在不翻译的序列(4)CA1肺炎双球菌的转化和噬菌体侵染细菌的实验方法比较肺炎双球菌的转化和噬菌体侵染细菌的实验方法比较相同点均使DNA和蛋白质分开，单独处理，观察它们各自的作用，但两类实验中DNA与蛋白质分开的方式不同；都遵循了对照原则；都能证明DNA是遗传物质，但不能证明DNA是主要的遗传物质不同点方法不同肺炎双球菌转化实验直接分离：分离S型菌的DNA、多糖、蛋白质等，分别与R型菌混合培养噬菌体侵染细菌实验同位素标记法：分别标记DNA和蛋白质的特殊

7、元素(32P和35S)不同点结论不同肺炎双球菌转化实验的结论：证明DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质；噬菌体侵染细菌实验的结论：证明DNA是遗传物质，不能证明蛋白质不是遗传物质(因蛋白质未曾进入细菌体内)2基因功能的比较基因功能的比较项目复制转录翻译时间有丝分裂或减数第一次分裂间期个体发育过程中场所主要是细胞核主要是细胞核核糖体模板DNA两条链中的每一条链DNA的一条链mRNA原料 游离的脱氧核苷酸游离的核糖核苷酸氨基酸项目复制转录翻译酶解旋酶、RNA聚合酶等解旋酶、RNA聚合酶等与氨基酸缩合相关的酶产物DNA(标记T进行判定)RNA(标记U进行判定)肽链项目复制转录翻译特点“全程”半保留复

8、制、边解旋边复制基因“选择性”表达联系生物种类遗传信息的传递过程备注DNA病毒均需在寄主细胞中完成某些RNA病毒逆转录病毒3.各种生物的信息传递各种生物的信息传递生物种类遗传信息的传递过程备注原核生物在细胞质中完成真核生物复制、转录在细胞核中，翻译在细胞质中4基因与性状的关系基因与性状的关系(1)基因控制性状的两条典型途径基因控制性状的两条典型途径(2)基因与性状的数量关系基因与性状的数量关系一个基因控制一种或多种性状。一个基因控制一种或多种性状。多个基因共同控制一种性状多个基因共同控制一种性状(基因互作基因互作)。基因和环境共同控制生物性状。基因和环境共同控制生物性状。(3)基因控制性状的实

9、质基因控制性状的实质基因控制性状的实质在于个体发育的不同时期不同基因基因控制性状的实质在于个体发育的不同时期不同基因的的“选择性选择性”表达及表达及“顺序性顺序性”表达。表达。考点二实验：DNA的粗提取与鉴定考点解读1.提取与鉴定DNA的原理和试剂2实验操作过程及注意事项2(2010江苏高考江苏高考)某生物兴趣小组开展某生物兴趣小组开展DNA粗提取的相粗提取的相关探究活动，具体步骤如下：关探究活动，具体步骤如下：材料处理：材料处理：称取新鲜的花菜、辣椒和蒜黄各称取新鲜的花菜、辣椒和蒜黄各2份，每份份，每份10 g。剪碎。剪碎后分成两组，一组置于后分成两组，一组置于20C、另一组置于、另一组置于

10、20C条条件下保存件下保存24 h。DNA粗提取：粗提取：第一步：将上述材料分别放入研钵中，各加入第一步：将上述材料分别放入研钵中，各加入15 mL研磨研磨液，充分研磨。用两层纱布过滤，取滤液备用。液，充分研磨。用两层纱布过滤，取滤液备用。第二步：先向第二步：先向6只小烧杯中分别注入只小烧杯中分别注入10 mL滤液，再加入滤液，再加入20 mL体积分数为体积分数为95%的冷酒精溶液，然后用玻璃棒缓缓地向的冷酒精溶液，然后用玻璃棒缓缓地向一个方向搅拌，使絮状物缠绕在玻璃棒上。一个方向搅拌，使絮状物缠绕在玻璃棒上。第三步：取第三步：取6支试管，分别加入等量的支试管，分别加入等量的2 mol/L N

11、aCl溶液溶溶液溶解上述絮状物。解上述絮状物。DNA检测：检测：在上述试管中各加入在上述试管中各加入4 mL二苯胺试剂，混合均匀后，置于二苯胺试剂，混合均匀后，置于沸水中加热沸水中加热5 min，待试管冷却后比较溶液的颜色深浅，结，待试管冷却后比较溶液的颜色深浅，结果如下表：果如下表：材料保存温度花菜辣椒蒜黄20 20注：注：“”越多表示蓝色越深。越多表示蓝色越深。分析上述实验过程，回答下列问题：分析上述实验过程，回答下列问题：(1)该探究性实验的课题名称是该探究性实验的课题名称是 _。(2)第二步中第二步中“缓缓地缓缓地”搅拌，这是为了减少搅拌，这是为了减少_。(3)根据实验结果，得出结论并

12、分析。根据实验结果，得出结论并分析。结论结论1：与：与20C相比，相比，相同实验材料在相同实验材料在20C条件下保存，条件下保存，DNA的提取量较多。的提取量较多。结论结论2：_。针对结论针对结论1，请提出合理的解释：，请提出合理的解释：_。(4)氯仿密度大于水，能使蛋白质变性沉淀，与水和氯仿密度大于水，能使蛋白质变性沉淀，与水和DNA均不均不相溶，且对相溶，且对DNA影响极小。为了进一步提高影响极小。为了进一步提高DNA纯度，依据纯度，依据氯仿的特性，在氯仿的特性，在DNA粗提取第三步的基础上继续操作的步骤是：粗提取第三步的基础上继续操作的步骤是：_，然后用体积分数，然后用体积分数为为95%

13、的冷酒精溶液使的冷酒精溶液使DNA析出。析出。解析解析本题主要考查本题主要考查DNA粗提取的相关知识，意在考查实粗提取的相关知识，意在考查实验与探究能力。如果验与探究能力。如果DNA断裂，就不容易被提取出来；温度断裂，就不容易被提取出来；温度主要是通过影响酶的活性来影响生理过程。粗提取得到的主要是通过影响酶的活性来影响生理过程。粗提取得到的DNA中含有少量的蛋白质，可以通过氯仿的特殊功能来去除中含有少量的蛋白质，可以通过氯仿的特殊功能来去除蛋白质，提高蛋白质，提高DNA纯度。纯度。答案答案(1)探究不同材料和不同保存温度对探究不同材料和不同保存温度对DNA提取量的影提取量的影响响(2)DNA断

14、裂断裂(3)等质量的不同实验材料，在相同的保存温度下，从蒜黄等质量的不同实验材料，在相同的保存温度下，从蒜黄提取的提取的DNA量最多量最多低温抑制了相关酶的活性，低温抑制了相关酶的活性，DNA降解速度慢降解速度慢(4)将第三步获得的溶液与等量的氯仿充分混合，静置一段时将第三步获得的溶液与等量的氯仿充分混合，静置一段时间，吸取上清液间，吸取上清液1关注实验中的关注实验中的“二、三、四二、三、四”实验步骤实验过程两次使用蒸馏水加到鸡血细胞液中，使血细胞吸水破裂加到含DNA的2 mol/L NaCl溶液中，使DNA析出实验步骤实验过程三次使用纱布过滤过滤血细胞破裂液，提取细胞核物质(取滤液)滤取0.

15、14 mol/L NaCl溶液中析出的DNA(取黏稠物)过滤溶有DNA的2 mol/L NaCl溶液(取滤液)实验步骤实验过程四次使用NaCl溶液加2 mol/L NaCl溶液，溶解提取的细胞核物质(加蒸馏水)0.14 mol/L NaCl溶液使DNA析出加2 mol/L NaCl溶液，溶解滤取的DNA黏稠物加入0.015 mol/L NaCl溶液将丝状物放入其中，使丝状物(DNA)溶解，然后用二苯胺试剂鉴定2DNA的析出与鉴定的析出与鉴定(1)析出：析出：将处理后的溶液过滤，加入与滤液等体积的冷却将处理后的溶液过滤，加入与滤液等体积的冷却酒精溶液酒精溶液(体积分数为体积分数为95%)静置，溶

16、液中会出现白色丝静置，溶液中会出现白色丝状物状物(此即粗提取的此即粗提取的DNA)，用玻璃棒沿一个方向搅拌卷，用玻璃棒沿一个方向搅拌卷起丝状物。起丝状物。比较加入物质结果图示实验组均加入：4 mL二苯胺试剂0.015 mol/L NaCl溶液5 mL丝状物(DNA)溶液逐渐变蓝对照组不变蓝(2)鉴定鉴定热点一DNA是主要的遗传物质热点指数命题点本热点内容包括探究DNA是遗传物质的两个经典实验；各种生物的遗传物质命题角度近年高考多以选择题形式考查不同生物遗传物质种类；DNA是遗传物质的经典实验设计思路与实验结果分析及相关实验拓展例例1(2010海南高考海南高考)某同学分离纯化了甲、乙两种噬菌某同

17、学分离纯化了甲、乙两种噬菌体的蛋白质和体的蛋白质和DNA，重新组合为，重新组合为“杂合杂合”噬菌体，然后分噬菌体，然后分别感染大肠杆菌，并对子代噬菌体的表现型作出预测，见别感染大肠杆菌，并对子代噬菌体的表现型作出预测，见表。其中预测正确的是表。其中预测正确的是 ()“杂合”噬菌体的组成实验预期结果预期结果序号子代表现型甲的DNA乙的蛋白质1与甲种一致2与乙种一致乙的DNA甲的蛋白质3与甲种一致4与乙种一致A1、3 B1、4C2、3 D2、4解析解析噬菌体的遗传物质是噬菌体的遗传物质是DNA而不是蛋白质，故子代而不是蛋白质，故子代噬菌体的性状应取决于提供噬菌体的性状应取决于提供DNA的一方，而不

18、取决于提供的一方，而不取决于提供蛋白质的一方，因此，甲的蛋白质的一方，因此，甲的DNA乙的蛋白质，子代噬菌乙的蛋白质，子代噬菌体性状应同甲；乙的体性状应同甲；乙的DNA甲的蛋白质，子代噬菌体性状甲的蛋白质，子代噬菌体性状应同乙，故应同乙，故B选项正确。选项正确。答案答案 B不同生物的遗传物质归纳不同生物的遗传物质归纳生物类型病毒原核生物真核生物体内核酸种类DNA或RNADNA和RNADNA和RNA体内碱基种类4种5种5种体内核苷酸种类4种8种8种遗传物质DNA或RNADNADNA实例噬菌体或烟草花叶病毒乳酸菌、蓝藻玉米、小麦、人1肺炎双球菌转化实验证明了肺炎双球菌转化实验证明了 ()A基因位于

19、染色体上基因位于染色体上B染色体是遗传物质的主要载体染色体是遗传物质的主要载体CDNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质是遗传物质，蛋白质不是遗传物质D在不含在不含DNA的生物体内，的生物体内，RNA就是该生物的遗传物质就是该生物的遗传物质解析：解析：肺炎双球菌的体外转化实验中，把肺炎双球菌的体外转化实验中，把S型细菌的型细菌的DNA、蛋白质、多糖、脂质等成分分开，单独地、直接地观察细蛋白质、多糖、脂质等成分分开，单独地、直接地观察细菌的转化，从而证明了菌的转化，从而证明了DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传是遗传物质，蛋白质不是遗传物质。物质。答案：答案：C热点二DNA分子的结构和复制热点指数命题点

20、本热点内容包括DNA分子的化学组成与空间结构、DNA分子的半保留复制过程及特点、DNA分子的结构与复制的相关计算等命题角度与前几年单纯考查DNA结构复制知识不同，近年结合其他章节考查DNA分子结构与复制的试题比较多，同时结合同位素标记以实验探究的方式考查DNA复制方式的试题出现频率也大大提高例例2(2010北京高考北京高考)科学家以大肠杆菌为实验对象，运科学家以大肠杆菌为实验对象，运用同位素示踪技术及密度梯度离心方法进行了用同位素示踪技术及密度梯度离心方法进行了DNA复制方复制方式的探索实验，实验内容及结果见下表。式的探索实验，实验内容及结果见下表。组别1组2组3组4组培养液中唯一氮源14NH

21、4Cl15NH4Cl14NH4Cl14NH4Cl繁殖代数多代多代一代两代培养产物ABB的子代 B的子代操作提取DNA并离心离心结果仅为轻带(14N/14N)仅为重带(15N/15N)仅为中带(15N/14N)1/2轻带(14N/14N)1/2中带(15N/14N)请分析并回答：请分析并回答：(1)要得到要得到DNA中的中的N全部被放射性标记的大肠杆菌全部被放射性标记的大肠杆菌B，必须，必须经过经过_代培养，且培养液中的代培养，且培养液中的_是唯一是唯一氮源。氮源。(2)综合分析本实验的综合分析本实验的DNA离心结果，第离心结果，第_组结果对组结果对得到结论起到了关键作用，但需把它与第得到结论起

22、到了关键作用，但需把它与第_组组和第和第_组的结果进行比较，才能说明组的结果进行比较，才能说明DNA分子分子的复制方式是的复制方式是_。(3)分析讨论：分析讨论：若子若子代代DNA的离心结果为的离心结果为“轻轻”和和“重重”两条密度两条密度带，则带，则“重带重带”DNA来自来自_，据此可判断，据此可判断DNA分分子的复制方式不是子的复制方式不是_复制。复制。若将子若将子代代DNA双链分开后再离心，其结果双链分开后再离心，其结果_(选填选填“能能”或或“不能不能”)判断判断DNA的复制方式。的复制方式。若在同等条件下将子若在同等条件下将子代继续培养，子代继续培养，子n代代DNA离心的离心的结果是

23、：密度带的数量和位置结果是：密度带的数量和位置_，放射性强度发生，放射性强度发生变化的是变化的是_带。带。若某次实验的结果中，子若某次实验的结果中，子代代DNA的的“中带中带”比以往实比以往实验结果验结果的的“中带中带”略略宽，可能的原因是新合成宽，可能的原因是新合成DNA单链中单链中的的N尚有少部分为尚有少部分为_。解析解析本题主要考查本题主要考查DNA分子复制的相关知识，意在考查分子复制的相关知识，意在考查对同位素示踪技术与密度梯度离心方法的掌握情况。经过一对同位素示踪技术与密度梯度离心方法的掌握情况。经过一代培养后，只能是标记代培养后，只能是标记DNA分子的一条单链，所以要想对所分子的一

24、条单链，所以要想对所有的有的DNA分子全部标记，要进行多代培养；在探究分子全部标记，要进行多代培养；在探究DNA分子分子的复制方式为半保留复制的实验中，的复制方式为半保留复制的实验中，“重带重带”应为两个单链应为两个单链均被均被15N标记，标记，“轻带轻带”为为两个单链均被两个单链均被14N标记，标记，“中带中带”为一个单链被为一个单链被14N标记，另一个单链被标记，另一个单链被15N标记。标记。答案答案(1)多多15N/15NH4Cl(2)312半保留复制半保留复制(3)B半保留半保留不能没有变化轻不能没有变化轻15NDNA分子复制过程中的相关数量关系分子复制过程中的相关数量关系 若取一个全

25、部若取一个全部N原子被原子被15N标记的标记的DNA分子分子(0代代)，转移到，转移到含含14N的培养基中培养的培养基中培养(复制复制)若干代，其结果分析如下：若干代，其结果分析如下：(1)子代子代DNA分子中，含分子中，含14N的有的有2n个，只含个，只含14N的有的有(2n2)个，做题时应看准是个，做题时应看准是“含含”还是还是“只含只含”。(2)无论复制多少次，含无论复制多少次，含15N的的DNA分子始终是分子始终是2个，占总数个，占总数 比例为比例为2/2n。(3)子代子代DNA分子的链中：总链数分子的链中：总链数2n22n1条。含条。含15N的链的链始终是始终是2条，占总数比例条，占

26、总数比例2/2n11/2n。做题时，应看准。做题时，应看准是是“DNA分子数分子数”还是还是“链数链数”。(4)若一亲代若一亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸分子含有某种脱氧核苷酸m个，经过个，经过n次复次复制需要消耗游离的该脱氧核苷酸制需要消耗游离的该脱氧核苷酸m(2n1)个，进行第个，进行第n代复制，需消耗该游离脱氧核苷酸数为代复制，需消耗该游离脱氧核苷酸数为m2n1。2已知一条完全标记上已知一条完全标记上15N的的DNA分子在只含分子在只含14N的培养的培养基中经基中经n次复制后，仅含次复制后，仅含14N的的DNA分子总数与含分子总数与含15N的的DNA分子总数之比为分子总数之比为7 1，

27、则，则n是是 ()A2 B3C4 D5解析：解析：该该DNA分子经过分子经过n次复制后得到的次复制后得到的DNA分子数为分子数为2n个，其中有个，其中有2个个DNA分子中各有一条链带有分子中各有一条链带有15N标记，标记，故有故有(2n2)27 1，所以，所以n4。答案：答案：C热点三基因的表达热点指数命题点本热点内容包括“中心法则”及其内涵，密码子、反密码子、遗传信息等基本概念，基因控制蛋白质的合成及基因对性状的控制等命题角度以选择题的形式考查“遗传信息的流动及复制、转录和翻译的比较”一直受到历年高考试题青睐，近年高考中常结合细胞质遗传，真核细胞与原核细胞基因结构或通过相关信息材料考查基因表

28、达的调节解析解析HIV病毒是以病毒是以RNA为遗传物质的病毒，能控制宿主细为遗传物质的病毒，能控制宿主细胞合成逆转录酶，以胞合成逆转录酶，以RNA为模板逆转录成为模板逆转录成DNA，该，该DNA又和人又和人体细胞核内的体细胞核内的DNA整合在一起，整合后的整合在一起，整合后的HIVDNA分子在人体分子在人体细胞又可以复制，还可以转录出细胞又可以复制，还可以转录出RNA，以，以RNA为模板翻译成病为模板翻译成病毒的蛋白质。该毒的蛋白质。该DNA转录而来的转录而来的RNA可作为可作为HIV的遗传物质。的遗传物质。该病毒无法控制宿主细胞合成该病毒无法控制宿主细胞合成RNA复制酶，故复制酶，故HIV的

29、的RNA不能不能复制，所以复制，所以A、B、C错误。错误。答案答案D基因表达过程中有关数量变化基因表达过程中有关数量变化 转录、翻译过程中转录、翻译过程中DNA(基因基因)碱基数碱基数 mRNA碱基数碱基数 多肽链氨基酸数多肽链氨基酸数6 3 1，参考图解如下：，参考图解如下：3右图表示生物体内遗传信息的传递右图表示生物体内遗传信息的传递 和表达过程，下列叙述不正确的是和表达过程，下列叙述不正确的是 ()A过程分别需要过程分别需要RNA聚合酶、逆转录酶聚合酶、逆转录酶B过程均可在细胞核中进行；过程发生在某过程均可在细胞核中进行；过程发生在某些病毒细胞内些病毒细胞内C把把DNA放在含放在含15N的培养液中进行过程，子一代的培养液中进行过程，子一代含含15N的的DNA占占100%D均遵循碱基互补配对原则，但碱基配对的方均遵循碱基互补配对原则，但碱基配对的方式不完全相同式不完全相同解析：解析：过程在细胞质中进行；过程发生在某些病毒过程在细胞质中进行；过程发生在某些病毒的宿主细胞内，病毒没有细胞结构。的宿主细胞内，病毒没有细胞结构。答案：答案：B