1、第四单元生物的遗传专题10遗传的分子基础高考生物（浙江专用）高考生物（浙江专用）考点一人类对遗传物质的探索过程考点一人类对遗传物质的探索过程考点清单考点清单基础知识基础知识一、染色体的组成和功能一、染色体的组成和功能染色体DNARNA:组成组蛋白蛋白质非组蛋白功能 遗传物质的主要载体二、肺炎双球菌的转化实验二、肺炎双球菌的转化实验1.实验材料实验材料:S型和R型肺炎双球菌、小鼠。S型细菌R型细菌菌落光滑粗糙菌体有 多糖类的胶状荚膜无多糖类荚膜毒性有 毒性,使小鼠患败血症死亡无毒2.活体细菌转化实验活体细菌转化实验3.离体细菌转化实验离体细菌转化实验(1)实验材料:S型和R型细菌、培养基。(2)
2、实验目的:探究S型细菌中的“转化因子”是DNA还是蛋白质或多糖。(3)实验过程及结果:(4)结论:S型细菌的 DNA 是使R型细菌产生稳定遗传变异的物质,即DNA是遗传物质,蛋白质不是遗传物质。三、噬菌体侵染细菌的实验三、噬菌体侵染细菌的实验1.实验材料实验材料:T2噬菌体和大肠杆菌等。(1)噬菌体的结构增殖需要的条件内容模板 噬菌体 的DNA合成噬菌体DNA的原料 大肠杆菌 提供的四种脱氧核苷酸合成噬菌体蛋白质原料 大肠杆菌 的氨基酸场所大肠杆菌的核糖体(2)噬菌体的复制式增殖2.实验方法实验方法:放射性同位素标记 法。3.实验过程及结果实验过程及结果(1)标记噬菌体(2)噬菌体侵染细菌:4
3、.实验结果分析实验结果分析(1)噬菌体侵染细菌时,DNA 进入细菌细胞中,而蛋白质 外壳留在外面。(2)子代噬菌体的各种性状是通过亲代DNA 来遗传的。5.结论:DNA 是遗传物质。四、RNA是某些病毒的遗传物质的相关实验1.烟草花叶病毒对烟草叶片细胞的感染实验(1)实验过程及现象:(2)结论:RNA 是烟草花叶病毒的遗传物质,蛋白质 不是烟草花叶病毒的遗传物质。2.病毒重建及其对烟草叶片细胞的感染病毒重建及其对烟草叶片细胞的感染(1)实验过程及结果:(2)结果分析与结论:重组病毒所繁殖的病毒类型取决于提供RNA 的病毒类型。3.人类的探索结论人类的探索结论:DNA 是主要的遗传物质,因为实验
4、证明 绝大多数 生物的遗传物质是DNA,只有少部分生物的遗传物质是RNA。重难突破重难突破肺炎双球菌的转化实验肺炎双球菌的转化实验1.体内转化实验与体外转化实验比较体内转化实验与体外转化实验比较 体内转化实验体外转化实验培养场所在小鼠体内体外培养基实验结果加热杀死的S型细菌能使R型细菌转化为S型细菌S型细菌的DNA使R型细菌转化为S型细菌实验结论S型细菌体内有“转化因子”S型细菌的DNA是遗传物质巧妙构思用加热杀死的S型细菌与R型活菌混合后,注入小鼠体内将物质提纯分离后,直接地、单独地观察某种物质在实验中所起的作用联系(1)所用材料相同,都是R型和S型两种肺炎双球菌(2)体内转化实验是体外转化
5、实验的基础,体外转化实验是体内转化实验的延伸(3)两实验都遵循对照原则、单一变量原则2.对肺炎双球菌转化实验的分析对肺炎双球菌转化实验的分析(1)加热杀死S型细菌的过程中,其蛋白质变性失活,但是其内部的DNA热稳定性较高,加热只使氢键断裂,双螺旋结构被解旋,若慢慢冷却,分离的单链又可以恢复双螺旋结构,即在一定的温度范围内,加热不会导致DNA变性。(2)R型细菌转化成S型细菌的实质是S型细菌的DNA与R型细菌的DNA实现重组,使R型菌表现出S型细菌的性状,此变异属于广义上的基因重组。(3)转化后形成的S型细菌的性状可以遗传下去,说明S型细菌的DNA是遗传物质。(4)转化的只是少部分R型细菌。由于
6、转化受到DNA的纯度、两种细菌的亲缘关系、受体菌的状态等因素的影响,所以并不是所有的R型细菌都能转化成S型细菌。考点二考点二DNA分子的结构与复制分子的结构与复制考点清单考点清单基础知识基础知识一、一、DNA分子的结构分子的结构1.基本单位基本单位磷酸 ;脱氧核糖 ;碱基 (包括A、T、C、G四种);脱氧核苷酸 (有4种)2.空间结构空间结构:双螺旋结构模型(1)由两 条脱氧核苷酸链组成,以反向平行 方式盘旋成双螺旋结构。(2)外侧:脱氧核糖 和磷酸 交替连接构成基本骨架。内侧:由氢键相连的碱基对 组成。(3)碱基配对规律:AT ;(碱基互补配对原则)。3.DNA分子的特点分子的特点(1)多样
7、 性,n个碱基对构成的DNA具有4n种碱基对排列顺序。(2)特异 性,如每个DNA分子都有特定的碱基对排列顺序。(3)稳定 性,如两条主链磷酸与脱氧核糖交替排列的顺序不变,碱基对构成方式不变等。二、二、DNA复制复制重难突破重难突破DNA分子的复制分子的复制1.DNA复制的有关知识整合复制的有关知识整合2.DNA复制的特点、准确性及外界影响因素复制的特点、准确性及外界影响因素(1)复制方式:半保留复制。新合成的每个DNA分子中,都保留了原来DNA分子中的一条链(模板链)。(2)过程特点:边解旋边复制。过程图示(3)影响DNA复制的外界因素(4)DNA复制的准确性一般情况下,DNA分子能准确地进
8、行复制。原因:DNA具有独特的双螺旋结构,能为复制提供精确的模板;通过碱基互补配对,保证了复制能够准确地进行。在特殊情况下,即在外界因素和生物内部因素的作用下,碱基配对发生差错,引发基因突变。【名师点睛】【名师点睛】(1)生物体中DNA分子复制的场所:凡是细胞内有DNA的地方均可发生DNA分子复制。(2)外界因素对DNA复制的影响:因为在DNA复制的过程中需要酶的催化作用和ATP供能,所以凡是影响酶活性和影响细胞呼吸的因素都会影响DNA的复制。(3)复制可简记为:1个主要场所(细胞核)、2种时期和2个特点、3个过程、4个条件。3.DNA单链、单链、DNA分子、染色体与染色单体在分裂过程中的关系
9、图解分子、染色体与染色单体在分裂过程中的关系图解在解决这类问题时,从小到大画出结构模型,先画DNA,再补全染色体,染色体中只要有一条脱氧核苷酸单链被标记,则认为该染色体含有放射性标记。考点三遗传信息的表达考点三遗传信息的表达考点清单考点清单基础知识基础知识一、遗传信息的转录与翻译一、遗传信息的转录与翻译二、遗传密码与中心法则二、遗传密码与中心法则1.遗传密码遗传密码:信使RNA 上决定一个氨基酸的三 个相邻碱基。2.中心法则的内容图解:3.基因:本质上讲是一段包含一个完整的遗传信息单位的有功能的核酸分子片段在大多数生物中是一段DNA ,在RNA病毒中则是一段RNA 。重难突破重难突破一、遗传信
10、息、密码子与反密码子的比较一、遗传信息、密码子与反密码子的比较项目位置作用数量遗传信息在DNA上(RNA病毒除外)间接决定着蛋白质中的氨基酸的排列顺序,决定性状不同基因遗传信息不同密码子在mRNA上密码子直接决定蛋白质中氨基酸的种类64种(3种终止密码子、61种决定氨基酸的密码子)反密码子在tRNA上与密码子结合,运输相应氨基酸理论上61种 DNA复制转录翻译时间有丝分裂间期;减前的间期生长发育过程中场所真核细胞主要在细胞核,线粒体和叶绿体中也可发生;原核细胞主要在拟核真核细胞主要在细胞核,在线粒体和叶绿体中也发生;原核细胞主要在拟核细胞质原料四种脱氧核苷酸四种核糖核苷酸二十种氨基酸模板DNA
11、的两条链DNA中的一条链mRNA其他条件解旋酶、DNA聚合酶、能量RNA聚合酶、能量酶、tRNA、核糖体、能量二、复制、转录和翻译的比较二、复制、转录和翻译的比较过程DNA边解旋边以两条链为模板,按碱基互补配对原则,合成两条子链,子链与对应母链形成双螺旋结构DNA解旋,以其中一条链为模板,按碱基互补配对原则形成mRNA(单链)以mRNA为模板合成具有一定氨基酸序列的多肽链模板去向分别进入两个子代DNA分子中恢复原样,与非模板链重新形成双螺旋结构分解成单个核苷酸特点边解旋边复制;半保留复制;多起点双向复制边解旋边转录,DNA双链全保留一条mRNA上可相继结合多个核糖体,同时进行多条肽链的合成产物
12、两个双链DNA分子一条单链mRNA多肽链意义复制遗传信息,使遗传信息从亲代传递到子代表达遗传信息,使生物体表现出各种遗传性状【知能拓展】(1)复制和转录发生在DNA存在的部位,如细胞核、叶绿体、线粒体、拟核等部位。(2)mRNA、tRNA、rRNA均是转录的产物,但携带遗传信息的只有mRNA。它们都参与了翻译过程,mRNA是翻译的模板,tRNA是运载工具,rRNA是核糖体的组成成分。(3)一个mRNA分子上可相继结合多个核糖体,同时合成多条相同的肽链。(4)与复制、转录、翻译相关的真核细胞结构:从核糖体上脱离下来的只是多肽链,多肽链往往还要在相应的细胞器(内质网、高尔基体)内加工才能形成具有一
13、定空间结构和特定功能的蛋白质。方法方法DNA分子复制的有关计算规律分子复制的有关计算规律方法技巧方法技巧DNA分子复制为半保留复制,若将一个全部N原子被15N标记的DNA转移到含14N的培养基中培养(复制)若干代,其结果分析如下:1.子代子代DNA分子数分子数:2n个个(1)无论复制多少次,子代中含15N的DNA分子始终是2个。(2)含14N的DNA分子有2n 个,只含14N的有(2n-2)个,做题时应看准是“含”还是“只含”。2.子代子代DNA分子脱氧核苷酸的总链数分子脱氧核苷酸的总链数:2n 2=2n+1条条(1)无论复制多少次,含15N的链始终是2条。做题时应看准是“DNA分子数”还是“链数”。(2)含14N的链数是(2n+1-2)条。3.消耗的脱氧核苷酸数消耗的脱氧核苷酸数(1)若一亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个,则经过n次复制需要消耗游离的该脱氧核苷酸数为m(2n-1)个。(2)若进行第n次复制,则需消耗游离的该脱氧核苷酸数为m2n-1个。
