高中總復(fù)習(xí)第一輪生物 第六章第一節(jié) 遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)

1、第六章 遺傳與變異提綱挈領(lǐng)一、遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)鞏固:夯實(shí)基礎(chǔ) 理解:要點(diǎn)詮解考點(diǎn)一DNA是主要的遺傳物質(zhì)(1)噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)的幾個(gè)問(wèn)題噬菌體為細(xì)菌病毒，細(xì)菌是原核細(xì)胞，所以兩者在結(jié)構(gòu)上的最大區(qū)別是有無(wú)細(xì)胞結(jié)構(gòu)。兩種生物體內(nèi)均無(wú)染色體，只有DNA，在兩種生物的結(jié)構(gòu)模式圖中，表示遺傳物質(zhì)位置的黑線不能誤認(rèn)為是染色體。細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)噬菌體DNA的復(fù)制及噬菌體蛋白質(zhì)的合成所需要的原料、酶、能量、場(chǎng)所等均由細(xì)菌提供，這時(shí)細(xì)菌內(nèi)的一切變化是為噬菌體服務(wù)的，這時(shí)的代謝活動(dòng)是由噬菌體的DNA控制的。噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)還說(shuō)明了噬菌體特有的增殖方式不同于有性生殖和無(wú)性生殖，稱為復(fù)制式繁殖。(2)對(duì)“DNA是主要的遺

2、傳物質(zhì)”以及“染色體是遺傳物質(zhì)的主要載體”中的“主要”二字的理解 生物的遺傳物質(zhì)有兩種，即DNA和RNA。在真核生物、原核生物體內(nèi)既有DNA也有RNA，它們的遺傳物質(zhì)是DNA而不是RNA。在病毒和類病毒中，有的只含DNA，有的只含有RNA，它們的遺傳物質(zhì)有的是DNA，有的是RNA。因此DNA是主要的遺傳物質(zhì)。真核生物(占生物種類的絕大多數(shù))體內(nèi)的DNA主要存在于細(xì)胞核內(nèi)的染色體上，少數(shù)存在于細(xì)胞質(zhì)中的線粒體、葉綠體中，因此染色體是遺傳物質(zhì)的主要載體。又根據(jù)DNA的存在部位不同，將遺傳方式劃分為細(xì)胞核遺傳和細(xì)胞質(zhì)遺傳。鏈接·聚焦 根據(jù)所學(xué)，遺傳物質(zhì)應(yīng)該具備哪些特點(diǎn)？ 提示：(1)分子結(jié)

3、構(gòu)具有相對(duì)的穩(wěn)定性，是指遺傳物質(zhì)本身在細(xì)胞組成和結(jié)構(gòu)方面是相對(duì)穩(wěn)定的，不像糖類、脂類、蛋白質(zhì)那樣，經(jīng)常處于變化的狀態(tài)。DNA分子是由成百上千個(gè)脫氧核苷酸(四種)組成的規(guī)則雙螺旋結(jié)構(gòu)，堿基配對(duì)是嚴(yán)格的，堿基對(duì)的配對(duì)方式是穩(wěn)定不變的，它在細(xì)胞中的含量是相對(duì)穩(wěn)定的。(2)能夠進(jìn)行自我復(fù)制，使生物前后代具有一定的連續(xù)性，是指遺傳物質(zhì)可以將自身的分子嚴(yán)格復(fù)制，并將復(fù)制后的分子向子代傳遞，使親子代間遺傳物質(zhì)結(jié)構(gòu)一定，保證前后代相應(yīng)性狀的穩(wěn)定。(3)能夠指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成，從而控制新陳代謝過(guò)程和性狀，這時(shí)遺傳物質(zhì)將遺傳信息傳到子代，只有控制子代個(gè)體發(fā)育中合成的特定結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)，才能體現(xiàn)與親代一致的生物性狀。(

4、4)產(chǎn)生可遺傳的變異，是指遺傳物質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，相應(yīng)性狀也發(fā)生變化，這種變化是遺傳物質(zhì)變化的結(jié)果，變化了的分子結(jié)構(gòu)又具有相對(duì)穩(wěn)定性，不斷傳遞下去，使變異的性狀在后代連續(xù)出現(xiàn)，即出現(xiàn)可遺傳的變異?？键c(diǎn)二DNA的復(fù)制 (1)同位素示蹤法和離心技術(shù)證明DNA的半保留復(fù)制 DNA分子在復(fù)制時(shí)，以解旋后形成的兩條鏈（舊鏈）作模板，按照堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，從周圍原生質(zhì)中吸收脫氧核苷酸與之配對(duì)，形成兩條子鏈（新鏈），新鏈與舊鏈螺旋成為一個(gè)新的DNA分子，所以稱之為半保留復(fù)制。一個(gè)DNA分子復(fù)制n代后，能形成2n個(gè)DNA分子，這些DNA分子中，只有兩個(gè)含有第一代DNA的鏈。若將DNA分子在含15N的培養(yǎng)基

5、中培養(yǎng)一段時(shí)間，再將這部分DNA分子（0代）轉(zhuǎn)移到含14N的培養(yǎng)基中培養(yǎng)若干代，提取DNA經(jīng)梯度密度離心后得到結(jié)果及分析如下表：世代DNA分子的特點(diǎn)DNA中脫氧核苷酸鏈的特點(diǎn)分子總數(shù)DNA在離心管內(nèi)的分布位置不同DNA分子占全部DNA分子之比鏈總數(shù)不同脫氧核苷酸鏈占全部鏈之比15N分子14N、15N雜種分子14N分子含15N鏈含14N鏈01全在下部12112全在中部141/21/2241/2中，1/2下1/21/281/43/4381/4中，3/4上1/43/4161/87/8N2n2/2n中，1-2/2n上2/2n1-2/2n2n+11/2n1-1/2n (2)親代與子代DNA分子的關(guān)系 親

6、代DNA分子經(jīng)復(fù)制后產(chǎn)生子代DNA分子。由于DNA復(fù)制是半保留復(fù)制方式，故新復(fù)制出的每個(gè)子代DNA分子含一條親代母鏈和一條能與親代母鏈互補(bǔ)配對(duì)的新合成的子鏈，子鏈堿基序列與母鏈中的模板鏈堿基序列互補(bǔ)，與母鏈中的非模板鏈堿基序列相同。親代DNA分子經(jīng)n次復(fù)制后，新合成的DNA分子中，DNA分子數(shù)、含親代母鏈的DNA分子數(shù)和不含親代母鏈的DNA分子數(shù)依次為：2n,2,2n-2?？键c(diǎn)三與基因有關(guān)的知識(shí) (1)染色體、DNA、基因、脫氧核苷酸的關(guān)系 (2)遺傳信息、密碼子、反密碼子的區(qū)別 遺傳信息是指子代從親代獲得的控制遺傳的訊號(hào)，這種訊號(hào)是以染色體上DNA的脫氧核苷酸的順序?yàn)榇怼；蛑锌刂七z傳性狀

7、的脫氧核苷酸順序?yàn)檫z傳信息。遺傳“密碼子”是指信使RNA中決定一個(gè)氨基酸的三個(gè)相鄰的堿基，它決定蛋白質(zhì)中氨基酸的排列順序，遺傳信息與“密碼子”的區(qū)別：一是存在位置不同，遺傳信息是基因中脫氧核苷酸的排列順序，密碼子是信使RNA上核苷酸的排列順序；二是作用不同，遺傳信息決定氨基酸的排列順序，僅是間接作用，而密碼子是直接控制蛋白質(zhì)中氨基酸的排列順序。反密碼子是轉(zhuǎn)移RNA分子與信使RNA分子中密碼子互補(bǔ)配對(duì)的三個(gè)堿基，與相應(yīng)的DNA模板鏈上對(duì)應(yīng)堿基基本相同，只是DNA中堿基為T(mén)，轉(zhuǎn)移RNA中堿基為U。鏈接·聚焦 所有生物的遺傳信息都位于基因上嗎？都是由脫氧核苷酸的排列決定的嗎？ 提示：不是。

8、有些病毒的遺傳物質(zhì)是RNA?？键c(diǎn)四與DNA有關(guān)的計(jì)算及規(guī)律 (1)DNA分子中堿基數(shù)量計(jì)算的規(guī)律根據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則引出的關(guān)于堿基比率、數(shù)量計(jì)算，是本部分的難點(diǎn)之一。解決這類問(wèn)題，可根據(jù)以下幾條規(guī)律。 規(guī)律一：在DNA雙鏈中，A=T，G=C，A+G=T+C=A+C=T+G=50%， 規(guī)律二：在DNA雙鏈中一條單鏈的（A+G）/（T+C）的值與另一條互補(bǔ)鏈的（A+G）/（T+C）的值互為倒數(shù)關(guān)系。 規(guī)律三：DNA雙鏈中，一條單鏈的（A+T）/（G+C）的值，與另一條互補(bǔ)鏈的（A+T）/（G+C）的值是相等的，也與整個(gè)DNA分子中的（A+T）/（G+C）的值是相等的。 規(guī)律四：在雙鏈DNA及其轉(zhuǎn)錄

9、的信使RNA之間，有下列關(guān)系： 由于DNA在轉(zhuǎn)錄形成mRNA時(shí)，是以DNA的一條鏈（有意義鏈）為模板，按照堿基互補(bǔ)配對(duì)原則形成的，所以mRNA中的堿基數(shù)等于有意義鏈的堿基數(shù)，等于整個(gè)DNA分子堿基數(shù)的一半。 DNA分子轉(zhuǎn)錄形成的mRNA中互補(bǔ)堿基之和所占的比例，與該互補(bǔ)堿基之和占整個(gè)DNA以及DNA的兩條單鏈堿基總數(shù)的比例相等。如mRNA中A+U=32，則在DNA分子以及它的每一條單鏈中的A+T都占?jí)A基總數(shù)的32。 (2)關(guān)于轉(zhuǎn)錄和翻譯過(guò)程中的有關(guān)計(jì)算 DNA在轉(zhuǎn)錄過(guò)程中是以其中的一條鏈為模板，合成一條單鏈RNA的過(guò)程，所以，基因的堿基數(shù)是此基因轉(zhuǎn)錄出的信使RNA堿基數(shù)的2倍；在翻譯過(guò)程中，信

10、使RNA上的三個(gè)堿基（一個(gè)密碼子）決定一個(gè)氨基酸，所以信使RNA上的堿基數(shù)是此信使RNA翻譯成的多肽鏈中氨基酸的3倍。具體關(guān)系如下表：比較內(nèi)容基因中能編碼蛋白質(zhì)序列的堿基數(shù)信使RNA上的堿基數(shù)參與轉(zhuǎn)運(yùn)氨基酸的轉(zhuǎn)移RNA數(shù)蛋白質(zhì)中的氨基酸數(shù)蛋白質(zhì)中的肽鏈數(shù)蛋白質(zhì)中的肽鍵數(shù)縮合失去的水分子數(shù)數(shù) 目6m3mmmnm-nm-n誘思:實(shí)例點(diǎn)撥【例1】(2006湖北黃岡調(diào)研)在噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)中，如果細(xì)菌體內(nèi)的DNA和蛋白質(zhì)分別含有31P和32S，噬菌體中的DNA和蛋白質(zhì)分別含32P和35S，噬菌體DNA在細(xì)菌體內(nèi)復(fù)制了三次，那么從細(xì)菌體內(nèi)釋放出的子代噬菌體中含有32P的噬菌體和含35S的噬菌體分別占子

11、代噬菌體總數(shù)的( )A.14和1 B.34和0C.14和0 D.34和1解析：在噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)中，含S的蛋白質(zhì)外殼留在細(xì)菌的外面，含P的DNA則侵入到細(xì)菌體內(nèi)，噬菌體DNA在細(xì)菌體內(nèi)復(fù)制了三次，共產(chǎn)生了23個(gè)DNA分子，其中有2個(gè)含有32P，占總數(shù)的14，而子代噬菌體的蛋白質(zhì)外殼是由細(xì)菌體內(nèi)的氨基酸形成的，不含有35S。答案：C講評(píng)：教師在進(jìn)行該題的訓(xùn)練時(shí)，為了使學(xué)生更好地理解與掌握問(wèn)題，可讓學(xué)生討論如何標(biāo)記噬菌體中的DNA和蛋白質(zhì)，從而加深對(duì)相關(guān)內(nèi)容的理解?！纠?】堿基互補(bǔ)配對(duì)原則可發(fā)生在下列哪些結(jié)構(gòu)中( )線粒體 高爾基體 葉綠體 核糖體中心體 細(xì)胞核A. B.C. D.解析：DNA雙

12、螺旋結(jié)構(gòu)具有堿基互補(bǔ)配對(duì)的特點(diǎn)，DNA復(fù)制和轉(zhuǎn)錄形成RNA以及蛋白質(zhì)合成的過(guò)程中有堿基互補(bǔ)配對(duì)，線粒體、葉綠體和細(xì)胞核中都有DNA分子，核糖體內(nèi)完成蛋白質(zhì)的合成。答案：C講評(píng)：堿基互補(bǔ)配對(duì)原則發(fā)生在DNA分子的復(fù)制、RNA合成（復(fù)制）及蛋白質(zhì)的合成過(guò)程中，因此只要發(fā)生上述現(xiàn)象，都會(huì)遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)原則?！纠?】(2006湖北黃岡調(diào)研)一個(gè)雙鏈DNA分子，GC占全部堿基的44，其中一條鏈的堿基中A占26，C占20，那么互補(bǔ)鏈中的A和C分別占該互補(bǔ)鏈全部堿基的百分比是( )A.24和30 B.28和22C.30和24 D.26和20解析：在一個(gè)雙鏈DNA分子中，GC占全部堿基的比例等于一條鏈中的G

13、+C占該鏈堿基的比例。由此可知，一條鏈中的A+T=56%，這條鏈上的T等于另一條鏈上的A，即互補(bǔ)鏈上的A=30%，這條鏈上的G等于另一條鏈上的C，即互補(bǔ)鏈上的C=24%。答案：C講評(píng)：堿基的計(jì)算都是雙鏈DNA所具有的，而單鏈DNA、RNA等其堿基關(guān)系無(wú)規(guī)律可循?！纠?】(2006浙江五校一模)已知某mRNA片段含有30個(gè)堿基，其中A和G共有12個(gè)，轉(zhuǎn)錄該段mRNA的DNA分子中應(yīng)有C和T的總數(shù)是( )A.12 B.24 C.18 D.30解析：mRNA是以DNA的一條鏈為模板轉(zhuǎn)錄而來(lái)的，DNA中堿基的總數(shù)是RNA的2倍，即60個(gè)堿基。又因?yàn)锳+G=T+C，所以DNA分子中C和T的個(gè)數(shù)是總數(shù)的一

14、半：30個(gè)。答案：D【例5】用標(biāo)記有15N的一條雙鏈DNA分子，在標(biāo)記有14N的培養(yǎng)液中進(jìn)行兩次復(fù)制，其后代的DNA分子單鏈中，含14N和15N的比值為( )A.11 B.21 C.31 D.41解析：如果DNA分子復(fù)制的次數(shù)為n，則后代的DNA分子總數(shù)為2n。又因?yàn)镈NA分子的復(fù)制是半保留復(fù)制，因此8條DNA單鏈中，除了兩條來(lái)自親代，標(biāo)有15N外，其余6條單鏈都是在標(biāo)有14N的培養(yǎng)液中，經(jīng)過(guò)復(fù)制形成的。答案：C講評(píng)：可用不同顏色的粉筆畫(huà)圖或用不同顏色的細(xì)線等模擬DNA分子的復(fù)制，從而清楚地理解與掌握DNA分子復(fù)制的有關(guān)問(wèn)題?！纠?】(2005上海高考，5)tRNA與mRNA堿基互補(bǔ)配對(duì)現(xiàn)象可

15、出現(xiàn)在真核細(xì)胞的( )A.細(xì)胞核中 B.核糖體上C.核膜上 D.核孔處解析：堿基互補(bǔ)配對(duì)原則體現(xiàn)在真核生物遺傳信息的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯的過(guò)程中，其轉(zhuǎn)移RNA（tRNA）和信使RNA（mRNA）之間的堿基互補(bǔ)配對(duì)，發(fā)生在核糖體上蛋白質(zhì)的合成（即翻譯）過(guò)程中。答案：B講評(píng)：要設(shè)計(jì)題目，通過(guò)具體事例講清楚中心法則全部過(guò)程的有關(guān)問(wèn)題，幫助學(xué)生形成一個(gè)整體的認(rèn)識(shí)?！纠?】(2005上海高考，14)一段原核生物的mRNA通過(guò)翻譯可合成一條含有11個(gè)肽鍵的多肽，則此mRNA分子至少含有的堿基個(gè)數(shù)及合成這段多肽需要的tRNA個(gè)數(shù)，依次為( )A.33 11 B.36 12C.12 36 D.11 36解析：一條

16、含有11個(gè)肽鍵的多肽，則含有12個(gè)氨基酸。mRNA中，三個(gè)堿基決定一個(gè)氨基酸；一個(gè)氨基酸至少有一種轉(zhuǎn)移RNA來(lái)轉(zhuǎn)移。因此，mRNA中含有36個(gè)堿基、12個(gè)轉(zhuǎn)移RNA。答案：B講評(píng)：要通過(guò)該題讓學(xué)生總結(jié)氨基酸與信使RNA及相應(yīng)DNA片段的堿基關(guān)系。【例8】(2005上海高考,37)回答有關(guān)真核細(xì)胞中遺傳信息及其表達(dá)的問(wèn)題。（1）將同位素標(biāo)記的尿核苷（尿嘧啶和核糖的結(jié)合物）加入細(xì)胞培養(yǎng)液中，不久在細(xì)胞核中發(fā)現(xiàn)被標(biāo)記的_、_、_。（2）將從A細(xì)胞中提取的核酸，通過(guò)基因工程的方法，轉(zhuǎn)移到另一種細(xì)胞B中，當(dāng)轉(zhuǎn)入_時(shí)，其遺傳信息在B細(xì)胞中得到表達(dá)并能夠復(fù)制傳給下一代，當(dāng)轉(zhuǎn)入_時(shí)，在B細(xì)胞中雖能合成相應(yīng)的蛋

17、白質(zhì)，但性狀不會(huì)遺傳。（3）已知某基因片段堿基排列如下圖。由它控制合成的多肽中含有“脯氨酸谷氨酸谷氨酸賴氨酸”的氨基酸序列。（脯氨酸的密碼子是：CCU、CCC、CCA、CCG；谷氨酸的是GAA、GAG；賴氨酸的是AAA、AAG；甘氨酸的是GGU、GGC、GGA、GGG）GGCCTGAAGAGAAGTCCGGACTTCTCTTCA1）翻譯上述多肽的mRNA是由該基因的_（以圖中或表示）鏈轉(zhuǎn)錄的，此mRNA的堿基排列順序是：_。2）若該基因由于一個(gè)堿基被置換而發(fā)生突變，所合成的多肽的氨基酸排列順序成為“脯氨酸谷氨酸甘氨酸賴氨酸”。寫(xiě)出轉(zhuǎn)錄出此段多DNA單鏈的堿基排列順序：_。解析：從組成堿基看，RNA不同于DNA的組成成分是含有尿嘧啶。當(dāng)被標(biāo)記的尿嘧啶加入細(xì)胞培養(yǎng)液中一段時(shí)間后，被標(biāo)記的尿嘧啶會(huì)出現(xiàn)在mRNA、tRNA、rRNA中。 將A細(xì)胞中的核酸，通過(guò)基因工程的方法轉(zhuǎn)移到細(xì)胞B中，由于DNA是遺傳物質(zhì)而RNA不是遺傳物質(zhì)，所以轉(zhuǎn)入DNA，其遺傳信息能夠表達(dá)且