2022屆廣東省高考生物二輪總復(fù)習(xí)遺傳的分子基礎(chǔ) 省賽獲獎(jiǎng)

2012屆廣東省高考生物二輪總復(fù)習(xí)精品課件：第7課時(shí)遺傳的分子基礎(chǔ)遺傳的分子基礎(chǔ)

1．細(xì)菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)格里菲思所做的肺炎雙球菌體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)證明了加熱殺死的S型細(xì)菌含有“轉(zhuǎn)化因子”。艾弗里及其同事所做的肺炎雙球菌體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)證明了“轉(zhuǎn)化因子”是DNA，DNA是遺傳物質(zhì)。

2．艾弗里及其同事所做的肺炎雙球菌體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)和赫爾希、蔡斯所做的T2噬菌體侵染大腸桿菌的實(shí)驗(yàn)的比較：(一)DNA是遺傳物質(zhì)的證據(jù)名稱比較肺炎雙球菌的體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)T2噬菌體侵染大腸桿菌的實(shí)驗(yàn)不同點(diǎn)處理方法將S型細(xì)菌中的DNA、蛋白質(zhì)、多糖等物質(zhì)分離、提純和鑒定，分別與R型細(xì)菌進(jìn)行混合用放射性同位素32P、35S分別標(biāo)記T2噬菌體的DNA、蛋白質(zhì)，然后，用被32P或35S標(biāo)記的T2噬菌體分別侵染未被標(biāo)記的大腸桿菌實(shí)驗(yàn)結(jié)論DNA是遺傳物質(zhì)而蛋白質(zhì)等不是遺傳物質(zhì)1.DNA是遺傳物質(zhì)，但不能證明蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)2．DNA控制蛋白質(zhì)的合成名稱比較肺炎雙球菌的體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)T2噬菌體侵染大腸桿菌的實(shí)驗(yàn)相同點(diǎn)1.兩個(gè)實(shí)驗(yàn)均直接證明了DNA是遺傳物質(zhì)，但不能證明DNA是主要的遺傳物質(zhì)2．實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路相同：設(shè)法把DNA與蛋白質(zhì)分開(kāi)，單獨(dú)地、直接地去觀察DNA的作用

①加熱殺死S型細(xì)菌的過(guò)程中，S型細(xì)菌的蛋白質(zhì)變性失活，但是內(nèi)部的DNA在加熱結(jié)束后，隨溫度的降低又逐漸恢復(fù)活性。

②R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化成S型細(xì)菌的原因是S型細(xì)菌DNA與R型細(xì)菌DNA實(shí)現(xiàn)重組，R型細(xì)菌表現(xiàn)出S型細(xì)菌的性狀，此變異屬于基因重組。

③培養(yǎng)T2噬菌體只能利用活體培養(yǎng)基(如大腸桿菌)，因?yàn)椴《緹o(wú)細(xì)胞結(jié)構(gòu)，其繁殖離不開(kāi)細(xì)胞。特別提醒：

④因放射性檢測(cè)時(shí)只能檢測(cè)到部位，不能確定是何種元素的放射性，故35S(標(biāo)記蛋白質(zhì))和32P(標(biāo)記DNA)不能同時(shí)標(biāo)記在同一噬菌體上，應(yīng)將二者分別標(biāo)記，即把實(shí)驗(yàn)分成兩組。

⑤噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)中，兩次用到大腸桿菌，第一次是對(duì)噬菌體進(jìn)行同位素標(biāo)記，第二次是將帶標(biāo)記元素的噬菌體與大腸桿菌進(jìn)行混合培養(yǎng)，觀察同位素的去向。3．幾個(gè)探索實(shí)驗(yàn)整合

作為遺傳物質(zhì)必備的條件

(1)能復(fù)制，使前后代具有連續(xù)性。

(2)能控制性狀和代謝過(guò)程。

(3)具有儲(chǔ)存大量遺傳信息的潛能。

(4)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，但又能發(fā)生突變。生物類型遺傳物質(zhì)實(shí)例有細(xì)胞結(jié)構(gòu)的生物真核生物細(xì)胞核、細(xì)胞質(zhì)的遺傳物質(zhì)都是DNA人、豬、水稻、豌豆、酵母菌等原核生物擬核、細(xì)胞質(zhì)的遺傳物質(zhì)都是DNA細(xì)菌、藍(lán)藻等(二)各類生物的遺傳物質(zhì)：生物類型遺傳物質(zhì)實(shí)例無(wú)細(xì)胞結(jié)構(gòu)的生物DNA病毒DNAT2噬菌體等RNA病毒RNAHIV、SARS、煙草花葉病毒等(三)DNA分子的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯功能遺傳信息的傳遞遺傳信息的表達(dá)時(shí)間主要發(fā)生在細(xì)胞有絲分裂的間期或減數(shù)第一次分裂前的間期個(gè)體生長(zhǎng)發(fā)育的整個(gè)過(guò)程中場(chǎng)所細(xì)胞核(主要)，葉綠體、線粒體細(xì)胞核(主要)，葉綠體、線粒體核糖體復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯條件模板DNA分子的兩條鏈DNA分子的一條鏈mRNA原料4種脫氧核苷酸4種核糖核苷酸20種氨基酸能量ATP酶DNA解旋酶、DNA聚合酶等RNA聚合酶等需要特定的酶復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯過(guò)程①DNA雙鏈解旋；②以解開(kāi)的兩條鏈為模板，按堿基互補(bǔ)配對(duì)原則合成與模板鏈互補(bǔ)的子鏈；③子鏈與對(duì)應(yīng)的母鏈盤繞成雙螺旋結(jié)構(gòu)①DNA解旋；②以其中的一條鏈為模板，按堿基互補(bǔ)配對(duì)原則合成mRNA；③mRNA從核孔進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)中，與核糖體結(jié)合以mRNA為模板，合成有一定氨基酸序列的多肽鏈堿基互補(bǔ)配對(duì)原則A—T，T—AG—C，C—GA—U，T—AG—C，C—GA—UU—AG—CC—G復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯產(chǎn)物兩個(gè)雙鏈DNA分子RNA(mRNA、tRNA、rRNA)多肽鏈模板去向分別進(jìn)入兩個(gè)子代DNA分子與非模板鏈重新組成雙螺旋結(jié)構(gòu)分解成單個(gè)核糖核苷酸特點(diǎn)邊解旋邊復(fù)制；半保留式復(fù)制邊解旋邊轉(zhuǎn)錄；DNA雙鏈分子全保留式轉(zhuǎn)錄(轉(zhuǎn)錄后DNA仍保留原來(lái)的雙鏈結(jié)構(gòu))一個(gè)mRNA上可連續(xù)結(jié)合多個(gè)核糖體，順次合成多肽鏈復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯遺傳信息傳遞方向從親代DNA傳給子代DNA分子(親代DNA→子代DNA)遺傳信息由才形成形成DNA傳給mRNA(DNA→mRNA)mRNA→蛋白質(zhì)意義復(fù)制遺傳信息，使遺傳信息從親代傳給子代表達(dá)遺傳信息，使生物表現(xiàn)出各種遺傳性狀

中心法則信息流動(dòng)的種類

(1)中心法則中遺傳信息的流動(dòng)過(guò)程為：

①在生物生長(zhǎng)繁殖過(guò)程中遺傳信息的傳遞方向?yàn)?/p>

②在細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)合成過(guò)程中，遺傳信息的傳遞方向(以胰島細(xì)胞中胰島素的合成為例)為

③含逆轉(zhuǎn)錄酶的RNA病毒在寄主細(xì)胞內(nèi)繁殖過(guò)程中，遺傳信息的傳遞方向?yàn)?/p>

④DNA病毒(如噬菌體)在寄主細(xì)胞內(nèi)繁殖過(guò)程中，遺傳信息的傳遞方向?yàn)棰軷NA病毒(如煙草花葉病毒)在宿主細(xì)胞內(nèi)繁殖過(guò)程中，遺傳信息的傳遞方向?yàn)?/p>

中心法則中幾個(gè)生理過(guò)程能準(zhǔn)確進(jìn)行的原因：前者為后者的產(chǎn)生提供了一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化的模板；嚴(yán)格的堿基互補(bǔ)配對(duì)原則決定了后者是以前者提供的模板為依據(jù)形成的。

【例1】中心法則揭示了生物遺傳信息由DNA向蛋白質(zhì)傳遞的過(guò)程。下列關(guān)于中心法則的敘述不正確的是(

)A．a(chǎn)、b、c、d所表示的四個(gè)過(guò)程依次分別是DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯、逆轉(zhuǎn)錄B．a(chǎn)過(guò)程發(fā)生在真核細(xì)胞分裂的S期，c過(guò)程需要三種RNA同時(shí)參與C．在真核細(xì)胞中，a和b兩個(gè)過(guò)程發(fā)生的主要場(chǎng)所是細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)D．某mRNA含有鳥(niǎo)嘌呤24%，胞嘧啶22%，則轉(zhuǎn)錄該RNA的DNA分子中，胞嘧啶和腺嘌呤所占的比例是23%和27%

解析：翻譯過(guò)程需要tRNA做運(yùn)輸工具,mRNA做模板，rRNA是核糖體的組成成分也必須參與；a和b兩個(gè)過(guò)程發(fā)生的主要場(chǎng)所都是細(xì)胞核。答案：C名稱作用DNA解旋酶與DNA解旋有關(guān)的酶，破壞氫鍵，使DNA雙鏈解開(kāi)DNA聚合酶與DNA鏈的延長(zhǎng)有關(guān)，將單個(gè)的脫氧核苷酸連接成DNA分子DNA連接酶將DNA分子片段連接起來(lái)。在基因工程中起著重要的作用DNA酶促進(jìn)DNA水解，變成單個(gè)脫氧核糖核苷酸分子(四)掌握幾種酶名稱作用RNA聚合酶以一條DNA鏈或RNA為模板，將單個(gè)的核糖核苷酸連接成RNA的酶RNA酶促進(jìn)RNA水解，變成單個(gè)核糖核苷酸分子限制酶識(shí)別DNA的特定片段，并在特定的堿基之間切開(kāi)遺傳信息密碼子反密碼子概念基因中4種堿基的排列順序mRNA上決定一個(gè)氨基酸的三個(gè)相鄰堿基tRNA中與mRNA上的密碼子互補(bǔ)配對(duì)的3個(gè)堿基作用控制生物的遺傳性狀直接決定蛋白質(zhì)的氨基酸序列識(shí)別密碼子，轉(zhuǎn)運(yùn)特定的氨基酸(五)遺傳信息、密碼子和反密碼子遺傳信息密碼子反密碼子種類基因中脫氧核苷酸種類、數(shù)目和排列順序的不同，決定了遺傳信息的多樣性64種密碼子61種密碼子能翻譯出氨基酸；3種終止密碼子，不能翻譯出氨基酸61種反密碼子(或tRNA也為61種)聯(lián)系①基因中脫氧核苷酸的序列mRNA中核糖核苷酸的序列②mRNA的堿基序列與基因模板鏈的堿基序列互補(bǔ)配對(duì)③密碼子與相應(yīng)反密碼子的序列互補(bǔ)配對(duì)決定

(1)基因是控制生物性狀的遺傳物質(zhì)的功能和結(jié)構(gòu)單位。(2)基因是通過(guò)控制蛋白質(zhì)的合成來(lái)控制性狀的。

(3)基因控制生物的性狀有以下兩種方式：

①間接途徑：(六)基因、蛋白質(zhì)與性狀的關(guān)系

②直接途徑基因結(jié)構(gòu)蛋白細(xì)胞結(jié)構(gòu)生物性狀控制控制控制

(4)基因與性狀二者并非是簡(jiǎn)單的線性關(guān)系；生物的有些性狀是受一對(duì)基因控制的，有些性狀是由多對(duì)基因控制的。

(5)基因型與表現(xiàn)型的關(guān)系，生物的性狀由基因決定，但還受環(huán)境條件的影響，是生物的基因和環(huán)境共同作用的結(jié)果，即表現(xiàn)型=基因型+環(huán)境條件。

【例2】鐵蛋白是細(xì)胞內(nèi)儲(chǔ)存多余Fe3＋的蛋白，鐵蛋白合成的調(diào)節(jié)與游離的Fe3＋、鐵調(diào)節(jié)蛋白、鐵應(yīng)答元件等有關(guān)。鐵應(yīng)答元件是位于鐵蛋白mRNA起始密碼上游的特異性序列，能與鐵調(diào)節(jié)蛋白發(fā)生特異性結(jié)合，阻遏鐵蛋白的合成。當(dāng)Fe3＋濃度高時(shí)，鐵調(diào)節(jié)蛋白由于結(jié)合Fe3＋而喪失與鐵應(yīng)答元件的結(jié)合能力，核糖體能與鐵蛋白mRNA一端結(jié)合，沿mRNA移動(dòng)，遇到起始密碼后開(kāi)始翻譯(如下圖所示)?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)圖中甘氨酸的密碼子是__________，鐵蛋白基因中決定的模板鏈堿基序列為_(kāi)______________________。GGU……CCACTGACC……(2)Fe3＋濃度低時(shí)，鐵調(diào)節(jié)蛋白與鐵應(yīng)答元件結(jié)合干擾了______________________________，從而抑制了翻譯的起始。核糖體在mRNA上的結(jié)合與移動(dòng)(3)若鐵蛋白由n個(gè)氨基酸組成，指導(dǎo)其合成的mRNA的堿基數(shù)遠(yuǎn)大于3n，主要原因是____________________________________。mRNA兩端存在不編碼蛋白質(zhì)的序列(4)若要改造鐵蛋白分子，將圖中色氨酸變成亮氨酸(密碼子為UUA、UUG、CUU、CUC、CUA、CUG)，可以通過(guò)改變DNA模板鏈上的一個(gè)堿基來(lái)實(shí)現(xiàn)，即由________。C→A

解析：根據(jù)攜帶甘氨酸的tRNA的反密碼子CCA可以判斷甘氨酸的密碼子為GGU；當(dāng)Fe3＋濃度較低時(shí)，鐵調(diào)節(jié)蛋白與鐵應(yīng)答元件結(jié)合，使蛋白質(zhì)的翻譯缺少起始密碼，從而阻止核糖體在mRNA上移動(dòng)，遏制鐵蛋白的合成。mRNA并不是所有序列都參與蛋白質(zhì)的翻譯，有一部分是不具有遺傳效應(yīng)的。色氨酸密碼子為UGG，對(duì)應(yīng)模板鏈堿基序列應(yīng)為ACC，當(dāng)?shù)诙€(gè)堿基C→A時(shí)，此序列對(duì)應(yīng)的密碼子變?yōu)閁UG，恰為亮氨酸密碼子。

1.(2011·江蘇卷)關(guān)于轉(zhuǎn)錄和翻譯的敘述，錯(cuò)誤的是()A．轉(zhuǎn)錄時(shí)以核糖核苷酸為原料B．轉(zhuǎn)錄時(shí)RNA聚合酶能識(shí)別DNA中特定堿基序列C．mRNA在核糖體上移動(dòng)翻譯出蛋白質(zhì)D．不同密碼子編碼同種氨基酸可增強(qiáng)密碼的容錯(cuò)性C

解析：轉(zhuǎn)錄是指以DNA的一條鏈為模板合成mRNA的過(guò)程，所以所需的原料為核糖核苷酸，所需的酶是RNA聚合酶；轉(zhuǎn)錄時(shí)，RNA聚合酶能夠識(shí)別基因編碼區(qū)上游的非編碼區(qū)中的RNA聚合酶結(jié)合位點(diǎn)并與之特異性結(jié)合，激活DNA的轉(zhuǎn)錄功能；翻譯過(guò)程中核糖體首先結(jié)合到mRNA上并沿著mRNA向前移動(dòng)，翻譯出多肽鏈；一種氨基酸可能有幾個(gè)密碼子，這一現(xiàn)象稱作密碼子的簡(jiǎn)并性，其對(duì)生物體生存的意義在于減少因基因突變所引起的性狀上的改變。

2.(2011·安徽卷)甲、乙圖示真核細(xì)胞內(nèi)兩種物質(zhì)的合成過(guò)程，下列敘述正確的是()A．甲、乙所示過(guò)程通過(guò)半保留方式進(jìn)行，合成的產(chǎn)物是雙鏈核酸分子B．甲所示過(guò)程在細(xì)胞核內(nèi)進(jìn)行，乙在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中進(jìn)行C．DNA分子解旋時(shí)，甲所示過(guò)程不需要解旋酶，乙需要解旋酶D．一個(gè)細(xì)胞周期中，甲所示過(guò)程在每個(gè)起點(diǎn)只起始一次，乙可起始多次

解析：甲圖描述的是DNA復(fù)制，乙圖描述的是DNA轉(zhuǎn)錄。答案：D

3.(2011·廣東卷)艾弗里和同事用R型和S型肺炎雙球菌進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，結(jié)果如下表，從表可知(