高考生物二輪復習資料05 遺傳的基礎教學案

【2013考綱解讀】

1.人類對遺傳物質(zhì)的探索過程

2.DNA分子結(jié)構(gòu)的主要特點

3.基因的概念

4.DNA分子的復制

5.遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯

【知識網(wǎng)絡構(gòu)建】

煙草花葉病毒侵染煙草實驗

肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗

遺傳證據(jù)I-DNA是主要的遺傳物質(zhì)

物質(zhì)一

L噬菌體侵染細菌實驗」

宜接控制

-性狀

L結(jié)構(gòu)蛋白

DNA然翳基因-轉(zhuǎn)疊*RNA—翻譯一蛋白質(zhì)一

應的片段

間接控制

一.性狀

—基本組成單位一---穩(wěn)定性

結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)特點------------------多樣性

—雙螺旋結(jié)構(gòu)—特異性

復制——時間、場所、條件、過程、特點

【重點知識整合】

一、遺傳物質(zhì)探究的經(jīng)典實驗

結(jié)論

DNA是主要的遺傳物質(zhì)

1.肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化和噬菌體侵染細菌兩實驗的比較

肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗噬菌體侵染細菌實驗

①體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗

標記細菌：用含32P和3ss的培養(yǎng)

RISS型加熱7奈死R型菌+加熱1基培養(yǎng)大腸桿菌

活i宜活菌的SZ苴菌殺死的S型菌

，注射1注射，注射|注射夠鰻生：用噬菌體分別侵染

含32P和3ss的細菌

小鼠

111

過程及結(jié)成活死亡血之活死亡

.田用含32P和35s的

②體外轉(zhuǎn)41實驗噬菌體侵染

果士L、n心而曲：噬菌體分別侵染未

..S型酒細菌,未標記的細菌

1111被標記的細菌

多糖蛋白質(zhì)DNADNA+DNA酶

1111

分別與R型活細菌混合培養(yǎng)

攪拌、離心(上清液:六

檢測放射性、淀物Pp

①實驗思路相同：都是設法把DNA和邕自質(zhì)分開，單獨地、直接地去觀察DNA

的作用。只是肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗利用了從S型菌直接提取分離，而噬菌體侵

相同點

染細菌實驗則利用放射性同位素間接將DNA和蛋白質(zhì)分開②結(jié)論相同：都證明

了DNA是遺傳物質(zhì)。

2.生物的遺傳物質(zhì)總結(jié)

遺傳物

生物所含核酸所含核甘酸含氮堿基

質(zhì)

8種

'四種核糖

細胞生物(原核、DNA1核甘酸5種：A、T、C、

2利均為DNA

真核生物)jLI2RNAG、U

|四種脫氧

、核甘酸

4種：A、T、C、

DNA病毒為DNA核甘酸1種,4種脫氧DNA[

G

病毒

4種：A、U、C、

RNA病毒1種,為RNA4種核糖核甘酸RNA

G

3.有關疑難問題分析

(1)“DNA是主要的遺傳物質(zhì)”是總結(jié)多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)后得出的，而不是由肺炎雙球

菌轉(zhuǎn)化實驗和噬菌體侵染細菌實驗得出的。

(2)R型細菌轉(zhuǎn)化為S型細菌的實質(zhì)是S型細菌的DNA整合到了R型細菌的DNA中,,從變

異類型看屬

于基因重組。

(3)噬菌體侵染細菌的實驗中，兩次用到大腸桿菌，第一次是對噬菌體進行同位素標記,

第二次是將帶

標記元素的噬菌體與大腸桿菌進行混合培養(yǎng)，觀察同位素的去向。

例1、用呼和叱分別標記的噬菌體侵染細菌，經(jīng)短時間保溫后，用攪拌機攪拌，然后

離心得到上清液和沉淀,物，檢測上清液中35S和當?shù)姆派湫砸约氨磺秩炯毦拇婊盥剩?/p>

到如圖所示的實驗結(jié)果。下列說法不正確的是()

A.攪拌的目的是使吸附在細菌上的噬菌體(外殼)與細菌分離

B.攪拌時間小于1分鐘時，沉淀物中的放射性增高

C.在實驗過程中細菌沒有裂解，沒有子代噬菌體釋放出來

D.若被侵染細菌的存活率下降，細胞外35s放射性會增高

解析：由圖可知，被侵染細菌全部存活，沒有子代噬菌體釋放出來。如果被侵染細菌的

存活率下降，細胞外即放射性會增高。

答案：D

二、DNA分子的復制、轉(zhuǎn)錄和翻譯

復制

(DNA)轉(zhuǎn)錄r-z-n翻譯

、J-----------mRNA---——蛋白質(zhì)

表

基

現(xiàn)

出

性

狀

因

脫軌核甘酸序列——'核糖核甘酸序列第基酸序列

1I

遺傳信息--------?遺傳密碼——

(密碼子)

1.基因?qū)π誀畹目刂?/p>

(1)中心法則解讀：

①以照為遺傳物質(zhì)的生物(絕大多數(shù)生物)的中心法則。

復制(AA捶全RNA邂迫蛋白質(zhì)(性狀)

②以幽L為遺傳物質(zhì)的生物的中心法則(如RNA病毒等)。

a.具有RNA復制功能的RNA病毒(如煙草花葉病毒)。

復制($A蛆蛋白質(zhì)(性狀)

b.具有逆轉(zhuǎn)錄功能的RNA病毒(如艾滋病病毒)。

RNAG^^)復制?A維RNA魁蛋白質(zhì)

(2)基因與性狀間的關系：

基因與性狀并非簡單的一一對應的關系，可存在如下情況。

控制

①一個基因一?一種或多種性狀；

共同控制

②多個基因----------?一種性狀；

③基因之間可相互作用、相互影響，從而改變生物性狀。

如蠶繭的黃色(A)對白色(a)是顯性，與蠶繭顏色有關的基因還

有B、b,且只有基因型為A_bb時，才表現(xiàn)黃色。

2.與堿基互補配對或DNA復制相關的計算

(1)據(jù)T或U可判斷核酸種類，DNA中含T,RNA中含U,雙鏈DNA分子中喋吟之和=

口密咤之和，即A+G=T+C。

(2)在雙鏈DNA分子中，己知某堿基的百分含量，求其他堿基的百分含量，可用A=T,

G=C,A+G=T+C=50%求解。

(3)在雙鏈DNA中，一條單鏈的(A+G)/(C+T)=〃，則另一條互補鏈的(A+G)/(C+T)

=1/勿。

(4)在雙鏈DNA中，互補配對的堿基之和的比一值(A+T)/(G+C)與每一條單鏈中這一

比值相等。

(5)不同生物的DNA分子中，(A+T)/(G+C)不同，代表了每種生物DNA分子的特異性。

3.有關疑難問題分析

(D復制和轉(zhuǎn)錄并非只發(fā)生在細胞核中，DNA存在的部位都可發(fā)生，如細胞核、吐綠

便、線粒體、似核和質(zhì)粒等都可發(fā)生。

(2)轉(zhuǎn)錄的產(chǎn)物并非只有mRNA,tRNA和rRNA也是轉(zhuǎn)錄的產(chǎn)物，但攜帶遺傳信息的只

有mRNA?

(3)一個mRNA分子可結(jié)合多個核糖體，可同時合成多條多肽鏈，但并不能縮短每條多

肽鏈的合成時間。

(4)并非所有的密碼子都決定氨基酸，3個終止密碼子不能決定氨基酸。

例2、關于轉(zhuǎn)錄和翻譯的敘述，錯誤的是()

A.轉(zhuǎn)錄時以核糖核甘酸為原料

B.轉(zhuǎn)錄時RNA聚合酶能識別DNA中特定堿基序列

C.mRNA在核糖體上移動翻譯出蛋白質(zhì)

D.不同密碼子編碼同種氨基酸可增強密碼的容錯性

解析：轉(zhuǎn)錄是以的一條熊為模板，以核糖核甘酸為原料合成RNA的過程；轉(zhuǎn)錄

過程需要RNA聚合酶的催化,RNA聚合酶首先結(jié)合到基因的啟動子上,從而啟動轉(zhuǎn)錄過程;

以mRNA為模板窗庫合成蛋白質(zhì)時移動的是核糖體;一個氨基酸可對應幾種不同的密碼子,

這樣能保證由于差錯導致的密碼子的改變而不會改變氨基酸，從而保持生物性狀的穩(wěn)定性.

答案:C

【高頻考點突破】

考點1人類對遺傳物質(zhì)的探索過程

I.肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗和噬菌體侵染細菌實驗的比較

項11肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗噬菌體侵染細菌實驗

設法將DNA和其他物質(zhì)分開，單獨地、直接地研究它們各自不同的遺

思路相同

傳功能

處理方式直接分離法同位素標記法

DNA是遺傳物質(zhì)，蛋白質(zhì)不DNA是遺傳物質(zhì)(蛋白質(zhì)沒有進入，不

結(jié)論

是遺傳物質(zhì)能說明它不是遺傳物質(zhì))

2.RNA是遺傳物質(zhì)的證據(jù)

接種---------

/煙---草----花---葉----病----毒----蛋---白----質(zhì)----1勺＞|健壯煙葉

煙草花|分離J

葉病毒__________________,________

I煙草花葉”健壯空婁煙'花

病毒RNA-＞煙葉一＞口卜病毒

例1、赫爾希和蔡斯在做“噬菌體侵染細菌”實驗時，應用了放射性同位素標記技術。

下列相關說法不正確的是（）

A.利用放射性同位素標記技術的目的是追蹤七噬菌體DNA和蛋白質(zhì)分子的去向

B.用35s標記蛋白質(zhì)是由于心噬菌體化學組成中S只存在于蛋白質(zhì)中，

C.用含32P的肉湯培養(yǎng)基培養(yǎng)4噬菌體獲得DNA被標記的4噬菌體

D.檢測離心后試管中上清液和沉淀物的放射性差異可推測侵入細菌中的物質(zhì)

【解析】T：噬菌體是細菌病毒，營寄生生活，繁殖必須在大腸桿菌體內(nèi)完成，要獲得

;-P的工噬菌體，必須先用含的肉湯培養(yǎng)聶壤養(yǎng)大腸桿菌，獲得被-P標記的大腸桿菌,

再用普通工噬菌體去侵染含的大腸桿菌即可.

【答案】C

考點2DNA與RNA的分子結(jié)構(gòu)

1.從基本組成元素和化學成分及空間結(jié)構(gòu)進行比較，找出它們的相同點和不同點。

2、DNA的特性

（1）多樣性：堿基對的排列順序是千變?nèi)f化的。排列種數(shù)：4n（n為堿基對對數(shù)）。

（2）特異性：每個特定DNA分子的堿基對排列順序是特定的。

（3）雙螺旋結(jié)構(gòu)的相對穩(wěn)定性（我能定性的強、弱與分子結(jié)構(gòu)中G/C堿基對的比例有

關，G/C堿基對之間形成三個氫鍵，故含量越高，穩(wěn)定性越強）。RNA是單鏈，較DNA不穩(wěn)定。

例2.雙鏈DNA分子含有400個堿基，其中一條鏈上A：T：G：C=1：2：3：4。則有關

該DNA分子的敘述，錯誤的是（）

A.該DNA分子的一個堿基改變，不一定會引起子代性狀的改變

B.該DNA分子連續(xù)復制兩次，需要游離的腺嘿吟脫氧核甘酸180個

C.該DNA分子中4種含氮堿基A：T：G：C=3：3：7：7

D.該DNA分子中的堿基排列方式共有4的種

【解析】由于密碼子具有簡并性，該DNA分子的一個堿基改變，不一定會引起子代性狀

的改變。該DNA分子中一條鏈上A：T：G：C=1：2：3：4,因此整個DNA分子中A+T的比

例是3/10,根據(jù)堿基互補配對原則，A和T所占的比例均是15%,整個DNA分子共有A60

個，該DNA分子連續(xù)復制兩次，得到4個DNA分子，其中共需要游離的腺喋吟脫氧核甘酸

180個。同理可推，整個DNA分子中G和C所占比例均是35%,該DNA分子中4種含氮堿基

A：T：G：C=3：3：7：7。含400個堿基的DNA在不考慮每種堿基比例關系的情況下，可能

的堿基排列方式共有產(chǎn)。種，但因該DNA堿基數(shù)的比例已確定，故堿基排列方式肯定少于4200

種。

【答案】D

考點3DNA分子的復制（遺傳信息的傳遞）

在掌握DNA分子復制的概念、時間、場所、過程、條件、特點及意義的基礎上，關注真

核生物DNA復制的高效性：多起點、雙向復制。

【例3】下圖為真核生物染色體上DNA分子復制過程示意圖，有關敘述錯誤的是（）

A.圖中DNA分子復制是從多個起點同時開始的

B.圖中DNA分子復制是邊解旋邊雙向復制的

C.真核生物DNA分子復制過程需要解旋酶

D.真核生物的這種復制方式提高了復制速率

【解析】從圖中只能看出D'A復制有多個復制起點，由于復制環(huán)的大小不一樣，所以

DNA復制起始的時間是不同的.從圖中箭頭的方向可知DNA分子復制是邊解旋邊雙向復

制的.真核生物DNA分子復制過程需要解旋酶、DNA聚合酶等參與.多起點、邊解旋邊

雙向復制的方式提高了復制的效率.

【答案】A

考點4基因的表達

在真核生物中由于核膜的存在,把細胞核基因表達的轉(zhuǎn)錄和翻譯過程在時間和空間上被

分隔開，而原核生物無核膜，轉(zhuǎn)錄和翻譯可以同時進行。翻譯過程中核糖體可以移動，一個

信使RNA分子上可以結(jié)合多個核糖體，同時進行多條肽鏈的合成，因此少量的DNA分子就可

以迅速地合成出大量的蛋白質(zhì)。

例4、下圖為原核細胞中轉(zhuǎn)錄、翻譯的示意圖。據(jù)圖判斷，下列描述中正確的是（多

選）（）

A.圖中表示4條多肽鏈正在合成

B.轉(zhuǎn)錄尚未結(jié)束，翻譯即已開始

C.多個核糖體共同完成一條多肽鏈的翻譯

D.一個基因在短時間內(nèi)可表達出多條多肽鏈

【解析】圖中既有DNA模板鏈，又有核糖體的結(jié)合，表明轉(zhuǎn)錄尚未結(jié)束，翻譯即已開

始.翻譯時，每個RNA上結(jié)合多個核糖體，每個核糖體上合成一條肽鏈，這樣可有效提高

基因表達的效率.

【答案】BD

考點5中心法則的解讀

生物界遺傳信息的傳遞方向為:

翻譯

轉(zhuǎn)錄、

A---------A—＞蛋白質(zhì)

心毓奈甑NA

不同生物遺傳信息的傳遞方向有差異。

【例5】下列關于遺傳信息傳遞的敘述，錯誤的是（）

A.線粒體和葉綠體中遺傳信息的傳遞遵循中心法則

B.DNA中的遺傳信息是通過轉(zhuǎn)錄傳遞給mRNA的

C.DNA中的遺傳信息可決定蛋白質(zhì)中氨基酸的排列順序

I）.DNA病毒中沒有RNA,但其遺傳信息的傳遞不遵循中心法則

【解析】細胞核基因和細胞質(zhì)基因的遺傳信息的傳遞都漫循中心法則.DNA中的遺傳

信息通過轉(zhuǎn)錄傳遞給了mKNA,進一步通過翻深決定了蛋白質(zhì)的合成.DNA病毒中雖然沒

有RNA,但其遺傳信息的傳遞也遵循中心法則，在宿主細胞中完成.

【答案】D

考點6基因與性狀的關系

［例6］如圖為人體內(nèi)基因?qū)π誀畹目刂七^程的示意圖，下列相關敘述不正確的是

①

基因1基因2

[②

血紅蛋白酪氨酸酶

⑤

溜瑞?@-正常紅細胞酪氨酸黑色素

A.圖中①②過程發(fā)生的場所分別是細胞核、細胞質(zhì)中的核糖體

B.導致③過程變化的根本原因一般發(fā)生于細胞分裂的間期

C.人體衰老引起白發(fā)的原因是圖中酪氨酸酶的活性下降

D.據(jù)圖分析可知，基因?qū)π誀畹目刂剖峭ㄟ^控制酶的合成進而影響人體內(nèi)的代謝活動

來進行的

【解析】圖中①②分別表示轉(zhuǎn)錄和翻輝過程，③是基因突變，圖中①②③?④）途徑表示

基因通過控制蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)直接控制生物的性狀，①②⑤途徑表示基因控制酶的合成來控制

代謝過程，進而間接控制生物的性狀.

【答案】D

【難點探究】

難點一探究遺傳物質(zhì)成分的實驗

1.肺炎雙球菌體外轉(zhuǎn)化實驗和噬菌體侵染細菌的實驗

肺炎雙球菌體外轉(zhuǎn)化實驗噬菌體侵染細菌的實臉

實驗設法將DNA與其他物質(zhì)分開、宜接單獨研究它們各自

思路作用

相同點

實瞼都遵循對照的原則

原則兩實驗都能證明DNA是遺傳物質(zhì)

直接分離：分離S型菌的同位素標記：分別用DNA

處理

DNA、多糖、蛋白質(zhì)等.分別和蛋白質(zhì)的特殊元素（初P

方式

與R型菌混合培養(yǎng)和3$S）標記DNA和蛋白質(zhì)

不同點

實蹌①DNA是遺傳物質(zhì)DNA是遺傳物質(zhì)，在親子

結(jié)論②蛋白質(zhì)等不是遺傳物質(zhì)代之間保持連續(xù)性

特別提示：①肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗，證明了DNA是遺傳物質(zhì)，蛋白質(zhì)等不是遺傳物質(zhì)；

噬菌體侵染細菌的實驗證明DNA是遺傳物質(zhì)，不能證明蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)。

②用“S、32P是通過標記細菌而去標記噬菌體的。這是因為我們利用的是已經(jīng)形成了的

噬菌體，其體內(nèi)的蛋白質(zhì)和核酸是不能被標記的。由于噬菌體是專性寄生在細胞內(nèi)的，所以

我們可以利用噬菌體在標記的細菌體內(nèi)繁殖產(chǎn)生子代噬菌體，而被相應的同位素標記，然后

再侵染未標記的細菌，通過觀察放射性進行分析判斷。

例1在研究生物遺傳物質(zhì)的過程中，人們做了很多的實驗進行探究，包括著名的“肺炎

雙球菌轉(zhuǎn)化實驗”。

（1）某人曾重復了“肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗”，步驟如下。請分析以下實驗并回答問題:

A.將一部分S型細菌加熱殺死;

B.制備符合要求的培養(yǎng)基，并分為若干組，將菌種分別接種到各組培養(yǎng)基上（接種的菌

種見圖中文字所示。注：。為S型菌落，?為R型菌落）;

C.將接種后的培養(yǎng)裝置放在適宜溫度下培養(yǎng)一段時間，觀察菌落生長情況（如圖所示）。

①制備符合實驗要求的培養(yǎng)基時，除加入適當比例的水和瓊脂外，還必須加入一定量的

無機鹽、氮源、有機碳源、生長因子等，并調(diào)整pH。

②本實驗中的對照組是

③本實驗能得出的結(jié),論是。

④從你現(xiàn)有的知識分析，"R型菌變成S型菌”這一變異屬于,加熱殺死的S

型菌中的DNA仍有活性的原因可能是。

(2)艾弗里等人通過實驗證實了在上述細菌轉(zhuǎn)化過程中，起轉(zhuǎn)化作用的是DNA。請利用

DNA酶(可降解DNA)做試劑，選擇適當?shù)牟牧嫌镁?，設計實驗方案，驗證“促進R型細菌轉(zhuǎn)

化成S型細菌的物質(zhì)是DNA”，并預測實驗結(jié)果，得出實驗結(jié)論。

①實驗設計方案：

第一步：從S型細菌中提取DNA。

第二步：制備符合要求的培養(yǎng)基，均分為三份，標號為A、B、C,分別作如下處理。

組合編號ABC

不加任何提加入提取出的

處理—

取物S型細菌DNA

(2)艾弗里等人通過實驗證實了在上述細菌轉(zhuǎn)化過程中，起轉(zhuǎn)化作用的是DNA。請利用

DNA酶(可降解DNA)做試劑，選擇適當?shù)牟牧嫌镁?，設計實驗方案，驗證“促進R型細菌轉(zhuǎn)

化成S型細菌的物質(zhì)是DNA”，并預測實驗結(jié)果，得出實驗結(jié)論。

①實驗設計方案：

第一步：從S型細菌中提取DNA。

第二步：制備符合要求的培養(yǎng)基，均分為三份，標號為A、B、3分別作如下處理。

組合編號ABC

不加任何提加入提取出的

處理—

取物S型細菌DNA

第三步：。

第四步：將接種后的培養(yǎng)裝置放在適宜溫度下培養(yǎng)一段時間，觀察菌落生長情況。

②預測實驗結(jié)果：。

③得出實驗結(jié)論：DNA分子可以使R型細菌轉(zhuǎn)化為S型細菌、DNA結(jié)構(gòu)要保持

才能完成此轉(zhuǎn)化過程。

【答案】門)②1、2、3組③S型細菌中的某種物質(zhì)；轉(zhuǎn)化因子)能使R型細菌轉(zhuǎn)化成S

型細菌⑷基因重組D\A對熱穩(wěn)定性較高(2)①第二步：加入提取出的S型細菌DNA

和DNA酶第三步：將K型細菌分別接種到三組培養(yǎng)基上②A、C組中未出現(xiàn)S型細菌;

只有3組培養(yǎng)基中出現(xiàn)S型細菌③完整

【解析】此題考查的是與證明DNA是遺傳物質(zhì)的相關實猿，屬于實驗評價層次.(1)

通過對比可知加熱殺死的S型細菌與R型細菌混合在一起，可以產(chǎn)生活的S型細菌，說明

R型細菌中有某種物質(zhì)能使R型細菌轉(zhuǎn)化成S型細菌.(2)①第二步中要形成對比主要體現(xiàn)

S型細菌的DNA能發(fā)生轉(zhuǎn)化，而經(jīng)過D、A酶使水解而無法發(fā)生轉(zhuǎn)化.②只有加入S

型細菌的DNA才能發(fā)生轉(zhuǎn)化成S驟馥噫，經(jīng)過DNA的處理后的S型細菌的DNA經(jīng)過

水解失去原有DNA的作用而無法發(fā)生轉(zhuǎn)化.③通過對比可知只加入R型細菌不會產(chǎn)生S型

細菌，只有加入S型細菌的DNA能發(fā)生轉(zhuǎn)化，從S型細菌D'A和D\A蚯能產(chǎn)生S型

細菌從反面又證明庾R型細菌轉(zhuǎn)化為S型細菌的物質(zhì)是DNA.

【點評】人類對遺傳物質(zhì)的探索過程：

(1)肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化過程

實驗目的：研究DNA和蛋白質(zhì)中誰是遺傳物質(zhì)。

實驗原理：S型肺炎雙球菌能使人患肺炎或使小動物患敗血癥；R型肺炎雙球菌對人和

動物基本無影響。

(2)肺炎雙球菌的體外轉(zhuǎn)化實驗

實驗中，艾弗里等發(fā)現(xiàn)DNA的純度越高，轉(zhuǎn)化就越有效。

(3)噬菌體侵染細菌的實驗

證明了小噬菌體是一種專門寄生在大腸桿菌體內(nèi)的病毒，DNA才是遺傳物質(zhì)。

(4)煙草花葉病毒的感染和重建實驗

證明了在只有RNA沒有DNA的病毒中，RNA是遺傳物質(zhì)。

(5)骯病毒的發(fā)現(xiàn)，證實在某些情況下蛋白質(zhì)可以作為生物體的遺傳物質(zhì)而存在。肺炎

雙球菌的轉(zhuǎn)化實驗證明DNA是遺傳物質(zhì)、蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)。噬菌體侵染細菌的實驗是進

一步證明，更直接、更具有說服力。而DNA作為遺傳物質(zhì)要具備的條件是：

難點二DNA分子的結(jié)構(gòu)和復制及堿基計算的一般規(guī)律

1.同位素示蹤DNA分子復制若干代結(jié)果分析表

DNA分子中脫氧

DNA分子特點

核甘酸鏈的特點

不同DNA分子占全

細胞中的

世代部DNA分子之比含

分子DNA分子在含"N

AJ、姒14N

總數(shù)離心管中的的鏈比

15N含rN15N含rN的鏈比

位置

分子雜種分子分子

01全在下部121

12全在中部141/21/2

241/2中1/2上1/21/281/43/4

38II中31I：1/43/4161/87/8

????????????????????????

2/2"中

n2"2/2"1-2/2n2n+i1/2"1-1/21

1-2/2"上

例2、已知某DNA分子中，G與C之和占全部堿基總數(shù)的35.8%,其中一條鏈的T與C

分別占該鏈堿基總數(shù).的32.9%和17.1%,則在它的互補鏈中，T和C分別占該錐堿基總數(shù)的

()

A.32.9%,17.1%B.31.3%,18.7%

C.18.7%,31.3%D.17.1%,32.9%

【解析】B考查DNA結(jié)構(gòu)相關計算，屬域分板推理層次.由“G與C之和占全部

堿基總數(shù)的356。/可知該。、4中6=^=17.9%6=1=32」。。.一條鏈中1占該鏈32.9。。,

則該鏈中T占整個DNA比例為16.45%,則另一條鏈中的T占整個DNA的32.1%-16.45°o

=15.65%,則另一條鏈中T占31.3=0,同樣方法可推出另一條瞧中C占18.7°o.

【點評】雙鏈DNA堿基的計算問題要注意的是規(guī)律：喋吟和喀咤的總數(shù)要相等；鳥喋吟和胞

口密噬相等；腺喋畛和胸腺嚏噬相等。對于堿基計算的這類題目，關鍵是抓住幾個基礎的關系。

只要能掌握三個關系式，靈活運用這三個關系式，就可解決一般的堿基計算的題目。這三個

關系式分別是：

1.如果把DNA的兩條鏈分別定為I鏈和II鏈的話，那么根據(jù)堿基互補配對原則，I鏈

上的腺喋吟(A)一定等于II鏈上的胸腺喀嗟(T),I鏈上的鳥噂吟(6)一定等于n鏈上的胞喀

咤(C),反之亦然?？珊唽憺椋篈i=Tn,T1—An,Ci—Gn,Gi=Cu。

2.根據(jù)Ai=T〃，Ti=An,C,=Gn,Gi=Cn,對于整個DNA分子來說,A的總量等于T

的總量，C的總量等于G的總量?？珊唽憺锳,?=T^,G&—C

3.若DNA的I鏈中A+T的，量占I鏈堿基總量的a%,由AI=TIHL=Au及I鏈的堿基

總量等于II鏈的總量，可得在DNA的II鏈中A+T的量也占II鏈堿基總量的聯(lián)。同理，可得

mRNA中的A+U的量占mRNA堿基總量的a%,對于整個DNA分子來說，As+T,S-A?+An+Tn

+T1=2(Ai+Ti),整個DNA分子的堿基總量等于2倍I鏈堿基總量，所以A^+T總的量占

整個DNA分子堿基總量的a%?？珊唽憺椋喝?Ai+T。/I.&=a%,則(A“+Tn)/II『a%,(A

.6+T.B)/DNA.6=a%,(A+U)/mRNA=a%?C+G同樣有此關系:若(Ci+G。/I*=b%,則?

+G“)/n總=b%,(C.a+G.s)/DNA&-b%,(C+G)/mRNA=b%。

難點三基因、DNA、性狀和染色體相互之間的關系

1.有關基因的特點、功能和位置

(1)基因有三個特點：①是能嚴格地復制自己，以保持生物的基本特征；②是基因能夠

，，突變”，突變絕大多數(shù)會導致疾病，另外的一小部分是非致病突變。非致病突變給自然選

擇帶來了原始材料，使生物可以在自然選擇中被選擇出最適合自然的個體。③基因決定性

狀。某一區(qū)段的核甘酸順序互補地決定mRNA的核甘酸順序，進而專一地決定蛋白質(zhì)的氨基

酸順序。所以某一基因存在時，決定某種醐或其他蛋白質(zhì)的合成，通過生理生化過程，出現(xiàn)

某一性狀。

(2)基因的功能：①通過復制傳遞遺傳信息；②通過控制蛋白質(zhì),的合成表達遺傳信息。

(3)基因在染色體上都有其特定的位置。在自然群體中往往有一種占多數(shù)的(因此常被

視為正常的)等位基因，稱為野生型基因；同一位置上的其他等位基因一般都直接或間接地

由野生型基因通過突變產(chǎn)生，相對于野，生型基因，稱它們?yōu)橥蛔冃突颉?/p>

2.染色體、DNA、基因的關系

(1)染色體與DNA的關系。染色體主要是由DNA分子和蛋白質(zhì)組成，DNA是絕大多數(shù)生

物的遺傳物質(zhì)，主要分布在細胞核中的染色體上，少量分布在細胞質(zhì)中的線粒體、葉綠體中，

所以染色體是遺傳物質(zhì)DNA的主要載體。

(2)基因與DNA的關系。基因是控制生物性狀的遺傳物質(zhì)的結(jié)構(gòu)單位和功能單位，生物

的遺傳物質(zhì)是DNA,因此基因的化學本質(zhì)是DNA；生物的性狀是多種多樣的，決定性狀的基

因也是種類繁多的。事實上，每個DNA分子可劃分成許多片段，具有遺傳效應的DNA片段就

是基因，沒有遺傳效應的DNA片段，稱為基因間區(qū)。

(3)染色體與基因的關系。

①染色體是遺傳物質(zhì)DNA的載體，基因是具有遺傳效應的DNA片段“所以染色體是基

因的載體，基因位于染色體上，并呈線性排列。

②染色體行為與基因行為的平行關系

(i)基因在雜交過程中保持完整性和獨立性。染色體在配子形成和受精過程中，也有相

對穩(wěn)定的形態(tài)結(jié)構(gòu)。

(ii)在體細胞中基因成對存在，染色體也是成對的。在配子中成對的基因只有一個，同

樣，成對的染色體也只有一條。

(皿)體細胞中成對的基因一個來自父方，一個來自母方。同源染色體也是如此。

(iv)非等位基因在形成配子時自由組合,非同源染色體在減數(shù)第一次分裂后期也是自由

組合的。

③染色體組與基因組：對二倍體生物而言，生殖細胞中的全部染色體叫一個染色體組，

這套染色體的形態(tài)、大小都不相同，是一套非同源染色體。位于這個染色體組上的全部基因，

就叫一個基因組，這些基因是一套非等位基因，它包含有控制這個生物性狀發(fā)育所需的一套

遺傳信息，即基因組是形成并維持一個生物體所必需的全部基因的總和。人類由于具有X

染色體和丫染色體這兩種不同的染色體，因此通常所講的人類基因組是包括X染色體和丫

染色體及22條常染色體在內(nèi)的共24條染色體的DNA中全部的基因。

例3、果蠅是研究遺傳學問題的良好材料，請回答：

(1)果蠅體細胞中有4對染色體，對其基因組進行研究應測序________條染色體。在精

子的形成過程中，當染色體第二次移向細胞兩極時，細胞中有個著絲點。

(2)紅眼(A)、正常剛毛(B)和灰身(D)的果蠅經(jīng)過人工誘變可以產(chǎn)生基因突變的個體。下

圖表示該突變個體的X染色體和常染色體及其上的相關基因。

X染色體ab

a:白眼

A:紅眼

b:異常剛毛

常染色體dB:正常剛毛

d：黑身

D:灰身

①人工誘變的物理方法有(至少寫出2種)。

②若只研究眼色，白眼雌果蠅與紅眼雄果蠅雜交，B果蠅表現(xiàn)型是—

③基因型為ddXM和DDX"Y的果蠅雜交得F”求H代的基因型、表現(xiàn)型及其比例。

請以遺傳圖解簡要說明。

（3）摩爾根通過果蠅雜交實驗證明了基因和.染色體的關系，即—

【答案】（1）58

（2）①各種射線輻射，高熱、低溫、超聲波或次聲波等（酌情給分）

②紅眼雌果蠅和白眼雄果蠅（只寫1個且對給1分）

③P：黑身、異常剛毛雌果蠅灰身、正常剛毛雄果蠅

F］：灰身、正常剛毛雌果蠅灰身、異常剛毛雄果蠅

1：1

P、配子、R、X箭頭均標明清楚（1分）；親本、配子、宿的基因型寫對（1?2個1分、

全對2分），親本、配子、H的表現(xiàn)型寫對（1?2個1分、全對2分）；R的比例（1分）

（3）基因在染色體上，呈線性排列

【解析】（1）果蠅是雌雄異體的動物，對其基因組進行研究應測序5條染色體；在精子

的形成過程中，當染色體第二次（減H）移向細胞兩極時，由于細胞中姐妹染色單體分開，共

有&個著絲點。

,（2）①誘發(fā)基因突變的物理因素包括各種射線（如X射線、丫射線、紫外線、激光等）、

高熱、低溫、超聲波或次聲波等。

②若只研究眼色，白眼雌果蠅XY與紅眼雄果蠅XBY雜交，B果蠅表現(xiàn)型是紅眼雌果蠅

和白眼雄果蠅。

③基因型為ddX'x'和DDX'Y的果蠅雜交得R,求R代的基因型、表現(xiàn)型及其比例可畫出

遺傳圖解，見答案。

（3）摩爾根通過果蠅雜交實驗證明了基因位于染色體上，基因在染色上呈線性排列；此

題注意不能與薩頓的推論：基因和染色體行為存在著明顯的平等關系混淆.

【點評】平行也就是一致的意思，基因?qū)嶋H就是DNA中有遺傳效應的片段。基因在染

色體上，伴隨染色體的運動而運動，它的行為當然跟染色體的一致。其實嚴格的說，基因不

全在染色體上，細胞質(zhì)里的葉綠體、線粒體、質(zhì)粒里都有基因，只是含量相對較少，有時沒

有考慮?；虬l(fā)生突變而染色體沒有發(fā)生變化不能說明兩者行為變化的一致性。

【易錯點點睛】

易錯點1對DNA復制的次數(shù)問題不清

已知DNA分子中堿基數(shù)，求復制n次與第n次所需某堿基的數(shù)目：某DNA分子中含某堿

基a個，復制n次，則共需加入含該堿基的脫氧核甘酸為aX⑵-1)個，因為最初親代DNA

分子做模板不需要原料；但第n次復制時所需含該堿基的脫氧核甘酸為aX(2"-l)-aX⑵

T-l)=aX2'T。

例1、某DNA分子含m對堿基，其中腺喋吟有A個。下列有關此DNA在連續(xù)復制時所需

的胞喀咤脫氧核甘酸數(shù)目的敘述中，錯誤的是

A.在第一次復制時，需要(m—A)個

B.在第二次復制時，需要2(m「A)個

C.在第n次復制時，需要2"T(m—A)個

D.在n次復制過程中，總共需要2"(m—A)個

答案：D

易錯點2極易混淆的遺傳信息、密碼子與反密碼子

項II遺傳信息密碼子反密碼子

tRNA中與mRNA

基因中脫氧核甘酸的mRNA中決定一個氨基酸的

概念密碼子互補配對的三個

排歹U順序三個相鄰堿基

堿基

直接決定蛋白質(zhì)中的氨基酸識別密碼子，轉(zhuǎn)運氨基

作用控制生物的遺傳性狀

序列酸

基因中脫氧核甘酸種

64種,其中61種能翻譯出

類、數(shù)目和排列順序

種類氨基酸，另外3種為終止密61種

的不同，決定了遺傳

碼子，不能翻譯氨基酸

信息的多樣性

①基因中脫氧核甘酸的序列決定mRNA中核糖核甘酸的序列；②mRNA中堿基序列

聯(lián)深

與基因模板鏈中堿基序列互補；③密碼子與相應反密碼子的序列互補配對

例2、下列有關概念的敘述，正確的是

A.遺傳信息是指RNA分子的脫氧核甘酸的排列順序

B.遺傳信息全部以密碼子的方式體現(xiàn)出來

C.遺傳信息可以通過DNA復制傳遞給后代

D.反密碼子與相應的DNA模板鏈上對應堿基相同

解析：遺傳信息是指DNA分子中的脫氧核甘酸的排列順序；密碼子是mRNA上決定一

個氨基酸的相鄰三個堿基；遺傳信息可以通過DNA分子的復制傳遞給后代；反密碼子是

tRNA分子上與mR、A分子上密碼子互補配對的三個堿基，與相應的D5模板旗上對應減

基相同，但是DNA中堿基為T而在tRNA中堿基為U.

答案：C

【歷屆高考真題】

（2012年高考試題】

1.（2012重慶高考2）針對耐藥菌日益增多的情況，利用噬菌體作為一種新的抗菌治療手

段的研究備受關注，下列有關噬菌體的敘述，正確的是

A.利用宿主菌的氨基酸合成子代噬菌體的蛋白質(zhì)

B.以宿主菌DNA為模板合成子代噬菌體的核酸

C.外殼抑制了宿主菌的蛋白質(zhì)合成，使該細菌死亡

D.能在宿主菌內(nèi)以二分裂方式增殖，使該細菌裂解

【答案】A

【解析】噬菌體侵入寄主后，利用寄主菌的原料（氨基酸和核甘酸），合成噬菌體的蛋

白質(zhì)、DNA,所以A對；子代噬菌體是以噬菌體的DNA為模板來復制的，B錯；噬菌體消

耗細菌細胞內(nèi)的物質(zhì)，導致細菌死亡，C錯誤，噬菌體沒有細胞結(jié)構(gòu)，不能以二分裂方式嚕

殖，而是在寄主菌體內(nèi)合成各個部件后，組裝，釋放，使細菌裂解，D錯

【考點定位】此題以現(xiàn)代生物學發(fā)展為背景，考查病毒的噌殖與宿主細胞的關系.但需

要對細節(jié)知識點掌握透徹.難度不大.

2.（2012山東高考5）假設一個雙鏈均被32P標記的噬菌體DNA由5000個堿基對組成，其中

腺喋吟占全部堿基的20%。用這個噬菌體侵染只含31P的大腸桿菌，共釋放出100個子代噬

菌體。下列敘述正確的是

A.該過程至少需要3X10、個鳥喋吟脫氧核甘酸［來源：中教網(wǎng)］

B.噬菌體增值需要細菌提供模板、原料和酶等

C.含32P與只含叫的子代噬菌體的比例為1：49

D.該DNA發(fā)生突變，其控制的性狀即發(fā)生改變

r答案】c

【解析】噬菌體的DNA含有1。。00個堿基，A=T=2000,G=C=3000.在噬菌體噌殖的

過程中，DNA進行半保留復制，100個子代噬菌體含有100個DNA,相當于新合成了99

個DNA,至少需要的鳥。票吟（G）脫氧核昔酸是99'300。=297000,A錯；含有三P的噬菌

體共有2個，只含有"P的噬菌體共有96個，其比例為1：49,C對；由于D'A上有非基

因序列，基因中有非編碼序列，密碼子具有苞并性等原因，D\A發(fā)生突變并不意味著性狀

發(fā)生改變，D錯.

【考點定位】本題通過噬菌體侵染細菌的過程、DNA的半保留復制方式及基因的突變

等，主要考查學生的理解能力和綜合運用能力.

3.（2012福建高考5）雙脫氧核甘酸常用于DNA測序，其結(jié)構(gòu)與脫氧核甘酸相似，能參與DNA

的合成，且遵循堿基互補配對原則。DNA合成時，在DNA聚合酶作用下，若連接上的是雙

脫氧核甘酸，子鏈延伸終止；若連接上的是脫氧核甘酸，子鏈延伸繼續(xù)。在人.工合成體系

中，有適量的GTACATACATC的單鏈模板、胸腺口密噬雙脫氧核,昔酸和4種脫氧核昔酸，則以

該鏈為模板合成出的不同長度的子鏈最多有（）

A.2種B.3種C.4種D.5種

【答案】D

【解析】根據(jù)題意，胸腺唯嚏雙脫氧核甘酸也可和單徒模板上的腺喋吟脫氧核昔酸進行

配對.在該模板上共有4個腺噤吟脫氧核甘酸，這樣，可能就有。、1、2、3、4個的胸腺喀

唉雙脫氧核甘酸與模板上的腺噤吟脫氧核甘酸進行配對，所以總共有5種不同長度的子鏈.

【考點定位】本題提供了一個新材料.主要是考查有關D'A分子復制和堿基互補配時

原則的運用.試題角度新穎.難度不大，但還是需要學生認真考慮.能夠在新情境下運用相

關知識進行分析.

4.（2012高考全國新課標卷D同一物種的兩類細胞各產(chǎn)生一種分泌蛋白，組成這兩種蛋白質(zhì)

的各種氨基酸含量相同，但排列順序不同。其原因是參與這兩種蛋白質(zhì)合成的（）［來

源:中教網(wǎng)］

A.tRNA種類不同B.mRNA堿基序列不同

C.核糖體成分不同