高考复习专题之遗传的物质基础8.docx
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高考复习专题之遗传的物质基础8
状元堂学科教师辅导讲义
学员姓名：
辅导课目：
年级：
学科教师：
授课日期及时段
课题
遗传的物质基础
重点、难点、考点
有关遗传的物质基础的基础知识及高考考点
学习目标
1.掌握遗传的物质基础的基础知识
2.把握遗传的物质基础的高考考点
教学内容
知识网络图
一：
DNA是主要的遗传物质
1.肺炎双球菌的转化实验
（1）、体内转化实验：
1928年由英国科学家格里菲思等人进行。
①实验过程
结论：
在S型细菌中存在转化因子可以使R型细菌转化为S型细菌。
（2）、体外转化实验：
1944年由美国科学家艾弗里等人进行。
①实验过程
结论：
DNA是遗传物质（无“主要”两字）
2.噬菌体侵染细菌的实验
1、实验过程
①标记噬菌体
含35S的培养基
含35S的细菌35S
蛋白质外壳含35S的噬菌体
含32P的培养基
含32P的细菌
内部DNA含32P的噬菌体
②噬菌体侵染细菌
含35S的噬菌体
细菌体内没有放射性35S
含32P的噬菌体
细菌体内有放射线32P
结论：
进一步确立DNA是遗传物质
同时也可说明DNA具有自我复制和控制蛋白质合成的功能
3.烟草花叶病毒感染烟草实验：
（1）、实验过程
（2）、实验结果分析与结论
烟草花叶病毒的RNA能自我复制，控制生物的遗传性状，因此RNA是它的遗传物质。
4、生物的遗传物质
非细胞结构：
DNA或RNA
生物原核生物：
DNA
细胞结构
真核生物：
DNA
结论：
绝大多数生物（细胞结构的生物和DNA病毒）的遗传物质是DNA，所以说DNA是主要的遗传物质。
DNA的载体：
染色体（主要）、线粒体、叶绿体
细胞质的核酸主要是RNA，而遗传物质是DNA。
二：
DNA的分子结构
1.DNA分子的结构
（1）基本单位---脱氧核糖核苷酸（简称脱氧核苷酸）
2、DNA分子的特点
⑴稳定性
是指DNA分子双螺旋空间结构的相对稳定性。
G与C碱基比例越大，DNA就越稳定。
⑵多样性
构成DNA分子的脱氧核苷酸虽只有4种，配对方式仅2种，但其数目却可以成千上万，更重要的是形成碱基对的排列顺序可以千变万化，从而决定了DNA分子的多样性。
⑶特异性
每个特定的DNA分子中具有特定的碱基排列顺序，而特定的排列顺序代表着遗传信息，所以每个特定的DNA分子中都贮存着特定的遗传信息，这种特定的碱基排列顺序就决定了DNA分子的特异性。
3.DNA双螺旋结构的特点：
⑴DNA分子由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成。
⑵DNA分子外侧是脱氧核糖和磷酸交替连接而成的基本骨架。
⑶DNA分子两条链的内侧的碱基按照碱基互补配对原则配对，并以氢键互相连接。
4．在DNA分子中，一个脱氧核糖连接一个碱基和两个磷酸；在一条脱氧核苷酸链中，相邻2个碱基之间通过脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖间接连接。
5．.相关计算：
（双链DNA）
（1）A=TC=G
（2）（A+C）/（T+G）=1或A+G/T+C=1或A+G=T+C=A+C=T+G=50%
（3）如果（A1+C1）/（T1+G1）=b
那么（A2+C2）/（T2+G2）=1/b
（4）（A+T）/（C+G）=（A1+T1）/（C1+G1）
=（A2+T2）/（C2+G2）
=a
4.判断核酸种类
（1）如有U无T，则此核酸为RNA；
（2）如有T且A=TC=G，则为双链DNA；
（3）如有T且A≠TC≠G，则为单链DNA；
（4）U和T都有，则处于转录阶段。
第三节DNA的复制
一：
DNA的复制过程
1、概念：
以亲代DNA分子为模板合成子代DNA的过程
2、复制时间：
有丝分裂或减数第一次分裂间期
3.复制方式：
半保留复制
4、复制条件
（1）模板：
亲代DNA分子两条脱氧核苷酸链
（2）原料：
4种脱氧核苷酸
（3）能量：
ATP
（4）酶：
解旋酶、DNA聚合酶等
5、复制特点：
边解旋边复制
6、复制场所：
主要在细胞核中，线粒体和叶绿体也存在。
7、复制意义：
保持了遗传信息的连续性。
三、与DNA复制有关的碱基计算
1.一个DNA连续复制n次后，DNA分子总数为：
2n
2.第n代的DNA分子中，含原DNA母链的有2个，占1/（2n-1）
3.若某DNA分子中含碱基T为a，
（1）则连续复制n次，所需游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸数为：
a（2n-1）
（2）第n次复制时所需游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸数为：
a·2n-1
三：
基因表达
一、.基因的相关关系
1、与DNA的关系
①基因的实质是有遗传效应的DNA片段，无遗传效应的DNA片段不能称之为基因（非基因）。
②每个DNA分子包含许多个基因。
2、与染色体的关系
①基因在染色体上呈线性排列。
②染色体是基因的主要载体，此外，线粒体和叶绿体中也有基因分布。
3、与脱氧核苷酸的关系
①脱氧核苷酸（A、T、C、G）是构成基因的单位。
②基因中脱氧核苷酸的排列顺序代表遗传信息。
4、与性状的关系
①基因是控制生物性状的遗传物质的结构和功能单位。
②基因对性状的控制通过控制蛋白质分子的合成来实现。
二、DNA片段中的遗传信息
遗传信息蕴藏在4种碱基的排列顺序之中；碱基排列顺序的千变万化构成了DNA分子的
多样性，而碱基的特异排列顺序，又构成了每个DNA分子的特异性。
三、遗传信息的转录
1、DNA与RNA的异同点
核酸
项目
DNA
RNA
结构
通常是双螺旋结构，极少数病毒是单链结构
通常是单链结构
基本单位
脱氧核苷酸（4种）
核糖核苷酸（4种）
五碳糖
脱氧核糖
核糖
碱基
A、G、C、T
A、G、C、U
产生途径
DNA复制、逆转录
转录、RNA复制
存在部位
主要位于细胞核中染色体上，极少数位于细胞质中的线粒体和叶绿体上
主要位于细胞质中
功能
传递和表达遗传信息
①mRNA：
转录遗传信息，翻译的模板
②tRNA：
运输特定氨基酸
③rRNA：
核糖体的组成成分
2、RNA的类型
⑴信使RNA（mRNA）
⑵转运RNA（tRNA）
⑶核糖体RNA（rRNA）
3、转录
⑴转录的概念：
⑵转录的场所 主要在细胞核
⑶转录的模板 以DNA的一条链为模板
⑷转录的原料 4种核糖核苷酸
⑸转录的产物 一条单链的mRNA
⑹转录的原则 碱基互补配对
⑺转录与复制的异同（下表：
）
阶段
项目
复制
转录
时间
细胞有丝分裂的间期或减数第一次分裂间期
生长发育的连续过程
进行场所
主要细胞核
主要细胞核
模板
以DNA的两条链为模板
以DNA的一条链为模板
原料
4种脱氧核苷酸
4种核糖核苷酸
条件
需要特定的酶和ATP
需要特定的酶和ATP
过程
在酶的作用下，两条扭成螺旋的双链解开，以解开的每段链为模板，按碱基互补配对原则（A—T、C—G、T—A、G—C）合成与模板互补的子链；子链与对应的母链盘绕成双螺旋结构
在细胞核中，以DNA解旋后的一条链为模板，按照A—U、G—C、T—A、C—G的碱基互补配对原则，形成mRNA，mRNA从细胞核进入细胞质中，与核糖体结合
产物
两个双链的DNA分子
一条单链的mRNA
特点
边解旋边复制；半保留式复制（每个子代DNA含一条母链和一条子链）
边解旋边转录；DNA双链分子全保留式转录（转录后DNA仍保留原来的双链结构）
遗传信息的传递方向
遗传信息从亲代DNA传给子代DNA分子
遗传信息由DNA传到RNA
注：
细胞中因有DNA和RNA，所以就整个细胞而言，嘌呤和嘧啶未必相等。
复制和转录发生在有DNA的部位，如：
拟核，细胞核，线粒体，叶绿体等。
四、遗传信息的翻译
1．翻译
⑴定义：
⑵翻译的场所细胞质的核糖体上
⑶翻译的模板mRNA
⑷翻译的原料20种氨基酸
⑸翻译的产物多肽链（蛋白质）
⑹翻译的原则碱基互补配对
2．遗传信息、密码子和反密码子
遗传信息
密码子
反密码子
概念
基因中脱氧核苷酸的排列顺序
mRNA中决定一个氨基酸的三个相邻碱基
tRNA中与mRNA密码子互补配对的三个碱基
作用
控制生物的遗传性状
直接决定蛋白质中的氨基酸序列
识别密码子，转运氨基酸
种类
基因中脱氧核苷酸种类、数目和排列顺序的不同，决定了遗传信息的多样性
64种
61种：
能翻译出氨基酸
3种：
终止密码子，不能翻译氨基酸
61种或tRNA也为61种
联系
①基因中脱氧核苷酸的序列
mRNA中核糖核苷酸的序列
②mRNA中碱基序列与基因模板链中碱基序列互补
③密码子与相应反密码子的序列互补配对
3．翻译与转录的异同点（下表）：
阶段
项目
转录
翻译
定义
在细胞核中，以DNA的一条链为模板合成mRNA的过程
以信使RNA为模板，合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程
场所
细胞核
细胞质的核糖体
模板
DNA的一条链
信使RNA
信息传递的方向
DNA→mRNA
mRNA→蛋白质
原料
含A、U、C、G的4种核苷酸
合成蛋白质的20种氨基酸
产物
信使RNA
有一定氨基酸排列顺序的蛋白质
实质
是遗传信息的转录
是遗传信息的表达
注：
DNA复制只发生在细胞分裂的间期，而在高度分化的细胞（不具分裂能力）中不发生，而转录和翻译只要是活细胞均可能发生（哺乳动物成熟红细胞除外）
五、基因表达过程中有关DNA、RNA、氨基酸的计算
1、转录时，以基因的一条链为模板，按照碱基互补配对原则，产生一条单链mRNA，则转录产生的mRNA分子中碱基数目是基因中碱基数目的一半，且基因模板链中A+T（或C+G）与mRNA分子中U+A（或C+G）相等。
2.翻译过程中，mRNA中每3个相邻碱基决定一个氨基酸，所以经翻译合成的蛋白质分子中氨基酸数目是mRNA中碱基数目的1/3，是双链DNA碱基数目的1/6。
六、中心法则
⑴DNA→DNA：
DNA的自我复制；
⑵DNA→RNA：
转录；
⑶RNA→蛋白质：
翻译；
⑷RNA→RNA：
RNA的自我复制；
⑸RNA→DNA：
逆转录。
DNA→DNARNA→RNA
DNA→RNA细胞生物病毒
RNA→蛋白质RNA→DNA
七、基因、蛋白质与性状的关系
1、（间接控制）
酶或激素细胞代谢
基因性状
结构蛋白细胞结构
（直接控制）
2、基因型与表现型的关系，基因的表达过程中或表达后的蛋白质也可能受到环境因素的影响。
3、生物体性状的多基因因素：
基因与基因、基因与基因产物、基因与环境之间多种因素存在复杂的相互作用，共同地精细地调控生物的性状。
基因的结构
一、原核细胞的基因结构
原核细胞的基因结构可下图来表示：
非编码区特别是编码区上游的RNA聚合酶结合位点，可以调控DNA指导蛋白质合成的过程。
原核细胞的基因转录过程如下图：
二、真核细胞的基因结构
与原核细胞的基因相比，不同的是：
真核细胞的编码区是间隔的即编码区由可编码的部分（称外显子）和不可编码的部分（称内显子）相间排列。
其转录过程与原核生物大致相同，所不同的是，它所转录出的RNA同时含有由外显子转录出的部分和内显子转录出的部分，转录结束后，需要将RNA中由内显子转录出的部分剪掉，然后将若干后由外显子转录出的部分的RNA拼接起来，才能形成完整的mRNA。
三:
原核细胞与真核细胞的基因结构及比较
调控遗传信息的表达
↗ ↖
←——非编码区——→
←—— 编码区 ——→
←——非编码区——→
编码区上游
编码区下游
↑ ↓
RNA聚合酶结合位点 编码蛋白质
调控遗传信息的表达
↗↖
←—非编码区—→
←——————————— 编码区 ——————————→
←—非编码区—→
编码区上游
内含子
内含子
编码区下游
↑外显子外显子外显子
RNA聚合酶结合位点
原核细胞的基因
真核细胞的基因
区别
编码区连续，无外显子、内含子之分，结构简单
编码区间隔、不连续，可分为外显子（能编码蛋白质的序列）和内含子（不能编码蛋白质的序列），结构复杂
相同点
都有编码区、非编码区，在非编码区都有调控遗传信息表达的核苷酸序列，在编码区上游均有RNA聚合酶结合位点
经典例题讲解：
1.关于大肠杆菌的叙述，正确的是
A.四环素能抑制细胞中蛋白质的合成
B.经诱变育种可获得人胰岛素高产菌株
C.细胞中只含有A、T、C、G四种碱基
D.T2噬菌体感染菌体，不会导致菌体裂解
2.人类对遗传物质本质的探索经历了漫长的过程，下列有关叙述正确的是
A.孟德尔发现遗传因子并证实了其传递规律和化学本质
B.噬菌体侵染细菌实验比肺炎双球菌体外转化实验更具说服力
C.沃森和克里克提出在DNA双螺旋结构中嘧啶数不等于嘌呤数
D.烟草花叶病毒感染烟草实验说明所有病毒的遗传物质是RNA
3.假设一个双链均被32P标记的噬菌体DNA由5000个碱基对组成，其中腺嘌呤占全部碱基的20%，用这个噬菌体侵染只含33P的大肠杆菌，共释放出100个子代噬菌体。
下列叙述正确的是
A.该过程至少需要3×105个鸟嘌呤脱氧核苷酸
B.噬菌体增殖需要细菌提供模板、原料和酶等
C.含32P与只含33P的子代噬菌体的比例为1:
49
D该DNA发生突变，其控制的性状即发生改变
4双脱氧核苷酸常用于DNA测序，其结构与脱载核昔酸相似，能参与DNA的合成，且遵循碱基互补配对原则。
DNA合成时，在DNA聚合酶作用下，若连接上的是双脱氧核苷酸，子链延伸终止；若连接上的是脱氧核苷酸，子链延伸继续。
在人工合成体系中，有适量的GTACATACATC的单链模板、胸腺嘧啶双脱氧核苷酸和4种脱氧核苷酸，则以该链为模板合成出的不同长度的子链最多有（）
A.2种B.3种C.4种D.5种
5.某条多肽的相对分子质量为2778，若氨基酸的平均相对分子质量为110，如考虑终止密码子，则编码该多肽的基因长度至少是
A.75对碱基B.78对碱基
C.90对碱基D.93对碱基
6.已知某DNA分子共含有1000个碱基对，其中一条链上A：
G：
T：
C=l：
2：
3：
4。
该DNA分子连续复制2次，共需要鸟嘌呤脱氧核苷酸分子数是
A．600个B．900个C．1800个AD．1200个
7.多数真核生物基因
中编码蛋白质的序列被一些不编码蛋白质的序列隔开，每一个不编码蛋白质的序列称为一个内含子。
这类基因经转录、加工形成的mRNA中只含有编码蛋白质的序列。
某同学为检测某基因中是否存在内含子，进行了下面的实验：
步骤①：
获取该基因的双链DNA片段及其mRNA；
步骤②：
加热DNA双链使之成为单链，并与步骤①所获得的mRNA按照碱基配对原则形成双链分子；
步骤③：
制片、染色、电镜观察，可观察到图中结果。
请回答：
（1）图中凸环形成的原因是______，说明该基因有______个内含子。
（2）如果现将步骤①所获得的mRNA逆转录得到DNA单链，然后该DNA单链与步骤②中的单链DNA之一按照碱基配对原则形成双链分子，理论上也能观察到凸环，其原因是逆转录得到的DNA单链中不含有______序列。
（3）DNA与mRNA形成的双链分子中碱基配对类型有_____种，分别是_____。
8.某种牧草体内形成氰的途径为：
前体物质→产氰糖苷→氰。
基因A控制前体物质生成产氰糖苷，基因B控制产氰糖苷生成氰。
表现型与基因型之间的对应关系如下表：
表现型
有氰
有产氰糖苷、无氰
无产氰苷、无氰
基因型
A_B_（A和B同时存在）
A_bb（A存在，B不存在）
aaB_或aabb（A不存在）
（1）在有氰牧草（AABB）后代中出现的突变个体（AAbb）因缺乏相应的酶而表现无氰性状，如果基因b与B的转录产物之间只有一个密码子的碱基序列不同，则翻译至mRNA的该点时发生的变化可能是：
编码的氨基酸__________..
（2）与氰形成有关的二对基因自由组合。
若两个无氰的亲本杂交，F1均表现为氰，则F1与基因型为aabb的个体杂交，子代的表现型及比例为_________________。
（3）高茎与矮茎分别由基因E、e控制。
亲本甲（AABBEE）和亲本乙（aabbee）杂交，F1均表现为氰、高茎。
假设三对等位基因自由组合，则F2中能稳定遗传的无氰、高茎个体占__________。
（4）以有氰、高茎与无氰、矮茎两个能稳定遗传的牧草为亲本，通过杂交育种，可能无法获得既无氰也无产氰糖苷的高茎牧草。
请以遗传图解简要说明。
经典例题答案:
1.A2.B3.C4.D5.D6.C
7.
（1）DNA中有内含子序列，mRNA中没有其对应序列，变性后形成的DNA单链之一与mRNA形成双链分子时，该单链DNA中无法与mRNA配对的序列能形成凸环7
（2）内含子
（3）3A—UT—AC—G
8.
（1）（种类）不同
（2）有氰︰无氰=1︰3（或有氰︰有产氰糖苷、无氰︰无产氰糖苷、无氰=1︰1︰2）。
（3）3/64
（4）AABBEE×AAbbee
AABbEe
后代中没有符合要求的aaB_E_或aabbE_的个体
生物综合测试卷
1.下列图中曲线①表示染色体着丝点与纺锤体相应极之间的距离，②表示子染色体之间的距离，则正确的绘图是
2．下图甲为叶绿体结构模式图，图乙是从图甲中取出的部分结构放大图。
下列相关叙述正确的是
A．图乙所示结构取自图甲中的①或③
B．与光合作用有关的酶全部分布在图乙所示结构上
C．图乙所示的结构是产生[H]并消耗ATP的场所
D．叶绿体以图甲③的形式扩大膜的表面积
3.为了探究T2噬菌体的遗传物质，用放射性同位素标记的T2噬菌体侵染未被标记的大肠杆菌，经保温培养、搅拌离心，检测放射性，预计上清液中应没有放射性，但结果出现了放射性。
则标记的元素及误差原因是
A.P；培养时间过长B.S；培养时间过长
C.P；搅拌不够充分D.S；搅拌不够充分
4.牵牛花中，叶子有普通叶和枫形叶两种，种子有黑色和白色两种。
现有普通叶白色种子纯种和枫形叶黑色种子纯种作为亲本进行杂交，得到的F1为普通叶黑色种子，F1自交得到F2，结果符合基因的自由组合定律。
下列对F2的描述中错误的是
A.F2中有9种基因型，4种表现型
B.F2中普通叶与枫形叶之比为3：
1
C.F2中与亲本表现型相同的个体大约占3/8
D.F2中普通叶白色种子个体与枫形叶白色种子个体杂交将会得到两种比例相同的个体
5．如图表示相邻两个细胞的细胞膜接触，信息从一个细胞传递给另一个细胞。
下列属于图示细胞间信息交流方式的是
A．膝跳反射时，传入神经元引起传出神经元兴奋
B．受精作用时，精子和卵细胞之间的识别和结合
C．甲状腺细胞对垂体细胞分泌TSH的反馈调节
D．高等植物细胞之间通过胞间连丝进行信息交流
6．2011年，张雁云教授发现了Graves病的重要调控机制。
Graves病发病原因如下图所示：
患者所产生的某种抗体与
Y激素受体结合，使甲状腺细胞持续激发，产生高水平X激
素所致。
张雁云教授研究发现寡核苷酸UDP能够减弱Graves
病症状。
下列有关说法错误的是
A．患者代谢减弱，产热减少，兴奋性低
B．X激素是甲状腺激素，Y激素是促甲状腺激素
C．Graves病是自身免疫病，类风湿性关节炎、系统性红斑
狼疮也属于此类疾病
D．UDP能减弱Graves病症状可能与UDP抑制浆细胞分泌该种抗体有关
29．（20分）
下图是在光照条件下玉米叶肉细胞内发生的生理过程，结合图示分析回答下面的问题：
（1）图中D、G代表的物质分别是__________和__________。
（2）该细胞中B物质的生成场所是__________。
（3）在夏季光照较强的上午，从O2、CO2进出细胞的角度分析，图中的不妥之处是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
（4）参与图中所示生理过程的物质A在细胞内的存在形式是__________，该细胞内生成A的细胞器有______________________________。
（5）该植物在光照充足的条件下，停止二氧化碳的供应，C5含量的变化是__________；在二氧化碳供给充足时，该植物从暗处转移到光照处，C3含量的变化情况是__________。
（6）参与上图细胞内代谢过程的两种细胞器称为半自主性细胞器，可进行转录过程，除需要自身DNA和原料外，再写出直接参与该过程的两种有机物的名称：
_____________、_____________。
30.（16分）
Ⅰ.（10分）在两对相对性状的自由组合遗传中，F2四种表现型经常出现的比例有：
9:
3:
3:
1；1:
1:
1:
1；3:
3:
1:
1三种比例。
（1）请在下表中写出出现上述比例的亲本的基因组合（两对等位基因分别用A、a和B、b表示）。
表现型比例
亲本基因型
9:
3:
3:
1
1:
1:
1:
1
3:
3:
1:
1
（2）出现上述比例的条件是（至少写出二点）___________________________；
。
Ⅱ.（6分）科学家摩尔根用纯种灰身残翅果蝇与纯种黑身长翅果蝇交配，所获子代（F1）全部为灰身长翅，请你运用一种最简便的方法来判断果蝇的灰身和黑身、长翅和残翅的遗传是否遵循基因的自由组合定律。
实验方法：
结果预测及结论：
31．（18分）
Ⅰ.（8分）下列甲图表示三个通过突触连接的神经元，在a、b、c、d四处安放灵敏电流计；乙图是神经元之间的突触结构。
请回答：
（1）刺激甲图中箭头处，a、b、c、d各点可检测到膜电位变化的是，并且下列选项正确的是。
A．a处电流计的指针发生偏转B．b处电流计的指针首先发生偏转
C．c处电流计的指针首先偏转D．d处电流计的指针不发生偏转
（2）乙图的结构保证了神经元之间兴奋的传递方向是单向的，原因是
。
（3）若某药物Y能抑制乙图突触的信号传递过程，请写出一个可能的原因：
。
Ⅱ.（10分）如图表示人体内特异性免疫的过程，图中字母分别代表相应的细胞，试据图回答下列问题：
（1）图中A、B、C、D分别为、、、。
（2）图中虚线箭头所表示的是时引起的免疫反应。
（3）C在发挥免疫作用时将产生，其化学本质是，参与该物质合成的
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