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浙科版2019|高一|期末|
生物·高一下学期期末复习大串讲
必修2
复习专题06 遗传的分子基础
1.格里菲思活体肺炎链球菌转化实验
(1)S型菌与R型菌:
众多的肺炎链球菌菌株中,光滑型(S)菌株是唯一能够引起肺炎或败血症的类型。这种菌株在培养基上能长成光滑的菌落。S型细菌的菌体外面有多糖类的胶状荚膜,使菌体不易受到宿主正常防护机制的破坏。另外一些菌株的外面没有荚膜不会引起病症,长成粗糙型(R)菌落。
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考点一 DNA是遗传物质的证据
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(2)格里菲思活体肺炎链球菌转化实验:
加热杀死的S型菌的DNA可以将部分R型菌转化成S型菌,可分离得到S型菌;大部分仍然是R型菌,S型菌的出现导致小鼠患病死亡。
结论:加热杀死的S型菌中,存在某种物质能把某些R型菌转化为S型菌。即S型菌中的“转化因子”进入R型菌体内,引起稳定遗传变异即变异类型为基因重组。
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考点一 DNA是遗传物质的证据
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①过程:
(3)艾弗里离体肺炎链球菌转化实验
实验结果表明,只有其中的DNA组分能够把R型菌转化为S型菌。
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考点一 DNA是遗传物质的证据
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(3)噬菌体侵染细菌的实验分析
①T2噬菌体结构及特点:
T2噬菌体是一种专门寄生在细菌体内的病毒,它的头部和尾部的外壳是由蛋白质构成的,在头部内含有一个DNA分子。
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考点一 DNA是遗传物质的证据
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②标记噬菌体:
先用含放射性同位素”35S的培养基培养一部分大肠杆菌,同时,用含放射性同位素32P的培养基培养另一部分大肠杆菌。接着,将带标记的大肠杆菌分别用T2噬菌体感染。
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考点一 DNA是遗传物质的证据
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③已标记的噬菌体侵染未标记的大肠杆菌的实验操作过程:
搅拌把细菌和留在细菌表面的噬菌体残留部分分开,
离心使细菌沉到试管底部,噬菌体残留部分位于上层,对标记物质进行检测。
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考点一 DNA是遗传物质的证据
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④结果:经过检测发现,用“S标记噬菌体时,放射性主要出现在上层培养液中,底层细菌几乎没有放射性;用”P标记菌体时,放射性主要出现在底层细菌中,上层培养液几乎没有放射性。
⑤结论:DNA是遗传物质。
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考点一 DNA是遗传物质的证据
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二、有些病毒的遗传物质是RNA
1.烟草花叶病毒(TMV)成分及特点:一条RNA链和蛋白质外壳组成。特点:寄生
2.烟草花叶病毒的感染实验。
1)实验过程:
从TMV中分别提取占6%的RNA和占94%的蛋白质然后用RNA和蛋白质分别去感染烟草。
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考点一 DNA是遗传物质的证据
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①结果发现:单用病毒的RNA就可以使烟草叶片出现感染病毒的症状,说明病毒RNA进入叶子的细胞后,能繁殖出正常的子代病毒。
②病毒的蛋白质不能单独使烟草叶片感染。
③用RNA酶处理过的RNA,此时RNA被水解,没有感染效力。
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考点一 DNA是遗传物质的证据
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2)结论:RNA是烟草花叶病毒的遗传物质,蛋白质不是遗传物质。
3.烟草花叶病毒的重建实验。
来自不同病毒株系的RNA和蛋白质混合后感染烟草,所繁殖的病毒类型取决于提供RNA的株系,而不是提供蛋白质的株系。
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考点一 DNA是遗传物质的证据
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三、遗传信息编码在DNA分子上
1.DNA双螺旋结构的结构特点:
(1)DNA分子是由两条长链组成的,反向平行方式盘旋成双螺旋结构。其中每一条链上一个核苷酸以脱氧核糖和另一个核苷酸的磷酸基团交替连接形成主链的基本骨架,排列在主链的外侧,碱基则位于主链内侧。
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考点二 DNA的结构
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(2)DNA分子一条链上的核苷酸碱基总是跟另一条链上的核苷酸碱基互补配对,由氢键连接。A与T间通过2个氢键相连,G与C间通过3个氢键相连,这就是碱基互补配对原则。
(3)在DNA分子中,A和T的数目相等,G和C的数目相等,但A+T的量不一定等于G+C的量,即DNA中碱基含量的卡伽夫法则。
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考点二 DNA的结构
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2.DNA的几种特性:
(1)多样性:
不同的DNA分子可以由不同数量的脱氧核苷酸数目组成,每个DNA分子的碱基数目和排列顺序构成了DNA分子的多样性。
(2)特异性:
每个特定的DNA分子都具有特定的碱基排列顺序,构成了DNA分子特异性。
(3)稳定性。
DNA分子双螺旋结构;碱基互补配对原则。
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考点二 DNA的结构
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四、DNA复制的过程、特点及条件
1.概念:新DNA的合成就是产生两个跟亲代DNA完全相同的新DNA分子的过程。
2.时间:在真核生物中,发生在有丝分裂和减数分裂减I前的间期。
3.场所:真核生物主要在细胞核内,线粒体和叶绿体中也可进行;原核生物主要在拟核,也可在细胞质中进行如质粒。
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考点三 DNA复制
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4.DNA复制的过程:
①解旋:DNA复制时,在解旋酶的作用下,两条链的配对碱基之间的氢键断开,碱基暴露出来,形成了两条“模板链”,即母链。
②合成子链:每一条母链按照互补配对的原则,腺嘌呤与胸腺嘧啶核苷酸配对,鸟嘌呤与胞嘧啶核苷酸配对等。最后相邻核苷酸的脱氧核糖和磷酸基团间形成磷酸二酯键,这一过程需要有DNA聚合酶的参与,从而产生一条新的子链。当然这个过程也需要消耗能量。
③形成子代DNA:每条子链与其母链盘绕成双螺旋结构,这样,原来的一个双螺旋DNA分子就变成了两个双螺旋DNA分子。
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考点三 DNA复制
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5.特点:半保留复制、边解旋边复制。
6.拓展:
1)在DNA复制时,新合成的子链延伸方向是不相同的,因为子链的合成方向都是从为5′向3′方向,两条子链延伸方向相反。
2)DNA复制时,新合成的两条子链碱基序列不相同,应该是互补的。
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考点三 DNA复制
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五、转录
1.概念:以 DNA 的一条链为模板,依据碱基互补配对原则,合成RNA的过程。
2.场所:主要是细胞核,在叶绿体、线粒体也能发生。原核生物细胞质中。
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考点三 DNA复制
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3.转录的过程:
RNA的合成(转录)需要有RNA聚合酶的催化,并且转录不是沿着整条 DNA长链进行的。当RNA聚合酶与DNA分子的某一启动部位相结合时,包括一个或者几个基因的DNA片段的双螺旋解开,以其中的一条链为模板,按照碱基配对原则,游离的核苷酸碱基与DNA模板链上的碱基配对,并通过磷酸二酯键聚合成与该片段DNA相对应的RNA分子。
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考点四 转录
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1.遗传密码也称为密码子
(1)含义:在mRNA上每3个相邻的核苷酸排列成的三联体,决定一种氨基酸。
(2)种类:共有64种。决定氨基酸的密码子有61种;终止密码子有3种,不决定氨基酸;起始密码子有2种,决定相同氨基酸。
2.反密码子:在tRNA的一端有三个核苷酸序列,能与mRNA密码子的核苷酸互补配对,以此来识别密码子,称反密码子。
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考点五 翻译
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3.翻译:以 mRNA 为模板合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。
(1)场所:核糖体
(2)过程:
在蛋白质合成时,细胞质中核糖体结合到mRNA链上,mRNA就好比图纸,核糖体就好像装配机器,核糖体认读mRNA上决定氨基酸种类的遗传密码,选择相应的氨基酸,由对应的tRNA转运,加到延伸中的肽链上。当核糖体到达mRNA的终止密码子时,多肽合成结束,核糖体脱离mRNA并进入下一个循环。
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考点五 翻译
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(3)归纳总结
①方向:核糖体在mRNA上的移动方向为 5'-3';从肽链的短到长。
②需要三种RNA 的参与,即 mRNA 作模板、RNA 作为转运氨基酸的工具、rRNA作为核糖体的组成成分。
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考点五 翻译
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③翻译效率问题:肽链合成时,并不是只有一个核糖体与一个mRNA在工作,而是在一个mRNA分子上有若干个核糖体同时进行流水作业。若干核糖体串联在一个mRNA分子上,可以同时翻译多条肽链,这种合成方式大大提高了翻译效率。
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考点五 翻译
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七、表观遗传问题
1.表观遗传:指亲代传递给后代的DNA序列没有改变,亲代在生活中由于生活环境或生活习惯的改变而引起的身体状况变化,也会通过某种途径遗传给下一代,即父母的生活经历可以通过DNA序列以外的方式遗传给后代。
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考点六 表观遗传
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2.表观遗传的产生机制可能原因分析
在真核生物的细胞中,DNA分子与一些蛋白质结合在一起,带负电的DNA分子缠绕在带正电的蛋白质分子上,使原来细长的DNA分子盘绕成紧密的结构,这样,基因及其“开关”就被隐藏起来了。
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考点六 表观遗传
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(1)组蛋白的乙酰化:
用乙酰基把氨基上的正电荷屏蔽起来,导致组蛋白上的正电荷减少,与带负电的DNA分子片段(某基因)缠绕的力量减弱,随之松开,里面的信息就可以被读取,即进行转录。
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考点六 表观遗传
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(2)DNA的甲基化:
真核细胞基因具有的启动子--相当于转录的开关--也可以被修饰。如果给启动子中的胞嘧啶加上甲基基团(一CH3),会使染色质高度螺旋化,凝缩成团,这个基因就无法被识别,失去转录活性,因而不能完成转录。
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3.表观遗传机制的意义
(1)打破DNA变化缓慢的限制,使后代能迅速获得亲代应对环境因素做出的反应而发生的变化,这对生物种群的生存和繁衍也许是有利的。
(2)表观遗传普遍存在于生物体生长发育和衰老的整个过程中。
传递下去的性状并不总是有利的,如亲代经历的不良环境和生活习惯对后代的健康会产生不利的影响。
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考点六 表观遗传
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即时演练
针对训练
1,赫尔希和蔡斯的T2噬菌体侵染大肠杆菌实验证实了DNA是遗传物质。下列关于该实验的叙述正确的是( )
A.实验中可用15N代替32P标记DNA
B.噬菌体DNA、蛋白质的合成原料均来自大肠杆菌
C.实验中离心的目的是使噬菌体的蛋白质与DNA分离
D.用含有32P的培养基培养噬菌体以获得被32P标记的噬菌体
B
2.下列有关双链DNA结构的叙述正确的是( )
A.DNA分子中磷酸基团数与含氮碱基数相等
B.DNA的一条链上相邻碱基A、T之间以氢键连接
C.某DNA分子内胞嘧啶占25%,则每条单链上的胞嘧啶占25%
D.DNA双螺旋结构以及碱基间的氢键使DNA分子具有较强的特异性
单位是脱氧核苷酸,由1分子磷酸、1分子含氮碱基和1分子脱氧核糖组成。
病毒是寄生的,提供遗传物质。
A
即时演练
针对训练
3.下列关于DNA的结构及复制的叙述,错误的是( )
A.DNA分子中两种碱基对的比值会影响DNA的热稳定性
B.双链DNA分子中的任意两个不互补碱基数之和均相等
C.当DNA聚合酶与某一复制起点结合时,DNA的双螺旋解开
D.DNA的复制有精确的模板,但子代的遗传信息可能会与亲代不同
C
DNA的复制有精确的模板,但复制过程中可能有差错导致子代的遗传信息与亲代不同。
4.下列关于真核细胞中转录的叙述,正确的是( )
A.tRNA、rRNA和mRNA都从DNA转录而来
B.转录时RNA聚合酶的结合位点在RNA上
C.细胞中的RNA合成过程不会在细胞核外发生
D.一个基因转录时两条DNA链可同时作为模板
A
转录时RNA聚合酶的结合位点在DNA上;细胞中的RNA合成还能在线粒体与叶绿体内;一个基因转录时只能以DNA的一条链为模板
即时演练
针对训练
5.核糖体是蛋白质合成的场所。某细菌进行蛋白质合成时,多个核糖体串联在一条mRNA上形成念珠状结构——多聚核糖体(如图所示)。多聚核糖体上合成同种肽链的每个核糖体都从mRNA同一位置开始翻译,移动至相同的位置结束翻译。多聚核糖体所包含的核糖体数量由mRNA的长度决定。下列叙述正确的是( )
A.图示翻译过程中,各核糖体从mRNA的3′端向5′端移动
B.该过程中,mRNA上的密码子与tRNA上的反密码子互补配对
C.图中5个核糖体同时结合到mRNA上开始翻译,同时结束翻译
D.若将细菌的某基因截短,相应的多聚核糖体上所串联的核糖体数目不会发生变化
B
翻译过程方向是从肽链的短到长,各核糖体从mRNA的5′端向3′端移动。
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