内容正文:
专题10 遗传的分子基础
高考生物学
新高考适用
重难透析
目 录
考点1 遗传物质的探索、DNA的结构与复制
考点2 基因的表达
考点1 遗传物质的探索、DNA的结构与复制
一、遗传物质的探索
重难透析
肺炎链球菌 S型:有荚膜、有致病性、菌落表面光滑;R型:无荚膜、无致病性、菌落表面粗糙
格里菲思的转化实验
艾弗里及其同事的转化实验
目 录
技术 放射性同位素标记技术
T2噬菌体
增殖过程
T2噬菌体增殖需要的条件①模板:T2噬菌体的DNA;②原料:大肠杆菌提供的四种脱氧核苷酸(合成T2噬菌体DNA)、氨基酸(合成T2噬菌体蛋白质);③T2噬菌体蛋白质的合成场所:大肠杆菌的核糖体
实验过程
及结论
(1)保温目的:使T2噬菌体侵染大肠杆菌。(2)搅拌目的:使吸附在大肠杆菌
上的T2噬菌体和大肠杆菌分离。(3) 离心目的:让上清液中析出质量较轻
的T2噬菌体颗粒,而离心管的沉淀物中留下被侵染的大肠杆菌
误差
分析 (1)
(2)
目 录
烟草花叶病毒
的侵染实验
结论 DNA是主要的遗传物质,除极少数生物(RNA病毒)的遗传物质为RNA外,其余几乎全部生物(DNA病毒、真核生物和原核生物)的遗传物质均为DNA
目 录
易混易错 (1)转化的实质是基因重组而非基因突变:肺炎链球菌转化实验中S型细菌
的DNA片段整合到了R型细菌的DNA中,即发生了基因重组(属于广义上的)。
(2)加热致死的S型细菌,其蛋白质变性失活,DNA双螺旋结构打开,但冷却后DNA的结构
可以恢复。
目 录
小表达 (1)(必修2 P43“相关信息”)S型菌具有致病性的原因是___________________
__________________________________________________。
(2)(必修2 P45“相关信息”)T2噬菌体侵染细菌的实验中,标记蛋白质和DNA的元素分
别是__________,因为_______________________________________________________。
不能用14C和18O标记蛋白质和DNA,原因是____________________________。
蛋白质和DNA都含有C和O
T2噬菌体中仅蛋白质分子中含有硫,磷几乎都存在于DNA分子中
35S和32P
抗吞噬细胞的吞噬,能在宿主体内生活并繁殖
其上有荚膜,可以抵
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二、DNA的结构与复制
1.DNA的双螺旋结构内容要点(构建者:沃森、克里克)
构建历程
内容要点
结构特点 多样性 若DNA分子含有n个碱基对,则其最多有4n种碱基对排列顺序
特异性 每个DNA分子都有特定的碱基排列顺序
稳定性 两条链上磷酸与脱氧核糖交替排列的顺序不变,碱基配对方式不变等
目 录
易混易错 (1)DNA单链的磷酸基团端为5'端,羟基(—OH)端为3'端。(2)连接单链中相
邻两个脱氧核苷酸的键是磷酸二酯键;连接互补链中相邻碱基的键是氢键;DNA单链上
相邻碱基通过“—脱氧核糖—磷酸—脱氧核糖—”连接。(3)氢键的形成不需要酶,但
断裂需解旋酶或加热等处理。
目 录
2.DNA的复制
DNA复制方式的
三种假说
DNA半
保留复
制的实
验证据 技术 密度梯度离心、同位素标记法
过程及
结论
目 录
DNA
复制 时间 主要是细胞分裂前的间期
场所 真核细胞主要在细胞核,其次在叶绿体和线粒体;原核细胞在拟核和细胞质
过程
特点 半保留复制、边解旋边复制
准确复制
的原因
及意义 (1)原因:DNA具有独特的双螺旋结构,为复制提供精确的模板;碱基互补配对原则,保证了复制能准确进行。
(2)意义:DNA分子通过复制,将遗传信息从亲代细胞传递给子代细胞,保持了遗传信息的连续性
目 录
知识归纳 与DNA复制有关的计算
(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2/2n。
(3)若某DNA分子中含碱基T的数为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)-a×(2n-1-1)=a×2n-1。
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小表达 (必修2 P56“拓展应用”)果蝇DNA的电镜照片中有很多泡状结构即DNA复
制泡,其是DNA上正在复制的部分,请分析果蝇DNA形成多个复制泡的原因:_______
___________________________________________________________________________
___________________________________________________。
率,为细胞分裂做好准备
DNA有多个复制起点,可同时从不同起点开始DNA的复制,由此加快了DNA复制的速
果蝇的
目 录
知识拓展 (1)DNA复制的半不连续性
由于DNA聚合酶只能将单个脱氧核苷酸添加到已有核苷酸链的3'端,即子链的延伸方
向只能为5'→3',因此,DNA复制以3'→5'链为模板时,子链可以沿5'→3'方向连续复制;
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以另一条链为模板时,每解旋至足够长度,子链再沿5'→3'方向复制,复制合成的DNA片段会通过DNA连接酶连接起来。
(2)细胞内DNA分子复制时需要引物,该引物为一段单链的RNA分子。
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3.染色体(质)、DNA、基因和脱氧核苷酸的关系
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易混易错 DNA分子的碱基总数≠DNA分子上所有基因的碱基数之和:1个DNA分子
上有多个基因,基因间存在间隔序列,故DNA分子的碱基总数>DNA分子上所有基因的
碱基数之和。
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考点2 基因的表达
一、基因指导蛋白质的合成
1.转录与翻译
项目 转录 翻译
场所 主要在细胞核,其次在线粒体、叶绿体(真核生物) 核糖体
条件 DNA分子的一条链(模板)、四种核糖核苷酸(原料)、RNA聚合酶 mRNA(模板)、氨基酸(原料)、tRNA
(转运氨基酸)
过程
产物 RNA(mRNA、tRNA、rRNA) 肽链
目 录
方向 (1)子链延伸方向:5'端→3'端;
(2)模板链方向:3'端→5'端 (1)肽链延伸方向:氨基端→羧基端;
(2)模板链方向:5'端→3'端
辨析 (1)密码子与反密码子:①密码子位于mRNA上,一个密码子仅对应一种氨基酸,但一种氨基酸可对应多种密码子,即密码子的简并性;②反密码子位于tRNA上,能够与密码子碱基互补配对。
(2)启动子和起始密码子、终止子和终止密码子:①启动子和起始密码子分别是转录、翻译的起点,终止子和终止密码子分别是转录、翻译的终点;②DNA上存在启动子和终止子,mRNA上存在起始密码子和终止密码子
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知识拓展 (1)真核生物和原核生物基因表达的区别
(2)真核生物基因的结构
真核生物基因内部存在外显子序列和内含子序列,其中内含子转录出的序列会被切除,
不参与翻译过程,成熟mRNA中仅保留外显子转录出的序列。
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易混易错 (1)tRNA是单链的,但其RNA链可发生折叠,在互补序列间形成碱基互补配
对区,使内部存在氢键。
(2)翻译过程中,通常一个mRNA分子上可以相继结合多个核糖体,形成多聚核糖体,同时
进行多条肽链的合成,可实现少量的mRNA分子迅速合成大量的蛋白质,提高翻译的效
率。
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2.中心法则(由克里克提出)
中心法则图解
(虚线表示少数生物的遗传信息的流向)
不同生物的遗传
信息流动过程 细胞生物
DNA病毒
RNA病毒(RNA复制)
RNA病毒(逆转录)
目 录
3.核酸序列阅读
目 录
基因表达
产物与性
状的关系 直接控制 基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状,如镰状细胞贫血、
囊性纤维化(见下图)
间接控制 基因通过控制酶的合成来控制代谢过程,进而控制生物体的性状,如白化
病、豌豆皱粒(见下图)
基因与性状间
的对应关系 (1)一对等位基因控制一对相对性状,如豌豆的高茎、矮茎;(2)一对等位基
因控制多对相对性状;(3)多对等位基因控制一对相对性状
二、基因表达与性状的关系
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基因表达
调控对性
状的影响 细胞分化 (1)本质:基因的选择性表达。
(2)表达的两类基因分析:①管家基因在所有细胞中均表达(如核糖体基
因);②奢侈基因只在某类细胞中特异性表达(如胰岛素基因)
表观遗传 (1)概念:生物体基因的碱基序列保持不变,但基因表达和表型发生可遗传
变化的现象。
(2)原因:DNA甲基化、组蛋白甲基化或乙酰化等。
(3)特点:可遗传性;碱基序列不变性;可逆性(如被甲基化修饰的DNA可发
生去甲基化)
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