内容正文:
专题
7
遗传的分子基础
⊙
考什么
高型复习必备
①肺炎链球菌转化实验;②噬菌体侵染细菌的实验;③DNA双螺旋结构的发现;④DNA
复习要点
结构及特点;⑤DNA复制;⑥基因的表达;⑦基因与性状的关系;⑧中心法则;⑨表观遗传
与细胞分化
1.考查题型:多以选择题形式考查。
2.命题趋势:①考查DNA复制的方向及半不连续复制的特点,如2023年山东卷第5题;
考情
②考查DNA复制的相关计算,如2021年山东卷第5题;③考查微生物体内代谢的控制途径,
如2024年山东卷第15题;④考查DNA复制、转录、翻译的特点,如2025年山东卷第5题
⊙
学什么
考点内容梳理
考点1对遗传物质的探索、DNA的结构和复制(山东高考6年2考)
一、对遗传物质的探索
1.肺炎链球菌转化实验
(1)实验材料
S型细菌一有荚膜(显微镜观察),有致病
R型活细菌
注射
+不死亡
性,菌落表面光滑(肉眼可观察)。
注射
S型活细菌
小
→死亡,体内分离出$型活细菌
R型细菌一无荚膜,无致病性,菌落表面
加热致死的S型细菌
注射
+不死亡
粗糙。
R型活细菌+加热
混合
鼠
(2)格里菲思的转化实验
致死的S型细菌
注射
+死亡,体内分离出$型活细菌
①过程与现象:如图。
②结论:加热致死的S型细菌内含有转化因子,促使R型活细菌转化为S型活细菌。
(3)艾弗里的肺炎链球菌转化实验:先设法除去绝大部分糖类、蛋白质、脂质,获得细胞提取物
作如下处理:
组别
处理
结果
结论
S型细菌的细胞提取物,不作处理
R型活细菌
二
DNA是遗传
S型细菌的细胞提取物十蛋白酶
加入有R型活细
十S型活
物质,蛋白质
三
S型细菌的细胞提取物十RNA酶
菌的培养基中,混
细菌
等其他物质
色
S型细菌的细胞提取物十酯酶
合后培养
不是
五
S型细菌的细胞提取物十DNA酶
只有R型细菌
【特别提醒】(1)转化的实质是基因重组,而非基因突变。(2)加热致死的S型细菌的蛋白质变性
失活,但是其内部的DNA在加热结束后随着温度的降低又逐渐恢复活性。
286
0专题10遗传的分子基础
2.赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌实验
技术
放射性同位素标记十离心技术
大肠含32p或35S的培养基培养
杆菌
P或“S-大肠杆菌2噬菌体浸染
2P或35S-T2噬菌体
2P-T2噬菌体
部分噬菌体
混合培养
上清液放射性低
保温、搅拌、离心
·结
裂解细菌,中检测到32p
L沉淀物放射性高
结T2噬菌体的遗
大肠杆菌
检测子代
论传物质是DNA
实验过程
混合培养
上清液放射性高噬菌体
保温、搅拌、离心
结果
·未检测到35S
及结论
35S-T2噬菌体
-沉淀物放射性低
导致
T2噬菌体的DNA进入了大肠杆菌,蛋白质没有进入
(1)保温的目的是使T2噬菌体侵染大肠杆菌。(2)搅拌的目的是使吸附在大肠杆菌上的T2
噬菌体和大肠杆菌分离。(3)离心的目的是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
过短
(1)培养时间。
部分噬菌体未侵染大肠杆菌噬菌体存在,上清液中放射
误差分析
(32P组)
过长部分大肠杆菌已经裂解】
于上清液中·性强度升高
(2)搅拌(5S组)不充分部分噬菌体外壳未与大肠杆菌分离沉淀物中放射性强度升高
3.烟草花叶病毒感染烟草的实验
a烟草花叶病毒感染正常烟草被感染,产生花叶病(对照组);
实验过程与实验结果
b.烟草花叶病毒的RNA感类正常烟草被感染,产生花叶病(实验组);
。烟草花叶病毒的蛋白质感染正常烟草不枝感染,不产生花叶病(实验组)
实验结论
RNA是烟草花叶病毒的遗传物质,蛋白质不是烟草花叶病毒的遗传物质
二、DNA的结构与复制
1.DNA的结构
单体
平面结构
空间结构
--
脱氧
磷酸
核糖
碱基
游离的磷酸
碱基对基本骨架
两条链按反向平
3'
A、T、G、C
入CG
行方式盘旋成双
螺旋结构
32
碱基
^A=T
脱氧核苷酸(4种)。
不同
--------------
2.DNA的复制
(1)DNA复制的假说、演绎推理过程及结论
DNA复制方式
1→I0
的三种假说
L用
双链DNA
全保留复制
半保留复制
分散复制
287
讲解册
实战高考·生物学
续表
技术
密度梯度离心、同位素标记法
大肠杆菌在含有15NH,CI的培养液中繁殖
提取DNA,离心
全重
DNA
若干代,使DNA双链充分标记
I5N/I5N-DNA
半保
第一代细胞分裂一次
留复
提取DNA,离心:
全中
过程
4N/I5N-DNA
制的
实验
转移到含4NH,CI的培养液中
第二代儿细胞再分裂一次
证据
提取DNA,离心
1/2车轻14N/I4N-DNA
1/2中14N/5N-DNA
结论
DNA以半保留的方式复制
(2)DNA复制的分析
两种重要酶:图中a为DNA聚合酶,b为解旋酶
①时期:有丝分裂间期和减数分裂前的间期
母链
②场所:主要为细胞核,其次为叶绿叶、线粒体
b
③子代DNA分开:随着丝粒分裂、两条染色单体
子链
引物」
分开而分开
④原料:四种脱氧核苷酸
合成方向:5
两条链
端→3端
母链
⑤能量和酶:解旋和复制都需细胞供能和酶催化
均作模板
①特点:半保留复制,边解旋边复制,多起点分段复制,双向复制
②精确复制的原因:DNA独特的双螺旋结构,为复制提供了精确的模板;通过碱基互补配对,
保证了复制能够准确的进行
③意义:DNA通过复制,将遗传信息从亲代细胞传给子代细胞,从而保持了遗传信息的连续性
考点2基因的表达(山东高考6年4考)】
一、基因指导蛋白质的合成
1.转录和翻译
项目
转录
翻译
一3
核糖体
5'启动子
非模板链(编码链)
⑧氨基酸
000q④DO
RNA聚合酶
转录方向
●
5'
RNA延
过程图示
伸方向
少0Dq
反密码子cUG
起始
模板链
、终止子
密码子
AuaichcuccocruAn "RM
5′
四种游离的
位点1位点2
密码子终止密码子
核糖核苷酸
核糖体在mRNA上的移动方向
主要在细胞核,其次在线粒体、叶绿体(真核
场所
核糖体
生物)
288
0专题10遗传的分子基础
续表
项目
转录
翻译
DNA分子的一条链(模板)、四种核糖核苷糖
mRNA(模板)、氨基酸(原料)、tRNA(转运
条件
(原料)、RNA聚合酶
氨基酸)
步骤
解旋→配对→连接→释放
起始→运输延伸→停止→脱离
(1)延伸方向:5'→3';
(1)肽链延伸方向:氨基端→羧基端;
方向
(2)模板链方向:3'→5
(2)模板链方向:5→3
(1)密码子与反密码子:①密码子位于RNA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(几乎所有的生物体都共用一套密码子,这体现
了密码子的通用性,说明当今生物可能有着共同的原始祖先);②反密码子位于tRNA上,
辨析
能够与密码子碱基互补配对(tRNA为单链,有氢键,反密码有3个碱基)。
(2)启动子和起始密码子、终止子和终止密码子: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
2.中心法则(由克里克提出)
内容
C0器新显n
细胞生物
制
DNA转录RNA翻译蛋白质(性状)
DNA病毒
不同生物的遗传
信息流动过程
RNA病毒(RNA复制)
、翻译蛋白质(性状)
RNA病毒(逆转录)
RA装录CA转RNA群蛋白质(作状)
二、基因表达与性状的关系
1.基因控制性状的途径
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。实例:豌豆
间接控制途径
种子形状;白化症状
直接控制途径
基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。实例:囊性纤维化
2.基因的选择性表达与细胞分化
(1)细胞分化的实质:基因的选择性表达。
(2)表达的基因的类型
①管家基因:在所有细胞中都表达的基因,指导合成的蛋白质是生命活动必需的,如ATP合成
酶基因。
②奢侈基因:只在某类细胞中特异性表达的基因,如胰岛素基因。
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讲解册
实战高考·生物学】
(3)基因选择性表达的原因:与基因表达的调控有关。
(4)分化前和分化后形成的各种细胞中DNA(基因)不变,分化形成的各种细胞中RNA和蛋
白质不完全相同。
三、表观遗传
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
实例
柳穿鱼花的形态与LC2yc基因的表达、A小鼠的毛色与A基因的表达
表
(a.不发生DNA序列的变化。如同卵双胞胎具有完全相同的基因,但在长大后性格、健康等方面会出现差异
遗
特征
b.表型改变。如遗传物质完全相同的小鼠,其体毛具有不同颜色,这与基因的甲基化程度有关
(c.受环境影响
机制
a.DNA的甲基化;b.构成染色体的组蛋白的甲基化、乙酰化等修饰
生题型各个击破
题型DNA的结构、复制和基因表达中的
(2)脱氧核苷酸链数
相关计算
子代DNA中脱氧核苷酸链数
2n+1
题型解读
含15N的脱氧核苷酸链数
2
1.双链DNA中的碱基数量的计算规律
含4N的脱氧核苷酸链数
2+1-2
1链
2链
(3)消耗的脱氧核苷酸数
①若一亲代DNA含有某种脱氧核苷酸m
设DNA一条链为1链,互补链为2链。根
据碱基互补配对原则可知,A1=T2,A2=
个,则经过n次复制需要消耗游离的该脱氧
T1,G1=C2,G2=C1。
核苷酸为m×(2m-1)
(1)A1+A2=A;G1+G2=G。
②若进行第n次复制,则需消耗游离的该脱
(2)A1+T1=A2+T2;G1十C1=G2+C2
氧核苷酸数为m×2m-1个。
(3)A十C与AtC是倒数关系。
(4)基因表达过程中碱基数和氨基酸数之间
T1十G1习T2十G2
的关系
④若是-a,是-b,则哈-a+0.
DNA(基因
mRNA
蛋白质:
2.DNA复制过程中的相关计算
G C A
CGU
精氨酸
若将双链被5N标记中DNA转移到含4N的
CC T
培养基中培养,复制n(n≥1)次,其结果如下:
碱基数
氨基数
氨基酸数
6
3
1
(1)DNA分子数
【提醒】实际基因表达过程中的数量关系不符
子代DNA分子数
2
合6:3:1的原因:①DNA中有的片段无遗
含I5N的DNA分子数
2
传效应,不能转录出mRNA;②基因中的某些
含14N的DNA分子数
2n
片段(如非编码区)起调控作用,不转录;③合
只含14N的DNA分子数
2m-2
成的肽链在加工过程中可能会被剪切掉部分
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