高考二轮复习专题07遗传的分子基础(讲)(生物)
讲考纲·名师解读 遗传物质的探究历程;了解DNA分子的结构、复制与功能;转录和翻译的过程;中心法则及基因对性状的控制。生物的遗传和变异是由遗传物质所引起的,生物的遗传物质主要是DNA,与DNA有关的知识是掌握遗传和变异知识的基础。如DNA作为遗传物质的实验证据、DNA分子的结构、DNA的复制、基因的概念、基因指导蛋白质的合成,以及基因与性状的关系等,这些知识在高考中也是常考的内容,因此,强化对本专题的复习就显得非常重要。对DNA分子的结构组成及特点进行考查不理解DNA结构特点及含义;计算DNA结构中的碱基问题时易出错。突破策略:采用“绘图释义”建立几何模型;碱基计算通过模型把已知和未知条件直观的表示出来;进而显示出碱基间的数量关系,碱基占一条链的比例和在整个DNA分子中的比例是不一样的;对于DNA分子半保留复制的考查,模板链和标记链混淆,分不清如何分配;找不到基因突变的时间;混淆DNA复制n次和第n次复制至少所需的某种碱基数;分不清DNA复制的细胞种类。突破策略:画示意图法;基因突变通常发生在一条单链上,以突变的链为模板形成的子代DNA分子均是突变的DNA分子,以未突变的单链为模板形成的DNA分子均为正常的DNA分子,若第一次复制时突变,则突变DNA:正常DNA=1:1,第二次复制时则比值为1:3,第三次复制时突变则比值为1:7……(模板链是上次复制形成的DNA分子的各自两条链),复制n次所需某种碱基数至少是第一次+第二次+……+第n次所需的该碱基个数之和;原核细胞内DNA是单一复制原点双向复制,而真核细胞核中的DNA复制是多起点双向复制;混淆原核生物细胞内和真核生物细胞核中基因表达过程;混淆复制和转录过程;分不清转录的起点;判断不了翻译的方向。突破策略:复制是双向的,而转录是单向;复制后的模板参与构成子代DNA分子,而转录后的模板和原来的互补链再形成DNA分子;复制需DNA解旋酶,而转录不需要。DNA复制和转录过程均从3/末端向5/末端进行,在转录中还要注意启动子的位置,3/末端和启动子在同一端时以此链进行转录,这样保证了某一基因只以一条链为末端进行转录和翻译。混淆启动子、终止子与起始密码、终止密码的概念;误认为氨基酸和密码子、tRNA是一一对应关系。突破策略:启动子:是指基因结构中位于编码区上游的脱氧核苷酸序列,启动子中有RNA聚合酶结合位点,能够准确的识别转录的起始点并启动转录,有调控遗传信息表达的作用。启动子不止三个碱基对。起始密码:是指mRNA上的三个相邻的含氮碱基AUG、GUG。终止子:位于DNA上,是非编码区的脱氧核苷酸序列,它特殊的碱基排列顺序能够阻碍RNA聚合酶的移动,并使其从DNA模板链上脱离下来,从而使转录结束。终止密码:位于mRNA上,共有三种:UAA、UAG、UGA。这三种密码子不是决定氨基酸的“无义密码”,而是表明肽链已经翻译完成。密码子共有64种,决定的氨基酸只有20种。每种氨基酸对应一种或几种密码子 (说明密码的简并),可由一种或几种tRNA转运;但一种决定氨基酸的密码子只能决定一种氨基酸,且一种tRNA只能转运一种氨基酸。决定氨基酸的密码子与tRNA之间是一一对应关系,而终止密码不对应tRNA。 讲考点·体系构建 1.肺炎双球菌转化实验 (1)肺炎双球菌的类型及特点 特点 类型 菌落 荚膜 毒性 S型 光滑 有 有 R型 粗糙 无 无 (2)格里菲思的体内转化实验 结论:加热杀死的S型细菌中,含有某种促成R型细菌转化为S型细菌的“转化因子”。 (3)艾弗里的体外转化实验 结论:DNA是“转化因子”,是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。 2.噬菌体侵染细菌实验 (1)实验方法 同位素标记法,用35S、32P分别标记噬菌体的蛋白质和DNA。 (2)实验材料:T2噬菌体和大肠杆菌 ①噬菌体的结构 ②噬菌体的生活方式:活细胞寄生。 ③实验过程 a.标记噬菌体 b.侵染细菌 ④实验结果分析 分组 结果 结果分析 对比实验(相互对照) 含32P噬菌体+细菌 上清液中几乎无32P,32P主要分布在宿主细胞内 32P—DNA进入了宿主细胞内 含35S噬菌体+细菌 宿主细胞内无35S,35S主要分布在上清液中 35S—蛋白质外壳未进入宿主细胞,留在外面 ⑤结论:DNA是遗传物质。 3.RNA是遗传物质的实验 结论:烟草花叶病毒中RNA是遗传物质。 4.DNA是主要的遗传物质 【真题再现】(2018浙江卷,23)下列关于“核酸是遗传物质的证据”的相关实验的叙述,正确的是( ) A.噬菌体侵染细菌实验中,用32P标记的噬菌体侵染细菌后的子代噬菌体多数具有放射性 B.肺炎双球菌活体细菌转化实验中,R型肺炎双球菌转化为S型菌是基因突变的结果 C.肺炎双球菌离体细菌转化实验中,S型菌的DNA使R型菌转化为S型菌,说明DNA是遗传物质,蛋白质不是遗传物质 D.烟草花叶病毒感染和重建实验中,用TMVA的RNA和TMVB的蛋白质重建的病毒感染烟草叶片细胞后,可检测到A型病毒,说明RNA是TMVA的遗传物质 【答案】D 【解析】噬菌体侵染细菌的实验中,用32P标记的是噬菌体的DNA,而DNA进行半保留复制,因此子代噬菌体极少数具有放射性,A错误;肺炎双球菌活体细菌转化实验中,R型肺炎双球菌转化为S型菌是基因重组的结果,B错误;肺炎双球菌离体细菌转化实验中,S型菌的DNA使R型菌转化为S型菌,说明DNA是遗传物质,C错误;烟草花叶病毒感染和重建实验中,用TMVA的RNA和TMVB的蛋白质重建的病毒感染烟草叶片细胞后,可检测到A型病毒,说明RNA是TMVA的遗传物质,D正确。 【举一反三】科学家对生物遗传物质的探索经历了漫长的阶段,下列相关叙述错误的是( ) A.孟德尔通过杂交实验发现了两大遗传规律并揭示了遗传因子的化学本质 B.肺炎双球菌的体外转化实验证明了DNA是转化因子 C.肺炎双球菌体外转化实验和噬菌体侵染细菌实验的共同思路是设法将蛋白质和DNA分开来进行研究 D.用只含35S标记的噬菌体侵染未标记的细菌,离心后沉淀物中有少量放射性的原因可能是搅拌不充分 【答案】A 【解析】孟德尔通过豌豆的杂交实验发现了两大遗传规律,但没有揭示遗传因子的化学本质,A错误;艾弗里的肺炎双球菌的体外转化实验的过程是:将S型细菌中的物质进行提纯和鉴定,然后将提纯的DNA、蛋白质和多糖等物质分别加入到培养R型细菌的培养基中,结果发现:只有加入DNA,R型细菌才能转化为S型细菌,从而证明了DNA是转化因子,B正确;赫尔希和蔡斯所做的噬菌体侵染细菌的实验,用32P标记一部分噬菌体的DNA,用35S标记另一部分噬菌体的蛋白质,再让这两类标记的噬菌体分别侵染未标记的细菌,因此肺炎双球菌体外转化实验和噬菌体侵染细菌实验的共同思路是设法将蛋白质和DNA分开来进行研究,C正确;噬菌体侵染细菌时,将DNA注入到细菌细胞中,而蛋白质外壳则留在细菌细胞外,因细菌的质量重于噬菌体,所以离心后,细菌主要存在于沉淀物中,蛋白质外壳主要集中在上清液中,用35S标记的是噬菌体的蛋白质