专题六 遗传的分子基础

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1、专题六专题六 遗传的分子基础遗传的分子基础专题六 遗传的分子基础 内容说明（1）DNA 是主要的遗传物质 （2）DNA 的结构和复制 （3）基因是有遗传效应的 DNA 片断 (4)基因指导蛋白质的合成 ()基因对性状的控制（1） （2） （3） (4 )是授的重点和难点 一、考点解读 1 考点盘点 2、考点解读 本部分内容市近几年高考考查的重点,有关 DNA 的问题是社会关注的热点,基因工程、基因污染、基因产物等都是高考考察的着手点。从近几年的高考看，本部分内容的考查题型主要以选择题的形式出现的比较多，主要的是考查考生的能力。同时也包括阅读信息获取信息的能力，并能够运用所学的知识解答相关的问题

2、。 在复习过程中，严禁采取死记硬背的方式，要在理解的基础上进行升华。|S|U 二、知识网络 三、本单元分时复习方案 第一节 DNA 是主要的遗传物质 肺炎双球菌的转化实验 1、体内转化实验 研 究 人 1928英格里菲思过程 结果无毒 R 型活菌小鼠不死亡 有毒 S 型活菌小鼠死亡 有毒 S 型活菌有毒 S 型死菌小鼠不死亡 无毒 R 活菌+加热杀死的 S 菌小鼠死亡(从体内分离出 S型活细菌)分 析 a 组结果说明：R 型细菌无毒性 b 组结果说明：S 型细菌有毒性 组结果说明：加热杀死的 S 型细菌已失活 d 组结果证明：有 R 型无毒细菌已转化为 S 型有毒细菌，说明 S型细菌内含有使

3、R 型细菌转化为 S 型细菌的物质结 论 d 组实验中，已加热杀死的 S 型细菌体内含有“转化因子”，促使 R 型细菌转化为 S 型细菌 (主要通过 d 组证明)2、体外转化实验 研 究 人 1944美艾弗里过程 结果 S 型活细菌 多糖 脂质 蛋白质 RNA DNA DNA 水解物 所得活菌：R R R R S+R R分 析 S 型细菌的 DNA 使 R 型细菌发生转化 S 型细菌的其他物质不能使 R 型细菌发生转化结 论 S 型细菌体内只有 DNA 才是”转化因子”，即 DNA 是遗传物质噬菌体侵染细菌的实验 实验材料 T2 噬菌体、大肠杆菌过程、结果标记细菌 细菌+含 3S 的培养基含

4、3S 的细菌 细菌+含 32P 的培养基含 32P 的细菌 标记噬菌体 噬菌体+含 3S 的细菌含 3S 的噬菌体 噬菌体+含 32P 的细菌含 32P 的噬菌体 噬茵体侵染细菌 含 3S 的噬菌体细菌宿主细胞内没有 3S，3S 分布在宿主细胞外 含 32P 的噬菌体+细菌宿主细胞外几乎没有 32P，32P 主要分布在宿主细胞内实验分析过程 3 表明，噬菌体的蛋白质外壳并未进入细菌内部，噬菌体的 DNA 进入了细菌的内部实验结论 DNA 是遗传物质烟草花叶病毒感染烟草的实验 1、实验过程 （1）完整的烟草花叶病毒烟草叶出现病斑 蛋白质烟草叶不出现病斑 （2） RNA烟草叶出现病斑 2实验结果分

5、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。 【画龙点睛】病毒中的核酸只有一种或者是 DNA，或者是RNA，噬菌体以 DNA 作为遗传物质烟草花叶病毒以 RNA 作为遗传物质。 第二节、第三节 DNA 分子的结构和复制 DNA 分子结构 1、元素组成： 、H、 、N、P(不含 S) 2 基本单位 脱氧核苷酸如图所示： 其中，表示一分子磷酸； 表示一分子脱氧核糖； 表示含氮碱基构成 DNA 分子的含氮碱基共有 4 种，即 A(腺嘌呤)、T(胸腺嘧啶)、G(鸟嘌呤)、(胞嘧啶)。 脱氧核糖的结构简式如右图： 在脱氧核苷酸分子中，特别要注意三个小分

6、子之间的连接，其中，脱氧核糖的 l 号碳原子与含氮碱基相连，号碳原子与磷酸分了相连。 3、一条脱氧核苷酸单链中，相邻脱氧核苷酸之间的连接如图所示。 一分子脱氧核苷酸中脱氧核糖的 3 号碳原子与另一分子脱氧核苷酸中的磷酸通过形成新的化学键(磷酸二酯键)相连接。 4两条单链之间形成的碱基对表示如下 (1)碱基之间的配对方式有两种，即上图所示的 A 一定与 T 配对，G 一定与配对。 配对的碱基之间以氢键相连，A 与 T 之间形成两条氢键G 与之间形成三条氢键。 配对的两个脱氧核苷酸方向相反，尤其要注意脱氧核糖的位置。、DNA 分子形成规则的双螺旋结构 (1)两条链反向平行， 外侧为脱氧核糖与磷酸交

7、替排列； 内部为碱基互补配对。 【画龙点睛】DNA 的分子结构可用数学模型“点线面体”表示即“脱氧核苷酸脱氧核苷酸链二条链连接成的平面规则的双螺旋结构”。 DNA 分子结构的主要特点 193 年，美国生物学家沃森和英国物理学家克里克提出 DNA 分子双螺旋结构模型，其主要特点是： 1、DNA 分子是由两条链组成的。这两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构。 2 、DNA 分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接排列在外侧，构成骨架；碱基排列在内侧。 3、两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对A(腺嘌呤)与 T(胸腺嘧啶)配对；G(鸟嘌呤)与(胞嘧啶)配对。碱基之间的这种一一对应关系，叫做碱基互补配对原则。 【

8、画龙点睛】DNA 分子的双螺旋结构：DNA 分子含有两条脱氧核苷酸链，两条链按照反向平行方式向右盘绕成双螺旋螺旋直径 20n,螺距为 3 4n，每个螺距有 10 对碱基两个相邻碱基对平面的垂直距离为 0 34n。 双螺旋结构的外侧是脱氧核糖和磷酸通过磷酸二酯键交互连接而成的长链构成 DNA 分子的骨架。 腺嘌呤(A)与胸腺嘧啶(T)之间通过 2 个氢键相连鸟嘌呤(G)与胞嘧啶()之间通过 3 个氢键相连。 DNA 分子的复制过程 1 复制的时间：体细胞的 DNA 分子复制发生在有丝分裂的间期。生殖细胞的 DNA 复制发生在减数第一次分裂的间期。2 复制的场所：DNA 主要分布在细胞核内，细胞核

9、是 DNA 复制的主要场所。3 复制的过程(下图)(1)解旋：亲代 DNA 在解旋酶的作用下，把两条螺旋的双链解开，形成两条单链(母链)。解旋是使两条链之间的氢键断裂，需 ATP 提供能量。(2)子链合成：以解开的两条母链为模板，以周围环境中游离的脱氧核苷酸为原料各自合成与母链互补的一条子链。(3)子代 DNA 分子的形成两条母链分别与各自决定的子链组成两个完全相同的 DNA 分子。4复制的基本条：模板、原料、能量以及酶等。复制的方式：一是边解旋边复制二是半保留复制。6复制结果：一个亲代 DNA 分子形成了两个完全相同的子代DNA 分子。7复制的意义保持了遗传信息的连续性。第四节 基因是有遗传

10、效应的 DNA 片段基因与脱氧核苷酸、DNA、染色体和生物性状之间的关系关系内容基因与脱氧核苷酸基因的基本组成单位是脱氧核苷酸，每个基因含有成百上千个脱氧核苷酸。基因中脱氧核苷酸的排列顺序称为遗传信息基因与 DNA 基因是有遗传效应的 DNA 片段每个 DNA 分子上有很多个基因基因在染色体上呈线性排列，染色体是基因的主要载体基因与生物性状基因不仅可以通过复制把遗传信息传递给下一代，还可“使遗传信息以一定的方式反映到蛋白质的分子结构上，从而使后代表现出与亲代相似的性状。遗传学上把这过程叫做基因的表达第四 第一节 基因指导蛋白质的合成1RNA 与 DNA 的区别(如下表)项 目 DNARNA全

11、称脱氧核糖核酸核糖核酸分 布主要存在于细胞核中，少量存在于线粒体和叶绿体中主要存在于细胞质中，少量存在于细胞核核仁中基本组成单位脱氧核糖核苷酸核糖核苷酸碱基嘌呤腺嘌呤（A）鸟嘌呤（G）腺嘌呤（A）鸟嘌呤（G）嘧啶胞嘧啶（）胸腺嘧啶（T）胞嘧啶（）尿嘧啶（U）五碳糖脱氧核糖核糖无机酸磷酸磷酸空间结构规则的双螺旋结构通常呈单链结构2 基因控制蛋白质合成的过程 转 录翻 译概念 DNA 分子首先解开双链以 DNA 的一条链为模板按照碱基互补配对原则合成 RNA 的过程 以 RNA 为模板，以 tRNA 为运载工具合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程场所细胞核、线粒体、叶绿体细胞质（核糖体）原料 4

12、种核糖核苷酸 20 种氨基酸模板 DNA 中的一条链 RNA酶解旋酶、聚合酶等聚合酶等能量 ATPATP过程 DNA 解旋以一条链为模板，按碱基互补配对原则，游离的核糖核苷酸与脱氧核苷酸配对，核糖核苷酸间通过化学键连接成RNA，tRNA，rRNA RNA 从核孔进入细胞质，与核糖体结合，从起始密码子（AUG）开始翻译。tRNA 一端携带氨基酸进入核糖体另一端的反密码子与 RNA 上的密码子配对，两氨基酸间形成肽键。核糖体继续沿 RNA 移动，每次移动一个密码子，至终止密码结束，肽链形成模板去向转录后与非模板链重新形成双螺旋结构分解成核糖核苷酸特点边解旋边转录一条 RNA 可与多个核糖体结合翻译

13、成多条相同的多肽链产物三种单链 RNA 蛋白质(多肽链)第四 第二节 基因对性状的控制碱基互补配对原则的应用1 在整个 DNA 分子中DNA 双链中的两种互补的碱基相等，任意两个不互补的碱基之和恒等，占碱基总数的 0%。AT G ；A+G = T+ ； A+ = T+ G：(A 十 G)/(T 十)=1。2在 DNA 两条互补链之间（1）在 DNA 双链中的一条单链的(A 十 G)/(T 十)的值与另一条互补单链的（A 十 G)/(T 十)的值互为倒数关系。(A。+G。) / (T+)=，互补链上(A+G)/ (T+)1/（2）DNA 双链中，一条单链（AT）/G）的值，与另一条互补链（AT）

14、/G）的值是相等的，也与整个 DNA 分子中（AT）/G）的值是相等的。3整个 DNA 分子、DNA 包含的两条单链、转录的 RNA 之间：（1）在碱基数量上，在 DNA 和 RNA 的单链内，互补碱基的和相等，且等于双链 DNA 的一半。即 a 链上的（AT）=b 链上的（AT）=RNA 分子中（A+U）=1/2DNA 双链中的（AT） ；a 链上的（G）=b 链上的（G）=RNA 分子中（G+）=1/2DNA 双链中的（G） ；（2）互补碱基的和占各自碱基的总数的比例在有意链、互补链中和 DNA 双链中是相等的，且等于 RNA 中与之配对碱基的和所占RNA 中的比例。即 a 链中（AT）占

15、 a 链总数的百分数=b 链中（AT）占 b 链总数的百分数=RNA 中（A+U）占 RNA 总数的百分数=DNA 双链中（AT）占双链中碱基总数的百分比简式为（G）a=（G）b=（G）RNA。（3） 在一个双链 DNA 分子中，某碱基占碱基总量的百分数等于每条链中的平均百分数若在其中一条链中多占 n%则在另一条链中廊少占 n。4DNA 双链中，含某种碱基 X 个，复制 n 次，则需加入该碱基的脱氧核苷酸的分子数等于能与该碱基配对碱基的脱氧核苷酸的分子数，等于（2n-1）X 个。关于 DNA 分子复制的有关计算1已知 DNA 分于中碱基数求复制 n 次与第 n 次所需某碱基数量。若 DNA 分

16、子复制 n 次则可产生 2n 个子 DNA 分子，由于 DNA 复制为半保留复制，则复制 n 次时，除第一代 DNA(亲代 DNA 分子)的两条模板链不需新原料构建外，其余所有链无一不是新原料构建的，故所需原料应为：总链数2 条模板链即相当于(2n 1)个DNA 分子中的原料量当只需计算第 n 次所需原料量时，可据第 n 次产生 2n 个 DNA分子，本次应需新构建子链 2n 条(每个子 DNA 均有一条新子链)，这 2n 条新子链应相当于 2n/2 个子 DNA 故本次所需原料也应为2n/2 个 DNA 乘以每个 DNA 中该原料量。1、关于半保留复制的有关计算问题已知某一条全部 N 原子被 1N 标记的 DNA 分子（0