专题4遗传的细胞基础和分子基础

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1、蓝天家教网 http:/ 伴你快乐成长专题专题 4 遗传的细胞基础和分子基础遗传的细胞基础和分子基础赣榆高级中学赣榆高级中学 孙健孙健 一、高考要求一、高考要求 等 级 要 求内 容ABC 细胞的减数分裂及配子的形成过程 受精过程 人类对遗传物质的探索过程 DNA 分子结构的主要特点 基因和遗传信息的关系 DNA 分子的复制 遗传信息的转录和翻译 二、知识构建二、知识构建人类 对遗 传物 质的 探索 过程DNA 分子 的结 构和 复 制减数 分裂 和受 精作 用基因 对性 状的 控 制遗传 的细 胞基 础和 物质 基 础减数分裂的概念减数分裂的 过程受精作用精子的形成肺炎双球菌转化实验卵细胞的

2、形成噬菌体侵染细菌实验DNA 是主要的遗传物质DNA 是遗传物质DNA 分子的结构基本组成单位DNA 的双螺旋结构结构特点DNA 分子的复制时间、条件、过程、特点、意义基因基因的本质基因对性状的控制基因与染色体的关系DNA 片段中的遗传信息基因指导蛋白质的合成转录 中心法则及其补充 翻译蓝天家教网 http:/ 伴你快乐成长三、考点分析三、考点分析 （一）细胞的减数分裂及配子的形成过程（一）细胞的减数分裂及配子的形成过程 1、减数分裂是一种特殊的有丝分裂方式，因此两者有些方面相同，但由于是特殊的有 丝分裂，所以必须搞清楚两者的异同，并能够正确识图和绘图。比较项目比较项目有丝分裂有丝分裂减数分裂

3、减数分裂 分裂细胞类型体细胞原始的生殖细胞同源染色体行为无联会有联会，出现四分体，相互分离， 姐妹染色单体互换部分片段 细胞分裂次数1 次2 次 子细胞数目2 个雄为 4 个，雌为（1+3）个 子细胞染色体数与亲代细胞相同是亲代细胞的一半不 同 点子细胞类型体细胞精子细胞或卵细胞 相同点染色体复制一次，都出现纺锤体意义使生物个体发育中，亲子代细胞 间维持了遗传性状的稳定性减数分裂和受精作用使生物在系 统发育中，亲子代之间维持了遗 传的稳定性2、减数分裂过程中，生物可发生多种可遗传的变异。如分裂间期，DNA 复制时可发生 基因突变；减数第一次分裂过程中，可通过基因的自由组合和交叉互换发生基因重组

4、；减 数分裂和受精作用中还可发生染色体变异等。 3、通常情况下，受精卵中的染色体一半来自精子，一半来自卵细胞，这样，经过受精 作用，受精卵中的染色体又恢复到体细胞中染色体的数目，具有两个亲本的遗传性。可见， 对于进行有性生殖的生物来说，减数分裂和受精作用，对于维持每种生物前后代体细胞中 染色体数目的恒定性，对于生物的遗传变异都是十分重要的。所以说，有性生殖产生的后 代具备两个亲本的遗传性，具有更大的生活力和变异性，对于生物的进化有重要意义。 （二）人类对遗传物质的探索过程（二）人类对遗传物质的探索过程 1、证明 DNA 是遗传物质的思路： 把 DNA 和蛋白质分开，单独直接地去观察 DNA 的

5、效应。肺炎双球菌转化实验 2、证明遗传物质实验 噬菌体浸染细菌实验（同位素标记法）烟草花叶病毒的重建实验 3、RNA 病毒：HIV、SARS 冠状病毒、烟草花叶病毒、车前草病毒 绝大多数生物的遗传物质是 DNA DNA 是主要的遗传物质 （三）（三）DNADNA 分子的结构和功能分子的结构和功能两条反向平行脱氧核苷酸链外侧基本骨架：磷酸和脱氧核糖交替连结 内侧碱基碱基对（氢键连接）：碱基互补配对原则（A-T，G-C）A=T C=GA+G=C+T=50% 嘌呤=嘧啶（A1+T1）/( G1+ C1)=M （互补碱基和的比恒等）则(A2+T2)/( G2 + C2)=M (A+T)/ (G + C

6、)=M 2、碱基互补 (A1+G1)/(C1+T1)=N （不互补碱基和的比在两单链上互为倒数） 配对原则 (A2+G2)/(C2+T2)=1/N (A+G)/(C+T)DNA=1（在双链上为 1）(A1+T1) = (A2+T2) = (A+U)mRNA= 1/2（A+T）(A1+T1)% = (A2+T2) %= (A+U)mRNA%=（A+T）%A1%+A2%=2A% 1、DNA 结构特点蓝天家教网 http:/ 伴你快乐成长遗传信息的传递复制遗传信息的表达指导蛋白质的合成（转录和翻译） 4、DNA 复制、转录、翻译比较复 制转 录翻 译时间有丝分裂间期和减数分裂前初 级性母细胞的形成过

7、程中生长发育的连续过程中场所主要在细胞核，少部分在线粒 体和叶绿体主要在细胞核，少部 分在线粒体和叶绿体核糖体原料4 种脱氧核苷酸 （A、T、C、G）4 种核糖核苷酸 （A、U、C、G）20 种氨基酸模板DNA 的两条链DNA 中的一条链mRNA 条件特定的酶和 ATP、适宜的温度、PH过程DNA 解旋以两条链为模板， 按碱基互补配对原则，合成 两条子链，子链与对应链螺 旋化DNA 解旋，以一条链为模 板，按碱基互补配对原 则，形成 mRNA（单链） ， 进入细胞质与核糖体结 合tRNA 一端的碱基与 mRNA 上密码子配对， 另一端携带相应氨基 酸合成有一定氨基酸 序列的蛋白质碱基配对 方式

8、A-T，G-C，T-A，C-GA-U，T-A，G-C，C-GA-U，G-C，U-A，C-G信息传递DNA DNADNA mRNARNA 蛋白质特点边解旋边复制，半保留复制边解旋边转录，单链转 录一个 mRNA 上可连续 结合多个核糖体，依 次合成多肽链产物两个双链 DNA 分子核糖核酸蛋白质（多肽）和水意义复制遗传信息，使遗传信息 由亲代传给子代表达遗传信息，使生物体表现出各种遗传性状5、中心法则及其补充转录 翻译DNA RNA 蛋白质 （中心法则及其补充）逆转录 (逆转录及 RNA 复制只少数 RNA 病毒有)密码子（在 mRNA 上）64 种，决定蛋白质的 61 种(3 种终止密码子)；t

9、RNA 61 种； 反密码子（在 tRNA 上）可以与密码子互补配对；tRNA 有特异性。 6、基因是具有遗传效应的 DNA 片段，染色体是 DNA 的主要载体。因此，染色体、 DNA、基因之间有直接联系。因为蛋白质是生命活动的体现者，也是生物性状的表达者，基 因控制性状是通过控制蛋白质的合成来实现的。基因控制蛋白质的合成，实质上是把基因 中的脱氧核苷酸的排列顺序变为氨基酸序列的过程。 7、基因对性状的控制： 间接控制：控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制性状。 直接控制：控制蛋白质的分子结构直接影响性状。3、DNA 功能蓝天家教网 http:/ 伴你快乐成长四、典例解析四、典例解析 例 1、

10、(06 广东)右图为高等动物的细胞分裂示意图。图中不可能反 映的是 （ ） A.发生了基因突变 B.发生了染色体互换 C.该细胞为次级卵母细胞 D.该细胞为次级精母细胞 解析：解析：既要熟悉减数分裂与有丝分裂图像的判断，同时要与基因在 染色体上的分布、基因突变相结合。根据图中细胞无同源染色体和着丝 点已分开这一特点，我们可以断定该细胞处于减数分裂第二次分裂的后 期。从染色体上的基因分析：正常情况下，较大一条染色体上的基因应该是相同的（来自 同一个 DNA 分子的复制，即基因要么是 BB，要么是 bb） ，但事实是一个 B 基因，一个 b 基 因，A、B 两个选项都可以产生这一结果；同时由于细胞

11、质的均等分开，所以该细胞不可能 是次级卵母细胞（次级卵母细胞分裂形成一个极体和一个卵细胞，细胞质分配不均等） 。 答案：答案：C 例 2、 (06 上海)用一个32P 标记的噬菌体侵染细菌。若该细菌解体后释放出 32 个大小、形状一样的噬菌体，则其中含有32P 的噬菌体有（ ）A.0 个 B.2 个 C.30 个 D.32 个 解析：解析：掌握 DNA 复制的特点是半保留复制，亲代的 DNA 分子双链分开分别作为模板， 参与组成子代 DNA 分子。用放射性元素标记亲代的 DNA 分子后，不管复制多少次，总是有 2 个子代 DNA 分子被标记。 答案：答案：B 例 3、 （07 广东）格里菲思（

12、F. Griffith）用肺炎双球菌在小鼠身上进行了著名的转 化实验，此实验结果 （ ） A证明了 DNA 是遗传物质 B证明了 RNA 是遗传物质C证明了蛋白质是遗传物质 D没有具体证明哪一种物质是遗传物质 解析：该题考查学生对“遗传物质的探索过程”掌握。肺炎双球菌的转化实验，包 括格里菲思的实验和艾弗里的试验， “格里菲思的肺炎双球菌转化实验”指出加热杀死的 S 型菌存在“转化因子” ，将无毒的 R 菌转化为有毒性的 S 菌，但该转化因子是什么没有 证明。 “艾弗里的肺炎双球菌转化实验”从 S 型活细菌中提取 DNA，将 S 型 DNA 与 R 型混 合培养，R 型活细菌繁殖的后代中有少量

13、 S 型菌体，这些 S 型菌体的后代为 S 型菌体。R 菌的 DNA 在 S 菌 DNA 的作用下发生变异，而且这些 S 型菌体的后代为 S 型菌体，进一步 证明这种变异是可遗传的。这个试验表明 DNA 是遗传物质, 而蛋白质、RNA、多糖等不是 遗传物质。但肺炎双球菌的转化实验，不能证明 DNA 是主要遗传物质。 答案：答案：D 例 4、 （07 广东）下列关于 DNA 复制的叙述，正确的是 （ ） A在细胞有丝分裂间期，发生 DNA 复制 BDNA 通过一次复制后产生四个 DNA 分子 CDNA 双螺旋结构全部解链后，开始 DNA 复制 D单个脱氧核苷酸在 DNA 酶作用下连接合成新的子链

14、 解析：该题考查了 DNA 复制的时间、过程、特点、原料、结果等知识。在细胞增殖 的间期进行 DNA 复制，通过一次复制后产生 2 个 DNA 分子；DNA 的复制是半保留复制、 多起点复制、双向复制、边解旋边复制；单个脱氧核苷酸在 DNA 聚合酶的作用下连接合 成新的子链。注意 DNA 聚合酶和 DNA 酶的作用差别，前者催化 DNA 复制，后者催化 DNA 水解为单个脱氧核苷酸。 答案：答案：A 例 5、 （07 四川改编）人类基因组计划测定的 24 条染色体上的 DNA 分子大约有 31.6 亿 个碱基对，其中构成基因的碱基占碱基总数的比例不超过 2%，其余碱基构成调控序列等。 下面是某

15、 DNA 分子的部分碱基序列，序列 I 为调控序列部分，序列 II 为构成基因的一部分。蓝天家教网 http:/ 伴你快乐成长G CT A GC上列片段所编码蛋白质的氨基酸序列为“甲硫氨酸精氨酸谷氨酸丙氨酸天冬氨 酸缬氨酸” （甲硫氨酸的密码子是 AUG） 。 该基因表达过程中，RNA 的合成在 中完成，此过程称为 。 请写出编码上述氨基酸序列的 mRNA 序列： 。 如果序列 I 中箭头所指碱基对 被替换为 ， 该基因上列片段编码的氨基酸序 列为：如果序列 II 中箭头所指碱基对 缺失，该基因下列片段编码的氨基酸序列为：解析：内容为分子生物学的有关知识，基因的表达包括转录和翻译。RNA 的合成细胞 核中完成，称为转录。基因序列编码氨基酸，从甲硫氨酸的密码子是 AUG 可推知 DNA 的一 条链的相应序列为 TAC，它不能位于序列 1 中，只能位于序列 2 中，根据TACGCCC TCCGCC TACAG就可写出对应的密码子。 序