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1、专题 7 遗传的分子基础一、 【考纲解读 】Pn 考纲内容热点预测 考点清单要求1.人类对遗传物质探索中经典实验的设计思路、方 法与结论分析 2.DNA 分子结构和复制的关系及相关计算 3.DNA 分子多样性和特异性在人血缘关系鉴定、 刑 事侦破中的应用 4.遗传信息的转录和翻译及相关计算 5.基因与 DNA 、染色体、遗传信息的关系 6.中心法则的内容及相关内容的区别、联系和应用 7.基因与蛋白质及性状的关系 8.DNA 和 RNA 的区别及判断(1) 人类对遗传物质的探索过程(2) DNA 分子结构的主要特点 (3) 基因的概念(4)DNA 分子的复制(5)遗传信息的转录和翻译(6)基因与
2、性状的关系二、 【知识体系】Pn 三、 【考点突破 】Pn 1DNA 是遗传物质的证据(1)肺炎双球菌转化实验格里菲思体内转化实验过程：R型活细菌注射S型活细菌注射加热杀死的 S型细菌注射R型活细菌加热杀死的 S型细菌注射分析：R型细菌无毒性，S型细菌有毒性， S 型细菌内含有使R 型细菌转化为 S 型细菌的物质。结论：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。艾弗里体外转化实验过程：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
3、遗传物质。(2)噬菌体侵染细菌的实验过程：标记细菌；标记噬菌体(35S 标记蛋白质,32P 标记DNA)；用标记的噬菌体分别侵染未标记的细菌。结果：含35S 的噬菌体细菌上清液放射性很高，沉淀物放射性很低，新形成的噬菌体中没有检测到35S；含32P 的噬菌体细菌上清液放射性很低，沉淀物放射性很高，新形成的噬菌体中检测到32P。结论：子代噬菌体的各种性状是通过亲代的DNA 遗传的，即 DNA 是遗传物质。(3)两实验的比较相同点：二者的实验思路一致， 即都是设法将DNA 和其他物质分开，单独地直接研究它们各自不同的功能。不同点：前者是直接分离法，而后者采用了放射性同位素标记法进行间接分离。2DN
4、A 的结构和功能(1)结构特点： DNA 分子呈规则的双螺旋结构，该结构中不变的是排列在外侧的脱氧核糖和磷酸，变的是内侧碱基对的排列顺序，DNA 两条链之间的碱基通过氢键形成碱基对，配对遵循碱基互补配对原则。(2)功能特点遗传信息的传递遗传信息的表达过程DNA 复制转录翻译遗传信息传递DNA DNADNA RNARNA多肽时期细胞分裂间期整个个体发育过程中场所主要在细胞核，少数在线粒体、叶绿体中核糖体原料脱氧核苷酸核糖核苷酸20 种氨基酸模板DNA 分子的两条链DNA 分子的一条链mRNA酶解旋酶、 DNA 聚合酶解旋酶、 RNA 聚合酶合成酶特点半保留复制、边解旋边复制边解旋边转录一条 mR
5、NA 上相继结合多个核糖体，可迅速合成大量蛋白质3.基因(1)基因的本质：基因是有遗传效应的 DNA 片段。(2)基因的功能：储存遗传信息 (碱基对的排列顺序代表着遗传信息 )。传递遗传信息 (复制)。表达遗传信息 (转录、翻译 )。(3)染色体、 DNA、基因、脱氧核苷酸的关系4种脱氧核苷酸每个基因含许 多个脱氧核苷酸基因每个DNA分子 中含许多个基因DNA主要载体每条染色体上含有 1个或2个DNA 分子染色体基因在染色体上呈线性排列(4)基因控制生物性状基因控制生物性状是通过控制蛋白质合成来实现的。基因控制性状的两种方式一种是基因通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状， 另一种是基因通过
6、控制酶的合成间接控制生物体的性状。基因与性状间的关系基因与性状之间并非简单的一一对应的关系。P25 一、生物的遗传物质生物类型病毒原核生物真核生物核酸种类DNA 或 RNA DNA 和 RNA DNA 和 RNA 碱基种类4 种5 种5 种核苷酸种类4 种8 种8 种遗传物质DNA 或 RNA DNA DNA 二、DNA 的有关计算1DNA 分子结构中相关碱基计算(1)双链 DNA 分子中， AT，CG，(AG)/(TC)1。(2)双链 DNA 分子中，如果一条链中的 (AT)/(GC)a，则其互补链中此比例等于 a；如果一条链中的 (AG)/(TC)b，则其互补链中此比例等于1/b。(3)在
7、双链 DNA 分子的一条链中， AT 占该链碱基的比例等于另一条链中的 AT 占该链碱基的比例， 还等于双链 DNA 分子中 AT 占整个 DNA 分子碱基的比例。2DNA 复制和表达过程中的相关计算(1)一个双链 DNA 分子复制 n 次后，子代 DNA 分子数为 2n个，子代 DNA分子中有 2 个 DNA 含亲代 DNA 母链，不含亲代链的子代DNA 分子为 (2n2)个。(2)一条双链 DNA 分子复制 n 次后，子代 DNA 分子共有脱氧核苷酸链2n1条，其中亲代脱氧核苷酸链2 条，新合成的脱氧核苷酸链(2n12)条。(3)若一亲代 DNA 分子中有某种脱氧核苷酸m 个，则该 DNA
8、 分子复制 n 次后，形成的子代 DNA 分子需要消耗游离的该脱氧核苷酸为(2n1)m 个。第 n 次复制时，需要消耗该脱氧核苷酸2n1 m个。(4)转录产生的 mRNA 分子中碱基数目是基因中碱基数目的一半，且基因模板链中 AT(或 CG)与 mRNA 分子中 UA(或 GC)相等。(5)翻译过程中，在不考虑终止密码子等的条件下，基因的碱基数mRNA碱基数蛋白质 (多肽)氨基酸数 631。三、中心法则中遗传信息的流动情况1在生物生长繁殖过程中遗传信息的传递方向为：转录mRNA翻译蛋白质2在细胞内蛋白质合成过程中，遗传信息的传递方向(如胰岛细胞中胰岛素的合成 )为：DNA含胰岛素基因转录mRN
9、A翻译胰岛素3含逆转录酶的RNA 病毒在寄主细胞内的繁殖过程中，遗传信息的传递方向为：RNA 逆转录DNA 转录mRNA翻译蛋白质4DNA 病毒(如噬菌体 )在寄主细胞内的繁殖过程中，遗传信息的传递方向为：转录mRNA翻译蛋白质5RNA 病毒(如烟草花叶病毒 )在宿主细胞内的繁殖过程中，遗传信息的传递方向为：翻译蛋白质四、RNA 的功能1mRNA：蛋白质合成的直接模板，密码子位于mRNA 上。2tRNA：蛋白质合成时氨基酸的转运工具，反密码子位于tRNA 上。3rRNA：核糖体的重要组成成分，其合成与核仁有关。4少数 RNA 可作为酶起催化作用。5在 RNA 病毒中， RNA 可作为遗传物质，
10、控制病毒性状。P26 人类对遗传物质的探索过程(2011广东卷 )艾弗里和同事用 R 型和 S型肺炎双球菌进行实验，结果如下表，从表可知 () 实验组号接种菌型加入 S 型菌物质培养皿长菌情况R 蛋白质R 型R 荚膜多糖R 型R DNA R 型、S 型R DNA( 经 DNA 酶处理 ) R 型A.不能证明 S型菌的蛋白质不是转化因子B说明 S 型菌的荚膜多糖有酶活性C和说明 S 型菌的 DNA 是转化因子D说明 DNA 是主要的遗传物质、组：RS型菌的蛋白质 /荚膜多糖，只长出 R 型菌，说明蛋白质/荚膜多糖不是转化因子。 组：RS 型菌的 DNA ，结果既有 R 型菌又有 S型菌，说明 D
11、NA 可以使 R 型菌转化为 S型菌；组：用 DNA 酶将 DNA 水解，结果只长出 R 型菌，说明 DNA 的水解产物不能使R 型菌转化为 S 型菌，从一个反面说明了只有 DNA 才能使 R 型菌发生转化。故C 正确。C (2011湖南师大附中月考卷 )用32P标记的噬菌体侵染大肠杆菌，经培养、搅拌、离心、检测，上清液的放射性占15%，沉淀物的放射性占85%，上清液带有放射性的原因可能是( A ) A噬菌体侵染大肠杆菌后，大肠杆菌裂解释放出子代噬菌体B搅拌不充分，吸附在大肠杆菌上的噬菌体未与细菌分离C离心时间过长，上清液中析出较重的大肠杆菌D32P标记的噬菌体蛋白质外壳，离心后存在于上清液中
12、搅拌不充分， 吸附在大肠杆菌上的噬菌体未与细菌分离，应是沉淀物有放射性，所以B 不对。离心时间过短时，上清液中可能有较重的大肠杆菌，所以 C 不对。用32P 标记的是噬菌体的 DNA 而不是蛋白质，所以D 不对。噬菌体侵染大肠杆菌后， 大肠杆菌裂解释放出子代噬菌体，离心后噬菌体存在于上清液，则上清液具有一定的放射性。DNA 分子的结构和复制(2011安徽卷 )甲、乙图示真核细胞内两种物质的合成过程，下列叙述正确的是 () A甲、乙所示过程通过半保留方式进行，合成的产物是双链核酸分子B甲所示过程在细胞核内进行，乙在细胞质基质中进行CDNA 分子解旋时，甲所示过程不需要解旋酶，乙需要解旋酶D一个细
13、胞周期中，甲所示过程在每个起点只起始一次，乙可起始多次考查真核生物的DNA 复制和转录。甲图以DNA 两条单链为模板，而乙以一条单链为模板，且产物是一条链，确定甲图表示DNA 复制，乙图表示转录。 A.转录不是半保留方式，产物是单链RNA；B.真核细胞的DNA 复制和RNA 转录可以发生在细胞核、线粒体及叶绿体中。C.DNA 复制过程解旋需要解旋酶。D.一个细胞周期 DNA 只复制一次，但要进行大量的蛋白质合成，所以转录可以多次发生。D (2011湖南师大附中月考卷)DNA 分子双螺旋结构模型提出之后，人们又去探究 DNA 是如何传递遗传信息的。 当时推测可能有如图A 所示的三种方式。 195
14、8 年，Meslson 和 Stahl 用密度梯度离心的方法，追踪由15N 标记的 DNA 亲本链的去向， 实验过程是： 在氮源为14N 的培养基上生长的大肠杆菌，其 DNA 分子均为14NDNA( 对照)，在氮源为15N 的培养基上生长的大肠杆菌，其 DNA 分子均为15NDNA( 亲代)， 将含15N 亲代大肠杆菌转移到含14N 的培养基上，再连续繁殖两代 (子代和子代 )后离心得到如图 B 所示的结果，请依据上述材料回答问题：(1)如果与对照相比，子代离心后能分辨出轻和重两条密度带，则说明 DNA传递遗传信息的方式是全保留复制。如果子代离心后只有一条中等密度带，则可以排除 DNA 传递遗
15、传信息的方式是全保留复制。如果子代离心后只有一条中等密度带，再继续做子代的DNA 密度鉴定：若子代离心后能可以分出中、轻两条密度带，则可以确定DNA 传递遗传信息的方式是半保留复制。若子代离心后不能分出中、轻两条密度带，则可以确定DNA 传递遗传信息的方式是分散复制。(2)他们观测的实验数据如下：梯度离心 DNA 浮力密度 (g/mL)表世代实验对照亲代1.724 1.710 子代1.717 1.710 子代(1/2)1.717，(1/2)1.710 1.710 子代(1/4)1.717，(3/4)1.710 1.710 分析实验数据可知：实验结果与当初推测的DNA 三种可能复制方式中的半保留
16、复制方式相吻合。从表格中数据可知实验组亲代DNA 分子均为15NDNA ，DNA 的浮力密度为 1.724 g/mL，对照组亲代 DNA 分子均为14NDNA ，DNA 的浮力密度为 1.710 g/mL。实验组子代 离心后， DNA 浮力密度为 1.717 g/mL，则排除了DNA 传递遗传信息的方式为全保留复制。实验组子代、子代 离心后，都出现了浮力密度为 1.717 g/mL 的 DNA ，由此可知 DNA 的复制方式不可能是分散复制。基因的表达(2011江苏卷 )关于转录和翻译的叙述，错误的是() A转录时以核糖核苷酸为原料B转录时 RNA 聚合酶能识别 DNA 中特定碱基序列CmRNA 在核糖体上移动翻
