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1、专题07 遗传的分子基础专题解读考点分布考纲要求备考指南1.DNA分子的结构2.DNA分子的复制3.基因控制蛋白质的合成1.人类对遗传物质的探索过()。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.基因与性状的关系()。1.考查组成DNA的四种脱氧核苷酸。2.考查DNA复制过程中某种原料所需数量的计算。3.考查密码子的概念；转录、翻译的场所；基因控制蛋白质合成过程中相关的计算。知识清单一、DNA是遗传物质的证据1.肺炎双球菌的转化实验(1)1928年格里菲思的实验(体内转化实验)过程及结果分析a.R型细菌无毒性，不会使小鼠死亡。
2、b.S型细菌_，会使小鼠_，而且S型细菌内有_的物质。结论：_(但没有证明转化因子是什么成分)。(2)1944年艾弗里的实验(体外转化实验)过程及结果分析a.S型细菌的_使R型细菌发生转化。b.S型细菌的其他物质_。结论：S型细菌体内的_是使R型细菌产生稳定遗传变化的物质。(3)格里菲思实验与艾弗里实验的关系格里菲思实验说明_，艾弗里实验进一步证明_。2.噬菌体侵染细菌的实验(1)实验步骤：标记细菌_。(2)实验结论：子代噬菌体的各种性状是_遗传的，_是噬菌体的遗传物质。3.两实验的比较(1)相同点：二者的实验思路一致，即都是设法将_分开，单独地直接研究它们各自的功能。(2)不同点：前者是直接
3、分离法，而后者则是采用了_的间接分离。二、DNA分子的结构和功能1.结构特点DNA分子呈规则的_，该结构中不变的是_，变的是_。2.功能特点3.中心法则解读(1)图示(2)分析图示中的a、b、c是遗传物质为_的生物的遗传信息的流动方向，是遗传信息的主要流动方向。图示中的e、c是复制型RNA病毒遗传信息的流动方向，如烟草花叶病毒。图示中的d、a、b、c是逆转录病毒的遗传信息的流动方向，如HIV。 三、基因的概念、结构及功能1.概念：_。2.结构(1)原核细胞基因结构(2)真核细胞基因结构3.特点：编码区是_，有_和_之分。4.功能(1)传递遗传信息：通过_完成。(2)表达遗传信息过程：_。方式：
4、 四、基因工程1.操作工具：_、_、_。2.基本步骤(四步)3.应用(1)医药卫生方面：生产基因工程药品、用于基因诊断和_。(2)农牧业、食品工业方面：获得高产、稳产、优质农作物、_作物、转基因动物，开辟了人类新的食物来源。(3)环保方面：用于环境的监测及被污染环境的净化。一、遗传物质探索的经典实验1.加热杀死的S型细菌的蛋白质变性失活，但其DNA结构相当稳定，仍有活性，其中控制合成荚膜多糖的基因片段进入R型细菌体内，并指导合成荚膜多糖，表现为R型细菌转化为S型细菌。2.由于噬菌体营寄生生活，因此不能在培养基中直接培养噬菌体，必须在含有其宿主细胞的培养基中培养。3.DNA是主要的遗传物质是对生
5、物界而言的，需许多实验共同证明的结论，单独的某一实验只能证明DNA是某种生物的遗传物质，而不能证明DNA是主要的遗传物质。【高考警示】(1)转化的实质并不是基因发生突变，而是S型细菌的DNA片段整合到了R型细菌的DNA中，即实现了基因重组。(2)在转化过程中并不是所有的R型细菌均转化成S型细菌，而是只有少部分R型细菌转化为S型细菌。原因是转化受DNA的纯度、两种细菌的亲缘关系、受体菌的状态等因素影响。4.作为遗传物质必须具备的四个条件(1)能够精确地自我复制，使前后代具有一定的连续性。(2)能够指导蛋白质的合成，从而控制生物的性状和新陈代谢的过程。(3)具有贮存大量遗传信息的潜在能力。(4)具
6、有相对稳定性，可产生可遗传的变异。【高考警示】(1)一切生物(朊病毒除外)的遗传物质是核酸(DNA或RNA)。(2)凡是具有细胞结构的生物(不论是真核生物还是原核生物)，其遗传物质都是DNA，其细胞中的RNA只是遗传信息表达的媒介。二、DNA1.DNA分子的结构(1)每个脱氧核苷酸中，脱氧核糖中1号碳与碱基相连接，5号碳与磷酸相连接，3号碳上的OH与下一个脱氧核苷酸的磷酸脱水聚合形成磷酸二酯键相连接，如图。(2)磷酸、脱氧核糖、碱基之间的数量关系是111。(3)两个核苷酸的脱氧核糖和磷酸之间的磷酸二酯键，用限制性核酸内切酶处理可切断，用DNA连接酶处理可连接。(4)碱基对之间的氢键(一种分子间
7、作用力，不是化学键)，可用解旋酶断裂，也可加热断裂。2.碱基互补配对原则及相关计算(1)嘌呤总数与嘧啶总数相等，则AGTC。(2)在双链DNA分子中，互补碱基之和所占比例在任意一条链及整个DNA分子中都相等。设在双链DNA分子中的一条链上A1T1n%，因为A1T2，A2T1，则：A1T1A2T2n%。所以ATA1A2T1T2n%。简记为“配对的两碱基之和在单、双链中所占比例相等”。(3)双链DNA分子中，非互补碱基之和所占比例在两条互补链中互为倒数。设双链DNA分子中，一条链上：m，则：m，互补链上。简记为：“DNA两互补链中，不配对两碱基之和的比值乘积为1。”(4)两不互补的碱基之和比值相等
8、，即(AG)/(TC)(AC)/(TG)1(5)任意两不互补的碱基之和占碱基总量的50%，即：(AC)%(TG)%50%3.DNA分子中的其他数量关系(1)DNA分子中，脱氧核苷酸数脱氧核糖数磷酸数含氮碱基数1111。(2)配对的碱基，A与T之间形成2个氢键，G与C之间形成3个氢键，CG对占比例越大，DNA结构越稳定。(3)每条脱氧核苷酸链上都只有一个游离的磷酸基，因此DNA分子中含有2个游离的磷酸基。4.判断核酸种类的方法(1)DNA和RNA的判断：含有碱基T或脱氧核糖DNA；含有碱基U或核糖RNA。(2)单链DNA和双链DNA的判断：若：嘌呤嘧啶单链DNA。 (3)DNA和RNA合成的判断
9、：用放射性同位素标记T或U可判断DNA和RNA的合成。若大量消耗T，可推断正发生DNA的合成；若大量利用U，可推断正进行RNA合成。 三、DNA的复制1.DNA复制方式的探究探究DNA复制是半保留复制还是全保留复制，可用同位素标记技术和离心处理技术，根据复制后DNA分子在试管中的位置即可确定复制方式。(1)实验材料：大肠杆菌。(2)实验方法：放射性同位素标记技术和离心技术。(3)实验假设：DNA以半保留的方式复制。(4)实验过程：(见图)大肠杆菌在含15N标记的NH4Cl培养基中繁殖几代，使DNA双链充分标记15N。将含15N的大肠杆菌转移到14N标记的普通培养基中培养。在不同时刻收集大肠杆菌
10、并提取DNA(间隔的时间为大肠杆菌繁殖一代所需时间)。将提取的DNA进行离心，记录离心后试管中DNA位置。2.DNA复制的有关计算DNA复制为半保留复制，若将亲代DNA分子复制n代，其结果分析如下：(1)子代DNA分子数为2n个。含有亲代链的DNA分子数为2个。不含亲代链的DNA分子数为(2n2)个。含子代链的DNA有2n个。(2)子代脱氧核苷酸链数为2n1条。亲代脱氧核苷酸链数为2条。新合成的脱氧核苷酸链数为(2n12)条。(3)DNA分子复制计算问题的提醒将含有15N的1个DNA分子放在含有14N的培养基中培养，复制n次。含14N的DNA分子有2n个，只含14N的DNA分子有(2n2)个，
11、做题时看准是“含”还是“只含”。子代DNA分子中，总链数为2n22n1条。模板链始终是2条。做题时应看准是“DNA分子数”，还是“链数”。(4)DNA复制时消耗脱氧核苷酸数的计算方法运用DNA分子的半保留复制特点解决消耗某种脱氧核苷酸数量的问题时，应注意亲代DNA分子的两条链被保留下来，不需消耗原料。具体计算方法归纳如下：若一亲代DNA分子含有某种脱氧核苷酸m个，经过n次复制需要消耗该脱氧核苷酸数为m(2n1)个。第n次复制所需该脱氧核苷酸数为m2n1个。四、遗传信息的传递过程1.基因是有遗传效应的DNA片段，其复制是随DNA的复制而复制的；遗传信息的表达就是基因的表达。2.DNA复制只发生在
12、进行分裂的组织细胞中，转录和翻译发生在活细胞中，无论细胞是否进行分裂均可进行。3.复制和转录，均是以DNA为模板，故两过程进行的场所是一致的，真核细胞的复制、转录发生在细胞核、线粒体、叶绿体等DNA存在的部位；原核细胞的复制、转录发生在拟核和细胞质的质粒上。翻译的场所只有核糖体。4.DNA、mRNA的碱基数与合成的蛋白质中氨基酸的数量关系： DNA中碱基数mRNA中碱基数氨基酸数631。 5.mRNA与核糖体数量、翻译速度的关系图数量关系：一个mRNA可同时结合多个核糖体，形成多聚核糖体。目的意义：少量的mRNA分子可以迅速合成出大量的蛋白质。方向：从左向右(见上图)，判断依据是多肽链的长短，
13、长的翻译在前。结果：合成的仅是多肽链，要形成蛋白质往往还需要运送至内质网、高尔基体等结构中进一步加工。图示中4个核糖体合成的4条多肽链因为模板mRNA相同而相同。注意：(1)一个核糖体与mRNA的结合部位形成2个tRNA结合位点。(2)翻译起点：起始密码子决定的是甲硫氨酸或缬氨酸。翻译终点：识别到终点密码子(不决定氨基酸翻译停止)。(3)翻译进程：核糖体沿着mRNA移动，读取下一个密码子，而mRNA不移动。6.基因对性状控制的方式(1)直接途径：基因蛋白质结构生物性状，如镰刀型细胞贫血症、囊性纤维病。(2)间接途径：基因细胞代谢生物性状，如白化病、豌豆的粒形。(3)基因与性状并不都是一对一的关系一般而言，一个基因决定一种性状。生物体的一种性状有时受多个基因的
