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1、 专题九 遗传的物质基础、基因工程【知识结构】 基因组的研究【考点导引】 1DNA是主要的遗传物质(肺炎双球菌的转化实验、噬菌体侵染细菌的实验) 2.DNA的分子结构和复制 3基因控制蛋白质的合成(转录和翻译) 4基因对性状的控制 5基因的概念 6原核细胞的基因结构 7真核细胞的基因结构 8人类基因组研究 9基因工程的基本内容：基因操作的工具(限制性内切酶、DNA连接酶、运载体) 基因操作的基本步骤(提取目的基因、目的基因与运载体结合、将目的基因导入受体细胞，目的基因的检测与表达) 10基因工程的成果与发展前景【疑点解读】 1在哪些方面运用了碱基互补配对原则 (1)DNA两条链间碱基对的组成；
2、 (2)DNA复制过程中，母链上的碱基与其合成的子链上的碱基相互结合； (3)以DNA的一条链为模板合成信使RNA的转录过程； (4)以信使RNA为模板，以转运RNA为运载工具的翻译过程； (5)某些致癌病毒中，在逆转录酶的作用下，以RNA为模板合成DNA的过程。2基因组与染色体组密切相关 一个染色体组携带着生物生长发育、遗传变异的全部信息，可称为基因组。人类基因组计划为什么要测定24条染色体?人类体细胞共有23对染色体，其中有22对染色体，它们的形态、大小基本相同，另有两条性染色体，其形态、结构有较大的差别，其基因和碱基排列顺序有明显的不同，所以人类单倍体基因组由22条常染色体DNA分子和X
3、、Y两条性染色体DNA分子组成。3关于转录和翻译过程中的有关计算DNA的转录过程是以其中的一条链为模板，合成一条单链RNA的过程，所以，基因的碱基数是此基因转录出的信使RNA的碱基数的2倍；在翻译过程中，信使RNA上的三个碱基(一个密码子)决定一个氨基酸，所以信使RNA上的碱基数是此信使RNA翻译成的多肽链中氨基酸的3倍。具体关系如下表：4同位素示踪法和离心技术证明DNA的半保留复制 DNA分子在复制时，以解旋后形成的两条链(旧链)作模板，按照碱基互补配对原则，从周围原生质中吸收脱氧核苷酸与之配对，形成两条子链(新链)，新链与旧链螺旋成为一个新的DNA分子，所以称之为半保留复制。一个DNA复制
4、n代后，能形成2n个DNA分子，这些DNA分子中，只有两个含有第一代DNA的链。若已知某一全部N原子被15N标记的DNA分子(0代)，转移到含14N的培养基中培养若干代，其结果分析如下表：5获取目的基因的方法比较【典型例题】 例1 由n个碱基组成的基因，控制合成由1条多肽链组成的蛋白质，氨基酸的平均相对分子质量为a，则该蛋白质的分子量最大为( )Ana/6 Bna/318(n/3-1) C. na18(n-1) Dna/618(n/6-1)【解析】该基因中有n个碱基，以它的一条链为模板转录出的mRNA中有n/2个碱基，mRNA上三个相邻的碱基为一个密码子，决定一个氨基酸。所以该基因决定的氨基酸
5、个数为 n/(23)。氨基酸形成的蛋白质是一个多肽链，因此缩合失去的水分子数为：n/6-1，形成蛋白质的分子量应减去失去的水的分子量。即：na/618(n/6-1)。【答案】D例2 将大肠杆菌的某一结构取出，连接上生长激素的基因以后，重新置入大肠杆菌内，进行发酵，就可以得到大量的人生长激素，则这一结构是 ( ) A大型环状DNA B核糖体 C质粒 D染色体【解析】基因工程中需要运输工具运载体。作为运载体必须具备三个条件，符合这些条件的运载体有质粒、噬菌体和动植物病毒。大肠杆菌是原核生物，其细胞内的DNA是裸露的，无染色体。 【答案】C例3 （多选）若某基因原有150个碱基对，由于受到X射线的辐
6、射，少了1对碱基。此时由它控制合成的蛋白质与原来的蛋白质相比较，可能出现的情况是（ ） A49个氨基酸，其他氨基酸顺序不变 B49个氨基酸，氨基酸的顺序改变 C50个氨基酸，氨基酸的顺序改变 D少于49今氨基酸，且排列顺序改变【解析】转录是以基因的一条链为模板，因此突变后，转录形成的信使RNA只有149个碱基，由于信使RNA上3个碱基决定1个氨基酸，所以由此信使RNA翻译形成的蛋白质中最多含49个氨基酸；如果突变发生在末端，则可能是供选中的A；如果突变发生在中段，则在突变点以后的碱基排列顺序发生改变，相应的氨基酸也随之发生改变，可能是供选中的B;如果突变发生在中段，但由于碱基前移而出现了终止密
7、码子，则可能是供选中的D。 【答案】ABD例4 已知几种氨基酸的密码为： 精氨酸：CGU、CGC、CGG、AGA、AGG 缬氨酸：GUU、GUC、GUA、GUG 甘氨酸：GGU、GGC、GGA、GGG 组氨酸：CAU、CAC 色氨酸：UGG 甲硫氨酸：AUG 根据以上信息及所学知识分析回答以下问题： (1)组成蛋白质的氨基酸约有20种，其共同特点是 ； (2)氨基酸的密码在 上，有时DNA的碱基发生改变后，也不会改变生物的性状，我们称之为无义突变。密码子的三个碱基中第 个碱基发生改变最可能为无义突变； (3)用化学方法使一种六肽分子降解，其产物中测出三种三肽： 甲硫氨酸组氨酸色氨酸；精氨酸缬氨
8、酸甘氨酸；甘氨酸甲硫氨酸组氨酸。 则这六种的氨基酸顺序为 ；(用序号说明)(4)编码这个六肽的DNA分子中至少含有 个脱氧核糖。【解析】 (1)组成蛋白质的氨基酸种类约有20种，都为氨基酸，即至少含有一个氨基和一个羧基，且连接在同一个碳原子上。(2)遗传学上把信使RNA上决定一个氨基酸的三个相邻的碱基叫做一个“密码子”。根据题中提供的氨基酸的密码分析可见，一个氨基酸可由多个遗传密码所决定，但三个碱基中前两个更为重要,如第三个碱基发生改变，所决定的氨基酸最可能不发生变化，即发生无义突变。 (3)首先必须确定一个三肽中三个氨基酸的顺序，然后根据相邻氨基酸的种类可以发现其正确的顺序应为精氨酸缬氨酸甘
9、氨酸甲硫氨酸组氨酸色氨酸。 (4)六个氨基酸是由6个遗传密码决定的，应含18个核糖核苷酸，由于DNA是双链结构，则决定该mRNA的DNA分子至少含有36个脱氧核苷酸，每个脱氧核苷酸又是一分子脱氧核糖、一分子磷酸和一分子含氮碱基组成，所以至少含有36个脱氧核糖。）【答案】 (1)至少含有一个氨基和一个羧基，并且连接在同一个碳原子上 (2)mRNA 三 (3) (4)36【专题训练一】1下列在基因结构中均不含内含子的一组生物是( )A大肠杆菌、酵母菌 B硝化细菌、青霉菌 C放线菌、乳酸菌 D蓝藻、酵母菌2.经实验测得衣藻DNA在细胞中分布如下：84%在染色体上，14%在叶绿体上，1%在线粒体上，1
10、%游离于细胞质中。这些数据说明（ ）A.衣藻的遗传物质主要是DNA B.衣藻染色体由DNA、蛋白质和少量RNA组成C.衣藻DNA的主要载体是染色体 D.衣藻细胞质中无DNA3人体肝细胞合成蛋白质不同于合成肝糖元的特殊条件是需要 ( ) A模板 BATP C基本组成单位 D酶4.在真核生物的下列生理过程中，发生DNA分子解旋的是（ ）DNA复制 转录 翻译 逆转录A. B. C. D.5.关于双链DNA分子结构的叙述中，错误的是（ ）A.每个DNA分子都含有四种脱氧核苷酸B.每个脱氧核糖上均连接着一个磷酸和一个含氮碱基C.每个双链DNA分子中，都是碱基数等于磷酸基数等于脱氧核苷酸数等于脱氧核糖数
11、D.双链DNA分子中的一段，若含有30个胞嘧啶，就一定会同时含有30个鸟嘌呤6.假如一个DNA分子含有1000个碱基对,将这个DNA分子放在用32P标记的脱氧核苷酸的培养液中让其复制一次，则新形成DNA分子的分子量比原来增加了( )A.1000 B.000 C.500 D.无法确定7.小麦的遗传是细胞核和细胞质共同作用的结果，控制小麦细胞细胞核和细胞质遗传的物质由几种核苷酸组成（ ）A.2种 B.4种 C.5种 D.8种8. 一条多肽链中有氨基酸1000个，则合成该多肽链所需要的遗传信息和遗传密码中的相应碱基数目为 （ ） A3000个和6000个 B3000个和3000个 C1000个和30
12、00个 D6000个和3000个9.在“DNA的精提取与鉴定”实验中，有两次DNA的沉淀析出，其依据的原理是（ ）DNA在氯化钠物质的量浓度为0.14mol/L的溶解度最低DNA在冷却的体积分数为95%的酒精中能沉淀析出A.两次都是 B.两次都是C.第一次是，第二次是 D.第一次是，第二次是10.关于RNA的叙述不正确的是（ ）A.RNA可作为逆转录的模板 B.信使RNA是翻译的模板C.信使RNA是氨基酸的转运工具 D.RNA中没有碱基T11.下面是关于基因、蛋白质、性状之间关系的叙述，其中不正确的是（ ）A.一个性状受一个基因控制的 B.蛋白质的结构可以直接影响性状C.蛋白质的合成是受基因控制的 D.蛋白质的功能之一是可以表达性状12.关于转运RNA的叙述，正确的是（ ）A.每种氨基酸都有它特定的一种转运RNA B.转运RNA是在细胞质中合成的C.一个转运RNA只有三个碱基 D.一种氨基酸可由一种或几种转运RNA运载13.下列关于转录和翻译的比较错误的是（ ）A.需要的原料不同 B.所需酶的种类不同C.均可以在线粒体和叶绿体中进行 D.碱基配对的方式相同14在噬菌体侵染细菌实验中，如果细菌体内的DNA和蛋白质分
